slide thuyết trình về lớp MAC trong mạng cảm biến không dây

NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây Chương 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường Chương 3: Kiến trúc S-MAC Kết luận NỘI DUNG... CHƯƠNG 1: Tổng quan về mạng cảm b

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU LỚP TRUY NHẬP

PHƯƠNG TIỆN MAC CỦA MẠNG

CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

Giảng viên hướng dẫn : TS Hoàng Trọng Minh Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Duyên Lớp : D14CQVT04

Khóa : 2014-2019

NỘI

DUNG

Chương 1: Tổng quan về mạng cảm biến

không dây

Chương 2: Các kỹ thuật truy nhập môi

trường

Chương 3: Kiến trúc S-MAC

Kết luận

NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây

Mạng cảm biến không dây - WSN là tập hợp các thiết bị cảm biến sử dụng liên kết không dây để phối hợp thực hiện thu thập thông tin dữ liệu

1.Tổng quan

2 Cấu trúc của mạng cảm biến không dây

CHƯƠNG 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây

WSN

CHƯƠNG 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây

3 Ứng dụng của mạng cảm biến không dây

CHƯƠNG 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường

Tất cả các giao thức điều khiển truy nhập môi trường MAC cho mạng không dây quản lý việc sử dụng liên kết sóng vô tuyến để đảm bảo hiệu quả sử dụng của các băng thông

Yêu cầu đối với các giao thức MAC cho mạng WSN

• Khả năng mở rộng

• Độ trễ

• Thông lượng

• Sự công bằng

• Độ chắc chắn

• Tính ổn định

• Hiệu quả năng lượng

Các nguyên nhân gây ra lãng phí năng lượng

• Xung đột và tắc nghẽn

• Nghe lén

• Nghe nhàn rỗi

1 Tổng quan

CHƯƠNG 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường

Giao thức phân chia cố

định

Giao thức phân chia theo

nhu cầu

Giao thức phân chia ngẫu nhiên

Mỗi node được chia một

lượng cố định tài nguyên

kênh truyền Dùng tài

nguyên này một cách

riêng biệt mà không bị

tranh chấp với các node

khác

Chia dung lượng kênh cho các node theo cách tối ưu hay gần như tối ưu Giao thức phân chia theo nhu cầu

bỏ qua các nút ở trạng thái nghỉ và chỉ xem xét các nút sẵn sàng phát

Không chia trước băng thông cho các node Tất cả các node trong mạng phải tranh chấp để truy nhập đường truyền

Giao thức đặc trưng:

FDMA, TDMA, CDMA

Giao thức đặc trưng: thăm

dò và đặt khe thời gian

ALOHA , CSMA, CSMA/CD, CSMA/

CA, 802.11

2 Các giao thức điều khiển truy nhập môi trường MAC

CHƯƠNG 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường

3 Các kỹ thuật truy nhập MAC trong mạng cảm biến không dây

Giao thức dựa trên lập

lịch

Giao thức dựa trên tranh chấp

Giao thức dựa trên kết

hợp

Dựa trên sự phân chia

tài nguyên trước cho mỗi

node Dùng mô hình

tương tự TDMA, kênh

truyền được chia thành

các khe thời gian, các

khe này chính là lịch

trình để các node hoạt

động

Tối thiểu hoặc tránh hoàn toàn đụng độ Ý tưởng căn bản để giảm tiêu thụ năng lượng là để các node vào trạng thái ngủ khi không hoạt động

Đặc trưng là giao thức Z-MAC

Z-MAC dựa vào các khe thời gian tương tự như các giải pháp dựa trên TDMA Nhưng sự khác biệt ở đây là mỗi khe có thể bị đánh cắp bởi các nút khác nếu nó không được sử dụng

SMACS, Bluetooth,

LEACH

S-MAC, DSMAC, T-MAC, STEM, WiseMAC

Z-MAC

CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC

1 Tổng quan

S-MAC (Sensor-MAC) là giao thức điều khiển truy nhập trung bình được thiết kế cho các mạng cảm biến không dây S-MAC được xây dựng dựa trên các giao thức tranh chấp

Chu kỳ nghe và ngủ

định kỳ trong S-MAC

Khuôn dạng của một khung S-MAC

CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC

2 Đồng bộ hóa

Mục tiêu: để các nút

trong mạng biết được

lịch trình thức ngủ của

các nút lân cận, từ đó

có thể trao đổi dữ liệu

chính xác

Các thành phần liên quan đến đồng

bộ hóa trong S-MAC: gói SYNC, bảng lịch biểu, danh sách lân cận

Các bước trong đồng bộ hóa: chọn lịch trình đầu tiên, cập nhật và duy trì lịch biểu, khám phá lân cận định kỳ, cập nhật danh sách lân cận định kỳ

3.Cảm biến sóng mang

Node sẽ thực hiện cảm biến sóng mang trước khi gửi dữ liệu

S-MAC định nghĩa hai NAV (véc tơ định vị mạng) Một được gọi

đơn giản là NAV và được sử dụng để chỉ trạng thái của chính

nút cảm biến có bận hay không Một cái khác được gọi là

Neighbor NAV dùng để theo dõi các lân cận của nút Chỉ khi cả

hai NAV có giá trị bằng 0 sẽ cho biết phương tiện là rảnh và có

thể bắt đầu trao đổi dữ liệu

CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC

4 Kỹ thuật RTS/CTS

Sau khi cảm nhận CS xác định môi trường rảnh, nút gửi phát gói RTS và nút nhận sẵn sàng nhận dữ liệu bằng cách phát gói CTS

Các lân cận của nút gửi và nhận chuyển sang chế độ ngủ để tiết kiệm năng lượng

CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC

5 Nghe thích ứng

CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC

7 So Sánh hiệu năng của S-MAC so với 802.11

a) Thiết bị sử dụng

6 Truyền thông điệp

Dữ liệu cần truyền được chia thành nhiều phân đoạn nhỏ Sử dụng kỹ thuật RTS/CTS để truyền các phân đoạn dữ liệu nhỏ này

CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC

b) Cài đặt thông số

Triển khai 3 đối tượng cần so sánh: IEEE 802.11 DCF,

Overhearing avoidance, S-MAC

CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC

• Tiêu thụ năng lượng trung bình đo được trong các nút nguồn A và B

d) Kết quả và phân tích

• Đo phần trăm thời gian mà các nút nguồn ở chế độ ngủ

CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC

• Tiêu thụ năng lượng đo được tại nút trung gian

KẾT LUẬN

Mạng cảm biến không dây là một lĩnh vực nghiên cứu vô cùng

rộng, kiến thức được đề cập trong đồ án này chỉ là phần nhỏ kiến

thức về mạng cảm biến

Đồ án đã nêu ra được tổng quan, cấu trúc của mạng cảm biến

không dây Các kỹ thuật truy nhập môi trường nói chung

Nêu được các kỹ thuật đặc trưng sử dụng trong S-MAC và đã so

sánh hiệu năng của MAC so với 802.11 Từ đó thấy được

S-MAC có hiệu quả tốt về tiêu thụ năng lượng

LOGO