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

LOGO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU LỚP TRUY NHẬP PHƯƠNG TIỆN MAC CỦA MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY Giảng viên hướng dẫn : TS Hồng Trọng Minh Sinh viên thực : Nguyễn Thị Duyên Lớp : D14CQVT04 Khóa : 2014-2019 NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan mạng cảm biến khơng dây NỢI DUNG Chương 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường Chương 3: Kiến trúc S-MAC Kết luận CHƯƠNG 1: Tổng quan mạng cảm biến không dây 1.Tổng quan Mạng cảm biến không dây - WSN tập hợp thiết bị cảm biến sử dụng liên kết không dây để phối hợp thực thu thập thông tin liệu Cấu trúc mạng cảm biến không dây CHƯƠNG 1: Tổng quan mạng cảm biến không dây Cấu tạo node cảm biến Kiến trúc giao thức mạng WSN CHƯƠNG 1: Tổng quan mạng cảm biến không dây Ứng dụng mạng cảm biến không dây CHƯƠNG 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường Tổng quan Tất giao thức điều khiển truy nhập môi trường MAC cho mạng không dây quản lý việc sử dụng liên kết sóng vơ tuyến để đảm bảo hiệu sử dụng băng thông Yêu cầu giao thức MAC cho mạng WSN • Khả mở rộng • Độ trễ • Thông lượng • Sự công • Độ chắn • Tính ổn định • Hiệu lượng Các nguyên nhân gây lãng phí lượng • Xung đột tắc nghẽn • Nghe • Nghe nhàn rỗi CHƯƠNG 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường Các giao thức điều khiển truy nhập môi trường MAC Giao thức phân chia cố định Mỗi node chia lượng cố định tài nguyên kênh truyền Dùng tài nguyên cách riêng biệt mà không bị tranh chấp với node khác Giao thức phân chia theo nhu cầu Chia dung lượng kênh cho node theo cách tối ưu hay gần tối ưu Giao thức phân chia theo nhu cầu bỏ qua nút trạng thái nghỉ xem xét nút sẵn sàng phát Giao thức phân chia ngẫu nhiên Không chia trước băng thông cho node Tất node mạng phải tranh chấp để truy nhập đường truyền Giao thức đặc trưng: Giao thức đặc trưng: thăm ALOHA , CSMA, FDMA, TDMA, CDMA dò đặt khe thời gian CSMA/CD, CSMA/CA, 802.11 CHƯƠNG 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường Các kỹ thuật truy nhập MAC mạng cảm biến không dây Giao thức dựa lập lịch Dựa phân chia tài nguyên trước cho node Dùng mơ hình tương tự TDMA, kênh truyền chia thành khe thời gian, khe lịch trình để node hoạt động Giao thức dựa tranh chấp Tối thiểu tránh hoàn toàn đụng độ Ý tưởng để giảm tiêu thụ lượng để node vào trạng thái ngủ không hoạt động Giao thức dựa kết hợp Đặc trưng giao thức ZMAC Z-MAC dựa vào khe thời gian tương tự giải pháp dựa TDMA Nhưng khác biệt khe bị đánh cắp nút khác khơng sử dụng SMACS, Bluetooth, LEACH S-MAC, DSMAC, T-MAC, STEM, WiseMAC Z-MAC CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC Tổng quan S-MAC (Sensor-MAC) giao thức điều khiển truy nhập trung bình thiết kế cho mạng cảm biến không dây S-MAC xây dựng dựa giao thức tranh chấp Chu kỳ nghe ngủ định kỳ S-MAC Khuôn dạng khung S-MAC CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC Đồng hóa Mục tiêu: để nút mạng biết lịch trình thức ngủ nút lân cận, từ trao đổi liệu xác Các thành phần liên quan đến đồng hóa SMAC: gói SYNC, bảng lịch biểu, danh sách lân cận Các bước đồng hóa: chọn lịch trình đầu tiên, cập nhật trì lịch biểu, khám phá lân cận định kỳ, cập nhật danh sách lân cận định kỳ 3.Cảm biến sóng mang Node thực cảm biến sóng mang trước gửi liệu S-MAC định nghĩa hai NAV (véc tơ định vị mạng) Một gọi đơn giản NAV sử dụng để trạng thái nút cảm biến có bận hay không Một khác gọi Neighbor NAV dùng để theo dõi lân cận nút Chỉ hai NAV có giá trị cho biết phương tiện rảnh bắt đầu trao đổi liệu 10 CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC Kỹ thuật RTS/CTS Sau cảm nhận CS xác định mơi trường rảnh, nút gửi phát gói RTS nút nhận sẵn sàng nhận liệu cách phát gói CTS Các lân cận nút gửi nhận chuyển sang chế độ ngủ để tiết kiệm lượng 11 CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC Nghe thích ứng khơng có nghe thích ứng nghe thích ứng 12 CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC Truyền thông điệp Dữ liệu cần truyền chia thành nhiều phân đoạn nhỏ Sử dụng kỹ thuật RTS/CTS để truyền phân đoạn liệu nhỏ So Sánh hiệu S-MAC so với 802.11 a) Thiết bị sử dụng Rene Motes dùng hệ điều hành TinyOS 13 CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC b) Cài đặt thông số Triển khai đối tượng cần so sánh: IEEE 802.11 DCF, Overhearing avoidance, S-MAC c) Mơ hình giao thức thực 14 CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC d) Kết phân tích • Tiêu thụ lượng trung bình đo nút nguồn A B 15 CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC • Đo phần trăm thời gian mà nút nguồn chế độ ngủ 16 CHƯƠNG 3: Kiến trúc S-MAC • Tiêu thụ lượng đo nút trung gian 17 KẾT LUẬN Mạng cảm biến không dây lĩnh vực nghiên cứu vô rộng, kiến thức đề cập đồ án phần nhỏ kiến thức mạng cảm biến Đồ án nêu tổng quan, cấu trúc mạng cảm biến không dây Các kỹ thuật truy nhập môi trường nói chung Nêu kỹ thuật đặc trưng sử dụng S-MAC so sánh hiệu S-MAC so với 802.11 Từ thấy SMAC có hiệu tốt tiêu thụ lượng 18 LOGO 19 ... hợp thiết bị cảm biến sử dụng liên kết không dây để phối hợp thực thu thập thông tin liệu Cấu trúc mạng cảm biến không dây CHƯƠNG 1: Tổng quan mạng cảm biến không dây Cấu tạo node cảm biến Kiến... quan mạng cảm biến khơng dây NỢI DUNG Chương 2: Các kỹ thuật truy nhập môi trường Chương 3: Kiến trúc S -MAC Kết luận CHƯƠNG 1: Tổng quan mạng cảm biến không dây 1.Tổng quan Mạng cảm biến không dây. .. LEACH S -MAC, DSMAC, T -MAC, STEM, WiseMAC Z -MAC CHƯƠNG 3: Kiến trúc S -MAC Tổng quan S -MAC (Sensor -MAC) giao thức điều khiển truy nhập trung bình thiết kế cho mạng cảm biến không dây S -MAC xây