Đáp án câu hỏi mạng cảm biến WSN

Câu 1: Phân biệt cảm biến (cảm nhận) với cảm biến? cho ví dụ? Sự cảm biến là một kĩ thuật được sử dụng để thu thập thông tin về các đối tượng vật lí hay các quá trình liên qua đến các biến cố của một sự kiện ví dụ: sự thay đổi nhiệt độ hay áp lực Bộ cảm biến là thiết bị điện tử cảm nhận thay đổi từ môi trường bên ngoài và biến đổi thành các tín hiệu điện để điều khiển các thiết bị khác Cảm biến là một ba thành phần của hệ thống điều khiển VD: cảm biến nhiệt, cảm biến quang, cảm biến hồng ngoại Câu 2: Có loại cảm biến nào? Nêu khác loại cảm biến đó? Cảm biến chia làm ba loại: - Cảm biến đơn hướng, thụ động, - Các cảm biến chùm hẹp, thụ động, - Các cảm biến chủ đợng • Cảm biến đơn hướng, thụ động: đo đại lượng vật lý nút cảm biến mà không cần điều khiển môi trường cách tìm kiếm hoạt động, theo hướng này được gọi là thụ đợng Hơn nữa, mợt sớ các cảm biến này có nguồn lượng riêng, tức chúng có thể có lượng cần thiết từ môi trường – lượng cần để khuếch đại tín hiệu tương tự Không cần quan tâm đến “phương hướng” các phép đo này vd: nhiệt kế, cảm biến ánh sáng, dao động, micro, độ ẩm • Các cảm biến chùm hẹp, thụ động: Các cảm biến này là thụ động phải xác định được phương hướng của phép đo Ví dụ điển hình là camera, có thể “thực hiện các phép đo” theo hướng cho, có thể quay nếu có u cầu • Các cảm biến chủ động: Nhóm cảm biến ći tìm kiếm mơi trường một cách chủ động, ví dụ cảm biến siêu âm radar và một số loại cảm biến địa chấn, tạo các sóng xung kích các tiếng nổ nhỏ Câu 3: Kể tên thách thức khó khăn mạng cảm biến khơng dây? −Loại hình dịch vụ: Đới với mợt WSN u cầu phải có mợt mơ hình mạng với các giao diện và cách nghĩ về dịch vụ mạng −Chất lượng dịch vụ: Liên quan chặt chẽ đến các loại hình dịch vụ mạng là chất lượng dịch vụ Thông thường, chất lượng của dịch vụ thể hiện các ứng dụng thuộc loại hình đa phương tiện Trễ bị chặn băng thông tối thiểu không thích hợp cho các ứng dụng có trễ băng thơng của liệu truyền nhỏ Chất lượng dịch vụ vào hệ sớ cung cấp gói tin là chưa đầy đủ vì liên quan đến số lượng và chất lượng thông tin về đối tượng khu vực được quan −Mức chịu lỗi: Do các nút có thể hết lượng bị hỏng, thông tin vô tuyến hai nút bị gián đoạn nên WSN có thể có lỗi Trong trường hợp vậy, để hạn chế lỗi thì WSN nên có sớ nút nhiều mức cần thiết −Thời gian sử dụng: Việc thay thế nguồn pin này là không thực tế và không thể thực hiện tức thời WSN phải sử dụng được ít là thời gian thực hiện nhiệm vụ được giao Do đó, t̉i thọ của WSN quan trọng và hiển nhiên, cách thức để WSN sử dụng lượng mợt cách có hiệu thực sự cần thiết.Tuổi thọ của WSN tỉ lệ nghịch với chất lượng dịch vụ phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể của mạng −Khả mở rộng: Từ một WSN gồm một số lượng lớn các nút, kiến trúc và giao thức của mạng làm việc có khả mở rộng −Dải rộng mật độ: mật độ có thể khác theo thời gian và khơng gian các nút di chuyển bị hỏng; mật độ đồng toàn bộ mạng (do vị trí đặt nút không hoàn hảo) và mạng nên thích ứng với các biến đởi −Khả trình: khơng cần để cho các nút để xử lý thông tin mà dùng để các nút phản ứng linh hoạt thay đổi nhiệm vụ Các nút cần được lập trình, và chương trình phải được thay đổi quá trình hoạt động, nhiệm vụ trở nên quan trọng Xử lý thông tin theo một cách định sẵn không thể đáp ứng được u cầu −Có khả bảo dưỡng: Khi mơi trường của WSN và chính thân WSN thay đổi (hết pin, nút bị hỏng, có nhiệm vụ mới) thì hệ thớng phải thích nghi với điều Câu 4.so sánh mạng truyền thống WSN Mạng truyền thống -Thiết kế đa dụng, phục vụ nhiều ứng dụng WSN -Thiết kế mục đích, phục vụ cho ứng dụng riêng biệt -Thiết kế chủ yếu liên quan đến hiệu suất và thời gian -Năng lượng là điều kiện ràng buộc chính thiết chờ của mạng kế của tất nút và thiết bị mạng -Mạng được thiết kế và xây dựng theo kế hoạch -Nhân sự, cấu trúc mạng và tài nguyên thường được dùng cho ad hoc (ko có kế hoạch) -Mạng và thết bị hoạt đợng được điều khiển và -Mạng cảm biến thường hoạt động môi trường môi trường tốt khắc nghiệt -Bảo dưỡng và sửa chữa chung và mạng thường dễ -Truy cập vật lý tới các nút cảm biến thường khó truy cập khăn, thậm chí là ko thể -Thiết bị hỏng được xác định nhờ việc bảo dưỡng và -Thiết bị hỏng được dự đoán và xác định sửa chữa thiết kế mạng -nắm bắt kiến thức mạng toàn cầu thường thuận tiện -tất được quyết định cách tập trung mà ko cần và quản lý tập trung là khả thi thông qua người quản lý chính Câu 5: Cho mạch cầu Wheatstone sử dụng cảm biến nhiệt độ loại điện trở R x hình 1.1 Giả thiết R1 = 10Ω; R3 = 20Ω , nhiệt độ thời 80 0F Rx 800 F = 10Ω Lấy chuẩn cảm biến cho điện áp ( ) Vout = 0V nhiệt độ 800F a.Tính giá trị mong muốn R2 ? b.Điện áp (dưới dạng hàm điện áp nguồn cung cấp) nhiệt độ 90 0F, việc tăng nhiệt độ dẫn đến việc tăng trở kháng R2 lên 20%? giải a).Vout =0 => mạch cầu cân I1.R1 = I3.R3 I1.R2 = I3.Rx => R1/R2 = R3/Rx R2 = R1.Rx/R3 = 10.10/20 = Ω b).VR2= R2.(Vcc /(R1+R2)) VRx=Rx .(Vcc /(R3+Rx)) Vout = VR2-VRx = Vcc/(R2/(R1+R2) –Rx/(R3+Rx)) Câu 6: Nêu khó khăn cho việc chọn đường WSN? −Thứ nhất, số lượng nút cảm biến là khá lớn nên không thể xây dựng một quy tắc cho địa toàn cục triển khai vì phần điều khiển cho việc thiết lập ID là cao Vì vậy, các giao thức dựa IP truyền thớng có thể khơng áp dụng được cho WSN −Thứ hai, khác với các mạng thơng tin nói chung, hầu hết các ứng dụng của mạng cảm biến yêu cầu truyền số liệu cảm biến từ nhiều nguồn tới một nút gốc −Thứ ba, các nút cảm biến bị hạn chế về công suất, khả xử lý và dung lượng nhớ −Thứ tư, hầu hết các ứng dụng, các nút WSN thường có vị trí cớ định Tuy nhiên, một số ứng dụng, các nút cảm biến có thể được phép di chủn và thay đởi vị trí (mặc dù với độ di chuyển thấp) −Thứ năm, các mạng cảm biến thường phụ thuộc vào ứng dụng −Thứ sáu, vị trí của các nút cảm biến đóng vai trò quan trọng vì việc lựa chọn số liệu thường dựa vào vị trí Hiện chưa thích hợp cho việc sử dụng các phần cứng của hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cho mục đích này Các phương pháp xác định vị trí của các nút cảm biến thường dựa vào cường độ tín hiệu từ một số điểm xác định −Thứ bảy, số liệu được lựa chọn các nút cảm biến WSN thường dựa vào hiện tượng chung, có độ dư thừa Các giao thức chọn đường phải khắc phục được độ dư thừa này để sử dụng hiệu băng thơng Tóm lại, phương pháp chọn đường WSN cần phải quan tâm đến các đặc tính riêng của WSN với các yêu cầu về ứng dụng và cấu trúc Câu 7: Kể tên lĩnh vực ứng dụng WSN đời sống? −Các ứng dụng cứu trợ thiên tai −Giám sát môi trường và lập đồ đa dạng sinh học −Các tòa nhà thơng minh −Quản lý thiết bị −Bảo dưỡng và giám sát máy −Trong nơng nghiệp −Chăm sóc sức khỏe và y tế −Thơng tin Câu 8: Nêu tóm tắt cơng nghệ thường dùng WSN? −Giao tiếp vô tuyến đa bước nhảy: Khi giao tiếp vô tuyến là kỹ thuật cốt lõi, thông tin trực tiếp người gửi và người nhận phải đối mặt với một số hạn chế Đặc biệt, giao tiếp đường dài thực hiện được sử dụng công suất phát cao Việc sử dụng các nút trung gian các trễ có thể làm giảm tởng lượng u cầu Do đó, với nhiều loại WSN, cái gọi là giao tiếp đa bước nhảy là một thành phần cần thiết −Sử dụng lượng có hiệu quả: tiêu thụ lượng khơng đồng đều – tạo nên các "điểm nóng - hotspot" −Tự cấu hình: WSN phải tự cấu hình các thơng sớ hoạt đợng của nó, việc này độc lập với cấu hình bên ngoài – Số nút càng ít càng tốt và bố trí đơn giản là yêu cầu hầu hết các ứng dụng.( mạng cảm biến có khá nhiều nút) ngoài phải "tự định vị -self-location”khi có các node hay bị hỏng −Sự cộng tác xử lý mạng: Trong một số trường hợp, một cảm biến không thể quyết định được việc liệu sự kiện có xảy hay không nhiều cảm biến cộng tác với cung cấp đủ thông tin để làm điều Thơng tin được xử lý mạng theo các cách thức khác để có được sự cợng tác này −Trung tâm liệu: Vấn đề quan trọng là thân liệu nhận được là nút cung cấp liệu Do đó, xu hướng hiện là chủn từ mơ hình trung tâm địa sang mô hình trung tâm liệu việc thiết kế kiến trúc và giao thức trùn thơng Câu 9.Nêu tóm tắt số khác biệt hai mạng MANET WSN? Thiết bị ứng dụng: Ứng dụng và thiết bị của MANET khác WSN Trong MANET, đầu ći có thể khá mạnh (một máy tính xách tay một PDA (Personal Digital Assistant - Thiết bị hỗ trợ cá nhân kỹ tḥt sớ)) có nguồn pin tương đới lớn Tương tác với mơi trường: Do các WSN phải có tương tác với mơi trường nên đặc tính lưu lượng của có thể khác Thơng thường, các WSN có tốc tốc độ liệu thấp một thời gian dài lại có lưu lượng cao có hiện tượng xảy (ví dụ, đới với mợt hệ thống thời gian thực là mưa bão) Trạng thái nghỉ mợt thời gian dài có thể thay thế trạng thái hoạt động cao của mạng một thời gian ngắn, nâng công suất của mạng lên giới hạn Trong đó, MANET được sử dụng để hỗ trợ nhiều ứng dụng thông thường (Web, giọng nói…) với các đặc tính lưu lượng khơng có sự thay đổi đột biến Quy mô: Các WSN thường dùng để giám sát số lượng thực thể lớn nhiều (hàng nghìn, thậm chí hàng trăm nghìn) so với mạng ad hoc Năng lượng: Trong hai mạng WSN và MANET, lượng là vấn đề được quan tâm Các WSN có yêu cầu chặt chẽ về thời gian sử dụng, khả xạc pin thay thế nguồn pin của nút so với MANET Do đó, WSN quan tâm nhiều đến việc tiêu thụ lượng MANET Tự cấu hình: Tương tự mạng ad hoc, các WSN yêu cầu tự cấu hình thành mạng kết nối, sự khác biệt lưu lượng, sử dụng lượng… có thể đòi hỏi giải pháp khác Độ tin cậy chất lượng dịch vụ: Các yêu cầu liên quan đến độ tin cậy và chất lượng dịch vụ là khá khác Trong một MANET, nút riêng rẽ đều phải có đợ tin cậy khá cao, mợt WSN, mợt nút riêng rẽ khơng đóng vai trò quan trọng Trung tâm liệu: Việc triển khai dự phòng các nút làm tăng kích thước của các giao thức trung tâm liệu WSN Các giao thức trung tâm liệu không liên quan đến MANET Dịch chuyển: Vấn đề dịch chuyển MANET bao gồm sự dịch chuyển các nút di chuyển, thay đổi tuyến đường đa bước nhảy mạng và điều này phải được xử lý Trong một WSN, vấn đề này có thể tồn nếu các nút cảm biến di chuyển Trong WSN, có hai vấn đề về dịch chuyển cần được quan tâm Thứ nhất, mạng cảm biến có thể được dùng để phát hiện và quan sát một hiện tượng vật lý (ví dụ các chương trình phát hiện xâm nhập) Điều gì xảy nếu đối tượng di chuyển? Về mặt lý tưởng, liệu một địa điểm được tập hợp lại và có thể sử dụng cho địa điểm gần Thứ hai, các bợ chứa thơng tin mạng (các nút mà thông tin phải được gửi đến) có thể di chuyển Về nguyên tắc, điều này là không khác với việc di chuyển của các nút MANET thơng thường, có thể làm giảm hiệu hoạt động của các giao thức so với trạng thái tĩnh Tóm lại, có điểm chung thực tế, WSN hỗ trợ cho các ứng dụng khác nhau, chúng tương tác với môi trường vật lý và phải xem xét thật cẩn thận mức ưu tiên của các thông số Đi ều này thực sự làm nên sự khác biệt WSN và MANET Câu 10: Vẽ cấu trúc phần cứng nút cảm biến nêu chức phận cấu thành nút cảm biến? Trả lời Một nút cảm biến gồm bộ phận chính −Bộ điều khiển: Bộ điều khiển xử lý tất liệu có liên quan theo mã nhị phân −Bộ nhớ: Thông thường, bộ nhớ được dùng để lưu giữ chương trình và liệu −Cảm biến cấu chấp hành: Đây là giao diện với môi trường vật lý Các thiết bị này có thể quan sát giám sát các thơng số vật lý của môi trường −Thiết bị liên lạc: Các nút mạng đòi hỏi mợt thiết bị để gửi và nhận thông tin qua kênh vô tuyến −Nguồn cấp: Cung câp lượng hoạt động cho nút cảm biến Thơng thường, khơng có sẵn nguồn cấp điện nên cần phải có pin để cung cấp lượng, thậm chí pin có thể xạc từ mơi trường (pin mặt trời) Câu 11: Nêu số lựa chọn cho điều khiển? Trong đó, điều khiển loại thích hợp để dùng làm điều khiển WSN? Giải thích sao? Trả lời Bộ điều khiển là cốt lõi của một nút cảm biến khơng dây Nó thu thập liệu từ các cảm biến, xử lý liệu này, quyết định thời gian và địa điểm gửi liệu đến, nhận liệu từ các nút cảm biến khác và quyết định hành vi của các cấu chấp hành Ngoài ra, thực hiện các chương trình khác, xếp các giao thức giao tiếp và xử lý tín hiệu theo thời gian tới hạn và các chương trình ứng dụng Nó là khới xử lý trung tâm (CPU) của nút Sự đa dạng nhiệm vụ xử lý tạo nên các kiến trúc khác của bộ điều khiển: −Bộ vi điều khiển −Bộ xử lý tín hiệu số (tham khảo thêm) Sử dụng mảng cổng logic lập trình được (FPGA – Field Programmable Gate Arrays) mạch tích hợp chuyên dụng (ASIC - Application- Specific Integrated Circuits) Trong vi điều khiển thích hợp dùng làm điều khiển WSN vì: Đặc điểm chính khiến các vi điều khiển đặc biệt phù hợp với các hệ thống nhúng là sự linh hoạt việc kết nối với các thiết bị khác (như bộ cảm biến), tập lệnh được thiết lập để xử lý tín hiệu theo thời gian tới hạn, và lượng tiêu thụ thấp Mợt điểm tḥn tiện là thường có bợ nhớ được xây dựng bên Ngoài ra, chúng có thể lập trình được nên linh hoạt Các vi điều khiển thích hợp cho WSN vì có thể giảm lượng tiêu thụ các trạng thái ngủ, tức là có mợt sớ phần của bộ điều khiển hoạt động Một khác biệt chính với các hệ thống đa dụng là hệ vi điều khiển thường khơng có đơn vị quản lý bợ nhớ nên phần nào hạn chế chức của bợ nhớ Câu 12: Bộ thu phát có trạng thái hoạt động? Kể tên trình bày khác trạng thái này? Trả lời Bộ thu phát có trạng thái hoạt đợng là thu và phát Sự khác hai trạng thái này −Thu: biến đởi sóng vơ tún nhận được thành tín hiệu bit để đưa tới bộ điểu khiển −Phát: biến đổi luồng bit đến từ bộ vi điều khiển (hoặc dãy byte, khung) thành/từ các sóng vơ tún −Nghỉ: Bộ thu phát sẵn sàng nhận hiện thời khơng nhận được gì thì nói trạng thái nghỉ Ở trạng thái này, nhiều phần của mạch thu được kích hoạt và một số khác thì có thể tắt Nhân tớ chính của việc tiêu thụ lượng là sự rò rỉ −Ngủ: Trong trạng thái ngủ, các phần quan trọng của bộ thu phát được tắt Các bợ thu phát thường có các trạng thái ngủ khác Các trạng thái này khác mạch tắt và liên quan đến thời gian hồi phục và lượng khởi động Câu 14: Định nghĩa truyền thông đa bước nhảy? Nêu ưu điểm truyền thông đa bước nhảy so với truyền thông đơn bước nhảy mạng WSN? các mạng đa bước nhảy  Gửi các gói tới mợt nút trung gian  Nút trung gian gửi tiếp gói đótới đích  Mạng đa bước nhảy Lưu và gửi tiếp Trên sở của thông tin vô tuyến, hạn chế về công suất của thông tin vô tuyến kéo theo hạn chế về khoảng cách người gửi và người nhận Do vậy nên giao tiếp trực tiếp, đơn giản nguồn và bộ chứa lúc nào thực hiện được, đặc biệt đới với WSN vì hoạt đợng mơi trường tồn nhiều chướng ngại vật môi trường sóng vơ tún có sự suy giảm mạnh (ví dụ các tòa nhà) Để khắc phục hạn chế về khoảng cách người ta sử dụng các trạm chuyển tiếp Bằng cách đó, các gói liệu được đưa qua nhiều trạm từ nguồn đến bộ chứa Câu 15: a) Nêu mục tiêu tối ưu WSN? b) Trình bày ưu điểm nhược điểm việc tổ chức mạng theo kiểu phân bố tổ chức mạng theo kiểu tập trung? a Nêu mục tiêu tối ưu WSN? • Chất lượng dịch vụ: Một số đặc điểm chung xuất hiện hầu hết các ứng dụng là: Khả phát hiện/báo cáo sự kiện  Lỗi phân loại kiện: Nếu các sự kiện khơng được phát hiện mà được phân loại thì lỗi phân loại sự kiện phải nhỏ  Trễ phát kiện: Đó là trễ từ lúc phát hiện sự kiện cho đến báo cáo với mợt sớ tất các bợ chứa có liên quan  Báo cáo lỗi: Trong các ứng dụng yêu cầu phải có báo cáo định kỳ, khả các báo cáo chưa được đọc phải nhỏ  Độ xác phép gần đúng: Trong các ứng dụng có chức tính gần (ví dụ, tính gần nhiệt độ là hàm theo vị trí của một địa điểm cho), sai số tuyết đối tương đối trung bình/ lớn phải tương ứng với mợt hàm  Độ xác theo dõi: Trong các ứng dụng theo dõi, phải không được để lạc đối tượng được theo dõi Vị trí báo cáo phải gần có thể vị trí thực và lỗi phải nhỏ • Hiệu lượng Năng lượng là một nguồn tài nguyên quý giá các mạng cảm biến khơng dây và đó, hiệu lượng hiển nhiên là mục tiêu tối ưu  Năng lượng cho bit nhận được: Tính trung bình, sử dụng lượng để truyền một bit thông tin từ nguồn đến đích? (đếm tất các nguồn tiêu thụ lượng tất các trạm trung gian có thể) Đây là thước đo cho các ứng dụng giám sát định kỳ  Năng lượng cho kiện (duy nhất): lượng trung bình được sử dụng để báo cáo một sự kiện? Do một sự kiện được báo cáo từ các nguồn khác nhau, nên thường chuẩn hóa sớ liệu này đới với các sự kiện có tính (thơng tin dự phòng về mợt sự kiện biết không cung cấp thêm thông tin)  Các thoả hiệp độ trễ/ lượng: Một số ứng dụng quan tâm đến các sự kiện có tính "khẩn cấp" nên cần phải cung cấp thêm lượng để báo cáo các hiện tượng vậy Ở đây, sự cân nhắc độ trễ và tổng chi phí lượng là vấn đề được quan tâm  Tuổi thọ mạng: là thời gian mạng hoạt đợng hay thời gian để mạng hoàn thành nhiệm vụ của (ứng với mức lượng mà lưu trữ) Có thể định nghĩa t̉i thọ của mạng theo các cách khác nhau:  Thời gian đến nút chết: Khi nút mạng hết lượng, hỏng hay ngừng hoạt động  Nửa tuổi thọ mạng: Khi 50% số nút hết lượng và dừng hoạt động  Thời gian phân chia: Khi lần mạng được chia thành hai phần không nối với Điều này xảy nút chết (nếu nút nằm vị trí chủ chốt) lâu sau điều này xảy nếu mạng có cấu hình bền vững  Thời gian vùng bao phủ: Thông thường, với các mạng triển khai dư thì các cảm biến có thể quan sát mợt vùng thay vì quan sát một điểm vị trí đặt nút Như vậy, nút vùng được quan sát nhiều nút cảm biến Hệ số chất lượng cần quan tâm là thời điểm lần một vị trí khu vực triển khai khơng nằm vùng quan sát của mợt nút nào • Khả mở rộng Khả trì các tính kỹ thuật mà không phụ thuộc vào kích thước của mạng được gọi là khả mở rộng Với một WSN gồm hàng ngàn nút, khả mở rộng là một yêu cầu rõ ràng không thể thiếu Khả mở rộng phục vụ cho các cấu trúc đòi hỏi tính quán, ví dụ địa hay bảng định tuyến Do đó, cần phải hạn chế thực thi thơng tin này, kèm theo là hạn chế tài nguyên của các nút cảm biến, đặc biệt ý đến bộ nhớ Khả mở rợng có ảnh hưởng trực tiếp đến việc thiết kế giao thức Các kiến trúc và giao thức nên hỗ trợ khả mở rộng là cớ gắng để thực hiện Khả mở rợng có hiệu cao với các ứng dụng có vài chục nút cảm biến thay vì có hàng ngàn nút • Tính bền vững Liên quan đến QoS và các yêu cầu về khả mở rộng, mạng cảm biến khơng dây phải có tính bền vững thích hợp Mạng không thể bị lỗi vì một số nút lượng, vì thay đổi môi trường, vì đứt đường kết nối vô tuyến hai nút (lỗi này có thể được khắc phục cách tìm các tuyến đường khác) Đánh giá chính xác tính bền vững của mạng thực tế là một vấn đề khó và chủ ́u phụ tḥc vào các mô hình lỗi cho hai nút và các tuyến giao tiếp b Trình bày ưu điểm nhược điểm việc tổ chức mạng theo kiểu phân bố tổ chức mạng theo kiểu tập trung: Tổ chức mạng kiểu phân bố Tổ chức mạng kiểu tập trung Ko có thực thể tập trung phụ trách Ưu điểm mà các nút mạng phải quyết Yêu cầu ít tài nguyên hơn, đặc biết là lượng định cho sự hoạt động của mạng Nhược Dễ thất bại và khó thực hiện mạng vơ tún Sử dụng nhiều lượng Các đới tượng có dải giao tiếp hạn chế điểm Câu 16: Mục đích lớp MAC gì? Tại thách thức mạng có chia sẻ đường truyền? a Mục đích giao thức MAC: Giao thức MAC (Medium Access Control – Điều khiển truy nhập môi trường) giải quyết một nhiệm vụ đơn giản là xếp thời gian có mợt sớ nút truy nhập vào một mạng thông tin môi trường có chia sẻ Nhiệm vụ của giao thức MAC là điều chỉnh việc truy nhập của các nút đến mạng mơi trường có chia sẻ theo cách là phải thoả mãn được các yêu cầu về đặc tính ứng dụng cụ thể Các thông số độ trễ, công suất… thường được coi trọng ngược lại, mạng cảm biến không dây (WSN – Wireless Sensor Network) thì sự bảo toàn lượng lại đóng vai trò quan trọng b Nó thách thức mạng có chia sẻ đường truyền vì: các giao thức MAC dựa sự tranh chấp (ganh đua), một thời điểm cho nút nào có thể truyền tới các nút khác ́u tớ cần quan tâm là vấn đề tránh nghe lén, việc nghe gây tác hại khác là sự tiêu hao lượng ko cần thiết các nút “nghe lén” dẫn đến sự tiêu hao lượng tính toàn bộ mạng Thêm các giao thức theo kiểu cạnh tranh, hội để truyền tới nút nhận biết có thể phụ tḥc vào các nút lân cận của Nếu có mợt nút thì gói liệu được truyền kênh truyền Nếu số nút lớn hai thì có sự cạnh tranh với và trường hợp không may, ví dụ các giải pháp đầu cuối ẩn, xung đợt có thể xảy và vậy tốn lượng cho bộ phát và bộ thu Câu 19: Trình bày ngắn gọn giao thức truy cập ngẫu nhiên ALOHA slotted ALOHA?  Ở giao thức ALOHA, mợt nút ḿn trùn mợt gói tin thì trùn lập tức Khơng có sự phối hợp với các nút khác nên thường xảy xung đột bộ thu Để phát hiện xung đột này, bộ thu được yêu cầu gửi thông tin tức thời về gói tin nhận được Nếu khơng có thông tin phản hồi này, bộ phát hiểu là có xung đợt, sau mợt khoảng thời gian chờ ngẫu nhiên nào bắt đầu quá trình truyền tiếp theo ALOHA tạo truy cập ngắn và trễ truyền dẫn đối với các tải nhẹ Đối với các tải nặng hơn, số xung đột tăng lên, điều này làm giảm hiệu suất và tăng thời gian trễ truyền dẫn  Ở slotted ALOHA, thời gian được chia thành các khe và nút được cho phép bắt đầu truyền tin bắt đầu một khe Khe phải đủ lớn để có thể chứa được gói tin có đợ dài cực đại Theo đó, các bộ phát khác bắt đầu truyền tin khe thời gian có thể làm hỏng gói tin của nút Nếu mợt nút nào ḿn bắt đầu ṃn thì có thể đợi đến thời điểm bắt đầu khe thời gian tiếp theo và đó, khơng nguy phá huỷ gói tin của nút Trong mợt thời điểm nào đó, sự đồng bợ làm giảm xác suất xung đột và slotted ALOHA có hiệu suất cao ALOHA Câu 20: Cho cấu hình liên kết mạng hình vẽ đây, vòng tròn phạm vi truyền thơng can nhiễu nút, nghĩa nút nghe thấy nút lân cận sát bên trái bên phải Hãy trình bày tình đầu cuối ẩn tình đầu cuối xảy cấu hình liên kết mạng  Ở ta có ba nút A, B và C được xếp sau: A và B dải, B và C dải A và C không thể nghe lẫn Giả sử A bắt đầu truyền tin đến B và một lúc sau, C qút định trùn tin Hoạt đợng cảm nhận sóng mang C cho biết môi trường rỗi vì C không thể nghe các tín hiệu từ A Khi C bắt đầu truyền tin thì B xảy sự xung đợt của hai gói tin và hai gói tin đều không sử dụng được Bằng cách sử dụng CSMA đơn giản đầu cuối ẩn tránh được các xung đột không mong muốn này  Trong tình huống đầu cuối hiện, B truyền tin cho A và một lúc sau, C muốn truyền tin đến D Mặc dù điều này về mặt lý thuyết là có thể A và D nhận các gói tin khơng có méo, hoạt đợng cảm nhận sóng mang được thực hiện C ngăn cản việc truyền của C và dải thông bị bỏ phí Sử dụng CSMA đơn giản đầu cuối hiện tránh được việc đợi chờ không cần thiết Câu 21 :Cho cấu hình liên kết mạng hình vẽ đây, vòng tròn phạm vi truyền thơng can nhiễu nút, nghĩa nút nghe thấy nút lân cận sát bên trái bên phải Hãy trình bày giải pháp RTS/CTS sử dụng chuẩn IEEE 802.11 vẽ hình minh họa? Bắt tay RTS/CTS được sử dụng IEEE802.11 dựa giao thức MACAW và được mô tả hình Nó sử dụng mợt kênh và hai gói điều khiển đặc biệt Giả sử nút B ḿn truyền liệu đến nút C Sau B truy nhập được kênh truyền (ví dụ sau cảm nhận được kênh rỗi), gửi gói yêu cầu để gửi (RTS - Request To Send) đến C gồm khoảng thời gian lại của toàn bợ giao dịch (có nghĩa là cho đến B nhận phản hồi về gói liệu của nó) Nếu C nhận gói RTS, gửi lại gói chắn để gửi (CTS Clear To Send) Khi B nhận gói CTS, bắt đầu trùn liệu và ći cùng, C trả lời gói phản hồi Phản hồi được sử dụng để nói với B về sự thành cơng của quá trình truyền dẫn Thiếu phản hồi thì được hiểu là có xung đợt Nút A và D nghe được gói RTS CTS gói liệu gói phản hồi thiết lập mợt bợ định thời nợi bợ, được gọi là vector định vị mạng (NAV - Network Allocation Vector) để khoảng thờigian lại được biểu thị khung tương ứng và tránh việc gửi tin cho đến bộ định thời này chưa kết hết hiệu lực Đặc biệt, nút A và D khơng gửi gói trả lời CTS nhận được gói RTS Do đó, quá trình truyền dẫn thực hiện không bị sai Câu 22: Giải pháp RTS/CTS có giải triệt để xung đột khơng? Giải thích vấn đề xảy hình (a) vấn đề xảy hình (b)  Cách này có loại trừ hoàn toàn được xung đợt không? Câu trả lời là không, xảy một số xung đột Trước hết, mô tả trên, nút A và C có thể đồng thời phát gói RTS đến B Tuy nhiên, trường hợp này, các gói RTS bị và khơng có khung liệu dài nào được truyền  Trong phần bên trái của hình, các nút A và B chạy chuỗi RTS-CTS-dữ liệu-phản hồi và gói CTS của B đến được C Tuy nhiên, thời điểm đó, nút D gửi gói RTS đến C và xảy xung đợt với gói CTS B (tại nút C) Do đó, C khơng có hợi để giải mã trường khoảng thời gian của gói CTS và đặt biến NAV Sau gói RTS bị lỗi, D gửi lại gói RTS đến C và C trả lời gói CTS C làm vậy là khơng biết gì về quá trình truyền dẫn diễn A và khơng có sự nhập vào NAV mợt cách đắn Gói CTS của C và gói liệu của A xung đột B Trong phần bên phải của hình vẽ, vấn đề nảy sinh C bắt đầu truyền gói RTS của đến D trước cảm nhận được gói CTS của B và đó, C khơng để giải mã mợt cách đắn được Mợt giải pháp được đưa ra, là đảm bảo các gói CTS dài các gói RTS Giải thích điều này cách quan sát phần bên phải hình 5.3 Ở thậm chí nếu gói CTS của B đến C sau C bắt đầu RTS của thì đủ dài để C có hợi điều chỉnh bợ thu phát của về chế đợ thu và để cảm nhận tín hiệu của B Một luật giao thức là nút C hoãn quá trình truyền dẫn tiếp theo nào một thời gian đủ dài để tạo một gói liệu có đợ dài cực đại Do đó, gói liệu A và B có thể được trùn mà khơng bị méo Khơng khó để nhận vấn đề phần bên trái của hình 5.3 được loại bỏ Câu 23: Tại chuẩn IEEE 802.15.4 lại sử dụng nhiều mạng cảm biến không dây chuẩn IEEE 802.11?  Tốc độ bít thấp đến trung bình  Tốc độ truyền liệu thấp 20-250Kbps  Sử dụng công suất thấp, ít tiêu hao điện  Thời gian sử dụng pin dài  Cài đặt, bảo trì dễ dàng  Đợ tin cậy cao  Có thể mở rợng đến 65000 node  Chi phí đầu tư thấp  để nhắm tới chi phí cài đặt thấp của các mạng khơng dây có tớc đợ trùn liệu thấp với mức tiêu thụ lượng nhỏ , trễ trung bình mức vừa phải mà khơng có u cầu quá chặt chẽ  Yêu cầu tối thiểu để sử dụng các đặc tính kỹ thuật của IEEE 802.15.4 thì khá nhẹ so với các chuẩn khác , giảm độ phức tạp và chi phí lắp đặt các bộ thu phát Câu 24 : Trình bày sách lựa chọn đầu cụm (đầu nhóm) giao thức LEACH giải thích làm LEACH xem xét lượng có từng node tiến trình lựa chọn Vấn đề xảy sách lựa chọn dựa việc biết lượng gì? Chính sách lựa chọn node chủ : tất các node quyết định xem có trở thành node chủ một thời điểm hay không và các node lại phải liên kết với để sau trở thành node chủ Các node khơng trở thành node chủ lựa chọn node chủ cho chúng dựa tín hiệu thu được Mạng được chia thành các nhóm biến đởi theo thời gian và giao thức phải đồng bộ hoàn toàn về thời gian −Giải thích : LEACH dựa một giao thức để lựa chọn, giao thức này được tổ chức thành các chu kỳ và chu kỳ được chia thành bước thiết lập và bước ổn định Bước thiết lập bắt đầu việc tự ứng cử của các node làm node chủ Trong bước thông báo, các node chủ báo với các node lân cận qua gói tin thơng báo Và các node là node chủ nhận thông báo nào có cường đợ tín hiệu mạnh Trong bước thiết lập nhóm, các node lân cận nhận được tín hiệu báo cho node biết “ việc gia nhập “ và sử dụng lại giao thức CSMA bắt đầu bước ổn định −Vấn đề có thể xảy đối với chính sách lựa chọn dựa việc biết lượng là : • Xung đợt các gói tin thơng báo node chủ • LEACH khơng thể bao phủ một vùng địa lý rộng lớn khoảng vài dặm vuông lớn Vì node chủ cách bộ chứa khoảng dặm là không đủ lượng tới bộ chứa và có thể tỉ sớ BER thấp Câu 25 : Trong mạng CSMA/CA nút sử dụng trễ ngẫu nhiên trước truy nhập đường truyền Tại phải làm điều này? Mục đích của trễ ngẫu nhiên là ngừng đồng bộ các node được đồng bộ ban đầu hiện tượng kích bên ngoài Bởi có mợt hiện tượng kích bên ngoài, tất các node mong muốn được truyền lập tức và tạo nhiều xung đột Để tránh các xung đột được tạo thì node có được gói tin cho truyền dẫn từ các lớp cao của nó, các node bắt đầu với một trễ ngẫu nhiên cho bộ đếm thử nghiệm num retries Câu 27: Giải thích làm âm báo bận sơ đồ sử dụng giao thức PAMAS lại giúp tránh tượng đầu cuối ẩn? Các giao thức cảm nhận sóng mang dễ bị ảnh hưởng vấn đề đầu cuối ẩn nhiễu bộ thu không thể phát hiện bộ phát Vấn đề này có thể gây xung đợt các gói tin Năng lượng sử dụng các gói tin bị xung đột là lãng phí và chúng phải được truyền lại Đã có mợt sớ giải pháp được đưa nhằm giải quyết ít làm giảm vấn đề đầu ći ẩn là giải pháp âm báo bận và bắt tay RTS/ CTS Trong giải pháp âm báo bận, hai kênh tần số khác được sử dụng, mợt cho các gói liệu và mợt cho kênh điều khiển Ngay nút bắt đầu nhận gói tin được dự định trùn cho nó, phát mợt sóng khơng được điều chế lên kênh điều khiển và kết thúc điều này việc nhận gói tin được hoàn tất Một nút muốn truyền tin thì trước hết phải cảm nhận kênh điều khiển xem có âm báo bận khơng Nếu nghe được điều gì thì nút chờ để truyền theo một số thuật toán, ví dụ tương tự với CSMA không liên tục Nếu không nghe thấy gì thì nút bắt đầu truyền kênh liệu Giao thức này giải quyết vấn đề đầu cuối ẩn và đầu cuối hiện cách dùng tín hiệu âm báo bận Nếu âm báo bận quá yếu, nút dải vô tuyến của bộ thu có thể bắt đầu truyền liệu và làm hỏng tín hiệu của bộ thu Nếu âm báo bận quá mạnh, có nhiều nút cần thiết bị cấm truyền Kênh điều khiển không cần nhiều băng thông kênh băng thông hẹp yêu cầu phải đồng bộ tần số tốt Giải pháp với hai âm báo bận, một được gửi bộ thu và một được gửi nút phát Câu 28: Trình bày tóm tắt nhiệm vụ lớp liên kết liệu (Lập khung, giám sát lỗi, giám sát lưu lượng quản lý liên kết)? −Đóng khung: Dữ liệu được xếp và định hình thành các gói khung, bao gồm liệu và các thông tin liên quan đến giao thức của lớp liên kết (và các lớp lớp MAC) Hình dạng và kích thước của gói tin dựa vào các thông số là công suất và mức tiêu thụ lượng −Giám sát lỗi: Chức này cần thiết cho tất các phương tiện truyền dẫn, đặc biệt là các phương tiện vô tuyến bị méo dạng sóng truyền khiến các gói tin phát không thể sử dụng được Các chế giám sát lỗi có thể bù ảnh hưởng của lỗi Hiệu và mức tiêu thụ lượng của các chế lỗi khác phụ thuộc vào loại lỗi đường trùn −Giám sát lưu lượng: Bợ thu của các gói tin có thể tạm thời khơng ḿn nhận chúng, ví dụ thiếu không gian bộ đệm khả xử lý Các chế giám sát lưu lượng có thể tạo tín hiệu khiến bợ phát làm chậm lại quá trình truyền dẫn Do nhiều nút cảm biến được thiết kế có tớc đợ bit thấp nên là một lý để cho giám sát lưu lượng không được đề cập đến các mạng cảm biến Điều này thực sự đề cập đến khả bộ chứa của các nút Do đó, giám sát lưu lượng khơng được nghiên cứu một cách rõ ràng WSN và dường với các kỹ tḥt có, mợt sớ được tích hợp các giao thức giám sát lỗi (sơ đồ cửa sở trượt) lại có hiệu −Quản lý liên kết: Kỹ thuật này bao gồm phát hiện, cài đặt, trì và kết thúc liên kết với các nút lân cận Ví dụ thiếu không gian bộ đệm khả xử lý Một phần quan trọng của quá trình trì liên kết là đánh giá chất lượng của liên kết để dùng cho các giao thức lớp cao cho các quyết định định tuyến hay cho mục đích giám sát cấu hình mạng Một số thủ tục cho việc cài đặt và kết thúc liên kết được giới thiệu các giao thức MAC Câu 29: Giải thích sơ đồ sau đây: Hình 6.11 Tiêu thụ lượng trễ mong đợi gói thơng tin có kích thước khác L (theo byte) tỉ lệ lỗi trạng thái tốt khác • Trong trường hợp gói thơng tin, với kích thước gói tin là nhỏ (50 byte), kết được hình 6.11 Ở có sự kết hợp FEC và ARQ cho kênh tốt và xấu Các giá trị gần giống (năng lượng/ bit hữu dụng, trễ gói tin mong ḿn) Sơ đồ với ARQ có trễ nhỏ, tiêu thụ lượng ít cho kênh tốt và trễ lớn, tiêu thụ lượng lớn cho kênh xấu Với gói tin có kích thước 1500 byte, ARQ + FEC thường có trễ tớt mức chi phí lượng cao cho kênh tốt, kênh xấu thì hai sơ đồ có trễ trung bình, với ARQ + FEC yêu cầu nhiều lượng mợt cách đáng kể • Với nguồn thoại, cho thấy tỉ lệ lỗi bit thấp thời kỳ kênh tốt, sơ đồ ARQ yêu cầu lượng ít ARQ + FEC, hai sơ đồ đều không bị rớt gói tin vi phạm thời hạn Với các tỉ lệ lỗi bit cao hơn, sơ đồ có ARQ yêu cầu nhiều lượng và thời điểm thì bị rớt nhiều gói tin sơ đồ ARQ+FEC 31 Trình bày tóm tắt cấu tạo (vẽ hình minh họa) nguyên lý hoạt động (vẽ hình minh họa) cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR)? Nêu số ứng dụng cảm biến này? FIR là chữ viết tắt của Passive InfraRed sensor (PIR sensor), tức là bộ cảm biến thụ động dùng nguồn kích thích là tia hồng ngoại Tia hồng ngoại (IR) chính là các tia nhiệt phát từ các vật thể nóng Trong các thể sớng, ln có thân nhiệt (thơng thường là 37 đợ C), và từ thể phát các tia nhiệt, hay gọi là các tia hồng ngoại, người ta dùng một tế bào điện để chuyển đổi tia nhiệt dạng tín hiệu điện và nhờ mà có thể làm cảm biến phát hiện các vật thể nóng chủn đợng Cảm biến này gọi là thụ đợng vì khơng dùng nguồn nhiệt tự phát (làm nguồn tích cực, hay chủ động) mà phụ tḥc vào các nguồn thân nhiệt, là thân nhiệt của các thực thể khác, người vật Trước hết, tìm hiểu cấu trúc cảm biến PIR Trên là đầu dò PIR, loại bên gắn cảm biến tia nhiệt, có chân ra, mợt chân nới masse, một chân nối với nguồn volt DC, mức áp làm việc có thể từ đến 15V Góc dò lớn Để tăng đợ nhậy cho đầu dò, Bạn dùng kính Fresnel, được thiết kế cho loại đầu có cảm biến, góc dò lớn, có tác dụng ngăn tia tử ngoại Hình vẽ cho thấy cách dùng đầu dò PIR để phát người hay vật di chuyển ngang Nguyên lý làm việc loại đầu dò PIR hình sau: Các nguồn nhiệt (với người và vật là nguồn thân nhiệt) đều phát tia hồng ngoại, qua kính Fresnel, qua kích lọc lấy tia hồng ngoại, được cho tiêu tụ cảm biến hồng ngoại gắn đầu dò, và tạo điện áp được khuếch đại với transistor FET Khi có mợt vật nóng ngang qua, từ cảm biến này cho xuất hiện tín hiệu và tín hiệu này được kh́ch đại để có biên đợ đủ cao và đưa vào mạch so áp để tác động vào một thiết bị điều khiển hay báo động Hình vẽ cho thấy vùng cảm ứng nhậy cảm tương ứng với cảm biến đầu dò Khi có mợt vật ngang, từ thân vật ln phát tia nhiệt, được tiêu tụ mạnh với kính Fresnel và tiêu tụ bia là cảm biến hồng ngoại, vậy vật ngang, ngả của đầu dò thậy xuất hiện một tín hiệu, tín hiệu này được cho vào mạch xử lý để tạo tác dụng điều khiển hay báo động Ứng dụng cảm biến FIR: Dùng các mạch báo động 32 Vẽ sơ đồ chân của cảm biến DHT11 Trình bày tóm tắt chức năng, thông số kỹ thuật (dải nhiệt độ đo, dải độ ẩm đo, sai số độ ẩm, sai số nhiệt độ) và nguyên lý hoạt động của cảm biến (vẽ biểu đồ thời gian để minh họa) Nêu một số ứng dụng của cảm biến này? DHT11 cảm biến nhiệt độ độ ẩm Nó đời sau sử dụng thay cho dòng SHT1x nơi khơng cần độ xác cao nhiệt độ độ ẩm Thông số kỹ thuật DHT11 có cấu tạo chân hình Nó sử dụng giao tiếp số theo chuẩn dây Thông số kỹ thuật: o Do độ ẩm: 20%-95% o Nhiệt độ: 0-50ºC o Sai số độ ẩm ±5% o Sai số nhiệt độ: ±2ºC Nguyên lý hoạt động : - Sơ đồ kết nới vi xử lý : \Để có thể giao tiếp với DHT11 theo chuẩn chân vi xử lý thực hiện theo bước: - Gửi tín hiệu muốn đo (Start ) tới DHT11, sau đố DHT11 xác nhận lại - Khi giao tiếp được với DHT11, Cảm biến gửi lại byte liệu và nhiệt độ đo được Bước : Start o MCU thiết lập chân DATA là Output, kéo chân DATA xuống khoảng thời gian >18ms Khi DHT11 hiểu MCU muốn đo giá trị nhiệt độ và độ ẩm o MCU đưa chân DATA lên 1, sau thiết lập lại là chân đầu vào o Sau khoảng 20-40us, DHT11 kéo chân DATA xuống thấp Nếu >40us mà chân DATA ko được kéo xuống thấp nghĩa là ko giao tiếp được với DHT11 o Chân DATA mức thấp 80us sau được DHT11 kéo nên cao 80us Bằng việc giám sát chân DATA, MCU có thể biết được có giao tiếp được với DHT11 ko Nếu tín hiệu đo được DHT11 lên cao, hoàn thiện quá trình giao tiếp của MCU với DHT - Bước2:đọc giá trị DHT11 o DHT11 trả giá trị nhiệt độ và độ ẩm về dạng byte Trong đó: § Byte1:giá trị phần nguncủa đợ ẩm (RH%) § Byte2:giá trị phần thập phân của đợ ẩm (RH%) § Byte3:giá trị phần nguncủa nhiệt đợ (TC) § Byte4:giá trị phần thập phân của nhiệt đợ (TC) § Byte5:kiểm tra tởng ð Nếu Byte = (8 bit) (Byte1 +Byte2 +Byte3 + Byte4) thì giá trị độ ẩm và nhiệt độ là chính xác, nếu sai thì kết đo khơng có nghĩa o Đọc liệu: Sau giao tiếp được với DHT11, DHT11 gửi liên tiếp 40 bit về MCU, tương ứng chia thành byte kết của Nhiệt đợ và đợ ẩm § Bit 0: Bit1 Sau tín hiệu được đưa về 0, ta đợi chân DATA của MCU được DHT11 kéo lên Nếu chân DATA là khoảng 26-28 us thì là 0, nếu tồn 70us là Do lập trình ta bắt sườn lên của chân DATA, sau delay 50us Nếu giá trị đo được là thì ta đọc được bit 0, nếu giá trị đo được là thì giá trị đo được là Cứ thế ta đọc các bit tiếp theo Ứng Dụng : 33 Trình bày tóm tắt chức năng, các thông số kỹ thuật chính và nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm SRF05 (vẽ biểu đồ thời gian để minh họa)? Nêu một số ứng dụng của cảm biến này? Cảm biến SRF05 là một loại cảm biến khoảng cách dựa nguyên lý thu phát siêu âm Cảm biến gồm một bộ phát và một bộ thu sóng siêu âm Sóng siêu âm từ đầu phát truyền không khí, gặp vật cản (vật cần đo khoảng cách tới) phản xạ ngược trở lại và được đầu thu ghi lại Vận tốc truyền âm không khí là một giá trị xác định trước, ít thay đởi Do nếu xác định được khoảng thời gian từ lúc phát sóng siêu âm tới lúc phản xạ về đầu thu quy đởi được khoảng cách từ cảm biến tới vật thể Cảm biến SRF05 cho khoảng cách đo tối đa lên tới 3-4 mét Tổng quan SRF05 có thể thiết lập cách hoạt động thông qua các chân điều khiển MODE Nối không nối chân MODE xuống GND cho phép cảm biến được điều khiển thông qua giao tiếp dùng chân hay chân IO Cách – Tách riêng chân TRIGGER ECHO (tương thích với cảm biến SRF04) Modun cảm biến SRF05 có hai chân TRIGGER và ECHO riêng biệt Khi chân MODE để trớng (chân MODE có điện trở kéo lên VCC, để trớng nhận mức điện áp VCC) SRF05 sử dụng chân chức TRIGGER và ECHO cho việc điều khiển hoạt động của cảm biến Từ hình vẽ mô tả trên, để điều khiển SRF05 MODE1 cần cấp cho chân TRIGGER một xung điều khiển với độ rộng tới thiểu 10uS Sau mợt khoảng thời gian, đầu phát sóng siêu âm phát sóng siêu âm, vi xử lý tích hợp modun tự xác định thời điểm phát sóng siêu âm và thu sóng siêu âm Vi xử lý tích hợp này đưa kết thu được chân ECHO Độ rộng xung vuông chân ECHO tỉ lệ với khoảng cách từ cảm biến tới vật thể Cách 2: Sử dụng chân cho TRIGGER ECHO Ở chế độ này, một chân của vi xử lý điều khiển quá trình phát xung của cảm biến siêu âm và việc đọc tín hiệu trả về Yêu cầu lúc chân MODE cần được nối đất (GND) Đầu tiên xuất một xung với độ rộng tối thiểu 10uS vào chân TRIGGER-ECHO (chân sớ 3) của cảm biến Sau vi xử lý tích hợp cảm biến phát tín hiệu điều khiển đầu phát siêu âm Sau 700uS kể từ lúc kết thúc tín hiệu điều khiển, từ chân TRIGGER-ECHO có thể đọc mợt xung mà đợ rợng tỉ lệ với khoảng cách từ cảm biến tới vật thể Ứng dụng : 34 Cảm biến tiệm cận gì? Có loại cảm biến tiệm cận? Nêu tóm tắt nguyên lý hoạt động từng loại (có vẽ hình minh họa)? Nêu số ứng dụng cảm biến này? Cảm biến tiệm cận dùng phát hiện vật thể kim loại từ tính, kim loại không từ tính (như Nhôm, đồng ) sử dụng cảm biến loại điện cảm (Inductivity Proximity Sensor) và phát hiện vật phi kim sử dụng loại cảm biến tiệm cận kiểu điện dung (Capacitve Proximity Sensor) Đồng thời có sẵn Model đáp ứng được hầu hết các điều kiện môi trường lắp đặt: nhiệt đợ cao, nhiệt đợ thấp, chớng nước, chớng hóa chất … Cảm biến tiệm cận ? Cảm biến tiệm cận bao gồm tất các loại cảm biến phát hiện vật thể không cần tiếp xúc công tắc hành trình mà dựa mối quan hệ vật lý cảm biến và vật thể cần phát hiện Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện Có hệ thớng phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng dòng điện xoáy được phát vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ Nguyên lý hoạt động Cảm biến tiệm cận kiểu điện cảm phát hiện sự suy giảm từ tính dòng điện xoáy sinh bề mặt vật dẫn từ trường ngoài Trường điện từ xoay chiều sinh cuộn dây và thay đổi trở kháng phụ thuộc vào dòng điện xoáy bề mặt vật thể kim loại được phát hiện Một phương pháp khác để phát hiện vật thể nhôm nhờ phát hiện pha của tần số Tất các cảm biến phát hiện kim loại đều sử dụng cuộn dây để phát hiện sự thay đởi điện cảm Ngoài có loại cảm biến đáp ứng xung, loại này phát dòng điện xoáy dạng xung và phát hiện số lần thay đởi dòng điện xoáy với điện áp sinh cuộn dây Vật thể cần phát hiện và cảm biến tiến gần giồng hiện tượng cảm ứng điện từ máy biến áp Nguyên lý phát cảm biến điện dung Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung phát hiện sự thay đổi điện dung cảm biến và đối tượng cần phát hiện Giá trị điện dung phụ thuộc vào kích thước và khoảng cách của đối tượng Một cảm biến tiệm cận điện dung thông thường tương tự tụ điện với điện cực song song, và điện dung thay đổi cực được phát hiện Mợt điện cực là đối tượng cần phát hiện và một là bề mặt của cảm biến Đối tượng có thể được phát hiện phụ tḥc vào giá trị điện môi của chúng Ứng dụng : ... từ cảm biến tới vật thể Ứng dụng : 34 Cảm biến tiệm cận gì? Có loại cảm biến tiệm cận? Nêu tóm tắt nguyên lý hoạt động từng loại (có vẽ hình minh họa)? Nêu số ứng dụng cảm biến này? Cảm. .. này thực sự làm nên sự khác biệt WSN và MANET Câu 10: Vẽ cấu trúc phần cứng nút cảm biến nêu chức phận cấu thành nút cảm biến? Trả lời Một nút cảm biến gồm bộ phận chính −Bộ điều... Khi môi trường của WSN và chính thân WSN thay đổi (hết pin, nút bị hỏng, có nhiệm vụ mới) thì hệ thớng phải thích nghi với điều Câu 4.so sánh mạng truyền thống WSN Mạng truyền thống