Nghiên cứu mạng cảm biến không dây và các thuật toán tìm đường

Nghiên cứu mạng cảm biến không dây và các thuật toán tìm đường Nghiên cứu mạng cảm biến không dây và các thuật toán tìm đường Nghiên cứu mạng cảm biến không dây và các thuật toán tìm đường luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ VÂN NAM ĐỖ VÂN NAM NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGHIÊN CỨU MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY VÀ CÁC THUẬT TỐN TÌM ĐƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA KHỐ 2014-2016 Hà Nội – Năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ VÂN NAM NGHIÊN CỨU MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY VÀ CÁC THUẬT TỐN TÌM ĐƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐÀO TRUNG KIÊN PGS.TS NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG Hà Nội – Năm 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Đỗ Vân Nam, học viên lớp Cao học 2014B ĐKTĐH.VT Sau gần hai năm học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô trường Bách Khoa Hà Nội đặc biệt giúp đỡ TS Đào Trung Kiên, PGS TS Nguyễn Thị Lan Hương, giáo viên hướng dẫn tốt nghiệp tôi, đến cuối chặng đường để kết thúc khóa học Tơi định chọn đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu mạng cảm biến không dây thuật tốn tìm đường” Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi hướng dẫn TS Đào Trung Kiên, PGS TS Nguyễn Thị Lan Hương tham khảo tài liệu liệt kê Tơi khơng chép cơng trình cá nhân khác hình thức Nếu có tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Người cam đoan ĐỖ VÂN NAM LỜI CẢM ƠN Lời xin cám ơn TS Đào Trung Kiên, PGS TS Nguyễn Thị Lan Hương, giáo viên hướng dẫn khoa học định hướng đề tài, hướng dẫn cô thầy việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo bảo q trình tơi viết luận văn Tơi xin cám ơn Ban Lãnh Đạo xí nghiệp liên doanh Việt Nga, Vietsovpetro, Ban công tác lặn kỹ thuật ngầm nơi công tác tạo điều kiện thuận lợi cho mặt thời gian thiết bị q trình hồn thành luận văn báo cáo Cuối muốn bày tỏ lịng biết ơn gia đình, thầy cô giáo, bạn lớp cao học 2014B ĐKTĐH.VT bạn đồng nghiệp ủng hộ động viên tơi suốt q trình làm luận văn Tác giả ĐỖ VÂN NAM MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU 10 Lý chọn đề tài 10 Nội dung nghiên cứu 11 Mục tiêu đề tài 11 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY 12 Mạng cảm biến khơng dây 12 1.1 Khái niệm 12 1.2 Cấu trúc 13 1.3 Các ứng dụng mạng cảm biến không dây 15 Các phương pháp định vị sử dụng công nghệ không dây WiFi 17 2.1 Các hệ thống định vị 17 2.2 Giải pháp định vị dựa sóng vơ tuyến WiFi 18 a) Các phương pháp dựa tính tốn hình học 20 b) Phương pháp dựa dấu vân tay 20 Các phương pháp tìm đường dẫn đường 21 3.1 Thuật toán Dijkstra 22 3.2 Giải thuật A* 24 3.3 Thuật tốn tìm điểm nhảy (jump point search - JPS) 25 3.4 Giải thuật HPA* 26 3.5 Giải thuật giản đồ nhìn thấy (visibility graph - VG) 28 3.6 Giải thuật giản đồ nhìn thấy tối ưu (visibility graph optimized - VGO) 28 3.7 Thuật toán BSP* 29 CHƯƠNG : XÂY DỰNG HỆ THỐNG THU THẬP THƠNG TIN CƯỜNG ĐỘ TÍN HIỆU KHƠNG DÂY 31 Kiến trúc hệ thống 31 Server 33 1.1 Webserver 33 1.2 Máy chủ sở liệu (database server) 35 Client 36 2.1 Thu thập liệu WiFi thiết bị di động chạy hệ điều hành Android 36 2.2 Thu thập Windows 40 CHƯƠNG : XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐỊNH VỊ 43 Mơ hình suy hao tín hiệu sóng WiFi 43 Mơ hình phân bố xác suất 44 Thuật toán định vị người dung 46 Ước lượng tham số 48 Giảm độ phức tạp thuật toán 51 CHƯƠNG : TÌM ĐƯỜNG VÀ DẪN ĐƯỜNG 53 Xây dựng đồ số theo dõi vị trí đối tượng 53 Xây dựng thuật tốn tìm đường 55 Phép cộng trừ đa giác 56 Xây dựng đồ thị trực quan 58 Thực thuật tốn tìm đường 59 CHƯƠNG : KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 62 Kết định vị 63 1.1 Cài đặt 63 1.2 Kết định vị 64 Kết tìm đường 66 2.1 Cài đặt 66 2.2 Kết tìm đường 67 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 DANH SÁCH HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1-1 Mạng cảm biến khơng dây 12 Hình 1-2 Cấu trúc mạng cảm biến cửa thoát nhiều cửa 14 Hình 1-3 Cấu trúc phần cứng nút mạng cảm biến 15 Hình 1-4 Giải pháp định vị dựa sóng WiFi 19 Hình 1-5 Mơ hình định vị dựa cường độ sóng WiFi 19 Hình 1-6 Bước thuật tốn Dijkstra 23 Hình 1-7 Bước thuật toán Dijkstra 23 Hình 1-8 Bước thuật toán Dijkstra 24 Hình 1-9 Mơ tả so sánh thuật toán Dijkstra thuật toán A* 25 Hình 1-10 Biểu diễn mạng lưới tọa độ 25 Hình 1-11 Thuật tốn tìm điểm nhảy JPS 26 Hình 1-12 Giải thuật HPA* 27 Hình 1-13 Tìm đường theo thuật toán HPA* 27 Hình 1-14 Mơ tả thuật tốn VG 28 Hình 1-15 Tìm đường thuật tốn VG 28 Hình 1-16 Thuật toán VGO 29 Hình 1-17 Thuật tốn BSP* 29 Hình 2-1 Hệ thống thu thập thơng tin RSSI tìm đường 31 Hình 2-2 Module thu thập thơng tin cường độ tín hiệu WiFi 32 Hình 2-3 Định dạng gói tin từ phía client 34 Hình 2-4 Các bảng thơng tin cường độ sóng WiFi 34 Hình 2-5 Ba thành phần cơng cụ mơ hình hóa mơi trường 35 Hình 2-6 Tổng quan công cụ xây dựng đồ số 36 Hình 2-7 Cấu trúc chương trình 37 Hình 2-8 Giao diện chạy chương trình WifiManager 39 Hình 2-9 Giao diện setting chương trình 40 Hình 2-10 Kết thu tín hiệu WiFi 42 Hình 3-1 Suy hao tín hiệu WiFi qua tường/sàn nhà 44 Hình 3-2 Phân bố Gauss 44 Hình 3-3 Mơ hình xác suất 45 Hình 3-4 Lưu đồ thuật tốn định vị người dùng 46 Hình 3-5 Chia lưới khơng gian mơi trường 47 Hình 3-6 Tối ưu hóa tham số hệ thống sử dụng giải thuật GA 49 Hình 3-7 Mơ hình lan truyền lý tưởng 50 Hình 3-8 Mơ hình lan truyền xác suất 50 Hình 4-1 Giai đoạn 1: Số hóa đồ 53 Hình 4-2 Giai đoạn 2: Chuyển đổi áp dụng số hóa đồ 54 Hình 4-3 Bản đồ số khu thử nghiệm Trường THCS Nguyễn Đình Chiểu 55 Hình 4-4 Lưu đồ thuật tốn tìm đường ngắn 55 Hình 4-5 Sơ đồ mặt không gian 57 Hình 4-6 Bản đồ vùng di chuyển 58 Hình 4-7 Đồ thị trực quan 59 Hình 4-8 Thực thuật tốn tìm đường ngắn 60 Hình 4-9 Kết tìm đường ngắn 61 Hình 5-1 Sơ đồ mặt trường 62 Hình 5-2 Các kết thử nghiệm độ xác mơ đun định vị trường hợp sử dụng phương thức định vị WiFi không xét đến ràng buộc môi trường: (a) Sơ đồ mặt với groundtruth; (b) Sai số biểu diễn mặt phẳng xOy, (c) Sự phân bố sai số theo độ tin cậy 65 Hình 5-3 Các kết thử nghiệm độ xác mơ đun định vị trường hợp sử dụng phương thức định vị WiFi có xét đến ràng buộc mơi trường: (a) Sơ đồ mặt với groundtruth; (b) Sai số biểu diễn mặt phẳng xOy, (c) Sự phân bố sai số theo độ tin cậy 66 Hình 5-4 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 68 Hình 5-5 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 68 Hình 5-6 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 69 Hình 5-7 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 69 Hình 5-8 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 70 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Các ứng dụng mạng cảm biến không dây 16 Bảng 1-2 So sánh hệ thống định vị 18 Bảng 5-1 Bảng tọa độ điểm đích sử dụng thử nghiệm tìm đường 67 DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên thuật ngữ (n/a) Cellular-based positioning system (n/a) Infrared and ultrasound system AP Nghĩa tiếng Việt Hệ thống định vị dựa mạng di động Hệ thống định vị dựa hồng ngoại âm Access point Điểm truy cập mạng WiFi AoA Angle of arrival Góc tới tín hiệu API Application Programming Interface Thư viện lập trình ứng dụng BSP Binary space partitioning Phân chia không gian nhị phân GPS Global positioning system Hệ thống định vị tồn cầu HPA Hierarchical path-finding A* Thuật tốn tìm đường phân cấp A* HTTP Hypertext transfer protocol Giao thức đánh dấu siêu văn IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Viện nghiên cứu điện điện tử IoT Internet of things Internet vạn vật JPS Jump point search Tìm điểm nhảy MAC Media access control Địa MAC phần cứng RFID Radio frequency identification tag Nhãn nhận dạng sử dụng tần số radio RSSI ToA TDoA VG Received signal strength indication Cường độ tín hiệu sóng vô tuyến nơi thu Time of arrival Độ trễ thời gian truyền Time difference of arrival Sai khác thời gian truyền Visibility graph Giản đồ đường nhìn thấy với đỉnh màu xám cạnh nét đứt cạnh không cần xét loại khỏi đồ thị, đỉnh cạnh nét liên giữ lại Ta thấy với khơng gian ví dụ, có 16 tổng số 36 đỉnh (tương ứng 44,4%), 80 tổng số 159 cạnh (tương ứng 50,3%) loại Hình 4-7 Đồ thị trực quan Thực thuật tốn tìm đường Để tìm đường ngắn hai điểm P, trước hết ta xây dựng đồ thị G* cách thêm hai đỉnh tương ứng với điểm đầu đích vào đồ thị G, cạnh tương ứng với đoạn thẳng nối đỉnh mà hai điểm nhìn thấy P Trong ví dụ minh hoạ trên, điểm đầu đích ký hiệu A B, cạnh thêm vào thể đường nét đứt Cuối cùng, 59 đường ngắn A B tìm thuật toán Dijkstra, đường thể nét liền đậm Hình 4-8 Hình 4-8 Thực thuật tốn tìm đường ngắn Trên phương pháp tìm đường tối ưu mơi trường tĩnh coi người thử nghiệm chất điểm Trong thực tế, người dùng có kích thước định, nên dẫn theo kết đó, va chạm với tường Để giải vấn đề này, coi kích thước người dùng nằm hình trịn bán kính r, ta cần hiệu chỉnh đồ P trước xây dựng đồ thị G cách trừ bớt vùng viền P khoảng : D = r+ d 60 Với d khoảng cách an toàn thiết lập trước hệ thống Khoảng cách an toàn định nghĩa nhằm tránh cho người dùng va chạm thuật tốn thiếu xác Hình 4-9 minh hoạ tác dụng việc áp dụng trừ viền tới đồ vùng di chuyển (đường nét đứt) kết đường tối ưu so với kết ban đầu Hình 4-9 Kết tìm đường ngắn 61 CHƯƠNG : KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ Dựa vào hệ thống thu thập thông tin tín hiệu khơng dây tìm đường xây dựng Hình 4-3 Nhiệm vụ tốn nghiên cứu phát triển hệ thống tìm đường tối ưu dựa thông tin định vị WiFi, ứng dụng trợ giúp định hướng người khiếm thị môi trường ràng buộc Sau nghiên cứu triển khai mơ đun định vị tìm đường riêng lẻ, chun đề trình bày cơng việc kết liên quan đến việc cài đặt hệ thống công việc thử nghiệm, đánh giá hiệu hệ thống mơi trường thực – Trường THCS Nguyễn Đình Chiểu (xem Hình 51) 25 20 A D C B Y (m) 15 Hội trường 10 Kí túc xá Phịng Kí túc xá Phịng Kí túc xá Phịng Kí túc xá Phịng -5 10 20 30 40 50 60 X (m) Hình 5-1 Sơ đồ mặt trường Trường Nguyễn Đình Chiểu trường dành cho em học sinh khiếm thị Hà Nội (số 21 Lạc Trung, Hai Bà Trưng, Hà Nội) Từ năm 1988, trường cho phép em học sinh bình thường vào học chung với em khiếm thị Trường đào tạo cho em khiếm thị kỹ định hướng, kĩ sống hàng ngày, kĩ làm việc với sản phẩm Braille, máy tính chương trình tổng hợp tiếng nói cho học sinh khiếm thị Phần lớn người mù kí túc xá trường thời gian học Khu kí túc xác trường tịa nhà bốn tầng, tầng có phịng 62 học cạnh Tầng có hội trường nơi diễn hoạt động văn nghệ, sinh hoạt chung nhà trường Hệ thống trợ giúp định hướng cho người khiếm thị mơi trường ràng buộc triển khai thử nghiệm tầng hai, tịa nhà kí túc xá Việc triển khai đánh giá thực qua ba phép đánh giá: - Đánh giá độ xác mô đun định vị WiFi - Đánh giá độ xác mơ đun tìm đường: mơ đun từ vị trí người dùng vị trí đích, đưa đường đi, nút rẽ (thay đổi hướng) khoảng cách nút - Đánh giá hoạt động toàn hệ thống: từ nhận yêu cầu tìm đường đến xây dựng đường trợ giúp người dùng suốt trình người dùng di chuyển mơi trường đến đến đích Kết định vị 1.1 Cài đặt Hệ thống định vị WiFi thực server riêng, kết trung gian gửi module trung tâm để xử lí cho vị trí người dùng Thực thuật tốn phương pháp định vị hỗn hợp, ước lượng tham số, giảm độ phức tạp thuật toán dựa mơ hình suy hao tín hiệu WiFi cho Chương Trong môi trường thử nghiệm Trường Nguyễn Đình Chiểu, 10 AP sử dụng lắp đặt, đánh mã số từ đến 10 Các AP sử dụng loại EnGenius EAB300, nhiên loại AP chuẩn sử dụng cho hệ thống định vị Để tránh xung đột với AP môi trường, số AP cài đặt chế độ định vị, phát WiFi để thiết bị thu (điện thoại thơng minh) đo giá trị RSSI cần thiết cho trình định vị Để trình định vị không bị gián đoạn, AP bố trí cho điểm khơng gian cần định vị bao phủ AP Để đánh giá hệ thống định vị, tiến hành đánh giá theo kịch sau: Một người dùng di chuyển mơi trường theo lộ trình thiết kế trước Mỗi 63 đến điểm mốc gán sẵn môi trường, người thử nghiệm nhấn nút tương ứng giao diện để đánh dấu thời điểm Thông tin thời gian người dùng điểm mốc dùng để nội suy vị trí thực người dùng thời điểm q trình di chuyển Vị trí thực người dùng so sánh với vị trí mà hệ thống tính được, qua đánh giá sai số độ xác định vị Việc đánh giá thực nghiệm tiến hành sau: người dùng di chuyển theo quỹ đạo thử nghiệm từ điểm đầu (điểm 5) đến điểm cuối (điểm 1) ngược lại Trên đường đi, điểm đánh dấu, người dùng báo cho hệ thống thử nghiệm cách nhấn phím tương ứng để hệ thống lưu lại thông số cần thiết để tính tốn ground truth sau Việc đánh giá độ xác tính tốn offline dựa ground truth Kết tính tốn xác định dựa phép toán thống kê nhiều lần thử nghiệm khác nhau, người khác 1.2 Kết định vị Số liệu đo đạc trình thu thập biểu diễn Hình 5-2, Hình 5-3 Hình 5-2 trình bày kết thử nghiệm độ xác trường hợp sử dụng kết hợp phương thức khác chưa xét đến ràng buộc mơi trường Trong Hình 5-3 trình bày kết thử nghiệm độ xác trường hợp kết hợp phương thức khác có xét đến ràng buộc môi trường Các số liệu đầu vào dùng để xác định độ xác hệ thống là: - Vị trí thực người dùng điểm khảo sát - Vị trí người dùng đầu hệ thống định dùng WiFi Các số liệu đầu dùng để xác định độ xác hệ thống giá trị thống kê bao gồm: - Giá trị sai số tối đa: khoảng cách sai lệch tối đa tính mét hệ thống trả so với vị trí thực người dùng - Giá trị sai số trung bình: khoảng cách sai lệch trung bình tính mét hệ thống trả so với vị trí thực người dùng 64 - Căn bậc hai giá trị sai số trung bình bình phương: tính theo cơng thức sau: = ( + + ) + đó: xi (i = đến n) sai số lần đo thứ i; n số lần đo; xrms bậc hai giá trị sai số trung bình bình phương - Sai số với độ tin cậy 90%: giá trị sai số mà 90% lần thử nghiệm cho kết nhỏ 25 Localization result Ground truth Wall 20 Y (m) 15 10 -5 10 20 30 X (m) 40 50 60 (a) 100 Error 90 80 Reliability distribution (%) Y (m) -1 -2 70 60 50 40 30 20 -3 10 -4 -8 -6 -4 -2 X (m) 0 Error (m) (b) (c) Hình 5-2 Các kết thử nghiệm độ xác mô đun định vị trường hợp sử dụng phương thức định vị WiFi không xét đến ràng buộc môi trường: (a) Sơ đồ mặt với groundtruth; (b) Sai số biểu diễn mặt phẳng xOy, (c) Sự phân bố sai số theo độ tin cậy 65 25 Localization result Ground truth Wall 20 Y (m) 15 10 -5 10 20 30 X (m) 40 50 60 (a) 100 Error 90 Reliability distribution (%) 80 Y (m) -1 70 60 50 40 30 20 10 -2 -5 -4 -3 -2 -1 X (m) 0 0.5 1.5 2.5 Error (m) 3.5 4.5 (b) (c) Hình 5-3 Các kết thử nghiệm độ xác mơ đun định vị trường hợp sử dụng phương thức định vị WiFi có xét đến ràng buộc môi trường: (a) Sơ đồ mặt với groundtruth; (b) Sai số biểu diễn mặt phẳng xOy, (c) Sự phân bố sai số theo độ tin cậy Kết tìm đường 2.1 Cài đặt Hệ thống tìm đường cài đặt mơ đun bổ sung tích hợp vào bên mô đun định vị Hệ thống nhận yêu cầu tọa độ điểm đầu điểm cuối hệ tọa độ cục (local) sau kết hợp với yếu tố mơi trường cho trước 66 (tường, phịng, hành lang, cửa, trạng thái đóng, mở cửa, quỹ đạo phép không) để trả đường từ điểm đầu đến điểm cuối Đường trả dạng tập hợp điểm: điểm bắt đầu điểm xuất phát, điểm cuối điểm đích, điểm cịn lại điểm chuyển hướng Hệ thống tìm được đánh giá offline theo cách sau: đưa vào tập liệu thử nghiệm: liệu thử nghiệm gồm điểm đầu điểm cuối Đánh giá kết trả hai khía cạnh: - Kết trả có khơng: có biểu diễn đường từ điểm đầu đến điểm cuối không? - Có dễ hiểu với người dùng cuối khơng (ít đoạn, nhiều đoạn, chỉnh hướng không đáng kể,…) Đánh giá tay tổ hợp hai điểm mặt thử nghiệm Xét tay kết trả Lưu kết trả thời gian xử lí cụ thể Thổng kê kết quả: thời gian xử lí, khoảng cách thực tế từ nút đầu đến nút cuối, số điểm rẽ nhánh Việc thử nghiệm tiến hành với điểm mốc kiểm tra Bảng 5-1 trình bày tọa độ điểm mốc kiểm tra hệ tọa độ cục Trường Nguyễn Đình Chiểu Bảng 5-1 Bảng tọa độ điểm đích sử dụng thử nghiệm tìm đường STT Chỉ số Tọa độ Tọa độ trục x (m) trục y (m) 1 49.5 7.5 2 40.5 7.5 3 35.5 7.5 4 26.5 7.5 5 14.0 16.0 2.2 Kết tìm đường Kết thử nghiệm tìm đường trình bày hình sau 67 25 Wall 20 Y (m) 15 10 -5 10 20 30 40 50 60 X (m) Hình 5-4 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 25 Wall 20 Y (m) 15 10 -5 10 20 30 40 50 X (m) Hình 5-5 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 68 60 25 Wall 20 Y (m) 15 10 -5 10 20 30 40 50 60 X (m) Hình 5-6 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 25 Wall 20 Y (m) 15 10 -5 10 20 30 40 50 X (m) Hình 5-7 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại 69 60 25 Wall 20 Y (m) 15 10 -5 10 20 30 40 50 60 X (m) Hình 5-8 Kết thử nghiệm tìm đường từ điểm đến điểm ngược lại Trong hình vẽ trên, nét liền đậm đường bao tòa nhà phòng, nét mờ đánh dấu vùng di chuyển người (đây vùng trừ phần diện tích chiếm tường 30 cm khoảng cách), đường nét đứt đường mô đun tìm đường tìm được, điểm rẽ đánh dấu kí hiệu '×' 70 KẾT LUẬN Luận văn trình bày khái niệm tổng quan mạng cảm biến khơng dây, với thuật tốn định vị người dùng dựa vào mơ hình suy hao tín hiệu WiFi, thuật tốn tìm đường tối ưu Kết mô thực nghiệm áp dụng với mơ hình thực Trường trung học khiếm thị Nguyễn Đình Chiểu Qua trình thử nghiệm, bước xây dựng cài đặt module - thực đánh giá - kết quả, cho thấy hệ thống đạt yêu cầu chức phi chức năng, hệ thống hoạt động đạt yêu cầu, việc phối hợp mơ đun thiết kế Về khía cạnh tương tác với người dùng thực, cần có thử nghiệm sâu hơn, đặc biệt với người khiếm thị Kết từ thử nghiệm bước đầu tiến hành cho thấy việc tương tác thiết bị di động người dùng nhiều bất cập: thể qua việc chưa có hệ thống dẫn đường đến người dùng, sử dụng tín hiệu khác hỗ trợ người khiếm thị camera, microphone,… mức độ chi tiết thông báo dẫn đường đổi hướng Việc cải thiện tính thân thiện với người dùng cần thiết để đưa hệ thống vào thực tế Tuy nhiên vấn đề nằm phạm vi đề tài Bên cạnh đó, phạm vi nghiên cứu mạng cảm biến khơng dây rộng, trình độ tác giả có hạn chế thời gian thực ngắn nên đề tài không tránh khỏi sai sót WiFi xem phương tiện truyền tải liệu không dây hữu hiệu nhất, nhiên, bên cạnh tồn số hạn chế định đường truyền, lượng bảo mật Người ta đưa công nghệ LiFi với ưu vượt trội tốc độ, công suất băng thông đường truyền so với WiFi Nguyên lý hoạt động LiFi dựa nhấp nháy đèn LED tốc độ nhanh sau gửi liệu đến máy thu dạng mã nhị phân So với WiFi cơng nghệ truyền vơ tuyến LiFi có ưu điểm vượt trội lượng nhiên có hạn chế nguyên lý truyền môi trường ánh sáng khả kiến Vì thế, kết hợp hai phương pháp truyền dẫn khơng dây WiFi LiFi hướng nghiên cứu 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Akyildiz, Ian F., and Ismail H Kasimoglu “Wireless sensor and actor networks: research challenges.” Ad hoc networks 2.4 (2004): 351-367 [2] Buratti, Chiara, et al “An overview on wireless sensor networks technology and evolution.” Sensors 9.9 (2009): 6869-6896 [3] García-Hernández, Carlos F., et al “Wireless sensor networks and applications: a survey.” IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security 7.3 (2007): 264-273 [4] Sohraby, Kazem, Daniel Minoli, and Taieb Znati Wireless sensor networks: technology, protocols, and applications John Wiley & Sons, 2007 [5] Mahalin, Nur Hija, et al “RSSI measurements for enabling IEEE 802.15 coexistence with IEEE 802.11 b/g.” TENCON 2009-2009 IEEE Region 10 Conference IEEE, 2009 [6] Le, Khanh Tuan “ZigBee system-on-chip (SoC) design.” High Frequency Electronics (2006): 16-25 [7] Dao Trung-Kien, Thanh-Thuy Pham, and Eric Castelli “A robust WLAN positioning system based on probabilistic propagation model.” Intelligent Environments (IE), 2013 9th International Conference on IEEE, 2013 [8] Koyuncu, Hakan, and Shuang Hua Yang “A survey of indoor positioning and object locating systems.” IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security 10.5 (2010): 121-128 [9] Vinther, Anders Strand-Holm, Magnus Strand-Holm Vinther, and Peyman Afshani “Pathfinding in Two-dimensional Worlds” (2015) [10] Fielding, et al., Hypertext Transfer Protocol HTTP/1.1 in RFC 2616 [11] Android Develop Guide: http://developer.android.com/guide/topics/fundamentals.html [12] IBM reference manual, Advantages of XML (referenced 16, Jan 2014): http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/iseries/v5r4/index.jsp?topic=%2Frza mj%2Frzamjintroadvantages.htm 72 [13] SIGVerse, SIGVerse Wiki (referenced 20, Jan 2014): http://www.sigverse.org/wiki/en/ [14] M Abellanas, G Hernandez, R Klein, V Neumann-Lara, and J Urrutia, “Voronoi diagrams and containment of families of convex sets on the plane”, In Proc 11th Annu ACM Sympos Comput Geom., pages 71–78, 1995 [15] A Aggarwal, L J Guibas, J Saxe, and P W Shor., “A linear-time algorithm for computing the Voronoi diagram of a convex polygon”, Discrete Comput Geom., 4(6):591–604, 1989 73 ... buộc 11 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 1.1 Mạng cảm biến không dây Khái niệm Mạng cảm biến không dây thường gọi mạng cảm biến cấu chấp hành không dây (Wireless sensor and actuator...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỖ VÂN NAM NGHIÊN CỨU MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY VÀ CÁC THUẬT TỐN TÌM ĐƯỜNG Chun ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA... chọn đề tài 10 Nội dung nghiên cứu 11 Mục tiêu đề tài 11 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 12 Mạng cảm biến không dây 12 1.1 Khái niệm