Đánh giá hiệu năng các giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây

hoàn thành n ng iá ,l nh h ng t n u tiên em xin g i l c sâu ng o em t n tình làm khóa chúng em cùng, em xin g i ng ân gia ình c m sâu viên, khích t th y cơ, ngh em q trình th c viên Vi Hoài Nam lu n CAM OAN m p, nghiên c u Trong nêu chun mơn nên tơi cách nghiêm túc hồn tồn trung th c tơi có tài tài li u tham k Tơi xin cam oan nâng cao trình tham k m tác lu n trách nhi m dung, trung th c Hà tháng m 2013 viên Vi Hoài Nam M DANH CÁC KÝ HI U, CÁC VI T DANH M CÁC HÌNH V , U 10 Lý ch n ài 10 L ch s nghiên c u 10 M nghiên c u 12 12 12 Ph CH 12 NG 1.1 13 13 1.1.1 13 1.1.2 13 1.1.3 15 1.2 18 1.2.1 C u trúc ph ng 19 1.2.2 C u trúc phân c p 19 21 22 22 23 25 28 CH NG 2: 30 30 30 2.2.1 Giao th c LEACH 31 2.2.2 Giao th c LEACH-C 41 2.2.3 Giao th c -Cluster) 43 2.2.4 - Minimum Transmit Energy) 43 44 2.2.6 Giao th c SPIN 45 2.2.7 Giao th c truy n tin tr c ti p 46 47 2.2.10 CH 48 NG 53 53 ng tiêu th t i node c m bi n 53 3.3.2 T ng l ng d li u nh c t i node c s 53 3.3.3 T l truy n thành công 53 3.3.4 Tính b o m t 54 tr tín hi u 54 3.3.6 Th i gian s ng c a m ng 54 55 CH 59 59 59 59 nh 61 62 63 63 67 N 68 t cc a ài 68 68 H phát tri a tài 69 TÀI LI U THAM KH O 70 DANH CÁC KÝ HI U, CÁC VI T WSN Wireless Sensor Network ADC Analog to Digital Converter QoS Quality of Service CPU Central Processing Unit LEACH Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy DoS Denial of Service TDMA Time Division Multiple Access MAC Media Access Control ADV Advertise CSMA Carrier Sense Multiple Access ID Identifier DS-SS u n truy nh p môi ng mang danh Directed-Sequence Spread Spectrum CDMA Code Division Multiple Access GPS Global Positioning System MTE Minimum Transmit Energy mã PEGASIS SPIN REQ TEEN GAF Power-efficient Gathering in T ng h ng Sensor Information Systems h th ng thông tin c m Sensor Protocol for Information via bi n Negotiation Request Threshold-sensitive Energy Efficient sensor Network protocol Geographic adaptive fidelity Gi i thu lý MANET Mobile ad-hoc Network NS2 Network Simulation NS2 a 51 52 DANH CÁC HÌNH V , 14 15 19 19 20 32 Hình 2.2 Time- 33 35 36 37 38 Hình 2.7 Time- 38 39 41 -C 42 43 44 Hình 2.13 C 46 Hình 2.14 Các pha Directed Diffusion 47 48 Hình 2.16 L 49 55 56 57 58 59 61 Hình 4.3 S 62 Hình 4.4 S 63 64 64 Hình 3.2 T ng d li u nh c t i tr m gơc / t D a vào hình 3.1 hình 3.2, giao th MTE v t ng s d li u nh s d t tr n giao th c c t i tr m g c TDMA LEACH CSMA MTE Ngoài ra, giao th c LEACH-C cung c p nhi B i tr m g c bi ng ng d li cv ng ng c a node m ng, nên có th l a ch n cluster t n 56 Hình 3.3 T ng s node c m bi n s ng theo th i gian Trong hình 3.3 mơ t t ng s node c m bi n s ng theo th i gian, s node s ng theo th i gian c a MTE ca có m t d li tr m g c (hình 3.4) Khi th th nh n LEAC- c truy n t i ng node s ng s d ng giao d ng giao th c LEACH 57 Hình 3.4 T ng s node/ t ng d li u t i tr m g c Trong hình 3.4 t ng d li u nh c t i tr m g ng tiêu th c a tồn m ng giao th c MTE th p nh t g i d li i nhi n tr m g c - BS (vì th , s c m ng node h ng d li u t i tr m g c ): va ch m t d li u trình truy n) thi u t p h p d li u B i MTE khơng có b t k ki m soát t va ch n a, m i n nh n gói tin, s ng c n thi p MTE ph g i m i tin nh nhi u node trung gian m i t t node cluster head r g c Do giao th LEACH- c g i t i tr m c c i ti n t giao th c LEACH nên hi u s i giao th c LEACH 58 c 4: KHƠNG DÂY 4.1 Ph n m m mơ ph ng NS2 NS2 (The Network Simulator version 2) ph n m m mô ph ng m n s ki n riêng r ng[5] c phát tri n t ph ng m tr b u ch i thông qua d án Vint t i LBL, Xerox, UCB USC/ISI NS2 c vi t b ng ngôn ng C++ OTcl Hình 4.1 T ng quan v i dùng OTcl Script Simulation Program phịng OTcl NS Simulation Library m Event Scheduler Objects Network Component Objects Network Setup Helping Modules Plumbling Modules ing Simulation Results 59 Analysis Phân tích NAM Network Animator - Tùy XGRAPH hay TRACEGRAPH 60 Out.nam NAM Visual Simulation TCL File File.tcl NS2 Tracing and Monitoring Sumualation Out.tr Hình 4.2 Lu ng s ki n cho file Tcl ch y NS NAM Visual Simulation Tracing and Monitoring Simulation - -2 ubuntu 12.04) NS- B2 2.34 : http://sourceforge.net/projects/nsnam/files/allinone/ns-allinone-2.34/ B3 - M sudo apt-get install build-essential tcl8.5 tcl8.5-dev tk8.5 tk8.5-dev gcc-4.4 g++4.3 xgraph libxmu-dev libxmuheaders /opt/ns-allinone-2.34 61 NS2 S sudo /install 4.2 Mô ph ng giao m t s th 4.2.1 Các giao th nh n nh n s c mô ph ng LEACH, LEACH-C, STARTIC-CLUSTER u ki n mô ph ng Ti n hành mô ph ng giao th CLUSTER v i thông s nh n: LEACH, LEACH-C, STAT- u vào : BS(50,175) Hình 4.3 phân b node c m bi n - T ng s node: 101 (bao g m tr m g c) - Ph t node: 100m x 100m (các node - S c m kh i t o: (5%T ng node) - Tr m g u c a m i node: 2J t t i v trí có t : (50,175) - Th i gian mô ph ng: 600s 62 t ng u nhiên) t qu 4.3.1 So sánh v Ti n hành mô ph ng giao th nh n: LEACH, LEACH-C, STAT- CLUSTER Các k Node LEACH -C LEACH Stat-cluster Second Hình 4.4 bi u th s node cịn s ng theo th i gian c a giao th nh n LEACH-C có -cluster - - -C 63 Byte CH LEA -C LEACH Stat-cluster Second Hình 4.5 T ng s d li u g i thành công t i node theo th i gian LEACH-C -C -C Jule C HC A LE LEACH Stat-cluster Second Hình 4.6 T ng m tiêu th 64 ng c a node theo th i gian hình 4.6 -C có cao -C LEACH - Jule LEACH LEACH -C Stat-cluster Byte Hình 4.7 T ng d li u nh - 65 c/ t ng tiêu hao - T ng s node: 101 (bao g m tr m g c) - Ph t node: 100m x 100m (các node - S c m kh i t o: (5%T ng node), n - Tr m g t t i v trí có t t i) u c a m i node: 2J : (50,175), th i gian mô ph ng: 600s BS(50,175) phân b u node c m bi n i K Node LEACH LEACH -C Stat-cluster Second Hình 4.9 T l s node cịn ho 66 ng theo th i gian 4.3.2 K t lu n nhau) -cluster, LEACH, LEACH-cluser, node CH - Heinzelman, Anantha P Chandrakasan, and Hari Balakrishnan[9] 67 N K t qu Sau th t cc a tài gian nghiên c u th c ra, tài trình bày n, tài hoàn thành nhi m v sau: ki tài th c quan không dây hai, tài -C, Stat- ba, tài Và k t th c nghi m thu tài thông qua p p c lý thuy H n ch c Bên trình bà ánh trung th c tài a làm khn tài v n cịn m nh : tài ch a WSNs B i v y giao th giá n hiên 68 m tr h ng phát tri n c a quy t tài nh ng lai Tác gi nêu m 69 h phát tài TÀI LI U THAM KH O [1] Aniss Zakaria, , IEEE, 2009 [2] Bhaskar Krishnamachari, Cambridge University Press, 2005 [3] John Paul Walters, Zhengqiang Liang, Weisong Shi, and Vipin Chaudhary, , Department of Computer Science Wayne State University, 2006 [4] José Cecílio, Eudisley Anjos, Jỗo Costa, Pedro Furtado routing in Survey on data University of Coimbra, DEI/CISUC, 2008 [5] Kevin Fall, Kannan Varadhan, The VINT Project, 11- 2011 [6] Parul Kansal, Deepali Kansal, Arun Balodi Compression of Various International Journal of Computer Applications, Volume No.11, August 2010 [7] Qinghua Wang, Ilangko Balasingham, - An , Publisher InTech, 2010 [8] Rajashree.V.Biradar, V.C.Patil, Dr S R Sawant,Dr R R Mudholkar, Classification and comparison of routing protocols in wireless sensor , Karnataka, India, 2009 70 ... m t giá tr c a thu ng c ng (hard threshold)- giá tr c c m nh n m t giá tr ng m m- giá tr c a thu c tính làm cho node chuy n sang ch c ng i nh v phát d li u Giá tr ng gi m s truy n d n b ng cách... không dây ng d ng khác gia ng c thông tin d a c m bi n (sensor- ng làm vi c c ng sinh rõ r tho mãn ch nhà Các m ng m t m r ng c a d ng c xu t b i Norman 1.2 C u trúc c a m ng c m bi n không dây. .. node 1.3 Ch ng d ch v m ng c m bi n không dây [1] , c giao ) t gói tin Jitter mát t y, t ng to end, mát gói node 21 ng 1.4 B o m t m ng c m bi n không dây [3] 1.4.1.1 Gi i h n v m t tài nguyên