Nghiên cứu mạng cảm biến không dây ứng dụng cho cảnh báo cháy

LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình phát triển ngƣời, mạng cơng nghệ đóng vai trò quan trọng, chúng làm thay đổi ngày sống ngƣời, theo hƣớng đại Đi đơi với q trình phát triển ngƣời, thay đổi tác động ngƣời tự nhiên, môi trƣờng sống diễn ra, tác động trở lại chúng ta, nhƣ nhiễm mơi trƣờng, khí hậu thay đổi, v.v Dân số tăng, nhu cầu tăng theo, dịch vụ, tiện ích từ đƣợc hình thành phát triển theo Đặc biệt áp dụng công nghệ ngành điện tử, công nghệ thông tin viễn thông vào thực tiễn sống ngƣời Công nghệ cảm biến không dây đƣợc tích hợp từ kỹ thuật điện tử, tin học viễn thông tiên tiến vào mục đích nghiên cứu, giải trí, sản xuất kinh doanh, v.v , phạm vi ngày đƣợc mở rộng, để tạo ứng dụng đáp ứng cho nhu cầu lĩnh vực khác Hiện nay, công nghệ cảm biến không dây chƣa đƣợc áp dụng cách rộng rãi nƣớc ta, điều kiện kinh tế, kỹ thuật nhu cầu sử dụng Song hứa hẹn đích đến tiêu biểu cho nhà nghiên cứu, cho mục đích phát triển đầy tiềm Để áp dụng cơng nghệ vào thực tế tƣơng lai, có khơng nhà khoa học tập trung nghiên cứu, nắm bắt thay đổi công nghệ Đƣợc định hƣớng dẫn Tiến sĩ Đỗ Trọng Tuấn, em chọn đề tài luận văn: “Nghiên cứu mạng cảm biến không dây ứng dụng cho cảnh báo cháy” Với mục đích tìm hiểu mạng cảm biến không dây, dựa công nghệ mạng di động tạm thời, triển khai nhanh không cần sở hạ tầng lĩnh vực cảm biến thu nhận liệu Trong đồ án cịn thực mơ cho mạng cảm biến khơng dây với mục đích tìm hiểu phƣơng pháp mơ hình hố, mơ mạng phân tích đánh giá kết từ chƣơng trình mơ Nội dung đồ án đƣợc thể qua chƣơng: Chƣơng I: Tổng quan mạng cảm biến không dây Chƣơng II: Định tuyến mạng cảm biến khơng dây Chƣơng II: Mơ hình hố mạng cảm biến không dây Chƣơng IV: Xây dựng mạng cảm biến không dây báo cháy đánh giá kết Do kiến thức khả em hạn chế, nên luận văn không tránh khỏi sai sót Mong đƣợc góp ý thầy, cô bạn để nội dung luận văn đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Tiến sĩ Đỗ Trọng Tuấn hƣớng dẫn em chuyên mơn, phƣơng pháp làm việc để em xây dựng hoàn thành nội dung luận văn theo kế hoạch Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô, bạn Viện Điện Tử Viễn thông, Trƣờng đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 2013 Học viên Nguy n Hoàng Sơn LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan, mà tơi viết luận văn tìm hiểu nghiên cứu thân Mọi kết nghiên cứu nhƣ ý tƣởng tác giả khác có đƣợc trích dẫn nguồn gốc cụ thể Luận văn chƣa đƣợc bảo vệ hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ chƣa đƣợc công bố phƣơng tiện thơng tin Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm mà tơi cam đoan Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 2013 Học viên Nguy n Hoàng Sơn MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 10 MỞ ĐẦU 12 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 15 1.1 Giới thiệu mạng cảm biến không dây 15 1.2 Cấu trúc mạng WSN 16 1.2.1 Cấu trúc node mạng WSN 16 1.2.2 Cấu trúc mạng cảm biến không dây 18 1.3 Kiến trúc giao thức mạng WSN 19 1.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến mạng WSN 22 1.4.1 Thời gian sống bên 22 1.4.2 Sự đáp ứng 23 1.4.3 Tính chất mạnh (Robustness) 23 1.4.5 Tính mở rộng (Scalability) 24 1.4.6 Tính khơng đồng (Heterogeneity) 24 1.4.7 Tự cấu hình 24 1.4.8 Tự tối ƣu tự thích nghi 24 1.4.9 Thiết kế có hệ thống 24 1.4.10 Cách biệt bảo mật 25 1.5 Ứng dụng mạng WSN 25 1.6 Kết luận chƣơng I 26 CHƢƠNG II: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 27 2.1 Giới thiệu chung 27 2.2 Những thách thức định tuyến mạng cảm biến không dây 27 2.3 Các vấn đề thiết kế giao thức định tuyến 28 2.3.1 Đặc tính thay đổi thời gian trật tự xếp mạng 28 2.3.2 Ràng buộc tài nguyên 28 2.3.3 Mơ hình liệu mạng cảm biến không dây 29 2.3.4 Cách truyền liệu 29 2.4 Phân loại so sánh giao thức định tuyến mạng cảm biến không dây31 2.5 Giao thức trung tâm liệu 33 2.5.1 Flooding Gossiping 33 2.5.2 SPIN 34 2.5.3 Directed Diffusion 36 2.6 Giao thức phân cấp 40 2.6.1 LEACH 40 2.6.2 PEGASIS 43 2.7 Giao thức dựa vị trí 45 2.7.1 GAF(Global Assessment of Functioning) 45 2.7.2 GEAR 47 2.8 Kết luận chƣơng II 49 CHƢƠNG III: MÔ HÌNH HĨA MẠNG CẢM BIẾN KHƠNG DÂY 50 3.1 Mơ hình hố mơ 50 3.2 Mơ hình trƣờng Đại học Los Angeles California 50 3.2.1 Kịch mô 50 3.2.2 Xây dựng 51 3.2.3 Tổ chức node tạo lƣu lƣợng 55 3.2.4 Ngăn xếp cảm biến kênh cảm biến 56 3.3 Mơ hình SWAN theo dõi mức độ cháy 57 3.3.1 Kịch mô 57 3.3.2 Cơ cấu mô mở rộng Dartmouth 58 3.3.3 Bộ định tuyến WiroKit BBN 59 3.3.4 Kiến trúc mô mạng cảm biến không dây Ad hoc (SWAN) 61 CHƢƠNG IV XÂY DỰNG HỆ THỐNG MẠNG CẢM BIẾN BÁO CHÁY VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 65 4.1.Các tiêu chuẩn hệ thống báo cháy tự động 65 4.2.Hệ thống báo cháy: 67 4.2.1.Cách nhận biết báo cháy: 67 4.2.2 Các phận chính: 68 4.2.2.1 Cảm biến: 68 4.2.2.2.Thiết bị báo động: 70 4.3 Sơ lƣợc thệ thống điều khiển: 71 4.3.1 Giới thiệu dạng mạch tồn tại: 71 4.3.1.1 Mạch điều khiển xa dùng hồng ngoại: 71 4.3.1.2 Mạch điều khiển xa dùng kỹ thuật số: 71 4.3.1.3 Mạch điều khiển Vi điều khiển: 71 4.4.Xây dựng hệ thống mạng cảm biến cháy qua GSM RF 72 4.5.Lý thuyết thiết kế 73 4.5.1.Cảm biến khói 73 4.5.2 Module GSM 74 4.5.3.Module RF FM 75 4.6 Mạch xử lý trung tâm 77 4.6.1.Thiết kế firmware với VĐK Atmega128 82 4.6.2.Chƣơng trình điều khiển 82 4.7.Nguồn nuôi 90 4.8 Hệ thống kết nối xử lý máy tính 91 4.9 Sơ đồ nguyên lý kết thử nghiệm 91 4.9.1 Sơ đồ nguyên lý xử lý trung tâm 91 4.9.2 Sơ đồ nguyên lý nút cảm biến 96 4.10 Thử nghiệm 98 4.10.2 Kết thử nghiệm qua máy tính qua tin nhắn 101 KẾT LUẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AODV CSMA DAM DSDV DSR GLONASS Ad hoc On - Demand Chuỗi hƣớng theo yêu cầu Ad hoc Distance - Vector Routing Carrier Sense Multiple Đa truy nhập cảm biến sóng mang Access Distributed Aggregate Giao thức quản lý khối kết hợp phân tán Management Destination-Sequenced Chuỗi hƣớng với đích Distance-Vector Giao thức định tuyến nguồn động Dynamic Source Routing Global Navigation Satellite Hệ thống vệ tinh điều hƣớng toàn cầu System Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu Heating, Ventilation, and Air Hơi ấm, thơng gió điều kiện Conditioning khơng khí MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trƣờng NS-2 Network Simulator - Bộ mô mạng phiên PDA Personal Digital Assistant Trợ tá số cá nhân RF Radio Frequency Tần số vô tuyến RFM RF Monolithic Thành phần nguyên khối tần số vô tuyến RKE Remote Keyless Entry Đăng nhập mục khơng khố từ xa GPS HVAC SMP SQDDP SWAN Sensor Management Giao thức quản lý cảm biến Protocol Sensor Query and Data Giao thức truy vấn cảm biến phổ biến Dissemination Protocol số liệu Simulator for Wireless Ad- Mơ hình mơ mạng Ad hoc TADAP TDMA TORA UART VHDL WINS WLAN WPAN hoc Networks không dây Task Assignment and Data Giao thức phân nhiệm vụ quảng cáo Advertisement Protocol số liệu Time Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo thời gian Access Temporally Ordered Routing Thuật tốn tìm đƣờng theo thời Algorithm gian Universal Asynchronous Bộ thu phát không đồng chung Receiver Transmitter VHSIC Hardware Ngôn ngữ mô tả phần cứng Mạch tích Description Language hợp mật độ cao Wireless Integrated Network Cảm biến mạng tích hợp vơ tuyến Sensors Wireless Local Area Mạng nội hạt vô tuyến Network Wireless Personal Area Mạng vùng cá nhân vô tuyến Network DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Phân loại so sánh giao thức chọn đƣờng WSN 33 Bảng 2.2 Miêu tả interest sử dụng cặp thuộc tính- giá trị 37 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Biểu tƣợng mạng WSN 15 Hình 1.2: Thiết bị“mote” Berkeley 16 Hình 1.4: Cấu trúc mạng cảm biến không dây 19 Hình 1.5: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến 20 Hình 2.1 Mơ hình truyền liệu sink nút 30 Hình 2.2 Truyền gói Flooding 34 Hình 2.3 Ba tín hiệu bắt tay SPIN 35 Hình 2.4 Hoạt động SPIN 36 Hình 2.5 Hoạt động Directed Diffusion 39 Hình 2.6 Mơ hình mạng LEACH 41 Hình 2.7 Quá trình thiết lập nút & Quá trình ổn định 42 Hình 2.8 Ví dụ lƣới ảo GAF 46 Hình 2.9 Sự chuyển trạng thái GAF 47 Hình 2.10 Chuyển tiếp địa lý đệ quy GEAR 49 Hình 3.1: Kịch mạng cảm biến 51 Hình 3.2: Kiến trúc mơ hình node: cảm biến, đích, ngƣời sử dụng 52 Hình 3.3: Kiến trúc mơ hình mạng cảm biến khơng dây 54 Hình 3.4: Ví dụ mơ dạng tín hiệu 57 Hình 3.5: Cơ cấu SWAN 62 Hình 3.6: Phân tích thành phần môi trƣờng mô 63 Hình 3.7: Khảo sát thơng lƣợng độ trễ trung bình mạng cảm biến 64 Hình 4.1: Sơ đồ khối tồn hệ thống 72 Hình 4.2: Cảm biến khói MQ2 73 Hình 4.3 : Sơ đồ chân MQ2 73 Hình 4.4: Module SIM305 74 10 D N G PT2272M4 RF1 G máy tính module GSM 93 D N Header RF2 1 D D A A D VSS RF3 D A RF4 DIN A K OSC1 OSC2 A A R300 T V A 0 P T V C C V A +3V3 1 U301 D N G +3V3 ATmega128-16AC D N G D N G D N D N G L G L A T X A T X X X F n 0 D N G PEN 2 C306 RESET Switch RST D N G F E R A 0 S C C V A (ALE) PG2 C C V (RD) PG1 RST F n 0 F n 0 F n 0 F n 0 C C V (WR) PG0 3 1W / 22K C305 C304 C303 C300 +3V3 R301 (IC3/INT7) PE7 ICSP ph?n cho C7 (T3/INT6) PE6 +3V3 (ADC0) PF0 (OC3C/INT5) PE5 +3V3 (ADC1) PF1 (OC3B/INT4) PE4 6 (ADC2) PF2 (OC3A/AIN1) PE3 5 (ADC3) PF3 (XCK0/AIN0) PE2 (ADC4/TCK) PF4 (TXD0/PDO) PE1 MTXD D X T (ADC5/TMS) PF5 (RXD0/PDI) PE0 MRXD D N G D X R (ADC6/TDO) PF6 5X2 Header 5 (ADC7/TDI) PF7 (T2) PD7 (T1) PD6 RF4 (A12) PC4 (RXD1/INT2) PD2 R (A13) PC5 (TXD1/INT3) PD3 D RST X SCK (A14) PC6 (IC1) PD4 D (A15) PC7 (XCK1) PD5 X T D X R D X T RF3 (A11) PC3 (SDA/INT1) PD1 +3V3 ISCP RF2 (A10) PC2 (SCL/INT0) PD0 RF1 T V TPSEN (A9) PC1 POWER (A8) PC0 TOSC1/1PG4 TOSC2/PG3 D N G (AD7) PA7 (OC2/OC1C) PB7 (OC1B) PB6 4X2 Header 1 (OC1A) PB5 X (OC0) PB4 MISO G 16MHz (MISO) PB3 SCK Y300 MISO 4 (AD6) PA6 (AD5) PA5 (AD4) PA4 D N 4 (AD3) PA3 MOSI (MOSI) PB2 (AD2) PA2 C CSN E F 0 n C302 F n 0 MOSI (AD1) PA1 (SCK) PB1 E C 1 SCK (AD0) PA0 (SS) PB0 +3V3 F R N X CSN C301 U300 Khối MCU Hình 4.16: Sơ đồ nguyên lý mạch MCU Atmega128 Mạch điều khiển với MCU Atmega128 đƣợc xây dựng với cổng vào giao tiếp với chuẩn truyền dẫn FM, RF (nRF24l01), giao tiếp với Module SIM305 máy tính với đƣờng tín hiệu USART Các tín hiệu vào tín hiệu đƣờng truyền dẫn khơng dây (FM, RF) sau tín hiệu đƣa đƣờng tín hiệu USART đƣa lên Khối giao tiếp USB Hình 4.17: Sơ đồ nguyên lý mạch Giao tiếp với máy tính qua USB Mạch giao tiếp với máy tính qua USB giúp truyền liệu từ xử lý trung tâm tới máy tính qua chuẩn giao tiếp RS232 IC giao tiếp FT232 IC chuyển đổi USB to COM 94 COMMAND 95 D N G D N G D N G 1uF/10V 1nF/25V C401 C400 PUSH HOLDER CARD SIM D N G D N G VPP SIM_CLK SIM_CLK SIM_DATA SIM_RST SIM_RST SIM_PRE SIM_VDD SIM_VDD U400 4K7 R402 SIM_DATA D N G K R403 C1815 K D E L Q400 R400 D N G D N G SIM305 D 6 D N G N G D N N D G G K R401 T T A B T T A B V T T A B V V T T A B V Status Network C T R V T T A B V +3.9V +3.9V 5 GPIO2/RI1 GPIO4 5 +3.9V LED GPIO1/Flash DCD1/GPIO3 D E L 5 D400 SIM_PRESENCE R E Z Z U B MC2N SPK2N MIC2P SPK2P MIC1N SPK1N 4 MIC1P SPK1P 4 C C V D X T D X T BATT_TEMP CTS1 DSR1 GPIO5 R T D V X U A 3 D X R D X R L O C 3 D N G D N G RTS1 L O C SPI_EN/GPO3 L O C GPO0/SPI_AUX L O C GPIO0 L O C 22pF/50V 100nF/25V GPO1/SPI_RX ROW4 2 C403 C402 GPO2/RXD2 ROW3 GPI/TXD2 ROW2 /INT ROW1 /RST ROW0 T O O B D D V +3.9V 1 SPI_CLK/SCL SIM_VCC SIM_VDD SPI_TX/SDA SIM_DATA SIM_DATA POWER ON/OFF SIM_RST SIM_RST R405 CHG_IN SIM_CLK SIM_CLK CHG_IN CHG_IN 0 S Khối GSM Hình 4.18: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển GSM Module GSM đƣợc điều khiển Atmega128 với tập lệnh AT- 4.9.2 Sơ đồ nguyên lý nút cảm biến Sơ đồ nút với giao tiếp FM Hình 4.19: Sơ đồ nguyên lý nút cảm biến giao tiếp qua sóng FM Nút cảm biến giao tiếp qua sóng FM sử dụng so sánh LM358 để so sánh mức điện áp đầu sensor với điện áp ngƣỡng Khi cảm biến đƣợc khói điện áp đầu cảm biến lớn mức điện áp ngƣỡng Khi so sánh cấp nguồn cho module FM hoạt động 96 97 D N G Cap C106 Header RST MISO D N G SCK MOSI C S M C I S ISP V + N F n V + G 0 F F E / R V F n C105 u Cap + 0 D V N C104 G Cap N F n C V G D D + N F G S n D R N 0 G B N D / G M C101 D Cap A T H V u D - + S F V n H C100 D N Cap L G V F + F D N F GSENSOR O U G / R N G 5.1 N O D N O N N I M K V G R L U D N G H D B S / B H F V u A 2 A C N G Sensor Gas + F V + N C G n Cap C C V D N G D N G H R B E C B V D K O M e a d e r X D N G D N G Header hiệu cảnh báo qua giao tiếp SPI với module RF truyền xử lý trung tâm F n 0 F n 0 Cap Cap D X R D X T D N G D N G D N G C C L A T X Serial X X Y100 100nF/25V C201 10uF/10V D N G D N G LM1117IMP-5.0 ATmega8-16AC C202 D N G D N G T U O D N N I G B A T +3V3 U201 V + D N G (AIN1) PD7 F E R A (T1) PD5 1 (AIN0) PD6 1 CSN +3V3 C C V A (XCK/T0) PD4 SW-SPST F E R V C C V (INT1) PD3 S O S F S + F n 0 C C V (INT0) PD2 Cap (TXD) PD1 SW-DPDT V + (RXD) PD0 (RESET) PC6 V R T D RST D X R D X T D N G C PWR2.5 K C D A (XTAL2/TOSC2) PB7 2 X R Diode C D A (XTAL1/TOSC1) PB6 X (ADC5/SCL) PC5 (SCK) PB5 SCK (ADC4/SDA) PC4 (MISO) PB4 IN POWER V + MISO D100 0 S (ADC3) PC3 (MOSI/OC2) PB3 MOSI C C V (ADC2) PC2 (SS/OC1B) PB2 (ADC1) PC1 (OC1A) PB1 (ADC0) PC0 (ICP) PB0 GSENSOR 2 E C U205 Sơ đồ nút với giao tiếp truyền thông 2.4GHz T V A N I D Hình 4.20: Sơ đồ nguyên lý nút cảm biến giao tiếp qua sóng 2.4GHz Nút cảm biến giao tiếp qua sóng RF đƣợc thiết kế để đọc giá trị ADC đầu Sensor MQ2 Khi mức điện áp đầu MQ2 lớn mức cho phép VĐK đƣa tín 4.10 Thử nghiệm Hình 4.21: Sơ đồ bố trí thí nghiệm Hệ thống kiểm tra liệu có nhận đƣợc khơng Sau lên máy tính, điện thoại thơng báo điểm có báo động hay an toàn Hệ thống hoạt động đƣợc coi xác đáp ứng đƣợc điều kiện sau: - Nếu khơng cảm biến thấy khói nút đƣợc coi an tồn, ngƣợc lại nút báo động Sau thử nghiệm chứng minh cho việc hệ thống đáp ứng tốt điều kiện Kết đạt đƣợc trình thực nghiệm: Cấp nguồn cho nút gốc, nút mạng Khi nút gốc tiến hành thu liệu theo vịng lặp nhƣng khơng thu đƣợc thông tin nút mạng Nhƣ nút gốc cần phải hiển thị thông báo chƣa nhận đƣợc liệu Kết quan sát mạch nhƣ sau: 98 4.10.1 Hình ảnh sản phẩm Hình 4.22 Ảnh chụp thực tế nút cảm biến (2.4Hz) Hình 4.23 Ảnh chụp thực tế nút cảm biến (FM) 99 Hình 4.24 Ảnh chụp thực tế nút điều khiển 100 4.10.2 Kết thử nghiệm qua máy tính qua tin nhắn Cảnh báo qua USB máy tính: Khi có cố báo cháy (Hiển thị máy tính qua phần mềm Terminal) 101 Cảnh báo qua SMS:  Đối với đầu báo khói loại MQ2 thời gian tác động với mật độ khói nhỏ 70% thời gian tác động 5s, lƣợng khói từ 70 đến 80% thời gian tác động đến 4s, lƣợng khói lớn 80% thời gian tác động đến 2s Sau thử nghiệm mạch có kết sau 20 lần thử với lƣợng khói khoảng 70%  Ta tiến hành đo khoảng cách 100m thời gian thử lần lƣợt lần 8h, lần 14h, lần 17h Để tránh nghẽn mạng nên lập trình thời gian gửi tin 2s sau đầu cảm biến khói phát có khói khu vực đảm bảo tin nhắn hiệu quả, tin nhắn nhận sau sau có khói gửi tin từ đến 2,5s đạt yêu cầu tin từ giây trở lên tin trễ không đạt yêu cầu Nhƣ từ đầu báo khói cảm nhận đến nhận tin nhắn khoảng nhỏ 7,5 giây đạt theo tiêu chuẩn báo khói cịn lớn giây không đạt tiêu chuẩn 102 Kết Số lần thử nghiệm 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Lần Lần Lần báo (1.8) báo (1.6) báo (1.3) báo (2) báo (1) báo (1.7) báo (1.6) báo (1.3) báo (1.9) báo (1.8) báo (2) báo (2.1) báo (1.5) báo (1.3) báo (1.6) báo (1.3) báo (1.2) báo (1.4) báo (1.9) báo (1.8) báo (1.7) báo (1.5) báo (1.4) báo (1.2) báo (1.8) báo (1.3) báo (1.8) báo (1.5) báo (2) báo (1.7) báo (1.6) báo (1.5) báo (1.5) báo (1.4) báo (1) báo (2) báo (1) báo (1) báo (1.3) báo (1.5) báo (1.9) báo (2) báo (3.5) báo (1.4) báo (1.9) báo (2) báo (1.2) báo (1.5) báo (1.8) báo (1.9) báo (1.9) báo (2) báo (2) báo (1.8) báo (1.7) báo (1.9) báo (1.9) báo (1.9) báo (2.1) báo (2)  Lần Với lần đo thứ khoảng 20 lần thử tín hiệu từ nút cảm nhận trạm gốc trạm gốc thu đƣợc 20 lần, nhƣ hiệu suất cho lần đo : H1 = 100%  Lần Với lần đo thứ khoảng 20 lần truyền tín hiệu từ nút cảm nhận trạm gốc trạm gốc thu đƣợc 20 lần, nhƣ hiệu suất cho lần đo : H2 = 100% 103  Lần Với lần đo thứ khoảng 20 lần truyền tín hiệu từ nút cảm nhận trạm gốc trạm gốc thu đƣợc 19 lần 2s tin trễ sau 3,5s, nhƣ hiệu suất cho lần đo : H3 = 99,9% Đo hiệu suất truyền - nhận tín hiệu khoảng cách 100m Đánh giá Nhƣ qua việc đo thực nghiệm vấn đề truyền - nhận nút cảm nhận nút gốc hệ thống mạng cảm nhận không dây thu thập liệu môi trƣờng ta thấy nút cảm biến chuyển tín hiệu phát cháy thành tín hiệu báo động rõ ràng để ngƣời xung quanh thực biện pháp thích hợp Trong số 20 lần thử có tin trễ 3,5s lần thử thứ Nhƣ thấy sai sót mạch 0.1% 104 KẾT LUẬN WSN đời kết hợp thành công loạt thành tựu khoa học công nghệ mạng máy tính Hiện nay, đƣợc ứng dụng nhiều đời sống để mang lại lợi ích tối ƣu cho ngƣời sử dụng phải tận dụng điểm mạnh riêng biệt mạng cảm ứng, sensor giá thành thấp, tiêu thụ lƣợng thực đa chức Những sensor có kích cỡ nhỏ, thực chức thu phát liệu giao tiếp với chủ yếu thông qua kênh vô tuyến Dựa sở ngƣời ta thiết kế mạng cảm biến, nhằm phát kiện tƣợng, thu thập truyền liệu cảm biến đƣợc đến ngƣời dùng Tuy nhiên, WSN nhiều vấn đề cần hoàn thiện, đặc biệt vấn đề lƣợng trì nguồn lƣợng cho nút cảm biến Các nhà khoa học giới không ngừng nghiên cứu đƣa công nghệ để cải thiện tất phân lớp cấu trúc node cảm biến, mà mục đích cuối đƣa WSN trở nên gần gũi với sống Trong phạm vi luận văn này, em nghiên cứu đƣợc nét khái quát mạng cảm biến, mà cụ thể giao thức định tuyến phổ biến Đây đề tài nhiều mẻ rộng lớn, thời gian thực đề tài ngắn nên em mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy mơn nhƣ khoa để đồ án em đƣợc hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy TS.Đỗ Trọng Tuấn – Viện Điện Tử Viễn Thông – Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình hƣớng dẫn, bảo định hƣớng cho em thực thành công Luận Văn 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO Anna Ha’c, Wireless Sensor Network Designs, University of Hawaii at Manoa, Honolulu, USA, John Wiley & Sons Ltd, Copyright 2003 Edgar H.Callaway, Jr Wireless Sensor Networks: Architectures and Protocols, A CRC Press Company, Copyright © 2004 CRC Press LLC I.F Akyildiz, W Su*, Y Sankarasubramaniam, E Cayirci, Wireless sensor networks: A survey, Broadband and Wireless Networking Laboratory, School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, Received 12 December 2001; accepted 20 December 2001. Mainwaring, Polastre, et al Wireless Sensor Networks For Habitat Monitoring, online posting 2002 ACM International Workshop on Wireless Sensor Networks and Applications September 28, 2002 Atlanta, GA (also Intel Research, IRB-TR-02-006, June 2002.) 12 Dec 2002 Vƣơng Đạo Vy, Nguyễn Thế Sơn, Phùng Cơng Phi Khanh, Hịa Quang Dự, “Building the atmosphere pressure auto measure system using MEMS pressure sensor and the testing experiment”, Tuyển tập cơng trình Hội nghị Quốc tế Cơ học kỹ thuật - 2005 Kuala Lumpur, Malaysia - ICMT-2005, 5-9/12/2005 Sung Park, Andreas Savvides, Mani B Srivastava “SIMULATING NETWORKS OF WIRELESS SENSORS” Networked Emebedded Systems Laboratory Electrical Engineering Departments University of California, Los Angeles Los Angeles, CA, 90095, U.S.A http://www.informs-cs.org/wsc01papers/181.PDF The Network Simulator - ns-2. The ns Manual. NRL’s Sensor Network Extension to ns-2 106 10 NS-2 by Example 11 NS by Example, Jae Chung and Mark Claypool. 12 Ian Downard, SIMULATING SENSOR NETWORKS IN NS-2, Naval Research Laboratory Code 5523, 4555 Overlook Ave, Washington DC, 20375-5337 107 ... thuật mạng cảm biến không dây, ứng dụng kỹ thuạt mạng cảm biến không dây vào cảnh báo cháy - Đối tƣợng nghiên cứu: Kỹ thuật WSN - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng mơ hình mạng cảm biến. .. I: Tổng quan mạng cảm biến không dây Chƣơng II: Định tuyến mạng cảm biến không dây Chƣơng II: Mơ hình hố mạng cảm biến khơng dây Chƣơng IV: Xây dựng mạng cảm biến không dây báo cháy đánh giá... chọn đề tài ? ?Nghiên cứu mạng cảm biến không dây ứng dụng cho cảnh báo cháy? ?? làm đề tài luận văn thạc sĩ Mục đích nghiên cứu, đối tƣợng nghiên cƣu, phạm vi nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu