Luận văn đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Báo cáo đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy giáo hướng dẫn Thạc sĩ Nguyễn Trọng Thể, Khoa Công Nghệ Thông Tin - Trường Đại học Dân lập Hải Phịng; giáo hướng dẫn Thạc sĩ Đào Thị Kiên, Khoa Công Nghệ Thông Tin Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phịng tận tình giúp đỡ, bảo em năm học qua dành nhiều thời gian quí báu để giúp em hoàn thành báo cáo thực tập giao Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, Thầy cô giáo Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng giảng dạy chúng em suốt quãng thời gian qua, cung cấp cho chúng em kiến thức chuyên môn cần thiết quý báu giúp chúng em hiểu rõ lĩnh vực nghiên cứu để hoàn thành đề tài giao Xin cảm ơn bạn bè gia đình động viên cổ vũ, đóng góp ý kiến, trao đổi, động viên suốt trình học làm tốt nghiệp, giúp em hồn thành đề tài thời hạn Hải Phịng, tháng năm 2009 Sinh viên Đỗ Đức Hưng Th■ah■■ng Mang Luôn 123doc thu■n l■icam s■ tr■ h■u k■t s■ nghi■m t■im■t d■ng s■website mang kho m■i th■ m■ l■i d■n CH■P vi■n nh■ng cho ■■u kh■ng ng■■i NH■N quy■n chia dùng, l■ CÁC s■l■i v■i và■I■U t■t công h■n mua nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N cho tàihi■n ng■■i li■u TH■A tài th■ hàng li■u dùng hi■n THU■N ■■u ■ t■t Khi ■■i, Vi■t c■ khách b■n l■nh Nam Chào online hàng v■c: Tác m■ng tr■ không tài phong thành b■n khác chun ■■n thành tíngì d■ng, v■i so nghi■p, viên 123doc v■i cơng c■a b■n hồn ngh■ 123doc g■c h■o, thơng B■n và■■ n■p có tin, cao th■ ti■n ngo■i tính phóng vào ng■, Khách trách tài to,kho■n nhi■m thu nh■ c■a ■■i hàng tùy123doc, v■i ý cót■ng th■b■n d■ ng■■i dàng s■ dùng ■■■c tra c■u M■c h■■ng tàitiêu li■u nh■ng hàng m■t■■u quy■n cáchc■a l■i123doc.net sau xác,n■p nhanh ti■n tr■ chóng thành website th■ vi■n tài li■u online l■n nh■t Vi■t Nam, cung c■p nh■ng tài li■u ■■c khơng th■ tìm th■y th■ tr■■ng ngo■i tr■ 123doc.net Nhi■u event thú v■, event ki■m ti■n thi■t th■c 123doc luôn t■o c■ h■i gia t■ng thu nh■p online cho t■t c■ thành viên c■a website Mangh■n Luôn Th■a Xu■t Sau Nhi■u 123doc h■■ng phát thu■n l■i event cam s■ nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thông dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chun ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thơng B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Lnh■n 123doc Sau Th■a Xu■t h■■ng phát thu■n cam nh■n m■t t■k■t s■ t■i ýxác n■m t■■ng d■ng s■ nh■n website mang ■■i, t■o t■l■i c■ng ■■ng d■n 123doc CH■P nh■ng ■■u ■■ng h■ NH■N ■ã quy■n th■ng chia t■ng ki■m CÁC s■s■ l■i b■■c ti■n vàchuy■n ■I■U t■t mua online kh■ng nh■t bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh ng■■i li■u ph■n tài TH■A v■ li■u hàng thơng dùng tríTHU■N hi■u c■a ■■u tin Khi qu■ Vi■t xác khách nh■t, minh Nam Chào hàng uy tài l■nh Tác m■ng tín kho■n tr■ phong v■c cao thành b■n email nh■t tàichuyên ■■n li■u thành b■n Mong v■i nghi■p, viên kinh ■ã 123doc 123doc.net! mu■n ■■ng c■a doanh hoàn mang 123doc kýonline v■i h■o, Chúng l■ivà 123doc.netLink cho Tính ■■ n■p tơi c■ng cao ■■n cung ti■n tính ■■ng th■i vào c■p trách xác tài ■i■m D■ch xãkho■n th■c nhi■m h■itháng V■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i ■■■c ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c g■i t■ng tài 123doc v■ mô nguyên b■n ng■■i ■■a t■s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ th■c m■c ■ây) email M■c h■■ng quý 100.000 cho b■n tiêu báu, b■n, nh■ng ■ã hàng phong l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau vuingày, n■p lòng “■i■u giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i không t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Luônh■n Th■a Xu■t Sau Nhi■u 123doc Mang h■■ng phát thu■n l■i event cam s■ nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n cơng ■■ng c■a c■ doanh b■n hồn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thông B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t u■t phát Nhi■u Mang Luôn 123doc Th■a Xu■t Sau h■n h■■ng phát thu■n l■i event s■ cam nh■n t■ m■t tr■ t■ h■u ýk■t s■ thú nghi■m t■i ýt■■ng xác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event t■o kho m■i ■■i, t■o t■ c■ng th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■ng ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia ki■m t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c ti■n s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công online h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N b■ng sang b■ng cho tài ■■nh hi■n tài ng■■i li■u ph■n tài TH■A li■u tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thơng dùng trí hi■u hi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin qu■ t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia nh■t, b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online uy hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác tín m■ng tín kho■n tr■ cao nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n nh■t email nh■t tài online khác chuyên ■■n li■u thành tín Mong b■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã mu■n t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n mang hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i l■i h■o, Chúng l■i thông B■n cho 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có c■ng tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i ■■ng tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác xã tài ■i■m D■ch xã to,h■i kho■n th■c nhi■m h■i thum■t tháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ngu■n ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cótài g■i t■ng th■ tài 123doc nguyên v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t tri d■■i tri dùng ■■■c ch■ th■c tra th■c m■c ■ây) email c■u quý M■c h■■ng quý 100.000 cho tài báu, b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng phong ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u phú, quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a ■a l■i b■n vào d■ng, 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p giàu lòng “■i■u nhanh giàu ti■n giá s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u tr■ thành tr■ nh■p ■■ng 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email th■i vi■n th■i Thu■n mong c■a thành mong tài v■ li■u mu■n viên mu■n S■ online ■■ng D■ng t■o click t■o l■n ■i■u ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n ki■n V■” vào Vi■t 123doc cho top sau cho Nam, cho 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■i users website c■p users ■âynh■ng có ■■■c cóph■ thêm thêm tài bi■n g■i thu thu li■u t■t nh■p nh■t nh■p ■■c T■it■i Chính khơng t■ng Chính Vi■tth■i vìth■ Nam, vìv■y v■y ■i■m, tìm 123doc.net t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racó ■■i thu■c ■■i tr■■ng th■ nh■m nh■m c■p top ngo■i ■áp 3nh■t ■áp Google ■ng tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net nhu Nh■n nhuc■u c■u ■■■c chia theo chias■ quy■t danh s■tàitài hi■u li■u li■uch■t ch■t c■ng l■■ng l■■ng ■■ng vàvàki■m bình ki■mch■n ti■n ti■nonline online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Nhi■u Mang Luôn 123doc Th■a Xu■t Sau h■n h■■ng phát thu■n l■i event s■ cam nh■n m■t tr■ t■ h■u k■t s■ thú nghi■m t■i ýxác n■m t■■ng m■t d■ng v■, s■ nh■n website mang event kho m■i ■■i, t■o t■ th■ m■ l■i c■ng ki■m ■■ng d■n 123doc CH■P vi■n nh■ng cho ■■u ■■ng ti■n h■ kh■ng ng■■i NH■N ■ã quy■n th■ng thi■t chia t■ng ki■m dùng, l■ CÁC s■ th■c s■ l■i b■■c v■i ti■n vàchuy■n ■I■U t■t công h■n mua 123doc online kh■ng nh■t 2.000.000 ngh■ bán KHO■N sang b■ng cho tài ■■nh hi■n ng■■i li■u ph■n tài TH■A tài v■ th■ li■u hàng t■o li■u thông dùng tríhi■n THU■N hi■u c■ c■a ■■u ■ tin t■t h■i Khi ■■i, qu■ Vi■t xác c■ khách gia b■n nh■t, minh l■nh Nam t■ng Chào online hàng uy tài v■c: l■nh thu Tác m■ng tín kho■n tr■ nh■p khơng tài phong v■c cao thành b■n email nh■t tài online khác chun ■■n li■u thành tínb■n Mong cho d■ng, v■i so nghi■p, viên kinh ■ã t■t 123doc 123doc.net! v■i mu■n công ■■ng c■a c■ doanh b■n hoàn mang ngh■ 123doc ký g■c online thành v■i h■o, Chúng l■i thơng B■n 123doc.netLink cho viên Tính ■■ n■p có tơi tin, c■ng c■a cao th■ ■■n cung ti■n ngo■i tính website phóng ■■ng th■i vào c■p ng■, Khách trách xác tài ■i■m D■ch xã to,kho■n th■c nhi■m h■i thutháng V■ nh■ m■t s■ c■a (nh■ ■■i hàng ■■■c tùy ngu■n 5/2014; 123doc, v■i ■■■c ý cóg■i t■ng th■ tài 123doc v■ mô nguyên b■n d■ ng■■i ■■a t■ dàng s■ v■■t d■■i tri dùng ■■■c ch■ tra th■c m■c ■ây) email c■u M■c h■■ng quý 100.000 cho tài b■n tiêu báu, li■u b■n, nh■ng ■ã hàng phong m■t l■■t tùy ■■ng ■■u quy■n cách truy thu■c phú, ky, c■a c■p ■a l■i b■n vào 123doc.net m■i d■ng, sau xác, vuingày, n■p lòng “■i■u nhanh giàu ti■n s■ ■■ng tr■ giá Kho■n chóng h■u thành tr■ nh■p 2.000.000 website ■■ng Th■a th■ email vi■n th■i Thu■n c■a thành mong tài v■ li■u viên mu■n S■ online ■■ng D■ng click t■o l■n ký, D■ch ■i■u vào nh■t l■t link ki■n V■” vào Vi■t 123doc top sau cho Nam, 200 ■ây cho ■ã cung các (sau g■iwebsite c■p users ■âynh■ng ■■■c cóph■ thêm tài bi■n g■i thu li■u t■t nh■t nh■p ■■c T■it■i khơng t■ng Chính Vi■tth■i th■ Nam, v■y ■i■m, tìm t■123doc.net th■y l■chúng tìm ki■m tơi th■ racóthu■c ■■i tr■■ng th■nh■m c■p top ngo■i 3nh■t ■áp Google tr■ ■KTTSDDV ■ng 123doc.net Nh■n nhu c■u ■■■c theo chiaquy■t danh s■ tài hi■u li■udo ch■t c■ng l■■ng ■■ng vàbình ki■mch■n ti■n online website ki■m ti■n online hi■u qu■ uy tín nh■t Trường ĐHDL Hải Phịng Báo cáo đồ án tốt nghiệp MụC LỤC LỜI NÓI ĐẦU DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 1.1 Giới thiệu 1.2 Cấu trúc mạng cảm biến không dây 1.2.1 Cấu trúc phẳng 1.2.2 Cấu trúc phân cấp 1.3 Các đặc trưng mạng cảm biến không dây 11 1.3.1 Năng lượng tiêu thụ 11 1.3.2 Chi phí 11 1.3.3 Loại hình mạng 11 1.3.4 Tính bảo mật 12 1.3.5 Độ trễ 12 1.3.6 Tính di động 12 1.4 Những khó khăn việc phát triển mạng không dây 13 1.4.1 Giới hạn lượng 13 1.4.2 Giới hạn giải thông 13 1.4.3 Giới hạn phần cứng 13 1.4.4 Ảnh hưởng nhiễu bên 13 CHƢƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 14 2.1 Các vấn đề cần lưu ý giao thức định tuyến 14 2.1.1 Đặc tính thay đổi thời gian trật tự xếp mạng 14 2.1.2 Ràng buộc tài nguyên 14 2.1.3 Mơ hình liệu mạng cảm biến 14 2.1.4 Cách truyền liệu 15 2.2 Các giao thức định tuyến mạng cảm biến không dây 15 2.2.1 Các giao thức xét theo cấu trúc mạng 16 2.2.1.1 Giao thức định tuyến ngang hàng 16 Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp 2.2.1.2 Các giao thức phân cấp 18 2.2.1.3 Giao thức định tuyến dựa theo vị trí 22 2.2.2 Các giao thức định tuyến xét theo hoạt động 23 CHƢƠNG 3: MÔ PHỎNG MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 27 3.1 Phần mềm mô mạng NS-2 27 3.1.1 Giới thiệu NS2 27 3.1.2 C++ OTcl 30 3.1.3 Các đặc tính NS-2 33 3.2 Mô mạng cảm biến không dây NS-2 33 3.2.1 Bài tốn mơ 33 3.2.2 Mơ hình phần mềm 34 3.2.3 Các giao thức mô 35 3.2.3.1 LEACH 35 3.2.3.2 LEACH-C (LEACH-Centralized) 43 3.2.3.3 Phân cụm cố định (Stat-Cluster) 44 3.2.3.4 Năng lượng truyền tối thiểu (Minimum Transmit Energy) 45 3.2.4 Mô 46 KẾT LUẬN 61 CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, tiến khoa học kỹ thuật, việc sản xuất thiết bị cảm biến nhỏ chi phí thấp trở nên khả thi mặt kỹ thuật mặt kinh tế Việc thiết kế thực có hiệu mạng cảm biến không dây trở thành lĩnh vực thu hút nhiều quan tâm tiềm ứng dụng mạng cảm biến lĩnh vực đời sống hàng ngày y tế, công nghiệp, quân sự…Tuy vậy, việc thiết kế thực có hiệu mạng cảm biến khơng dây phải đối mặt với nhiều thách thức, thách thức lớn mạng cảm biến nguồn lượng bị giới hạn nạp lại, nhiều nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện khả sử dụng hiệu lượng toàn mạng Xuất phát từ phát từ yêu cầu thực tế đó, đề tài “Đánh giá số giao thức mạng cảm nhận không dây mô NS2” thực việc giới thiệu cách tổng quan mạng cảm biến không dây, giao thức giải thuật định tuyến thường dùng: LEACH, LEACH-C, MTE, STATCLUSTER, đồng thời sử dụng phần mềm NS-2 để mô phỏng, đánh giá giao thức Đồ án gồm có chương: Chƣơng 1: Tổng quan mạng cảm biến không dây (WSN): đưa định nghĩa, cấu trúc mạng WSN, yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc mạng WSN, thách thức mà mạng WSN phải đối mặt Chƣơng 2: Định tuyến mạng cảm biến không dây: đưa vấn đề phải đối mặt định tuyến, đưa giao thức định tuyến dùng mạng cảm biến trình bày cách phân loại cách tiếp cận với vấn đề Ba loại định tuyến đưa chương giao thức trung tâm liệu, giao thức phân cấp giao thức dựa vào vị trí Chƣơng 3: Mô số giao thức định tuyến đánh giá kết quả: Khái quát phần mềm mô mạng NS-2 xây dựng mơ hình phần mềm mơ cho giao thức mạng Phân tích nghiên cứu vấn đề lượng, thời gian sống, liệu truyền thời gian trễ trạm gốc Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Chữ đầy đủ Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt ACK Acknowledgement Bản tin phúc đáp ADC Analog-to-Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự - Số ADV Advertise Bản tin quảng bá AoA Angle of Arrival Góc đến BS Base Station (Sink) Trạm gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã DD Directed Diffusion Truyền tin trực tiếp EDD Enhanced Directed Diffusion Truyền tin trực tiếp nâng cao GAF Geographic adaptive fidelity Giải thuật xác theo địa lý GEAR Geographic and Energy-Aware Định tuyến theo vùng địa lý sử Routing dụng hiệu lượng GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu LEACH Low-energy adaptive clustering Giao thức phân cấp theo cụm hierarchy thích ứng lượng thấp MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trường PEGASIS Power-efficient Gathering in Tổng hợp lượng Sensor Information Systems hệ thống thông tin cảm biến QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ REQ Request Bản tin yêu cầu RSS Received Signal Strength Độ mạnh tín hiệu thu RSSI Received Signal Strength Bộ thị độ mạnh tín hiệu thu Indicator Sequential Assignment Routing Định tuyến phân phối SAR Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp SMP Sensor Management Protocol Giao thức quản lí mạng cảm biến SPIN Sensor protocols for information Giao thức cho thông tin liệu via negotiation thông qua đàm phán Sensor Query and Data Giao thức phân phối liệu Dissemination Protocol truy vấn cảm biến Task Assignment and Data Giao thức quảng bá liệu Advertisement Protocol định nhiệm vụ cho cảm biến TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời SQDDP TADAP gian TEEN Giao thức hiệu lượng Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol nhạy cảm với mức ngưỡng ToA Time of Arrival Thời gian đến UDP User Datagram Protocol Giao thức gói liệu người dùng WINS Wireless Integrated Network Cảm biến mạng tích hợp khơng Sensors dây Wireless Sensor Network Mạng cảm biến không dây WSN Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 1.1 Giới thiệu Mạng cảm biến không dây (WSN - Wireless Sensor Network) mạng có hai chức năng: mạng cạm nhận thơng tin từ mơi trường Mạng WSN có dặc điểm nút liên kết với kết nối sóng vơ tuyến nút mạng thường thiết bị đơn giản, nhỏ gọn, giá thành thấp Mạng loại có số lượng lớn, phân bố cách khơng có hệ thống diện, sử dụng nguồn lượng hạn chế, có thời gian hoạt động lâu dài khoảng vài tháng đến vài năm, hoạt động mơi trường khắc nghiệt như: chất độc, ô nhiễm, nhiệt độ Các nút mạng thường có chức cảm nhận, quan sát mơi trường xung quanh nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng theo dõi hay định vị mục tiêu cố định di động Các nút giao tiếp với truyền liệu trung tâm (base station) cách gián tiếp kỹ thuật đa chặng (multi-hop) 1.2 Cấu trúc mạng cảm biến không dây Cấu trúc mạng cảm biến không dây cần phải thiết kế cho sử dụng có hiệu nguồn tài nguyên hạn chế mạng, kéo dài thời gian sống mạng Vì thiết kế cấu trúc mạng kiến trúc mạng phải cần phải quan tâm đến yếu tố sau: - Giao tiếp không dây đa chặng: Khi giao tiếp khơng dây kĩ thuật chính, giao tiếp trực tiếp hai nút có nhiều hạn chế khoảng cách hay vật cản Đặc biệt nút phát nút thu cách xa cần cơng suất phát lớn.Vì cần nút trung gian làm nút chuyển tiếp để giảm công suất tổng thể Do mạng cảm biến không dây cần phải dùng giao tiếp đa chặng - Sử dụng hiệu lượng: để hỗ trợ kéo dài thời gian sống toàn mạng, sử dụng hiệu lượng kĩ thuật quan trọng mạng cảm biến không dây - Tự động cấu hình: Mạng cảm biến khơng dây cần phải cấu hình thơng số tự động Chẳng hạn nút xác định vị trí địa lý thơng qua nút khác (gọi tự định vị) Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp - Cộng tác, xử lý mạng tập trung liệu: Trong số ứng dụng nút cảm biến không thu thập đủ liệu mà cần phải có nhiều nút cộng tác hoạt động thu thập đủ liệu, mà nút thu liệu gửi đến trạm gốc tốn băng thơng lượng Cần phải kết hợp liệu nhiều nút vùng gửi tới trạm gốc tiết kiệm băng thơng lượng Chẳng hạn xác định nhiệt độ trung bình, hay cao vùng Do vậy, cấu trúc mạng thiết kế phải thỏa mãn: - Kết hợp vấn đề lượng khả định tuyến - Tích hợp liệu giao thức mạng - Truyền lượng hiệu qua phương tiện không dây - Chia sẻ nhiệm vụ nút lân cận Các nút cảm biến phân bố vùng cảm biến hình 1.1 Mỗi nút cảm biến có khả thu thập liệu định tuyến lại đến trạm gốc Dữ liệu định tuyến lại đến trạm gốc cấu trúc đa điểm hình vẽ Các trạm gốc giao tiếp với nút quản lý nhiệm vụ (task manager node) qua mạng Internet vệ tinh Hình 1.1 Cấu trúc mạng cảm biến khơng dây Có thể phân chia cấu trúc mạng cảm biến thành loại: cấu trúc phẳng cấu trúc phân cấp 1.2.1 Cấu trúc phẳng Trong cấu trúc phẳng (flat architecture) (hình 1.2), tất nút ngang hàng đồng hình dạng chức Các nút giao tiếp với trạm gốc qua Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp đa chặng sử dụng nút ngang hàng làm tiếp sóng Với phạm vi truyền cố định, nút gần trạm gốc đảm bảo vai trị tiếp sóng số lượng lớn nguồn Giả thiết tất nguồn dùng tần số để truyền liệu, chia sẻ thời gian Tuy nhiên cách có hiệu với điều kiện có nguồn chia sẻ đơn lẻ, ví dụ thời gian, tần số… Hình 1.2 Cấu trúc phẳng 1.2.2 Cấu trúc phân cấp Trong cấu trúc phân cấp (tiered architecture) hình 1.3, mạng phân thành cụm, cụm có nút chủ cụm (cluster head) Các nút cụm thu thập liệu, gửi đơn chặng hay đa chặng tới nút chủ cụm (tùy theo kích thước cụm) Hình 1.3 Cấu trúc phân cấp Trong cấu trúc nút tạo thành hệ thống cấp bậc mà nút mức xác định thực nhiệm vụ định sẵn Trong cấu trúc phân cấp chức cảm nhận, tính tốn phân phối liệu không đồng nút Những chức phân theo cấp, cấp thấp thực tất nhiệm vụ cảm nhận, cấp thực tính tốn, cấp thực phân phối liệu (hình 1.4) Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 Trường ĐHDL Hải Phịng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 1.4 Cấu trúc mạng phân cấp chức theo lớp Các nhiệm vụ xác định chia khơng đồng lớp, ví dụ lớp thực nhiệm vụ xác định tính tốn Trong trường hợp này, nút cấp thấp đóng vai trị lọc thơng dải đơn giản để tách nhiễu khỏi liệu, nút cấp cao ngừng việc lọc liệu này, thực nhiệm vụ khác tính tốn, phân phối liệu Mạng cảm biến xây dựng theo cấu trúc phân cấp hoạt động hiệu cấu trúc phẳng, lý sau: - Cấu trúc phân cấp giảm chi phí chi mạng cảm biến việc định vị tài nguyên vị trí mà chúng hoạt động hiệu Rõ ràng triển khai phần cứng thống nhất, nút cần lượng tài nguyên tối thiểu để thực tất nhiệm vụ Vì số lượng nút cần thiết phụ thuộc vào vùng phủ sóng xác định, chi phí tồn mạng khơng cao Thay vào đó, số lượng lớn nút có chi phí thấp định làm nhiệm vụ cảm nhận, số lượng nhỏ nút có chi phí cao định để phân tích liệu, định vị đồng thời gian, chi phí cho tồn mạng giảm - Mạng cấu trúc phân cấp có tuổi thọ cao mạng phẳng Khi cần phải tính tốn nhiều xử lý nhanh hiệu hơn, phụ thuộc vào thời gian yêu cầu thực tính tốn Tuy nhiên, với nhiệm vụ cảm nhận cần hoạt động khoảng thời gian dài, nút tiêu thụ lượng phù hợp với yêu cầu xử lý tối thiểu hoạt động hiệu Do với cấu trúc phân cấp mà chức mạng phân chia phần cứng thiết kế riêng cho chức làm tăng tuổi thọ mạng Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 10 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.20 Tỉ lệ nút/số bytes nhận đƣợc trạm gốc Đánh giá: - Với MTE liệu từ nút gửi thành công trạm gốc nhỏ chế truyền MTE CSMA nên có đụng độ mạng nút đợi truyền lại liệu - LEACH-C tỏ rõ ưu vượt trội tính lượng liệu nút gửi thành công trạm gốc Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 48 Trường ĐHDL Hải Phịng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.21 Tỉ lệ liệu / lƣợng Đánh giá: - MTE: Mặc dù thời gian sống mạng lâu lượng liệu nhận trạm gốc nhỏ Có thể nói giao thức định tuyến mức hao phí lượng tính lượng liệu nhận lớn hiệu - LEACH-C: có lượng liệu gửi trạm gốc tính đơn vị lượng hiệu giao thức Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 49 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.22 Biểu đồ trễ tín hiệu trạm gốc Đánh giá: Có nhiều biến động trình liệu gửi từ nút trạm gốc giao thức LEACH Để đánh giá cách toàn diện ảnh hưởng tham số tới hoạt động mạng, tác giả thay đổi thông số giả thiết ban đầu, thông số khác giữ nguyên - Kết thu đƣợc thay đổi vùng đặt nút mạng từ diện tích 100x100 thành 1000x1000: Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 50 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.23 Số nút mạng cịn sống theo thời gian Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 51 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.24 Năng lƣợng tiêu thụ tồn mạng theo thời gian Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 52 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.25 Tỉ lệ nút/số bytes nhận đƣợc trạm gốc Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 53 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.26 Tỉ lệdữ liệu / lƣợng Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 54 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.27 Biểu đồ trễ tín hiệu trạm gốc Nhận xét: Khi tăng diện tích vùng nút mạng, đồng nghĩa với việc nút mạng nằm cách xa khoảng cách tới trạm gốc tăng theo Điều dẫn tới lượng để truyền liệu nút tăng Qua đồ thị cho thấy thời gian sống mạng bị giảm đáng kể: Xét với giao thức LEACH giả thiết ban đầu (diện tích 100x100) sau 300s có 60 nút mạng cịn sống tăng diện tích lên 1000x1000 sau 300s cịn 22 nút mạng cịn sống (hình 3.18 hình 3.23) Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 55 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Bên cạnh thời gian trễ trạm gốc tăng lên đáng kể (hình 3.22 hình 3.27), trễ lớn trường hợp (hình 3.22) 0.9s trường hợp thứ (hình 3.27) 9s Qua thấy yếu tố diện tích đặt nút mạng ảnh hưởng lớn đến thời gian sống, khả truyền liệu mạng - Kết thu đƣợc thay đổi lƣợng ban đầu nút mạng từ 2J lên 10J: Hình 3.28 Số nút mạng sống theo thời gian Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 56 Trường ĐHDL Hải Phịng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.29 Năng lƣợng tiêu thụ toàn mạng theo thời gian Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 57 Trường ĐHDL Hải Phịng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.30 Tỉ lệ nút/số bytes nhận đƣợc trạm gốc Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 58 Trường ĐHDL Hải Phịng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.31 Tỉ lệ liệu / lƣợng Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 59 Trường ĐHDL Hải Phịng Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 3.32 Biểu đồ trễ tín hiệu trạm gốc Nhận xét: Khi tăng lượng ban đầu nút lên lần (từ 2J -> 10J) thời gian sống độ trễ trạm gốc mạng cải thiện rõ rệt: Xét với giao thức LEACH: 300s tất 100 nút mạng cịn sống (hình 3.28) thời gian trễ trạm gốc giảm (từ 0.9s -> 0.17s) (hình 3.32) Tuy nhiên thực tế tăng nguồn lượng cấp cho nút mạng đến mức độ Vì nên cần phải nghiên cứu thuật tốn định tuyến để sử dụng hiệu nguồn lượng hạn chế Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 60 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Mạng cảm biến khơng dây có ưu điểm việc thu thập liệu, xử lí phân phối liệu mơi trường khác Với tính ưu việt khả ứng dụng to lớn mạng cảm biến khơng dây mau chóng giành quan tâm nhà nghiên cứu nhiều nơi Nhờ tiến khoa học kĩ thuật, việc chế tạo thiết bị cảm biến nhỏ gọn, giá thành thấp, tiêu thụ lượng có khả cảm nhận liệu, tính tốn giao tiếp vơ tuyến trở nên khả thi Vì mạng cảm biến khơng dây phát triển nhanh chóng Tuy vậy, việc thiết kế thực có hiệu gặp nhiều khó khăn đặc điểm riêng biệt hạn chế Các giao thức dùng mạng cảm biến phải tính đến khó khăn, thử thách Định tuyến mạng cảm biến lĩnh vực thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu nhà khoa học, đặc biệt xét khía cạnh tối ưu nguồn lượng sử dụng mạng Chính đồ án trình bày thuật tốn đánh giá dựa lý thuyết kết mơ Dựa vào lựa chọn giao thức định tuyến phù hợp với ứng dụng cụ thể Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 61 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]-Bhaskar Krishnamachari, “Networking Wireless Sensors”, Cambridge University Press, 2005 [2]-HolgerKarl and AndreasWillig, “Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks”, John Wiley & Sons, Ltd, 2005 [3]-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, USA, Received 12 December 2001; accepted 20 December 2001 [4]-Jamal N Al-Karaki Ahmed E Kamal, “Routing Techniques in Wireless Sensor Networks”, Dept of Electrical and Computer Engineering Iowa State University, Ames, Iowa 50011 [5]-Kazem Sohraby, Daniel Minoli, Taieb Znati, “Wireless sensor networks technology protocols and applications”, John Wiley & Sons, Ltd, 2007 [6]-K Kalpakis, K Dasgupta, and P Namjoshi, “Maximum Lifetime Data Gathering and Aggregation in Wireless Sensor Networks”, In the Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on Networking (ICN'02), Atlanta, Georgia, August 26-29, 2002 pp 685-696 [7]-“The NS Manual”: http://www.isi.edu/nsnam/ns/doc/index.html Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 62 Trường ĐHDL Hải Phòng ... lượng toàn mạng Xuất phát từ phát từ yêu cầu thực tế đó, đề tài ? ?Đánh giá số giao thức mạng cảm nhận không dây mô NS2? ?? thực việc giới thiệu cách tổng quan mạng cảm biến không dây, giao thức giải... tâm liệu, giao thức phân cấp giao thức dựa vào vị trí Chƣơng 3: Mơ số giao thức định tuyến đánh giá kết quả: Khái quát phần mềm mơ mạng NS-2 xây dựng mơ hình phần mềm mô cho giao thức mạng Phân... mơ phỏng, đánh giá giao thức Đồ án gồm có chương: Chƣơng 1: Tổng quan mạng cảm biến không dây (WSN): đưa định nghĩa, cấu trúc mạng WSN, yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc mạng WSN, thách thức mà mạng