(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZIGBEE IEEE 802 15 4

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ XUÂN VINH NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PHÙ HỢP CHO MẠNG ZIGBEE/IEEE 802.15.4 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ XUÂN VINH NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PHÙ HỢP CHO MẠNG ZIGBEE/IEEE 802.15.4 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 Tháng 10, 2015 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 LÝ LỊCH CÁ NHÂN I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: NGUYỄN THỊ XUÂN VINH Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 13/12/1975 Nơi sinh: Đồng Tháp Quê quán: Cao Lãnh- Đồng Tháp Dân tộc: Kinh Chức vụ, đơn vị công tác trƣớc học tập, nghiên cứu: CNV Điện Lực Ninh Kiều- Công Ty Điện Lực TP Cần Thơ Chỗ riêng địa liên lạc: 175/7 Nguyễn Văn Cừ, Phƣờng An Hòa, Quận Ninh Kiều, TP Cần Thơ Điện thoại di động: 0918 366 789 Điện thoại nhà riêng: 07103 899799 Fax: E-mail: xuanvinhbd@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/1993 đến 7/1995 Nơi học (trƣờng, thành phố): Học Viện Bƣu Chính Viễn Thông 2- TP HCM Ngành học: Kỹ thuật chuyển mạch Đại học: Hệ đào tạo: từ xa Thời gian đào tạo từ 9/2006 đến 2/ 2010 Nơi học (trƣờng, thành phố): Học Viện Bƣu Chính Viễn Thơng 2- TP HCM Ngành học: Điện tử - Viễn thông Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp:Nghiên cứu phần cứng tổng đài EWSD Siemens Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 7/2009 Học Viện Bƣu Chính Viễn Thơng 2- TP HCM Ngƣời hƣớng dẫn: Ths Phạm Đình Thuần Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ 8/2013 đến 10/2015 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngành học: Kỹ thuật- Điện tử i Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Tên luận văn: Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng Zigbee/IEEE 802.15.4 Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 25/10/2015 Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngƣời hƣớng dẫn: TS Phan Văn Ca Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Anh Văn C B1 III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Điện lực Ninh Kiều - Công ty Điện 2006 đến lực TP Cần Thơ Phó Phịng Tổng hợp Điện lực Ninh Kiều- Công ty Điện lực TP Cần Thơ IV CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ: Bài báo : Hội nghị toàn quốc lần thứ Điều khiển Tự động hoá - VCCA2015 COMPARATIVE STUDY OF SUITABLE ROUTING PROTOCOL FOR ZIGBEE /IEEE 802.15.4 USING NS2 Thi Xuan Vinh Nguyen1, Cong Khanh Le2, Hoang Son Le2, Tang Kha Duy Nguyen2 Ho Chi Minh City University of Technology and Education Can Tho University Ngƣời khai Nguyễn Thị Xuân Vinh ii Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 10 năm 2015 Nguyễn Thị Xuân Vinh iii Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên em xin đƣơ ̣c gƣ̉i lời cảm ơn sâu sắc đến Thầ y TS Phan Văn Ca, ngƣời tận tận hƣớng dẫn em suốt trình làm đề tài Em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Ban Giám Hiê ̣u , Thầy , Cô Khoa Điê ̣n-Điê ̣n Tƣ̉ Trƣờng Đa ̣i Ho ̣c Sƣ Pha ̣m Kỹ Thuâ ̣t Thành Phố Hồ Chí Minh , đã tâ ̣n tình dạy , truyề n đa ̣t kiế n thƣ́c ta ̣o điề u kiê ̣n thuâ ̣n lơ ̣i cho em suố t quá trình học tập vừa qua , kiến thức chúng em nhận đƣợc giảng đƣờng Cao học hành trang giúp chúng em vững bƣớc đƣờng tƣơng lai Em xin gƣ̉i lời cảm ơn đế n các ba ̣n ho ̣c viên cùng lớp Kỹ thuật điện tử khóa 2014-2016 đã nhiê ̣t tình hỗ trơ,̣ góp ý động viên để em hồn thành luận văn Luận văn đƣợc hoàn thành thời gian ngắn, chắn cịn nhiều thiếu sót Em xin cảm ơn thầy cơ, bạn bè có ý kiến đóng góp chân thành cho nội dung luận văn hoàn chỉnh TP HCM, tháng 10, năm 2015 Nguyễn Thị Xuân Vinh iv Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PHÙ HỢP CHO MẠNG ZIGBEE/IEEE 802.15.4 Thực NGUYỄN THỊ XUÂN VINH Nộp Khoa Điện – Điện Tử Ngày … Tháng … Năm 2015 theo phần u cầu hồn thành chƣơng trình Thạc sỹ ngành Kỹ thuật điện tử Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Tóm tắt ZigBee, đƣợc xây dựng dựa chuẩn IEEE 802.15.4, tiêu chuẩn tồn cầu cho mạng vơ tuyến cá nhân (WPAN) ZigBee đƣợc thiết kế cho đa dạng ứng dụng địi hỏi chi phí lắp đặt lƣợng tiêu thụ thấp ZigBee hỗ trợ cho lƣợng lớn ứng dụng từ điện tử dân dụng, ngoại vi máy tính, thiết bị thu thập liệu y tế, dự báo thảm họa, giao tiếp, chiến trƣờng, điều khiển cơng nghiệp Bởi thiết bị ZigBee thƣờng đƣợc cấp nguồn pin, thƣờng bị giới hạn lƣợng lúc đầu, dung lƣợng nhớ khả tính tốn Tuy nhiên cấu hình mạng có đặc điểm riêng sử dụng cho ứng dụng khác Do đó, giao thức định tuyến phù hợp cho ứng dụng cụ thể Vì vậy, việc tìm giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee đóng vai trị quan trọng định tuyến nguyên nhân v Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 lớn gây tổn hao lƣợng thông tin mạng Trong năm gần đây, nhiều giao thức định tuyến đƣợc nghiên cứu cải tiến nhƣ (AODV), (AOMDV), (R-AODV), (PHR-AODV), (VSDE), (DSR), (DSDV) (GPSR) mô khảo sát khả giao thức đƣợc cơng bố Tuy nhiên chƣa có nghiên cứu cụ thể so sánh hiệu để tìm loại giao thức phù hợp với mạng ZigBee thiết lập khác Trong luận văn thực mô sáu thiết lập khác cho mạng ZigBee sử dụng phần mềm Network Simulator (NS2) để xác định ảnh hƣởng yếu tố nhƣ tốc độ di chuyển thiết bị, tổng số lƣợng thiết bị mạng, mật độ thiết bị, số lƣợng nguồn phát tín hiệu, tốc độ truyền liệu hay kích thƣớc gói tin đến đáp ứng mạng Tơi nghiên cứu phát hiệu suất giao thức định tuyến khác mạng ZigBee tảng cho nhà phát triển ứng dụng chọn lựa giao thức định tuyến phù hợp cho thiết lập cụ thể khác Từ tiết kiệm đƣợc thời gian chi phí phát triển cho nghiên cứu, mở rộng mạng Hƣớng dẫn khoa học: TS PHAN VĂN CA Chức danh: Giảng viên vi Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 COMPARATIVE STUDY OF SUITABLE ROUTING PROTOCOL FOR ZIGBEE /IEEE 802.15.4 By THI- XUAN-VINH NGUYEN Submited to Department of Electrical and Electrinics Engineering On October, 25, 2015 in partial fulfillment of the Requirement for the degree of Master of Science in Electronics and Communication Engineering at the University of Technical Education Ho Chi Minh City Abstract ZigBee, built based on IEEE 802.15.4, is a worldwide standard for wireless personal area network It is designed for flexible wide range applications which require low cost and low power consumption ZigBee provides a wide range of applications from consumer electronics, computer peripherals, medical data collection, embedded sensing, to disaster recovery, battlefield communication, industrial control, and commercial building Because of ZigBee devices usually powered by batteries, ZigBee devices are limited by initially power, the storage capacity and computing power However, each network has its own characteristics when using in various applications Therefore, each routing protocol suit with specific application So, selecting a suitable routing protocols play an important role in improving performance of the network.In recent year, many of various routing protocols have been developed and some performance simulations are made on numbers of routing protocols like Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing (AODV), Ad hoc On-demand Multipath Distance Vector (AOMDV), Reverse Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing (RAODV), Path Hoping Reverse Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing (PHR-AODV), Valid Source Destination Edges Routing (VSDE), Dynamic Source Routing (DSR), Destination-Sequenced Distance Vector routing vii Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 (DSDV) and Greedy Perimeter Stateless Routing (GPSR) In this paper, we performed simulations using Network Simulator (NS2) considering six performance metrics To determine the impact of network criteria on the performance of these protocols which considered six different scenarios of namely, increasing velocity, increasing number of nodes, increasing number of sources, increasing number of nodes with constant density, increasing data rate, and increasing packets size, respectively I have found out that the performance of various routing protocol in ZigBee network and is a fundamental part for application designers to choose an appropriate protocol for their specific application scenarios Thesis Supervisor: VAN-CA PHAN, PhD Title: Lecturer viii Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 AOMDV đáp ứng số lƣợng gói tin định tuyến lƣợng tiêu thụ không tốt Nhƣng tốt với độ trễ sai số trễ truyền Tỉ lệ chuyển phát thành cơng, thơng lƣợng số lƣợng gói tin định tuyến mức trung bình R-AODV đáp ứng trung bình tất sáu tiêu PHR-AODV đáp ứng lƣợng tiêu thụ mức trung bình Các tiêu khác không tốt VSDE đáp ứng tốt tỉ lệ chuyển phát thành công thông lƣợng Thời gian trễ, lƣợng tiêu thụ sai số trễ truyền mức trung bình DSDV đáp ứng khơng tốt tỉ lệ chuyển phát gói tin thành cơng thơng lƣợng Các tiêu thời gian trễ, số gói tin định tuyến sai số trễ truyền tốt Chỉ tiêu lƣợng tiêu thụ mức trung bình GPSR đáp ứng tỉ lệ chuyển phát thành công thông lƣợng tốt Đáp ứng trung bình thời gian trễ, số lƣợng gói tin định tuyến, lƣợng tiêu thụ sai số trễ truyền DSR đáp ứng tất sáu tiêu mức trung bình 4.1.6 Thiết lập 6: (Thay đổi kích thƣớc gói tin) a Kết thiết lập Hình 3.31 Độ trễ giao thức thiết lập 64 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Hình 3.32 Tỉ lệ chuyển phát thành công giao thức thiết lập Hình 3.33 Thơng lƣợng giao thức thiết lập 65 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Hình 3.34 Số gói tin định tuyến giao thức thiết lập Hình 3.35 Năng lƣợng tiêu thụ giao thức thiết lập 66 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Hình 3.36 Độ rung pha giao thức thiết lập b Đánh giá thiết lập AODV đáp ứng thời gian trễ không tốt Đáp ứng tốt tỉ lệ chuyển phát thành công thông lƣợng Số lƣợng gói tin định tuyến, lƣợng tiêu thụ sai số trễ truyền mức trung bình AOMDV đáp ứng số lƣợng gói tin định tuyến, thơng lƣợng lƣợng tiêu thụ không tốt Nhƣng tốt với độ trễ Tỉ lệ chuyển phát thành công sai số trễ truyền mức trung bình R-AODV đáp ứng khơng tốt tỉ lệ chuyển phát thành cơng, số lƣợng gói tin định tuyến thơng lƣợng Đáp ứng trung bình với độ trễ, lƣợng tiêu thụ sai số trễ truyền PHR-AODV đáp ứng lƣợng tiêu thụ mức trung bình Các tiêu khác khơng tốt VSDE đáp ứng khơng tốt số lƣợng gói tin định tuyến Đáp ứng tốt độ trễ Tỉ lệ chuyển phát thành công, thông lƣợng, lƣợng tiêu thụ sai số trễ truyền mức trung bình DSDV đáp ứng khơng tốt tỉ lệ chuyển phát gói tin thành cơng thông lƣợng 67 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Các tiêu thời gian trễ, số gói tin định tuyến sai số trễ truyền tốt Chỉ tiêu lƣợng tiêu thụ mức trung bình GPSR đáp ứng số lƣợn gói tin định tuyến lƣợng tiêu thụ không tốt Đáp ứng tốt tỉ lệ chuyển phát thành công Đáp ứng trung bình thời gian trễ, thơng lƣợng, sai số trễ truyền DSR đáp ứng không tốt thời gian trễ, số lƣợng gói tin định tuyến, lƣợng tiêu thụ sai số trễ truyền Đáp ứng tốt tỉ lệ chuyển phát thành công thông lƣợng 4.2 Kết luận hƣớng phát triển 4.2.1 Kết luận Mục đích luận văn so sánh tám giao thức định tuyến với nhau, tìm giao thức có đáp ứng tốt với yếu tố tác động quan sát ảnh hƣởng yếu tố lên mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 với giao thức định tuyến khác Tất nhận xét hoàn toàn dựa kết thiết lập đánh giá khách quan đáp ứng giao thức Luận văn đề cập đến vấn đề cần để đánh giá hiệu suất giao thức định tuyến nhƣ AODV, AOMDV, R-AODV, PHR-AODV, VSDE, DSDV, DSR, GPSR mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 sử dụng chƣơng trình NS2 68 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Các thông số Thiết lập Tầng MAC Thiết lập Thiết lập Thiết lập Thiết lập Thiết lập 802.15.4 802.15.4 802.15.4 802.15.4 802.15.4 802.15.4 Mơ hình lan truyền khơng dây Two Ray Ground Two Ray Ground Two Ray Ground Two Ray Ground Two Ray Ground Two Ray Ground Thời gian mơ (s) 200 200 200 200 200 Kích thƣớc gói tin (Byte) 1000 1000 1000 1000 1000 Tốc độ liệu (Mb/s) 0.25 0.25 0.25 0.25 Số lƣợng node 30 Node đích (node) 1 Node nguồn (node) 1 Mật độ node (Nodes/km^2) 120 Vận tốc node (m/s) 1, 2, …, 10 Thời gian lần định tuyến (s) 11, 16, 21,…,41 30 200 1000, 2000,…, 6000 0.05, 0.1,…, 0.25 20, 40, 60,…, 100 0.25 30 30 1 2 120 120 120 120 50 50 50 50 50 10 10 10 10 10 Tần suất truyền (packets/s) 10 5 5 Mơ hình truyền thơng CBR Năng lƣợng ban đầu (J) 100 100 100 100 100 100 Khoản cách truyền tối đa (m) 40 40 40 40 40 40 2, 3, 4, …,10 44, 64, 84,…,164 CBR CBR CBR Bảng 4.1: Tổng hợp thông số thực thiết lập 69 CBR CBR Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 KB Chỉ tiêu AOD V AOM DV RAOD V PHR AOD V DSR DSD V VSD E GPS R Ƣu Tốt AOMDV DSR GPSR DSDV Tốt AODV DSR VSDE GPSR TB AODV DSR VSDE DSDV Tốt AODV DSR VSDE GPSR EED Kém Tốt TB Kém Tốt Tốt TB PDR Tốt TB TB Kém Tốt Kém Tốt RO Vận tốc Tốt Kém TB TB Tốt Tốt Tốt TP Tốt TB TB Kém Tốt Kém Tốt Kém AODV PHRAO DV DSR VSDE DSDV RAODV EC Tốt Kém Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt TB Tốt TB Kém Tốt Tốt TB TB AOMDV DSR DSDV Kém TB TB Kém TB Tốt Tốt TB VSDE DSDV TB TB TB Kém Tốt Kém Tốt TB DSR VSDE TB Kém Kém Kém TB Tốt TB TB JT EED PDR Mật độ RO TP TB TB TB Kém Tốt Kém Tốt TB DSR VSDE TB AODV DSR DSDV EC Tốt Kém TB Kém 70 Tốt Tốt Kém DSDV Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Kém AODV AOMDV DSR VSDE DSDV R-AODV Kém AOMDV DSR DSDV JT Tốt Tốt Tốt TB Tốt Tốt Tốt EED TB Tốt TB Kém Tốt Tốt TB Tốt TB Kém Kém Tốt Kém Tốt Tốt AODV DSR VSDE GPSR TB TB Kém Kém TB Tốt Tốt TB VSDE DSDV Tốt AOMDV VSDE GPSR PDR Nguồn phát RO TP TB EC JT Tốt Kém Kém TB Kém Tốt TB Kém TB Tốt TB Tốt TB Kém TB Tốt TB Kém TB Tốt TB TB EED PDR RO Tổng số nút Kém Tốt TB TB TB Tốt Kém Tốt TB TB TB Kém Tốt Kém Tốt TB Tốt Kém Kém Kém Tốt Tốt TB TB TP EC TB TB TB Kém Tốt Kém Tốt Tốt Tốt Kém TB TB Tốt Tốt TB TB JT TB Tốt TB Kém 71 Tốt Tốt TB TB PHRAODV AOMDV AOMDV GPSR DSDV DSR VSDE AODV DSR DSDV DSR VSDE GPSR AODV DSR DSDV AOMDV DSR DSDV Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 EED Kém Tốt TB Kém TB Tốt TB Tốt TB TB TB Kém Tốt Kém Tốt Tốt Tốt Kém TB Kém Tốt Tốt Tốt TB Tốt TB TB Kém Tốt Kém Tốt TB Tốt Kém Tốt TB Tốt Tốt TB TB DSR VSDE GPSR AODV DSR VSDE GPSR DSDV AODV DSR VSDE GPSR AODV DSR DSDV AOMDV DSR DSDV PDR Tốc độ liệu RO TP EC JT EED TB Tốt TB Kém Tốt Tốt TB TB Kém Tốt TB Kém TB Tốt TB Kém Kích thƣớc gói tin TP AOMDV Tốt TB TB Kém Tốt Kém Tốt Tốt AODV DSR VSDE GPSR TB Kém TB TB TB Tốt TB TB DSDV PDR RO AOMDV DSDV Tốt TB Kém Kém TB Kém Tốt Tốt TB Kém Tốt Tốt TB Tốt TB Kém Tốt Tốt Tốt Kém Tốt Tốt TB Kém EC JT Bảng 4.2: Tổng hợp đánh giá kết thực thiết lập 72 AODV VSDE GPSR PHRAODV DSDV R-AODV AODV AOMDV DSR DSDV R-AODV Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Các thiết lập nhƣ thay đổi tốc độ di chuyển node mạng, thay đổi số lƣợng nguồn phát, thay đổi số lƣợng node mạng, thay đổi kích thƣớc gói tin, thay đổi giãn cách truyền tin Các yếu tố tác động đƣợc phân tích cách riêng biệt *Thay đổi tốc độ di chuyển node mạng Trong trƣờng hợp phải quản lý vị trí phƣơng tiện giao thông công cộng nhƣ xe bus, xe khách, xe hàng hay tàu hỏa Lúc phƣơng tiện tiếp cận trạm định tuyến đƣờng mình, gửi tín hiệu đến cho trạm biết định phù hợp cách tự động *Thay đổi mật độ node mạng diện tích Khi mạng cảm biến ZigBee đƣợc áp dụng vào vị trí có nhiều node mạng, nhƣ bệnh nhân bệnh viện, có thời điểm ví dụ nhƣ ăn trƣa mật độ node mạng không gian chung tăng lên cao Do khả đáp ứng giao thức định tuyến điều kiện mật độ node mạng thay đổi quan trọng cần thiết đƣợc khảo sát *Thay đổi số lƣợng node nguồn Trong dây chuyền sản xuất, để trạm trung tâm đƣa định điều khiển phù hợp, thơng tin từ nhiều cảm biến đƣợc gửi trạm thời điểm Do vậy, tuyến thông tin từ cảm biến tới trung tâm bị vô hiệu thời gian dài số liệu cảm biến không gửi kịp thời đến trạm trung tâm, hậu xảy khơng lƣờng trƣớc đƣợc Do thiết lập thiết lập thay đổi số lƣợng nguồn phát thông tin mạng quan trọng cần đƣợc xem xét *Thay đổi tổng số lƣợng node mạng Việc áp dụng ZigBee vào hệ điều khiển, giám sát giải đƣợc vấn đề thẩm mĩ, khả thay đổi vị trí linh hoạt nhƣ số lƣợng thiết bị liên quan đến nhà thông minh 73 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 *Thay đổi tốc độ liệu Nếu áp dụng ZigBee vào mạng cảm biến dự báo thảm họa Tuổi thọ pin cảm biến kéo dài nhiều tháng đến năm Tại vị trí hiểm trở nhƣ hang động, khe đá, ngƣời ta cần đặt nút mạng cách khoảng cách truyền thông phù hợp thông tin truyền trạm chủ *Thay đổi kích thƣớc gói tin Trong ứng dụng quân sự, cảm biến lắp đặt bí mật khắp vị trí khu rừng phát vị trí hành quân lực khác, hệ thống camera đƣợc kích hoạt hình ảnh đợt hành quân đƣợc truyền cho trạm trung tâm Nhƣng với độ dài thông tin lớn, thời gian truyền tin kéo dài làm gói tin điều kiện truyền thơng bị gián đoạn Do việc thiết lập thiết lập tăng kích thƣớc gói tin cần thiết Số liệu thu thập đƣợc phục vụ cho việc lựa chọn giao thức định tuyến mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 dựa vào sáu đáp ứng mạng thiết lập Sự so sánh dựa số đáp ứng mạng nhƣ thời gian trễ (s), tỉ lệ chuyển phát gói tin thành cơng (%), số lƣợng gói tin định tuyến (gói tin), thơng lƣợng (bps), lƣợng tiêu thụ (mWh) sai số trễ truyền Từ kết mô phỏng, dễ dàng nhận AODV biểu tốt tiêu hao lƣợng nhƣng tạo số gói tin định tuyến cao đem so sánh với giao thức VSDE, DSDV AOMDV Giao thức GPSR cho tỉ lệ chuyển phát gói tin thành cơng thơng lƣợng cao đem so sánh với giao thức AODV, VSDE DSR Giao thức DSDV tạo gói tin định tuyến tiêu thụ lƣợng so sánh với giao thức AODV, AOMDV, VSDE GPSR Hai giao thức VSDE GPSR có thơng lƣợng cao độ rung pha thấp so sánh với AODV, AOMDV, R-AODV, PHR-AODV, DSR DSDV Tơi nhận thấy AOMDV giao thức có độ trễ truyền nhỏ nhƣng tiêu thụ nhiều lƣợng so sánh với giao thức AODV, DSDE GPSR Tôi tin nghiên cứu bƣớc quan trọng để hiểu thêm đáp ứng mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 giao thức định tuyến khác Và 74 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 nghiên cứu tảng cho nhà phát triển ứng dụng chọn lựa giao thức định tuyến phù hợp cho thiết lập cụ thể khác Từ tiết kiệm đƣợc thời gian chi phí phát triển cho nghiên cứu, mở rộng mạng Qua kết nghiên cứu, theo xây dựng mạng cần chọn lựa giao thức nhƣ:  Đối với ứng dụng yêu cầu tỉ lệ hao hụt gói tin thấp lƣợng tiêu thụ nhƣ lĩnh vực y tế chăm sóc sức khỏe cá nhân, giao thức VSDE đƣợc đánh giá cao nhất, AODV  Đối với ứng dụng đòi hỏi lƣợng tiêu thụ thiết bị thấp thơng số cịn lại chấp nhận mức trung bình nhƣ trƣờng hợp nhà thông minh thiết bị điện tử dân dụng, ba giao thức AODV, VSDE DSDV đƣợc đánh giá cao  Đối với ứng dụng địi hỏi thời gian trễ thơng lƣợng lớn dƣới sức ép lớn số lƣợng nguồn phát nhƣ ứng dụng công nghiệp quân sự, hai giao thức đƣợc đánh giá cao AOMDV VSDE, GPSR DSR  Đối với thiết bị ngoại vi máy tính thƣờng địi hỏi thơng lƣợng lớn, giao thức GPSR đƣợc đánh giá cao nhất, VSDE 4.2.2 Hƣớng phát triể n  Áp dụng giao thức biểu tốt vào mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 hỗ trợ cho ứng dụng thực tế ngơi nhà thơng minh, y tế chăm sóc sức khỏe, tự động hóa cơng nghiệp, dự báo thảm họa thiên nhiên ứng dụng quân sự,…  Tối ƣu giao thức định tuyến có nhiều đặc tính tốt để áp dụng đƣợc lên nhiều ứng dụng khác nhau, tăng tính linh hoạt cho giao thức định tuyến 75 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Đỗ Đình Cƣờng, Nguyễn Anh Chuyên, Đánh giá số giao thức định tuyến đa đường giảm thời gian trễ mạng MANET, Tạp chí KH&CN, ĐH Thái Nguyên, Số 102(02), 2013, pp 51-57 Cung Trọng Cƣờng, Nguyễn Thúc Hải, Võ Thanh Tú, Một thuật toán cải tiến sử dụng tác tử di động nâng cao hiệu giao thức định tuyến AODV, Các cơng trình nghiên cứu, phát triển ứng dụng CNTT-TT, tập V-1, số 11 (31), tháng 6/2014, pp 51-58 TIẾNG NƢỚC NGOÀI Dahlstrom, A & Rajagopalan, R (2013), Performance analysis of routing protocols in ZigBee non-beacon enabled WSNs, in 'Consumer Communications and Networking Conference (CCNC), 2013 IEEE', pp 932-937 Khatiri, A.; Mirjalily, G & Khademzadeh, A (2012), Energy-Efficient Shortcut Tree Routing in ZigBee Networks, in 'Computational Intelligence, Communication Systems and Networks (CICSyN), 2012 Fourth International Conference on', pp 117-122 Zhang, S & Zhou, H (2010), An Improvement of ZigBee Tree Routing in the Application of Intelligent Irrigation, in 'Intelligent System Design and Engineering Application (ISDEA), 2010 International Conference on', pp 255-260 Zhang, Y & Hui, S (2012), The study of ZigBee network routing algorithm based on adjacent relation, in 'Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet), 2012 2nd International Conference on', pp 1484-1487 Amirhossein Moravejosharieh, Hero Modaresand, Rosli Salleh and Ehsan Mostajeran Performance Analysis of AODV, AOMDV, DSR, DSDV 76 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/IEEE 802.15.4 Routing Protocols in Vehicular Ad Hoc Network Research Journal of Recent Sciences Vol 2(7), 66-73, July (2013) S A Ade, S A Ade Performance Comparison of AODV, DSDV, OLSR and DSR Routing Protocols in Mobile Ad Hoc Networks ,S A Ade International Journal of Information Technology and Knowledge Management July-December 2010, Volume 2, No 2, pp 545-548 Parma Nand Dr S.C Sharma Performance study of Broadcast based Mobile Adhoc Routing Protocols AODV, DSR and DYMO International Journal of Security and Its Applications Vol No 1, January, 2011 10 Pravanjan Das, Sumant Kumar Mohapatra A Simulation Based Performance Evaluation Of AODV, R-AODV and PHR-AODV Routing Protocols For Mobile Ad Hoc Networks International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN) Vol 6, No 5, October 2014 11 Tekkalmaz, Metin, and Ibrahim Korpeoglu PSAR: Power-source-aware routing in ZigBee networks Wireless Networks 18.6 (2012): 635-651 12 Kim, Dong Min, et al Random basketball routing for ZigBee based sensor networks arXiv preprint arXiv: 1312.5794 (2013) 13 Punardeep Singh, Harpal Kaur and Satinder Pal Ahuja Brief Description of Routing Protocols in MANETS And Performance And Analysis (AODV, AOMDV, TORA) International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering Vol 2, Issue 1, 2012 14 Pandey, Kavita, and Abhishek Swaroop A comprehensive performance analysis of proactive, reactive and hybrid manets routing protocols arXiv preprint arXiv: 1112.5703 (2011) 15 Amirhossein Moravejosharieh, Hero Modares, Rosli Salleh Performance Analysis of AODV, AOMDV, DSR, DSDV Routing Protocols in Vehicular Ad Hoc Network Research Journal of Recent Sciences Vol 2(7), 66-73, 2013 77 S K L 0 ... tuyến mạng MANET nhƣng chƣa có nghiên cứu đƣợc cơng bố tìm giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/ IEEE 802. 15. 4 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/ IEEE 802. 15. 4 1.3.2... có nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp cho mạng ZigBee/ IEEE 802. 15. 4 đƣợc công bố Đề tài thực tập trung vào nghiên cứu tám giao thức định tuyến, mục tiêu tìm giao thức định tuyến phù hợp cho. .. LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ XUÂN VINH NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN PHÙ HỢP CHO MẠNG ZIGBEE/ IEEE 802. 15. 4 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 Tháng 10, 2 015 Nghiên cứu giao thức định tuyến phù hợp