Mụ hỡnh mạng đưa ra gồm 16 node, giả sử ban đầu node[0] cú dữ liệu sẽ tiến hành gửi bản tin cMessageFLOOD đến tất cả cỏc node hàng xúm của nú đú là node[1], node[3], node[15]. Khi mà node nào cú dữ liệu thỡ node đú sẽ từ màu trắng chuyển sang màu đỏ thẫm, mụ tả như hỡnh 5.5 và 5.6
Lờ Thị Thanh Huyền 10A-ĐTVT-VH
Hỡnh 5.6. Node[0] gửi bản tin cMessageFLOOD đến node[15].
Tiếp tục node[0] sẽ gửi bản tin cũn lại cho node[1] và khi đú thỡ cả 3 node: node[1], node[15] và node[3] và đều chuyển thành màu đỏ thẫm để chứng tỏ rằng 3 node này đang cú dữ liệu. Sau khi node[1] nhận được dữ liệu từ node[0] thỡ nú lại tiếp tục gửi bản tin cMessageFLOOD đến cỏc node lõn cận của nú kể cả node[0], mụ tả như hỡnh 5.7 và 5.8
Lờ Thị Thanh Huyền 10A-ĐTVT-VH
Hỡnh 5.8. Node[1] gửi bản tin cMessageFLOOD đến node[15].
Tiếp tục node[1] gửi bản tin cũn lại cho node[0]. Sau đú, node[3] cũng tiến hành gửi bản tin cMessageFLOOD đến tất cả cỏc node lõn cận của nú bao gồm : node[0], node[1], node[15], node[6] và node[7], mụ tả như hỡnh 5.9, hỡnh 5.10, hỡnh 5.11, hỡnh 5.12, hỡnh 5.13.
Lờ Thị Thanh Huyền 10A-ĐTVT-VH
Hỡnh 5.10. Node[3] gửi bản tin cMessageFLOOD đến node[1].
Hỡnh 5.11. Node[3] gửi bản tin cMessageFLOOD đến Node[6].
Lờ Thị Thanh Huyền 10A-ĐTVT-VH
Hỡnh 5.13. Node[3] gửi bản tin cMessageFLOOD đến node[15].
Đõy là hỡnh ảnh sau khi node[3] gửi bản tin cMessageFLOOD đến tất cả cỏc node lõn cận của nú. Do đú, cỏc node cú dữ liệu lỳc này sẽ là cỏc node cú màu đỏ thẫm, mụ tả như hỡnh 5.14.
Hỡnh 5.14. Mụ tả cỏc node cú dữ liệu sau khi node[3] gửi xong dữ liệu
Quỏ trỡnh vẫn tiếp tục diễn ra như vậy cho đến khi tất cả cỏc node đều cú dữ liệu và đều chuyển sang màu đỏ thẫm, mụ tả như hỡnh 5.15.
Lờ Thị Thanh Huyền 10A-ĐTVT-VH
Hỡnh 5.15. Quỏ trỡnh gửi dữ liệu của node[9] cho node[7].
Sau khi mà tất cả cỏc node đều cú dữ liệu, tiếp tục quỏ trỡnh truyền dữ liệu vũng 2, và cỏc node cú dữ liệu sẽ chuyển sang màu đỏ tươi, mụ tả như hỡnh 5.16.
Lờ Thị Thanh Huyền 10A-ĐTVT-VH
KẾT LUẬN CHUNG
Khi một cụng nghệ mới ra đời luụn cú những ý kiến đỏnh giỏ khỏc nhau về cụng nghệ đú và mạng cảm biến WSNs cũng vậy. Với những tớnh năng ưu việt và khả năng ứng dụng to lớn, mạng cảm biến khụng dõy đó nhanh chúng giành được sự quan tõm của cỏc nhà nghiờn cứu, cỏc giỏo sư trờn toàn thế giới. Để mang lại lợi ớch tối ưu cho người sử dụng thỡ tốt nhất là tận dụng cỏc điểm mạnh riờng biệt của mạng cảm ứng, đú là cỏc sensor giỏ thành thấp, tiờu thụ ớt năng lượng và cú thể thực hiện đa chức năng. Những sensor này cú kớch cỡ nhỏ và thực hiện chức năng thu phỏt dữ liệu và giao tiếp với nhau chủ yếu thụng qua kờnh vụ tuyến. Dựa trờn cơ sở đú người ta thiết kế ra mạng cảm biến nhằm phỏt hiện ra những sự kiện hoặc hiện tượng, thu thập và truyền dữ liệu cảm biến được đến người dựng cuối. Tuy nhiờn, đối với mạng WSNs vẫn cũn rất nhiều vấn đề cần hoàn thiện đặc biệt là vấn đề năng lượng và duy trỡ nguồn năng lượng cho cỏc nỳt cảm biến.
Trong phạm vi luận văn này, tụi đó nghiờn cứu được những nột khỏi quỏt nhất về mạng cảm biến, những giao thức định tuyến hay được dựng trong mạng và mụ phỏng, đỏnh giỏ được FLOODING là một giao thức định tuyến đơn giản và khụng yờu cầu cấu hỡnh mức đắt tiền so với giao một số giao thức định tuyến khỏc, qua đú kộo dài được thời gian sống cho mạng. Tuy đó cố gắng hết sức nhưng cũng khụng trỏnh khỏi thiếu sút, tụi rất mong nhận được sự nhận xột, đúng gúp ý kiến của cỏc giảng viờn trong khoa để tụi cú thể hoàn thiện hơn về cỏc kiến thức của mỡnh.
Lờ Thị Thanh Huyền 10A-ĐTVT-VH
MỤC LỤC
Trang phụ bỡa Lời cam đoan
Danh mục cỏc ký hiệu, cỏc chữ viết tắt Danh mục cỏc bảng
Danh mục cỏc hỡnh vẽ, đồ thị
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN MẠNG CẢM BIẾN KHễNG DÂY...1
1.1 Giới thiệu. ... 1 1.1.1 Cụng nghệ sensor netwwork ...1 1.1.2 Ứng dụng của mạng cảm biến...4 1.2. Tổng quan về kĩ thuật WSN ... 4 1.2.1 Cỏc thành phần cơ bản cấu trỳc mạng cảm biến...5 1.2.2 Cỏc thỏch thức và trở ngại ...11
CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG MẠNG CẢM BIẾN KHễNG DÂY ...14
2.1 Cỏc mụ hỡnh phõn bố... 14
2.2 Cỏc ứng dụng của mạng WSNs... 16
2.3. Vớ dụ về ứng dụng dạng 1 WSN ( C1WSNs)... 22
2.4. Ứng dụng dạng 2 WSN (C2WSNs)... 24
CHƯƠNG 3 : GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TRUY CẬP MẠNG CẢM BIẾN KHễNG DÂY ...25
3.1 Giới thiệu... 25
3.2 Mụ hỡnh giao thức cho WSNs... 25
3.3 Cỏc giao thức MAC cho mạng WSNs ... 26
3.3.1 Giao thức MAC dựa trờn cơ sở kế hoạch (Schedule-Based Protocols)...26
3.3.2 Giao thức MAC truy cập ngẫu nhiờn (Random Access-Based Protocols)...28
3.4 Giao thức SENSOR MAC ... 28
3.4.1 Lắng nghe và nghỉ theo chu kỳ (Listen and Sleep)...29
3.4.2 Sự phối hợp và lựa chọn lịch làm việc...29
Lờ Thị Thanh Huyền 10A-ĐTVT-VH
3.4.4 Lắng nghe thớch ứng...31
3.4.5 Điều khiển truy cập và trao đổi dữ liệu...32
3.4.6 Chuyển thụng điệp...33
3.5 Chuẩn IEEE 802.15.4 LR-WPANs ... 34
CHƯƠNG 4: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CẢM BIẾN KHễNG DÂY ...41
4.1 Giới Thiệu... 41
4.2 Giao thức định tuyến trong WSNs. ... 43
4.2.1 Flooding và Gossiping...43
4.2.2 Giao thức định tuyến thụng tin qua sự thỏa thuận (SPIN – Sensor Protocols for Information via Negotiation). ...46
4.2.2.1 Nguyờn lý hoạt động...46
4.2.2.2 Một số loại giao thức SPIN thụng dụng...48
4.2.3 Phõn nhúm phõn cấp thớch ứng năng lượng thấp (LEACH - Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy). ...51
4.2.4 PEGASIS (Power – Efficient gathering in Sensor Information System)...54
4.2.5 Directed Disffusion...56
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ Mễ PHỎNG GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN FLOODING DÙNG OMNeT++ 4.0...61
5.1. Giới thiệu chung về OMNeT++ ... 61
5.1.1. Tổng quan về OMNeT++...61 5.1.1.1. OMNeT++ là gỡ?...61 5.1.1.2.Cỏc thành phần chớnh của OMNeT++ ...61 5.1.1.3. Ứng dụng...62 5.1.1.4. Mụ hỡnh trong OMNeT++...62 5.1.2. Sử dụng OMNeT++...64 5.1.2.1. Xõy dựng và chạy thử cỏc mụ hỡnh mụ phỏng...64 5.1.2.2 Chạy cỏc ứng dụng trong OMNeT++...67
5.2 Kết quả mụ phỏng giao thức định tuyến FLOODING sử dụng OMNeT++ 4.0 ... 69
[1] Nghiờn cứu và mụ phỏng giao thức định tuyến Flooding trong WSN, Đại học
Bỏch khoa Hà Nội, Phạm Thành Cụng, 2010
[2] WIRELESS SENSOR NETWORK, Đại học Bỏch khoa Thành phố Hồ Chớ Minh, Vương Phỏt, 2009
[3] Anna Ha’c, Wireless Sensor Network Design, University of Hawaii at Maoa, Honolulu, USA, 2003
[4] Holger Karl – Andreas Willig, PROTOCOLS AND ARCHITECTURES FOR
WIRELESS SENSOR NETWORK, University of Paderborn, GEMANY, Hasso –
Planttner – Institute at the University of Postdam, GEMANY, 2005
[5] Melek ATTIA, Annis KOUBAA, Mỏrio ALVES: Beacon schedulingin cluster
– tree IEEE802.15.4/ZigBee Wireless Sensor Network, Polytechnic Intitute of
Porto (ISEP-IPP) Rua Dr. Antúnio Bernardino de Almeida, 431 4200-072 Porto Portugal, 2006
[6] Imad Mahgoub – Mohhamad Illyas, Wireless Sensor Protocols, Florida Alantic University, Boca Raton, Florida, USA,2006
[7] http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_Network Truy nhập cuối cựng
ngày 20/02/2012
[8] http://en.wikipedia.org/wiki/Zigbee Truy nhập cuối cựng ngày 11/01/2012
[9] http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.15.4 Truy nhập cuối cựng ngày
10/03/2012
[1] Omnetpp.org
[2] Topology Control in Wireless Sensor Networks – Spinger
[3] Wireless Sensor Network: Technolygy, Protocols and Aplication – KAZEM SOHRABY, DANIEL MINOLI, TAIEB ZNATI.
[4] Protocols and Architectures for Wireless Sensor Network - Holger Karl at University of Paderborn, GEMANY, Andreas Willig – Hasso Plattnets at the University of Postdam, GEMANY.