R= (Công thức 3.1)
3.3.2So sánh các đặc điểm.
• Zigbee 802.15.4 MAC Throughput
:
Hình 3-56 So sánh 802.15.4 MAC Throughput
Throughput của tree cao hơn mesh, điều này có thể giải thích như sau: Trong cấu hình tree, sau khi xác định xem địa chỉ đích cần gửi có là con cháu của mình không, zigbee router sẽ chuyển tiếp tới parent nếu không và nó sẽ chuyển tiếp thông tin tới nút nhận nếu có. Còn cấu hình lưới, tồn tại đường truyền trực tiếp từ đích tới nguồn hoặc các nút trung gian sẽ ít hơn tree.
• Zigbee 802.15.4 Zigbee Network Layer: Number of hops.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3. Nghiên cứu mô hình hệ thống thông tin quản lý môi trường… Số hop là số các nút trung gian để vươn tới đích, hai cấu hình trùng nhau ở số hop 1, 2, 3. Còn ở trong cấu hình tree, số hop lớn nhất là 4.
• Zigbee 802.15.4 MAC Media access delay
Hình 3-58 So sánh 802.15.4 MAC media access delay
Ở cấu hình tree, giả sử ở một thời điểm, có hai nút cần gửi thông tin, lúc này trong mạng sẽ xảy ra xung đột, một khoảng thời gian backoff khác nhua sẽ được hai nút thực thi. Giả sử nút thứ nhất dành quyển truy nhập kênh truyền, nó truyền bản tin và vì trong cấu hình tree, phải truyền bản tin tới parent, mất nhiều thời gian và trong khi nút thứ nhất truyền, nút thứ hai kết thúc thời gian backoff của nó và kiểm tra kênh truyền nhưng kênh bận, nó vẫn không thể sử dụng kênh truyền. Còn đối với cấu hình lưới, việc truyền thông tin sau khi xung đột có thể diễn ra nhanh chóng và nút thứ hai có xác xuất truyền thành công bản tin nhiều hơn là ở cấu hình tree.
Hình 3-59 So sánh End-to-End Delay
Trễ đầu cuối của cấu hình tree cao hơn trễ đầu cuối của cấu hình mesh. • 802.15 Mac Delay khi có một node bị lỗi
Hình 3.15 chỉ ra độ sâu của các nút, ta sẽ gây lỗi cho nút 1 và xem xét trễ ở tầng MAC và trễ đầu cuối (end-to-end) với hai cấu hình mesh và tree.
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3. Nghiên cứu mô hình hệ thống thông tin quản lý môi trường…
Hình 3-60 Độ sâu của mạng
Hình 3-62 So sánh MAC Delay khi lỗi nút 1
Khi chạy mô phỏng ta thấy rằng cấu hình tree đã thay đổi độ sâu của các nút hay thay đổi cả tree còn ở trong cấu hình mesh, bảng định tuyến cũng nhanh chóng được cập nhật và điều này đã được thể hiện ở độ trễ đầu cuối của toàn bộ mạng.
Như vậy, qua thí dụ mô phỏng đơn giản mạng Zigbee với số lượng zigbee router là 27, số lượng zigbee endvice là 33 với diện tích mô phỏng không lớn nhưng chúng ta thấy rằng trễ đầu cuối, trễ đa truy nhập, throughput của mạng tree luôn lớn hơn mạng lưới và một node lỗi thì cả hai cấu hình đều tự động hàn gắn mạng nhưng thời gian hàn gắn mạng của mạng lưới nhanh hơn.
Kết luận: Cấu hình mạng được sử dụng cho hệ thống giám sát môi trường hiệu quả nhất đó là cấu hình lưới.
3.4 Kết luận chương 3
Chương 3 đã trình bày tổng quát về mạng cảm biến vô tuyến, tính năng , cấu trúc mạng cảm biến, cấu trúc mạng tổng quát cho hệ thống giám sát môi trường. Phần cuối của chương là thí dụ mô phỏng hệ thống giám sát môi trường sử dụng công nghệ Zigbee. Với công nghệ Zigbee có hai cấu hình mạng được dùng cho việc giám sát đó là cấu hình mạng tree (cây) và mesh (lưới). Thí dụ mô phỏng đã so sánh hai cấu hình này về throughput, trễ đa truy nhập, trễ đàu cuối, trễ tầng MAC, số hop của mạng, cấu hình tree luôn có độ trễ cao hơn và có throughput lớn hơn do zigbee router phải truyền bản tin tới parent trong khi đó mesh có thể truyền trực tiếp. Để xem đường đi tới một đích bất kì của một nút, có thể xem bảng định tuyến đối với mạng mesh và xem độ sâu của mạng đối với tree.
Đồ án tốt nghiệp đại học Kết luận
4 KẾT LUẬN
Đồ án “Nghiên cứu công nghệ mạng hình lưới vô tuyến (Wireless Mesh Network)” đã tìm hiểu được những vấn đề sau: tổng quan về công nghệ mạng lưới vô tuyến, các công nghệ được sử dụng trong mạng lưới vô tuyến gồm có Zigbee, Z-wave và SimpliciTI, mô hình hóa hệ thống giám sát môi trường sử dụng công nghệ Zigbee.
Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng trình độ có hạn, đồ án mới chỉ tìm hiểu được những nội dung cơ bản của mạng lưới vô tuyến. Một số điểm còn hạn chế của đồ án đó là chỉ tập trung vào lý thuyết, mặc dù có mô phỏng nhưng còn khác nhiều so với thực tế.
Khi khoa học và công nghệ ngày càng phát triển, con người muốn các thiết bị trở lên “thông minh” hơn để phục vụ đời sống. Việc áp dụng công nghệ mạng lưới vô tuyến đã, đang và sẽ phát triển để đáp ứng nhu cầu đó của con người.
Em xin chân thành cảm ơn TS.Vũ Trường Thành đã hướng dẫn, giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình làm đồ án. Em xin chân thành cảm ơn thầy.
Sinh viên thực hiện Đào Trọng Tuấn