1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
5.2.3 Mô phỏng một mạng cảm biến với các đối tượng kẻ đột nhập
Một mạng lưới cảm biến bao gồm một dãy các nút cảm biến. Để mô phỏng như một mạng lưới cảm biến trong môi trường mô phỏng, chúng ta cần một module manager
để giúp mô phỏng các công việc như làm cho các kết nối giữa các nút, làm cho các kết nối giữa các nút và các đối tượng,và các kết quả mô phỏng.
Để xây dựng mạng lưới cảm biến, phân hệ quản lý bắt đầu bằng cách đọc dữ liệu đầu tiên trong tập tin network.txt, lưu giữ thông tin cấu hình mạng, bao gồm nút cảm biến và các vị trí đối tượng. Sau đó, nó làm cho các kết nối giữa các nút (nó kiểm tra vùng phủ sóng của tất cả các nút để xem nút bất kỳ node nào trong phạm vi và làm cho các kết nối giữa các nút ). Thứ hai, mỗi lần di chuyển đối tượng module man sẽ xem xét nếu nút bất kỳ là trong vùng đối tượng, trong đó một nút có thể cảm nhận đối tượng. Nếu như các node trong một vùng cảm biến, phân hệ quản lý tạo ra một kết nối với các nút cảm biến, để các đối tượng có thể gửi tin nhắn SENSOR_INFO đến nút này. Ngoài ra, nó quản lý việc phát sóng từ BS đến tất cả các nút (tạo ra các kết nối từ BS để tất cả các nút). Cuối cùng, phân hệ quản lý điều khiển công tắc điện (tham số POWER_SWITCH) của tất cả các nút trong mạng. Hình 5.7 cho thấy một cấu trúc mạng cảm biến với một kẻ xâm nhập dưới OMNET + +. Hình 5.8 cho thấy một mạng lưới cảm biến trong chế độ mô phỏng.
Hình 5.7 cấu trúc mô phỏng mạng trong omnet++
Hình 5.8 Mạng luới cảm biến trong chế độ mô phỏng
• ZONE_X: chiều rộng x
• ZONE_Y: chiều dài y
• FILE_PATHS: Đường dẫn đến đầu vào / đầu ra cho các tập tin mô phỏng.
• NNODES: Số lượng các nút cảm biến trong mạng.
• NODE_SENSING_RADIUS: bán kính cảm biến của mỗi node.
• NODE_COMMUNICATION_RADIUS: giao bán kính của mỗi node
Lựa chọn phương pháp mô phỏng
Trong DC, các module cảm biến của tất cả các nút được bật (ON ) và các module radio nhận là OFF. Khi phát hiện được kẻ xâm nhập, node sẽ gửi thông tin về những kẻ xâm nhập trực tiếp vào BS
Trong Leach, các module cảm biến của tất cả các nút được bật( ON). Các module radio của các node clients là OFF, nhưng module radio nhận của cluster head là ON. Số lượng của cluster heads được chọn là 10% của tổng số các nút cảm biến trong mạng. Lưu ý rằng tỷ lệ bình thường là 5% trong một mạng Leach. Chúng ta đã tăng tỷ lệ để đảm bảo độ chính xác cao hơn trong phát hiện và theo dõi các đối tượng.
các loại message trong các mô phỏng:
có 6 loại message được dùng trong mô phỏng , external hoặc internal message (bên ngoài hoặc nội bộ)
a) NEIGHBOR_ACTIVATE (external message): Khi một nút nhận được thông báo này, nó sẽ kích hoạt các module cảm biến của nó.
b) SENSING_DATA (external message): Khi một nút nhận được các loại hình tin nhắn, nó sẽ chuyển tiếp tin nhắn tới node cha của nó
c) SENSOR_INFO (external message); Loại tin nhắn được tạo ra bởi các đối tượng xâm nhập. Khi một nút nhận được thông báo này, nó sẽ gửi cho vị trí của mình cho cơ sở để báo cáo rằng có một đối tượng ở gần của nó
d) DECREASE_ENERGY (internal message): Khi một module năng lượng nhận được tin nhắn, nó sẽ làm giảm mức năng lượng của nút bằng số đơn vị năng lượng chứa trong tin nhắn.
e) SENSOR_REFRESH (internal message): Khi các module cảm biến nhận được tin nhắn, nó sẽ thiết lập lại bộ đếm thời gian chờ đợi.
f) TIMER (internal message):điểm thời gian
Nhìn chung, có bốn loại số liệu được xem xét khi so sánh hiệu suất trong ba phương pháp được lựa chọn: tổng năng lượng tiêu thụ , độ chính xác, chi phí cho mỗi điểm phát hiện, và thời gian trước khi các nút chết đầu tiên.
“total energy consumption “Các tổng tiêu thụ năng lượng được định nghĩa là tổng số năng lượng mà mạng dành cho theo dõi trong kịch bản một.
“accuracy”chính xác là một tỷ lệ phần trăm của vị trí đối tượng phát hiện của phương pháp trên số lượng vị trí phát hiện của DC. Các giả định cơ bản là phương pháp DC, do thông tin liên lạc trực tiếp với cơ sở, nên nó có độ chính xác cao nhất trong việc phát hiện các đối tượng.
“cost per detected” Các chi phí cho mỗi điểm phát hiện là một số trung bình của các đơn vị năng lượng được dành cho một vị trí phát hiện.
“time before first dead node” Thời gian trước khi node chết đầu tiên là thời điểm nút đầu tiên của mạng hết năng lượng.
5.3 lý thuyết nền tảng