Tempbroadcast là một phần mềm để đo nhiệt độ môi trường.
Thiết bị gồm có: một node cơ sở kết nối CC1010EB với CC1010EM, một node mạng CC1010EM có gắn bộ cảm biến nhiệt độ. Nhiệt độ được node mạng đo và gửi quảng bá vào vùng không gian vô tuyến (RF) rồi gửi về node cơ sở. Nhiệt độ node mạng gửi tới node gốc sẽ được lưu vào bảng nhiệt độ, đồng thời hiển thị trên máy tính cùng node ID, và tên của node. Máy tính được kết nối với khối CC1010EB qua cáp nối RS232.
Hình 3.10: Sơ đồ thí nghiệm đo nhiệt độ môi trường
• Kết quả:
Thông tin nhiệt độ môi trường được cảm biến cảm nhận và chuyển thành giá trị nhiệt độ rồi gửi về trạm gốc. Tiêu thụ năng lượng của node mạng khi truyền dữ liệu xấp xỉ 20mA. Việc tăng hệ số đợi lên sẽ làm cho tiêu thụ năng lượng của node mạng giảm đáng kể.
Hình 3.11: Kết quả đo được
3.8.4 Tiến hành thực nghiệm:
a. Một số thí nghiêm được tiến hành đầu tiên:
- Khi cho một node truyền và một node nhận (gắn vào máy tính): • nếu độ trễ = delay (30000) thì nhận đủ gói
• nếu độ trễ càng giảm xuống thì có gói nhận được có gói mất
- Khi cho1node truyền và 2 node nhận (1 node gắn máy tính và 1 node gắn LCD): • lúc đầu: 1 node nhận được gói này, 1 node nhận được gói kia
• lúc sau: node gắn với máy tính thì nhận đủ số gói, còn node gắn LCD nhận ngắt quãng nhưng về sau cũng nhận tốt
- Khi cho 2 node truyền và 1 node nhận (gắn vào máy tính): lúc đầu: node nhận nhận tuần tự 2 node truyền đến, nhưng sau đó node nhận chỉ nhận được node nào truyền đến trước.
- Khi cho 2 node truyền và 2 node nhận:
• lúc đầu: node gắn với máy tính nhận tuần tự 2 node truyền đến, node gắn LCD chỉ nhận được 1 node
• lúc sau: node gắn máy tính nhận node truyền này và node gắn LCD nhận node truyền kia.
đây chỉ là một giao thức truyền gói đơn giản, nó không tuân theo 1 giao thức nào cụ thể.
b. Phần thực nghiệm của chương trình chạy:
Dựa trên phần mềm tempbroadcast, nghiên cứu phần lập trình cho kĩ thuật thăm dò. Ta có sơ đồ giải thuật cho kĩ thuật thăm dò như dưới đây:
• Sơ đồ giải thuật cho node master:
Hình 3.12: Sơ đồ giải thuật của node master
Khởi tạo J=1 J<10 Add<max Add=1 Trễ Hỏi Nhận Nhận OK? XL Nghỉ 30s J+1 Add+1 Tru yền dữ liệu Tru yền dữ liệu S S S
• Sơ đồ giải thuật cho node slave:
Đ
S
S
Đ
Hình 3.13: Sơ đồ giải thuật của node slave
Tóm lại :Trong kĩ thuật thăm dò này, khi không hoạt động thì node master sẽ ngủ để tiết kiệm năng lượng. Chỉ khi node master ngủ hết 30s thi thức dậy gửi khung thăm dò đến node slave để tiếp tục hoạt động. Như vậy, kĩ thuật này cũng làm giảm năng lượng tiêu thụ.
Nhận thăm dò RXI.status! =SPP-RX- Finished Kiểm tra Add,type Trễ Truyền dữ liệu Truyền dữ liệu Khởi tạo
3.9 KẾT QUẢ
Hình 3.14: Kết quả thu được hiện thị trên LCD
KẾT LUẬN
Trong hoàn cảnh đất nước ta hiện nay thì vấn đề WSN còn phải nghiên cứu và phát triển. Đồ án đã đưa ra kiến trúc tổng quát WSN đó là:các thiết bị (Bộ xử lý nhúng năng lượng thấp,Bộ nhớ / Lưu trữ,Bộ thu phát vô tuyến,Các sensor (Cảm biến),Hệ thống định vị địa lý GPS, Nguồn năng lượng).Hệ thống phải có khả năng mềm dẻo để thích hợp với các yêu cầu của ứng dụng. Các dạng ứng dụng chủ yếu của WSN là: thu thập dữ liệu môi trường, an ninh, theo dõi đối tượng.Mỗi dạng ứng dụng có sự khác nhau căn bản về truyền thông và các giao thức cần được hỗ trợ bởi kiến trúc phần cứng. Yêu cầu quan trọng của một nút mạng là có kích thước bé, tiêu thụ năng lượng thấp nhất có thể và có tích hợp truyền nhận không dây, từ đó đã chọn loại vi điều khiển CC1010 do hãng Chipcon chế tạo có độ tích hợp cao, truyền nhận RF, tiêu thụ năng lượng thấp để làm nút mạng và xây dựng hệ thống thực nghiệm.
Đồ án cũng đã giới thiệu tổng quan tầng liên kết dữ liệu và các thủ tục truy nhập môi trường trong mạng WSN. Do giới hạn về nguồn năng lượng cung cấp, giá thành và yêu cầu hoạt động trong một thời gian dài nên vấn đề năng lượng là tiêu chí thiết kế quan trọng nhất trong mạng cảm nhận không dây WSN. Để tiết kiệm được năng lượng sóng vô tuyến thì giao thức MAC đã được thiết kế phù hợp bằng cách lập chế độ ngủ một cách hiệu quả khi không truyền hoặc không nhận.
Hướng phát triển của đề tài: do thời gian có hạn nên em chỉ mới đưa được giải thuật mà chưa được phần lập trình cho kĩ thuật thăm dò hiệu quả. Nên nếu có thời gian nghiên cứu, em sẽ cố gắng hoàn thiện phần lập trình kĩ thuật thăm dò sau đó lập trình 1 kĩ thuật khác trong số các kĩ thuật của MAC. Từ đó so sánh 2 kĩ thuật về hiệu quả năng lượng, hiệu quả truyền nhận gói tin và hiệu suất của đường truyền.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bhaskar Krishnamachari, Networking Wireless Sensors Cambridge University Press 2005
[2] Lizhi Charlie Zhong, Jan Rabaey, Chunlong Guo, Rahul Shah, Data Link Layer Design For Wireless Sensor Networks.
[3] Edgar H. Callaway, Jr., Wireless Sensor Networks: Architectures and Protocols
[4] Wei Ye, MAC Layer Design for Wireless Sensor Networks
[5] Ilker Demirkol, Cem Ersoy, and Fatih Alagöz, MAC Protocols for Wireless Sensor Networks: a Survey
[6] Kevin Klues, Power Management in Wireless Networks
[7] Javier Bonny, Investigating MAC Power Consumption in Wireless Sensor Networ