Những khó khăn trong việc phát triển mạng WSN

Một phần của tài liệu (LUẬN VĂN THẠC SĨ) Nghiên cứu mã điều khiển lỗi trong mạng cảm biến không dây để nâng cao hiệu quả việc sử dụng năng lượng (Trang 44 - 47)

Vì mạng cảm ứng không dây có những ứng dụng vô cùng to lớn trong cuộc sống, và để tận dụng hết những thuận lợi này chúng ta phải xác định rõ những hạn chế của mạng cảm ứng và các vấn đề kĩ thuật mà ta sẽ gặp phải khi triển khai:

1.7.1 Giới hạn năng lượng

Khi các thiết bị tính toán tăng hiệu quả nhanh chóng thì sự tiêu thụ năng lượng của mạng cảm ứng không dây giống như một nút cổ chai. Do các sensor có kích cỡ nhỏ và giá thành rẻ nên có thể triển khai hàng nghìn sensor trong mạng, do đó ta không thể nối dây từ các sensor này đến nguồn năng lượng. Đồng thời để có thể vận hành tự động thì các sensor cần phải có nguồn pin. Vì lượng năng lượng có sẵn trong mỗi sensor chỉ giới hạn ở một mức nào đó nên sự đồng bộ hóa chỉ nhận được khi duy trì đủ năng lượng để các sensor này hoạt động hiệu quả.

1.7.2 Bị giới hạn về dải thông

Trong mạng cảm ứng, năng lượng được dùng trong xử lý dữ liệu ít hơn nhiều so với việc truyền nó đi. Hiện nay việc truyền thông vô tuyến bị giới hạn bởi tốc độ dữ liệu khoảng 10-100 Kbits/s. Sự giới hạn về băng thông này ảnh hưởng trực tiếp đến việc truyền thông tin giữa các sensor, và nếu không có sự truyền thông tin này thì không thể đồng bộ hóa được.

Hình 1.24 Cấu trúc phần cứng của sensor

Phần cứng của các nút cảm ứng thường bị giới hạn do kích cỡ nhỏ của nó. Một nút cảm ứng tiêu biểu như hạt bụi Berkeley Mica2 (hình 1.19) có một pin mặt trời nhỏ, CPU 8 bit hoạt động ở tốc độ 10MHz, bộ nhớ từ 128KB đến 1MB, và phạm vi truyền dưới 50m. Sự hạn chế về năng lượng tính toán và không gian lưu trữ đặt ra một thách thức to lớn. Đó là ta không thể tăng kích cỡ của nút cảm ứng vì như vậy sẽ tăng chi phí và tiêu thụ thêm năng lượng, đồng thời sẽ gây khó khăn trong việc triển khai hàng nghìn nút trong mạng.

1.7.4 Kết nối mạng không ổn định

Mạng cảm ứng có ưu điểm là tính di động, nhưng mạng vẫn phải đối mặt với những nhược điểm sau:

- Giới hạn trong phạm vi truyền của các sensor di động (khoảng 10-100m), dẫn đến việc truyền thông tin giữa các nút cảm ứng trở nên khó khăn.

- Các phương tiện truyền không dây không được bảo vệ khỏi nhiễu bên ngoài nên có thể dẫn đến mất mát một lượng lớn thông tin.

- Giới hạn dải thông khi truyền vô tuyến và kết nối không liên tục.

- Cấu hình mạng thay đổi thường xuyên phụ thuộc vào sự di động của các nút nên việc định lại cấu hình động trở nên cần thiết.

1.7.5 Sự kết hợp chặt chẽ giữa sensor và môi trường tự nhiên

được dùng cho các ứng dụng khác nhau như là kiểm tra trong quân đội, cảnh báo cháy rừng… nên phải được thiết kế phù hợp với từng ứng dụng. Ví dụ như sensor có thể dùng để đo nhiệt độ, ánh sáng, âm thanh hay độ ẩm và tùy từng loại ứng dụng sẽ quyết định dùng loại sensor nào.

Thách thức lớn nhất trong mạng cảm ứng là nguồn năng lượng bị giới hạn và không thể nạp lại, hiện nay rất nhiều nghiên cứu đang tập trung vào việc cải thiện khả năng sử dụng hiệu quả năng lượng trong từng lĩnh vực khác nhau. Trong mạng cảm ứng, năng lượng được sử dụng chủ yếu cho 3 mục đích: truyền dữ liệu, xử lý dữ liệu và đảm bảo cho phần cứng hoạt động.

Hiện nay người ta cũng đang mong muốn phát triển quá trình xử lý năng lượng một cách hiệu quả mà giảm tối thiểu các yêu cầu về năng lượng qua qua việc xử lý lỗi, đồng thời tối thiểu hóa các bản tin truyền qua mạng để điều khiển và phối hợp mạng.

Một phần của tài liệu (LUẬN VĂN THẠC SĨ) Nghiên cứu mã điều khiển lỗi trong mạng cảm biến không dây để nâng cao hiệu quả việc sử dụng năng lượng (Trang 44 - 47)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(99 trang)