Sau quỏ trỡnh phõn tớch chức năng cỏc cụng cụ thực hiện mụ phỏng cho mạng cảm biến khụng dõy. Cựng với việc đi sõu vào nghiờn cứu kỹ thuật. Lựa chọn cài đặt GHT sử dụng ngụn ngữ Java, dựa trờn gúi phần mềm mó nguồn
mở Nettopo cho những thử nghiệm về ứng dụng DHT trờn hệ thống WSN là
giải phỏp cú nhiều thuận lợi cho việc triển khai thực tế về sau.
3.3.1. Xõy dựng chương trỡnh mụ phỏng Lưu đồ tổng quỏt của chương trỡnh:
Xõy dựng mạng cảm biến ảo
Cài đặt GHT
Việc xõy dựng mụ phỏng cần những yờu cầu:
Về giao diện mạng cảm biến. Mạng cảm biến cần cú cỏc chức năng hiển thị nhƣ một mạng cảm biến thực. Thụng tin của một mạng cảm biến nhƣ:
Địa chỉ ID của một nỳt (ID address). Liờn kết giữa cỏc nỳt với nhau (Links). Phạm vi cảm biến của một nỳt (radio range).
Đồ thị dạng lƣới mụ tả cỏc nỳt tham gia vào mạng cảm biến về mặt địa lý, …
Về xõy dựng GHT trong mạng cảm biến. Dựa trờn tƣ tƣởng mụ tả kỹ thuật đó cú xỏc định đƣợc cỏc chức năng nhƣ:
Chức năng kết nối với cỏc hàng xúm gần nhất của mỗi nỳt (GHT_ConnectNeighbors()).
Chức năng tỡm một đƣờng đi từ một nỳt alpha-1 đến alpha-m (GHT_FindOnePath()).
Chức năng tỡm đƣờng đi cho toàn bộ cỏc nỳt (GHT_FindAllPath()).
Chức năng kiểm tra lỗi kết nối đến những nỳt mất liờn kết với mạng (GHT_ConnectNeighborsWithUnvailable()).
Về việc đỏnh giỏ cỏc kết quả mạng cảm biến dựa trờn mụ phỏng. Tớnh ƣu việt nhất của việc xõy dựng mụ phỏng đú là thực nghiệm đƣợc trờn một mạng cảm biến ảo ( Virtual WSNs) và đỏnh giỏ đƣợc một số thụng số sau khi dừng mụ phỏng. Vậy nờn cỏc kết quả đỏnh giỏ cần cú là:
Xỏc thực đƣợc độ chớnh xỏc trong truyền dẫn (Accuracy). Đo đạc đồ dài đƣờng truyền tại thời điểm thử nghiệm và tớnh toỏn đƣợc độ dài trung bỡnh của tất cả đƣờng truyền (Paths Length).
3.3.2. Kết quả mụ phỏng mạng cảm biến
Cỏc kết quả thực nghiệm trờn mụ phỏng dựa trờn việc thay đổi mật độ cỏc nỳt, khi cỏc nỳt cú sự dịch chuyển, và tốc độ truyền khỏc nhau.
Một số ảnh chụp màn hỡnh kết quả mụ phỏng:
Hỡnh 3.1: Thử nghiệm mạng cảm biến khụng dõy trờn phạm vi 100x100 m
Thử nghiệm mạng cảm biến khụng dõy trờn phạm vi 100 m2 với 100 nỳt mạng trong trƣờng hợp cú sử dụng hiển thị trờn đồ thị dạng lƣới trong một mạng cảm biến ảo nhƣ hỡnh 3.1.
Hỡnh 3.2: Hiển thị số ID và liờn kết giữa cỏc nỳt trong mạng cảm biến.
Hiển thị kết quả về liờn kết mạng sau khi chạy mụ phỏng, và hiển thị thụng tin và trạng thỏi liờn kết giữa một nỳt với cỏc nỳt hàng xúm của nú. Vớ dụ: Hiển thị hàng xúm của cảm biến cú ID = 17, cú tọa độ 41, 90. Và cú 2 hàng xúm gần nhất với nú là cú số ID lần lƣợt là: 2 và 40.
Hỡnh 3.3: Hiển thị phạm vi phủ súng của cỏc nỳt cảm biến.
Lấy mỗi một nỳt cảm biến làm tõm, cỏc đƣờng trũn trong hỡnh 3.3 mụ phỏng phạm vi phủ súng của cỏc cảm biến (radio range).
Hỡnh 3.4: Đỏnh giỏ về việc tiờu thụ năng lượng trong toàn mạng
Đỏnh giỏ về việc tiờu thụ năng lƣợng trong toàn hệ thống. Với kết quả mụ phỏng thể hiện việc tiờu thụ điện năng tại cỏc trạm là lớn nhất, kế đến là năng lƣợng giành cho chuyển tiếp và cỏc tỏc động gõy trễ…
Hỡnh 3.5: Đỏnh giỏ về độ lớn trung bỡnh của cỏc đường truyền định tuyến
Hỡnh 3.6: Đỏnh giỏ độ chớnh xỏc ngay cả khi cỏc nỳt mạng xảy ra mất liờn kết hay di động
KẾT LUẬN
Qua quỏ trỡnh tỡm hiểu, nghiờn cứu, luận văn đó đạt được những kết quả sau:
Kết quả đạt được
Tỡm hiểu đƣợc tổng quan về mạng cảm biến và định tuyến sử dụng bảng băm phõn tỏn trong mạng cảm biến.
Nghiờn cứu và hệ thống húa đƣợc cỏc quy trỡnh kỹ thuật định tuyến sử dụng bảng băm phõn tỏn nhƣ: GHT, CSN, CHR, T-DHT, VRR. Và đỏnh giỏ đƣợc ƣu điểm và hạn chế của từng kỹ thuật.
Mụ phỏng kỹ thuật GHT trờn mạng cảm biến ảo. Đƣa ra đƣợc cỏc thụng số đỏnh giỏ theo một số tiờu chớ nhƣ: độ chớnh xỏc trong truyền thụng mạng, độ dài đƣờng truyền, năng lƣợng tiờu thụ.
Hạn chế:
Kết quả nghiờn cứu cũn chƣa đƣợc triển khai trờn một ứng dụng cụ thể.
Hướng phỏt triển
Áp dụng cỏc kỹ thuật đó nghiờn cứu vào một ứng dụng cụ thể. Với cỏc thụng tin cảm biến về: nhiệt độ, độ ẩm, cảnh bỏo chuyển động,…
Tài liệu tham khảo
[1]. Vu Thanh Vinh, Pham Viet Binh, “A survey of routing using DHTs over wireless sensor networks”, Journal of Computer and Communication, USA, 2011.
[2]. Ian F. Akyildiz, Weilian Su, Yogesh Sankarasubramaniam, and Erdal Cayirci. “A survey on Sensor Networks”. IEEE Communications Magazine, August 2002.
[3]. W. R. Heinzelman, A. Chandrakasan and H. Balakrishnan. “Energy-efficient Communication Protocol for Wireless Microsensor Networks”. Proceedings of the IEEE Hawaii International Conference on System Sciences (HICSS), Vol. 8. (2000)
[4]. R. C. Shah and J. M. Rabaey. “Energy aware routing for low energy ad hoc sensor networks”. Proceedings of the IEEE Wireless Communication and Networking Conference (WCNC) (2001)
[5]. V. Rodoplu and T. H. Meng. “Minimum Energy Mobile Wireless Networks”. IEEE Journal Selected Areas in Communications, Vol. 17. (2009) 1333-1344. [6]. Kemal Akkaya, Mohamed Younis. “A survey on routing protocols for wireless
sensor networks”. ELSEVIER-Adhoc Networks 3 (2005) 325-349, 2003.
[7]. R. Steinmetz and K. Wehrle (Eds.). “P2P Systems and Applications”. LNCS 3485, pp. 79-93, 2005. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2005.
[8]. R. Steinmetz and K. Wehrle (Eds.): “P2P Systems and Applications”. LNCS 3485, pp. 95-117, 2005. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2005.
[9]. Thomas Zahn, Jochen Schiller. “MADPastry: a DHT substrate for practicably sized MANETs”. 5th Workshop on Applications and Services in Wireless Networks (ASWN2005), Paris, France, June 2005.
[10]. Muneeb Ali and Zartash Afzal Uzmi. “CSN: A Network Protocol for Serving Dynamic Queries in Large-Scale Wireless Sensor Networks”. 2nd CNSR 2004, pp. 165–174, Fredericton, N.B, Canada, May 2004.
[11]. M. Caesar, M. Castro, E. Nightingale, G. O'Shea and A. Rowstron, "Virtual Ring Routing: Network routing inspired by DHTs", Sigcomm 2006, Pisa, Italy,September 2006.