Khi thông tin từ mạng WSN gửi về nút cơ sở, nút này được nối với một máy tính máy phục vụ, có thể xử lý trực tiếp hoặc truyền về trung tâm khác thông qua internet hoặc viba để xử lý tại trung tậm đó. Trung tâm xử lý thông tin có các tình huống sử dụng: gói tin, cảnh báo, báo động và cập nhật hiển thị.
Hình 3-5 Biểu đồ ca sử dụng với hệ thống xử lý thông tin
Mỗi nút mạng WSN được cấu tạo bởi hệ vi xử lý CC1010 hoạt động như một máy tính thu nhỏ, được trang bị sensor cảm nhận và bộ thu phát; được cung cấp nguồn nuôi bằng Pin.
Trong các hệ thống đo lường, điều khiển mọi quá trình đều được đặc trưng bởi các trạng thái như nhiệt độ, áp suất, tốc độ, mô men…Các biến trạng thái này thường là các đại lượng không điện. Các bộ cảm biến thực hiện chức năng này, chúng thu thập, đáp ứng với các tín hiệu và các kích thích. Phân loại các loại cảm biến, ta có các loại cảm biến phân theo một số các đặc trưng sau:
− Chuyển đổi giữa đáp ứng và kích thích trong vật lý: Nhiệt điện, quang điện, quang từ, điện từ, nhiệt quang.
− Vê hóa học: Biến đổi hóa học, biến đổi điện hóa, phân tích phổ.
− Vê dạng kích thích trong âm thanh: Biến, pha, phân cực, phổ, tốc độ truyền sóng…
− Về điện: Điện tích, dòng điện, điện thế, điện áp… − Về từ: Từ trường, độ từ thẩm…
− Về quang: Biên, pha, phân cực, phổ…
− Về cơ học: Lực, áp suất, gia tốc, vận tốc,khối lượng, tỷ trọng… − Về nhiệt: Nhiệt độ, thông lượng, nhiệt dung, tỉ nhiệt…
− Về bức xạ: Kiểu, năng lượng, cường độ
Ngoài ra, có rất nhiều loại cảm biến tùy theo tính năng và phạm vi sử dụng …theo chức năng mạng và đặc điểm của mỗi cấu hình mạng cảm nhận mà có thể sử dụng những loại cảm biến khác nhau. Trong luận văn này, cảm biến được chọn để sử dụng là loại cảm biến nhiệt độ có tên là LM61 có dạng IC.
Hoạt động của từng nút mạng WSN là hoạt động theo chương trình nằm trong bộ nhớ. Chức năng của chương trình trong hệ cảnh báo này gồm: phương thức thiết lập mạng, thiết lập cho trường Cost, các phương thức thu, phát và truyền, phương thức đợi, nghỉ. (hình 2.6)
Hình 3-6 Biểu đồ hoạt động của nút mạng WSN
Trình tự hoạt động của hệ thống là nút mạng thu nhận thông tin từ môi trường rồi chuyền về cho nút cơ sở thông qua các nút trung gian, vì khoảng cách truyền giữa hai nút mạng là ngắn (dưới 100m) nếu muốn truyền một khoảng cách dài phải sử dụng các nút trung gian làm trạm trung chuyển thông tin. Hình 2.7 thể hiện trình tự truyền thông tin môi trường.
Hình 3-7 Biểu đồ tuần tự của hệ thống
Để viết các ứng dụng cho nút mạng WSN người ta sử dụng các chương trình hỗ trợ như: các thư viện chuẩn của C/C++, các tệp định nghĩa phần cứng HDF, các thư viện trừu tượng phần cứng HAL, các thư viện tện ích CUL, sau đó tạo ra các chương trình dạng Hex, rồi nhúng vào nút mạng WSN, cuối cùng là cấp nguồn để chúng hoạt động.
HDF - tệp định nghĩa phần cứng: Định nghĩa địa chỉ các thanh ghi, ánh xạ vectơ
ngắt và các hằng số phần cứng khác.
HAL -Thư viện phần cứng: Để hỗ trợ việc phát triển chương trình nhanh chóng
và dễ dàng. Chipcon cung cấp thư viện các macro và các hàm truy cập phần cứng CC1010 dễ dàng. Những thư viện này nằm trong Thư viện phần cứng (HAL) và thi hành một giao tiếp phần cứng trừu tượng đối với chương trình người dùng. Nhờ đó chương trình người dùng có thể truy cập ngoại vi của vi điều khiển, thông qua các lời gọi hàm/macro, mà không cần hiểu chi tiết về phần cứng.
CUL -Thư viện tiện ích Chipcon: Để cung cấp một thư viện cho truyền thông RF
đặt trong Thư Viện Tiện Ích (CUL). Thư viện này thường dùng cho các ứng dụng RF điển hình, cung cấp một giao thức RF đầy đủ.
Cả hai thư viện HAL và CUL đều hỗ trợ truyền nhận không dây và xử lý thời gian thực. Tuy nhiên, các hàm ở thư viện CUL làm việc ở mức cao hơn, người viết chương trình cũng dễ dàng và tiện lợi hơn, nhưng bù lại cũng kém mềm dẻo hơn so với sử dụng các hàm ở thư viện HAL. Do vậy, đối với những ứng dụng đòi hỏi sự phức tạp thì thường dùng thư viện HAL. Hình II.8 Mô hình hệ thống phần mền được mô tả phần mền nhúng trên Rational
Hình 3-8 Mô hình hệ thống phần mền được mô tả phần mền nhúng trên Rational