Trong cùng một điều kiện, việc tăng hay giảm số lƣợng các node mạng trong không gian mạng sẽ làm AODV có những thay đổi nhƣ sau.
a) Tỷ lệ gói tin nhận đƣợc
sendLine recvLine ratio fowardLine
Kịch bản 1 9383 9248 0.9856 2587
Kịch bản 2 27783 27567 0.9922 3579
Kịch bản 3 23781 23626 0.9935 2404
Tỉ lệ phần trăm của AODV là khá cao, đạt 99%, dù có tăng node mạng lên thì vẫn đảm bảo tốt đƣờng truyền
b) Độ trễ trung bình đầu cuối
ms
Kịch bản 1 48.7634
Kịch bản 2 40.1532
Kịch bản 3 38.6466
Càng nhiều node mạng trong hệ thống thì độ trễ đầu giảm đi rõ ràng trong cùng điều kiện
c) Thông lƣợng trung bình
Size(kbps) Start Time EndTime
Kịch bản 1 404.75 10.08 105.59
Kịch bản 2 895.23 16.10 143.66
d) Tải thông tin định tuyến Kịch bản 1 0.073 Kịch bản 2 0.079 Kịch bản 3 0.090 e) Plot Windows Kịch bản 1
Kịch bản 2
Nhƣ ta đã biết, giao thức AODV tức là định tuyến vecto cự ly theo yêu cầu tùy biến dựa trên thuật toán vector khoảng cách đƣợc sắp xếp tới đích DSDV (Destination Sequenced Dista-nce Vector) trƣớc đây (Hình 2). AODV tối thiểu hoá số bản tin quảng bá cần thiết bằng cách tạo ra các tuyến trên cơ sở theo yêu cầu, ngƣợc với việc duy trì một danh sách hoàn chỉnh các tuyến nhƣ thuật toán DSDV.
Khi một node nguồn muốn gởi một bản tin đến một node đích nào đó và không biết rằng đã có một tuyến đúng đến đích đó, nó phải khởi đầu một quá trình khám phá đƣờng truyền để xác định node khác. Nó phát quảng bá một gói yêu cầu tuyến (RREQ) đến các node lân cận. Node này sau đó sẽ chuyển tiếp gói yêu cầu đến node lân cận khác. Quá trình cứ tiếp tục nhƣ vậy cho đến khi có một node trung gian nào đó xác định đƣợc một tuyến “đủ tƣơi” (“fresh enough”) để đạt đến đích. AODV sử dụng số thứ tự đích để đảm bảo rằng tất cả các tuyến không lặp và chứa hầu hết thông tin tuyến hiện tại. Mỗi node duy trì số tuần tự của nó cùng với một ID quảng bá. ID quảng bá đƣợc tăng lên mỗi khi node khởi đầu một RREQ, và cùng với địa chỉ IP của node, xác định duy nhất một RREQ. Cùng với số tuần tự và ID quảng bá, node nguồn bao gồm trong RREQ hầu hết số tuần tự hiện tại của đích mà nó có. Các node trung gian có thể trả lời RREQ chỉ khi nào chúng có một tuyến đến đích mà số tuần tự đích tƣơng ứng lớn hơn hoặc bằng số tuần tự chứa trong RREQ.
Trong suốt quá trình chuyển tiếp RREQ, các node trung gian ghi vào Bảng định tuyến của chúng địa chỉ của các node lân cận từ khi nhận đƣợc bản sao đầu tiên của gói quảng bá, theo đó thiết lập đƣợc một đƣờng dẫn theo thời gian. Nếu các bản sao của cùng một RREQ đƣợc nhận sau đó, các gói này sẽ bị huỷ bỏ. Một khi RREQ đã đạt đến đích hay một node trung gian với tuyến “đủ tƣơi”, node đích (hoặc node trung gian) đáp ứng lại bằng cách phát đơn phƣơng một gói đáp ứng tuyến (RREP) ngƣợc về node lân cận mà từ đó nó thu đƣợc RREQ. Khi RREP đƣợc định tuyến ngƣợc theo đƣờng dẫn, các node trên đƣờng dẫn đó thiết lập các thực thể tuyến chuyển tiếp trong Bảng định tuyến của chỉ node mà nó nhận đƣợc RREP. Các
thực thể tuyến chuyển tiếp này chỉ thị tuyến chuyển tiếp tích cực. Cùng với mỗi thực thể tuyến là một bộ định thời tuyến có nhiệm vụ xoá các thực thể nếu nó không đƣợc sử dụng trong một thời hạn xác định. Do một RREP chuyển tiếp trên đƣờng dẫn đƣợc thiết lập bởi một RREQ nên AODV chỉ hỗ trợ việc sử dụng đƣờng truyền đối xứng.
Trong AODV, các tuyến đƣơc duy trì điều kiện nhƣ sau: Nếu một node nguồn chuyển động, nó phải khởi động lại giao thức khám phá tuyến để tìm ra một tuyến mới đến đích. Nếu một node trên tuyến chuyển động, node lân cận luồng lên của nó chú ý đến chuyển động đó và truyền một bản tin Khai báo sự cố đƣờng thông (một RREP không xác định) đến mỗi node lân cận tích cực luồng lên để thông báo cho các node này xoá phần tuyến đó. Các node này thực chất truyền một Thông báo sự cố đƣờng thông đến các node lân cận luồng lên. Quá trình cứ tiếp tục nhƣ vậy cho đến khi đạt đến node nguồn. Node nguồn sau đó có thể chọn khởi động lại một quá trình khám phá tuyến cho đích đó nếu một tuyến vẫn cần thiết [4].
Ngoài ra, giao thức này sử dụng bản tin HELLO đƣợc phát quảng bá định kỳ bởi một node để thông báo cho tất cả các node khác về những node lân cận của nó. Các bản tin HELLO có thể đƣợc sử dụng để duy trì khả năng kết nối cục bộ của một node. Tuy nhiên, việc sử dụng bản tin HELLO là không cần thiết. Các node lắng nghe việc truyền lại gói dữ liệu để đảm bảo rằng vẫn đạt đến chặng kế tiếp. Nếu không nghe đƣợc việc truyền lại nhƣ thế, node có thể sử dụng một trong số các kỹ thuật, kể cả việc tiếp nhận bản tin HELLO. Các bản tin HELLO có thể liệt kê các node khác mà từ đó node di động đã nghe tin báo, do đó tạo ra khả năng liên kết lớn hơn cho mạng.
3.4.2. Mạng ZigBee
Kết quả trong Nam
Hình 3.8 : Toàn bộ 101 node đƣợc khởi tạo trong mô hình
Với node mạng khởi động là node 0. PAN Coor, chƣơng trình sẽ mô phỏng toàn bộ quá trình truyền tin của mạng zigbee.
Hình 3.10 : Quá trình truyền tin của mạng ZigBee
Ta thấy 2 hình trên biểu diễn quá trình định tuyến và truyền tin trong mạng ZigBee, tại thời điểm này, vẫn có nhiều node chƣa nhận đƣợc truyền tin. Những node đó có màu đen.
Tại thời điểm này, tất cả các node trong mạng đều đã hòa vào hệ thống.
Các node mạng trong một mạng Zigbee có thể liên kết với nhau theo cấu trúc mạng hình sao,hình lƣới và hình cây, sự đa dạng này cho phép công nghẹ Zigbee đƣợc ứng dụng ngày càng rộng rãi.
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu về mạng cảm biến ZigBee và thuật toán định tuyến tiết kiệm năng lƣợng. Luận văn đã đạt đƣợc các kết quả sau :
Trình bày một cách tổng quan về chuẩn IEEE 802.15.4 và mạng cảm biến không dây ZigBee
Nghiên cứu hoạt động của các thuật toán định tuyến,thuật toán tối ƣu năng lƣợng (AODV, LEACH, HERA..) trong Zigbee, từ đó cho thấy đƣợc lợi thế của mạng Zigbee trong ứng dụng thực tế.
Thiết kế mô phỏng thuật toán AODV và mạng Zigbee thông qua phần mềm mô phỏng NS-2.
HƢỚNG PHÁT TRIỂN LUẬN VĂN
Em mong muốn tìm hiểu sâu hơn về mạng cảm biến không dây Zigbee,cũng nhƣ ứng dụng mạng Zigbee vào thực tế cuộc sống ở Việt Nam (phát triển căn nhà thông minh, các công cụ tiện ích phục vụ trong y tế, hay các hệ thống cảnh báo tự động.)
Trong thời gian nghiên cứu khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận đƣợc sự nhận xét đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để những nghiên cứu sau này của em sẽ thành công hơn nữa.
Một lần nữa em xin cám ơn thầy Đặng Văn Chuyết đã nhiệt tình giúp đỡ, định hƣớng và chỉ bảo em thực hiện thành công luận văn
Hà Nội, Ngày 30 Tháng 11 Năm 2013
Học viên
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Drew Gislason (2008), ZigBee Wireless Networking
[2] Dr. Wolfgang Kastner, ZigBee Network Layer Simulation on top of IEEE 802.15.4
[3] Tommaso Melodia, Routing in ZigBee: Benefits from exploiting the IEEE 802.15.4 association tree.
[4] ZigBee Alliance. Địa chỉ : http://www.ZigBee.org
[5] “IEEE 802.15.4 Standard Specification”. Địa chỉ : http://www.standards.ieee.org
[6] ZigBee routing. Địa chỉ : http://daintree.net/resources/routing.php
[7] ZigBee. Địa chỉ : http://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee
[8] ZigBee Security. Địa chỉ : http://www.daintree.net/resources/security.php
[9] ZigBee Wireless Networkng Systems.
Địa chỉ : http://www.silabs.com/products/wireless/ZigBee/Pages/default.aspx [10] Chipcon. Địa chỉ : http://www.chipcon.com
[11] Bluetooth. Địa chỉ : http://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth
[12] OSI. Địa chỉ : http://vi.wikipedia.org/wiki/M%C3%B4_h%C3%ACnh_OSI
[13] LEACH[13]. Địa chỉ :
http://en.wikipedia.org/wiki/Low_Energy_Adaptive_Clustering_Hierarchy
[14] Awk scrip. Địa chỉ : http://mohittahiliani.blogspot.in/2010/08/xgraph-and-awk- scripts-in-ns-2_06.html