Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Mạng Cảm Biến Không Dây (Wireless Sensor Networks).
1 C LC MC LC 1 Chng 1. TNG QUAN V MNG CM BIN KHÔNG DÂY 4 1.1. Khái nim v mng cm bin không dây 4 1.2. Nhng thách thc i vi mng cm bin không dây 5 1.2.1. Nhng thách thc cp nút 5 1.2.2. Nhng thách thc cp mng 6 1.2.3. S chun hóa 8 1.2.4. Kh nng cng tác 9 1.3. Kin trúc ngn xp giao thc ca mng cm bin không dây 10 1.3.1. Lp vt lý 11 1.3.2. Lp liên kt d liu 11 1.3.3. Lp mng 12 1.3.4. Lp giao vn 13 1.3.5. Lp ng dng 14 1.4. Chun truyn thông IEEE 802.15.4 cho mng cm bin không dây 15 1.4.1. Mô hình truyn thông trong mng cm bin không dây 15 1.4.2. Chun truyn thông vt lý cho mng cm bin không dây 18 Chng 2. PHN CNG CHO MNG CM BIN KHÔNG DÂY 25 2.1. Cu trúc phn cng ca nút cm bin không dây 25 2.1.1. Thit b truyn thông 26 2.1.2. B vi u khin 27 2.1.3. Cm bin 28 2.1.4. Ngun cung cp 28 2.2. Kho sát mt s nn tng phn cng ph bin cho mng cm bin không dây 29 2.3. Gii pháp thit k phn cng TUmote cho mng cm bin không dây 31 2.3.1. B vi u khin MSP430 31 2.3.2. B thu phát vô tuyn CC2420 32 2.3.3. Cm bin nhit , m 32 2.3.4. B nh ngoài 32 2 2.3.5. Kt ni m rng 32 2.3.6. Giao tip USB 32 2.3.7. Ngun cung cp 32 2.4. Công c phn mm u khin và thu thp d liu TU2C 33 2.5. Mt s hình nh v phn cng TUmote và chng trình phn mm TU2C 33 Chng 3. HU HÀNH CHO MNG CM BIN KHÔNG DÂY 36 3.1. Gii thiu v phn mm ca nút cm bin không dây 36 3.2. Hu hành cho mng cm bin không dây 36 3.3. Nhng thách thc nh hng n vic thit k hu hành cho mng cm bin không dây 37 3.4. Kho sát mt s hu hành cho mng cm bin không dây 38 3.4.1. Hu hành TinyOS 38 3.4.2. Hu hành LiteOS 39 3.4.3. Hu hành Contiki 40 3.5. Hu hành Contiki cho mng cm bin không dây 41 3.5.1. Gii thiu 41 3.5.2. Cu trúc hu hành Contiki 42 3.5.3. Ngn xp truyn thông trong hu hành Contiki 43 3.5.4. Mô hình lp trình trong hu hành Contiki 46 3.5.5. Các bnh thi trong hu hành Contiki 49 3.5.6. Mt s hng dn c bn vi hu hành Contiki 49 Chng 4. GIAO THC LP MAC TRONG MNG CM BIN KHÔNG DÂY55 3.1. C ch qun lý nng lng lp MAC 55 3.2. C ch qun lý công sut vô tuyn 56 3.2.1. Chu k công sut không ng b 58 3.2.2. Chu k công sut ng b 62 Chng 5. NH TUYN TRONG MNG CM BIN KHÔNG DÂY 64 5.1. Tng quan v vn nh tuyn trong mng cm bin không dây 64 5.2. Nhng thách thc ca vn nh tuyn trong mng cm bin không dây 65 5.3. Kho sát mt s giao thc nh tuyn trong mng cm bin không dây 67 5.3.1. Các giao thc nh tuyn trung tâm d liu 67 5.3.2. Các giao thc nh tuyn da trên s phân cm 68 3 5.3.3. Các giao thc nh tuyn da trên v trí 69 5.3.4. Giao thc cây thu thp d liu CTP 69 5.4. Giao thc cây thu thp d liu CTP 70 5.4.1. Gii thiu giao thc CTP 70 5.4.2. Thc thi giao thc CTP trên hu hành Contiki 72 Chng 6. MNG CM BIN KHÔNG DÂY TRÊN NN KIN TRÚC IP 79 6.1. Gii thiu v kin trúc IP 79 6.2. u im ca mng cm bin không dây trên nn kin trúc IP 80 6.2.1. Kh nng cng tác 80 6.2.2. Mt kin trúc phát trin và linh hot 82 6.2.3. Tính n nh và s ph bin ca kin trúc 83 6.2.4. Kh nng m rng 83 6.2.5. Cu hình và qun lý mng 83 6.2.6. Kích thc nh gn 84 6.3. S chun hóa kin trúc IP cho mng cm bin không dây bi IETF 85 6.3.1. Nhóm làm vic 6LoWPAN 86 6.3.2. Nhóm làm vic RoLL 87 6.4. Mô hình kt ni mng cm bin không dây trên nn kin trúc IP 88 6.4.1. Mô hình mng cm bin không dây t tr 88 6.4.2. Mô hình mng cm bin không dây kt ni vi Internet 89 6.5. Các giao thc lp truyn ti 90 6.5.1. Giao thc UDP cho mng cm bin không dây 90 6.5.2. Giao thc TCP cho mng cm bin không dây 92 6.6. IPv6 cho mng cm bin không dây 98 6.6.1. Gii thiu v IPv6 98 6.6.2. Tiêu IPv6 cnh 99 6.6.3. Kin trúc a ch IPv6 100 6.7. Lp thích ng 6LoWPAN 102 6.7.1. Phân mnh gói tin 105 6.7.2. Nén tiêu 6LoWPAN 106 TÀI LIU THAM KHO 111 4 Chng 1. TNG QUAN V MNG CM BIN KHÔNG DÂY 1.1. Khái nim v mng cm bin không dây Mng cm bin không dây (Wireless Sensor Network) là mt kt cu h tng bao gm các thành phn cm nhn (o lng), tính toán và truyn thông nhm cung cp cho ngi qun tr kh nng o c, quan sát và tác ng li vi các s kin, hin ng trong mt môi trng xác nh. Các ng dng n hình ca mng cm bin không dây bao gm thu thp d liu, theo dõi, giám sát và y hc… Mt mng cm bin không dây bao gm nhiu nút mng. Các nút mng thng là các thit bn gin, nh gn, giá thành thp, có s lng ln, thng c phân b trên mt din tích rng, s dng ngun nng lng hn ch (thng dùng pin), có thi gian hot ng lâu dài (t vài tháng n vài nm) và có th hot ng trong môi trng khc nghit (nh trong môi trng c hi, ô nhim, nhit cao,…). Các nút cm bin thng nm ri rác trong trng cm bin nhc minh ha hình 1.1. Mi nút cm bin có kh nng thu thp và nh tuyn d liu n mt Sink/Gateway và ngi dùng cui. Các nút giao tip vi nhau qua mng vô tuyn ad- hoc và truyn d liu v Sink bng k thut truyn a chng. Sink có th truyn thông vi ngi dùng cui/ngi qun lý thông qua Internet hoc v tinh hay bt k mng không dây nào (nh WiFi, mng di ng, WiMAX…) hoc không cn n các mng này mà ó Sink có th kt ni trc tip vi ngi dùng cui. Lu ý rng, có th có nhiu Sink/Gateway và nhiu ngi dùng cui trong kin trúc th hin hình 1.1. Hình 1.1: Mng cm bin không dây vi các nút cm bin phân b ri rác trong trng cm bin. 5 Trong các mng cm bin không dây, các nút cm bin có c hai chc nng ó là va khi to d liu và va là bnh tuyn d liu. Do vy, vic truyn thông có thc thc hin bi hai chc nng ó là: § Chc nng ngun d liu: Các nút thu thp thông tin v các s kin và thc hin truyn thông gi d liu ca chúng n Sink. § Chc nng bnh tuyn: Các nút cm bin cng tham gia vào vic chuyn tip các gói tin nhn c t các nút khác ti các m n k tip trong tuyn ng a chng n Sink. 1.2. Nhng thách thc i vi mng cm bin không dây 1.2.1. Nhng thách thc cp nút Trong mng cm bin không dây, nhng thách thc chính cp nút cn phi gii quyt là công sut tiêu th, kích thc vt lý và giá thành. Công sut tiêu th là mt yu t quan trng i vi các nút mng cm bin không dây bi vì chúng thng s dng ngun nng lng là pin hoc mt ngun ng lng thp bên ngoài. Kích thc vt lý cng rt quan trng bi vì các yu t kích thc và hình thc quyt nh n các ng dng tim nng cho mng cm bin không dây, các nút mng cm bin không dây phi có kích thc nh gn. Giá thành cng quan trng i vi các nút mng cm bin không dây bi vì mng cm bin không dây thng c trin khai vi quy mô ln. Vi vic trin khai hàng ngàn các nút mng cm bin thì vic tit kim giá thành mt vài ôla cho mi nút s cho phép tit kim c mt khon tin áng k. Hn ch nghiêm trng trong vn tiêu th ng lng có nh hng n vic thit k phn cng, phn mm, giao thc mng và thm chí c kin trúc mng. i vi các nhà thit k phn cng, bt buc phi la chn các linh kin phn cng có công sut thp và b trí gim thiu ti a dòng rò cng nh h tr ch ng hiu qu v mt nng lng. Phn mm chy trên các nút cm bin không dây cn phi tt các thành phn phn cng không s dng và t các thành phn phn cng ch ng càng nhiu càng tt. Nh s h tr ca các nhà phát trin phn mm, các nút mng cm bin có th chy hu hành và nó cung cp các c ch hot ng công sut thp giúp tit kim nng lng. Vn hiu qu ng lng nh hng áng k n kin trúc mng cng nh vic thit k các giao thc mng. Bi vì quá trình truyn thông tiêu tn nhiu ng ng nên iu quan trng là xác nh hng các kiu truyn thông chúng s dng hiu qu tài nguyên sn có. giúp các giao thc mng làm c iu này, phn cng và phn mm cn bit c thông tin v s tiêu hao ng lng và cung cp thông tin này n tng mng. Ngoài ra, tit kim nng lng, ngi thit k h 6 thng cn phi t các thit b phn cng ch ng càng nhiu càng tt. Tuy nhiên, ch ng cng nh hng n tr truyn thông ca h thng. Kích thc vt lý và giá thành có nh hng ln i vi c nhà thit k phn cng ln phn mm. i vi các nhà thit k phn cng thì nh hng ây là các phn cng cn phi có kích thc nh gn, s lng các linh kin cn phi ít, mi linh kin cn phi có kích thc nh và r tin. Nhng nh hng i vi các nhà thit k phn mm là ít rõ rt n. Vi chi phí thp, kích thc vt lý nh, công sut tiêu th thp thì các b vi x lý mà trên ó các phn mm hot ng tr nên nh gn n, tc tính toán và kích thc b nh ca các b vi x lý cng b gim bt. Các nhà thit k phn mm cho mt h thng mng cm bin không dây thng ch có vài ngàn Byte b nh làm vic so vi hàng triu hoc hàng t Byte b nh trong các h thng máy tính thông dng. Do ó, phn mm cho các nút mng cm bin không dây không ch cn hiu qu nng lng mà còn phi có kh nng chy trong mt môi trng hn ch nghiêm ngt v tài nguyên. 1.2.2. Nhng thách thc cp mng Nhng thách thc cp nút ca mng cm bin không dây cn gii quyt là s hn ch v ngun tài nguyên sn có, trong khi nhng thách thc cp mng cn gii quyt li là vn quy mô ln ca mng cm bin không dây. Mng cm bin không dây có tim nng rt ln c v quy mô, s lng các nút tham gia vào h thng và các d liu c to ra bi mi nút. Trong nhiu trng hp, các nút cm bin không dây thu thp mt lng ln d liu t nhiu m thu thp riêng bit. Nhiu mng cm bin không dây bao gm hàng ngàn các nút cm bin. Kích thc mng nh hng n vic thit k giao thc nh tuyn trong mng cm bin không dây. nh tuyn là quá trình mng xác nh nhng tuyn ng tt nht truyn bn tin qua mng. nh tuyn có thc thc hin hoc là tp trung hoc là phân tán. Vi nh tuyn tp trung thì mt máy ch tính toán bn nh tuyn cho toàn b mng, còn vi nh tuyn phân tán thì mi nút thc hin t quyt nh la chn tuyn ng gi mi bn tin. Thit k các giao thc nh tuyn là rt quan trng bi vì nó nh hng n c hiu nng mng xét v lng d liu mà mng có th duy trì cng nh tc d liu có th vn chuyn d liu thành công qua mng và hn ht là khong thi gian tn ti ca mng c m bo. Trong mng cm bin không dây, vic truyn thông tin òi hi nng lng. Các nút thc hin truyn thông tin nhiu s mt nng lng nhanh hn so vi các nút khác thng ch ng. Vì vy, giao thc nh tuyn phi la chn y thông tin khi lp k hoch vn chuyn bn tin qua mng. 7 i vi mt nút khi thc hin la chn thông tin nh tuyn thì nó yêu cu các thông tin c v mng cng nh toàn b các nút lân cn gn nht. Thông tin này òi hi cn phi có b nh. Tuy nhiên, mi nút có mt s lng b nh hn ch. Vì vy, giao thc nh tuyn phi la chn mt cách k lng gi li nhng thông tin v mng, v các nút lân cn cn thit và b qua nhng thông tin không cn thit khác. Các mng cm bin không dây thng hot ng trên kênh truyn không áng tin cy, u này làm cho vn nh tuyn càng gp nhiu khó khn. Trong kênh truyn thông vô tuyn công sut thp thì không chc chn rng nu mt bn tin ã c gi i bi mt nút thì bn tin ó s nhn c bi mt nút ích c d kin trc trong mng. Bn tin này có th b gián n hoc có th b chn hoàn toàn bi mt vt ln bng kim loi va c t gia phía gi và phía nhn. Ngay c khi bn tin không b chn hoàn toàn thì các bit ca nó có th b thay i trên ng truyn. Tính cht không áng tin cy ca mng cm bin không dây c gi là "tn hao". Tn hao nên c coi nh là mt c tính vn có trong mng cm bin không dây. Vn tn hao trong mng cm bin không dây là mt thách thc i vi các giao thc nh tuyn. Các giao thc nh tuyn phi tính toán vn tn hao khi quyt nh tuynng truyn các bn tin và có th bn tin cn phi c gi li. Các bn tin sc nh tuyn sao cho các nguy c mt mát bn tin là thp nht. Nhng nu mt bn tin c truyn qua mt tuyn ng xy ra vic mt d liu thì bn tin cn c gi li mt vài ln trong trng hp bn tin không th gi c qua mng trong ln thu tiên. Tn hao là mt thuc tính khó xác nh, c bit là trong các mng không dây. Tn hao bnh hng bi các yu t môi trng nh nhit và m ca không khí cng nh môi trng vt lý xung quanh ca các mng cm bin không dây. Ví d, nu mt lò vi sóng c bt lên, các trng n t mà nó to ra có th can thip vào bng tn truyn không dây 2.4GHz. Tng t nh vy, mt mng máy tính WiFi có thnh hng ti mt mng cm bin không dây, do ó các mng cm bin không dây thng b mt d liu nhiu hn vào ban ngày, khi mà mi ngi ang s dng mng WiFi hn là vào ban êm. Các giao thc nh tuyn cho mng cm bin không dây cn phi c chun b trc cho nhng vn này. Tính cht quy mô ln ca các mng cm bin không dây làm phc tp thêm vic nh a ch các nút. Trong mt mng quy mô ln, mi nút phi có a ch riêng các bn tin có thc gi ti nó. Các a ch cn có dài ln sao cho mi nút trong các mng quy mô ln phi có mt a ch riêng bit. Và ngay c khi mng có quy mô nh thì nó có th tng tác vi các nút mng khác bên ngoài. Trong trng hp này, a ch ca các nút trong hai mng phi là duy nht. 8 Vì s lng các mng cm bin không dây có th tng tác vi các mng khác bên ngoài ngày tng, nên chúng ta cn phi chun b cho quy mô phát trin theo cp s nhân. Do ó, c chnh a ch cho các mng cm bin không dây phi xác nh duy nht vài triu, thm chí vài t các nút mng riêng bit. Vic qun lý mng i vi mng cm bin không dây quy mô ln là mt thách thc vô cùng khó khn. Vi mng cm bin không dây có th bao gm hàng ngàn nút thì vic thc hin qun lý mng theo cách truyn thng không th áp dng ngay c. Qun lý theo cách truyn thng òi hi su chnh c s h tng mng th công bi mt qun tr viên h thng. Vi các mng cm bin không dây dng Ad-hoc, mng phi c chun b t qun lý chính nó mà không có bt k su hành mng nào ca con ngi. Ngoài ra, trong mng máy tính truyn thng, mi máy tính kt ni mng có th yêu cu cu hình th công hoc bán th công. Ví d nh ngi dùng các máy tính có th cn phi nhp mt khu truy cp mng. i vi mng cm bin không dây thì iuó là không kh thi khi cho mt ngi nhp mt khu vào tng nút mng cm bin ti các thi m khi cn truy cp mng. Mt mng cm bin không dây cng phi cung cp các c ch truy cp t bên ngoài. Có nhng trng hp mà mt mng cm bin không dây c s dng cô lp, nhng thông thng các d liu to ra bi các mng cm bin không dây cn phi c ly ra x lý hoc c lu tr mt ni khác. Ngoài ra, các mng cm bin không dây cn phi c cu hình li hoc thay i trong quá trình hot ng. Trong c hai trng hp, các mng cm bin không dây phi cho phép truy cp c t bên ngoài. 1.2.3. S chun hóa Tiêu chun là mt yu t then cht i vi s thành công ca các mng cm bin không dây. Mng cm bin không dây c bit n không ch bi s lng ln các nút và các ng dng tim nng mà còn c bit n vi vic có nhiu tiêu chun, nhiu nhà sn xut và nhiu công ty khác nhau cùng quan tâm óng góp v mt công ngh. Các công ngh sn xut khác nhau có nhng tiêu chun khác nhau. Mt nhà sn xut thit b cm bin chuyên v cm bin m chính xác cao có th không quan tâm n các h thng công ngh thông tin. Tuy nhiên, c hai phi làm vic cùng nhau trong h thng tòa nhà tng, ó các cm bin m to ra u vào cho vic kim soát môi trng trong toà nhà. H thng kim soát môi trng c u khin bi mt h thng công ngh thông tin tiên tin, chúng tip nhn u vào t các cm bin m. Nu không có s chun hóa thì các nhà sn xut thit b và các nhà tích hp h thng cn phi xây dng toàn b h thng i vi mi h thng mi c cài t. Ngoài ra, nhà sn xut và nhà tích hp s s dng mt công nghc quyn t mt 9 nhà cung cp riêng l. Công nghc quyn này có th cung cp các li ích trong thi gian ngn, nng nó làm cho nhà sn xut và nhà tích hp u gp khó khn trong vic phát trin h thng ca h vt ra ngoài công nghc quyn bi các nhà cung cp. Ngoài ra, khi công ngh này là c quyn thì các nhà cung cp công ngh su khin ng lai ca công ngh mà không phi là các nhà sn xut và các nhà tích hp. Vi vic chun hóa công ngh thì công ngh là c lp vi nhà cung cp, nhà sn xut và ngi dùng. Bt k nhà cung cp nào u có th la chn cung cp các h thng da trên công ngh. Các nhà sn xut thit b, các nhà tích hp h thng có th la chn xây dng h thng ca h da trên công ngh t bt k nhà cung cp nào. Tiêu chun hóa công ngh có mt u im ln ó là vic chp nhn các u khon. Khi công nghc chun hóa thì các nhà cung cp, nhà sn xut và các nhà tích hp h thng có th d dàng chn các công ngh mà không có ri ro t các nhà cung cp chính na. Vn chun hóa công ngh mng cm bin không dây là mt thách thc không ch v mt công ngh mà còn trong iu khon ca các t chc. Các mng cm bin không dây bao gm nhiu cp khác nhau ca công ngh, t công ngh truyn thông công sut thp n k thut mng, nh tuyn, truy cp mc ng dng và tích hp h thng công ngh thông tin. Mi cp có nhng thách thc k thut riêng nhng quan trng hn ó là vic chun hóa trong mi cp c qun lý bi các nhóm khác nhau. 1.2.4. Kh nng cng tác Kh nng cng tác là kh nng các thit b và h thng ca các nhà cung cp khác nhau có th hot ng cùng nhau. Kh nng cng tác là iu cn thit gia các nhà sn xut khác nhau và gia mng cm bin không dây vi các c s h tng mng hin có. Khi c chun hóa, mng cm bin không dây phi có kh nng cng tác nhiu mt. Các nút cm bin phi tng thích vi nhau t lp vt lý cho n lp ng dng hoc lp tích hp. Kh nng cng tác lp vt lý xy ra khi các thit b t các hãng khác nhau giao tip vt lý c vi nhau. cp vt lý, các nút cm bin không dây phi thng nht trên các vn nh là tn s vô tuyn thc hin truyn thông, kiu u ch tín hiu và tc d liu c truyn. cp mng, các nút phi thng nht vnh dng thông tin c gi và nhn trên các kênh vt lý cng nh các nút mng c ánh a ch nh th nào, các bn tin sc vn chuyn qua mng bng cách nào. lp ng dng hoc lp tích hp, các nút cm bin phi chia 10 s cách thc d liu c gi vào hoc ly ra t mng, cng nh làm th nào nút cm bin có thc truy cp ti t các h thng bên ngoài. 1.3. Kin trúc ngn xp giao thc ca mng cm bin không dây Kin trúc ngn xp giao thc c s dng bi Sink và các nút cm bin c minh ha hình 1.2. Kin trúc ngn xp giao thc này là s kt hp gia vn ng lng và vn nh tuyn có quan tâm n nng lng, các giao thc tng hp d liu và truyn thông hiu qu nng lng qua môi trng không dây. Kin trúc ngn xp giao thc bao gm lp vt lý, lp liên kt d liu, lp mng, lp giao vn và lp ng dng, cng nh các mt phng ng b, mt phng nh v, mt phng qun lý cu trúc liên kt mng, mt phng qun lý công sut, mt phng qun lý di ng và mt phng qun lý nhim v. Lp vt lý xác nh các yêu cu cn thit ó là các k thut u ch, truyn dn, tip nhn d liu. Bi vì môi trng có nhiu và các nút cm bin có th di ng, nên lp liên kt có trách nhim m bo vic truyn thông tin cy nh các k thut u khin li và qun lý truy nhp kênh thông tin thông qua lp MAC hn ch ti a xung t vi các bn tin qung bá ca nút lân cn. Tùy thuc vào các nhim v cm bin thì các chng trình ng dng khác nhau có thc xây dng và c s dng trên lp ng dng. Lp mng quan tâm n vic nh tuyn d liu t lp giao vn. Lp giao vn giúp duy trì dòng d liu nu ng dng mng cm bin yêu cu. Thêm vào ó là các mt phng qun lý nng ng, di ng và qun lý nhim v giám sát nng lng tiêu th, s di chuyn và s phân phi nhim v gia các nút cm bin. Nhng mt phng này giúp các nút cm bin phi hp vi nhau trong vic cm nhn môi trng và gim tng nng ng tiêu th. Hình 1.2: Kin trúc ngn xp giao thc mng cm bin không dây. Mt phng qun lý nng lng qun lý vic s dng nng lng ca mt nút cm bin. Ví d, nút cm bin có th tt b thu ca nó sau khi nhn c mt bn tin [...]... ng d ng c a các m ng c m bi n không dây ã xác nh m t s thu c tính c tr ng riêng so v i các gi i pháp m ng truy n th ng M c dù nh ng nghiên c u và tri n khai ban u c a các m ng c m bi n 14 không dây t p trung ch y u vào vi c truy n d li u trong môi tr ng nh ng m t vài l nh v c ng d ng m i c a m ng c m bi n không dây c hi n Chúng bao g m các m ng c m bi n và i u khi n không dây, trong c m bi n có thêm... chuy n i thông tin c m không dây ng ã xu t ó m i nút nh n c thành các hành ng tác ng n môi tr ng và các m ng c m bi n a ph ng ti n không dây h tr l u l ng a ph ng ti n bao g m các thông tin âm thanh và hình nh Ngoài ra, hi n tr ng m ng c m bi n không dây g n ây ã c áp d ng vào trong các môi tr ng h n ch nh thi t l p m ng d i n c, trong lòng t và t o ra các m ng c m bi n không dây d i n c và trong lòng... nên các k thu t m ng Ad-hoc không dây m i là r t c n thi t Nhi u nhà nghiên c u hi n ang tham gia vào vi c phát tri n các công ngh c n thi t cho các l p khác nhau c a ng n x p giao th c m ng c m bi n 1.4 Chu n truy n thông IEEE 802.15.4 cho m ng c m bi n không dây 1.4.1 Mô hình truy n thông trong m ng c m bi n không dây Mô hình truy n thông cho các nút m ng c m bi n không dây có th thành ba lo i: truy... tin n c n c lo i b khi có các bit l i 24 Ch ng 2 PH N C NG CHO M NG C M BI N KHÔNG DÂY 2.1 C u trúc ph n c ng c a nút c m bi n không dây C u trúc ph n c ng c a m t nút m ng c m bi n không dây trong hình 2.1 bao g m b n thành ph n chính c minh h a Hình 2.1: Các thành ph n chính trong c u trúc ph n c ng c a m t nút c m bi n không dây § Thi t b truy n thông: Thi t b này cho phép các nút c m bi n có kh n... máy tính xách tay nh ng l i không thích h p cho các nút c m bi n không dây Không gi ng nh các i n tho i di ng và máy tính xách tay là nh ng thi t b c v n hành b i con ng i thì các nút c m bi n không dây h u nh c thi t k ho t ng mà không c n s u khi n ho c giám sát c a con ng i Ngoài ra, nhi u nút c m bi n c t t i nh ng n i khó ti p c n Vì v y, trong nh ng tr ng h p này s là không th c t khi th c hi n... thông này 1.4.1.1 Mô hình truy n thông m- i m Mô hình truy n thông m - i m x y ra khi m t nút m ng c m bi n không dây truy n thông v i m t nút m ng c m bi n không dây khác Tuy nhiên, vi c truy n thông có th có liên quan n các nút m ng c m bi n khác Trong hình 1.3, hai nút m ng c m bi n không dây giao ti p v i nhau nh ng có hai nút m ng c m bi n khác liên quan n quá trình truy n thông, b i vì chúng... Ngoài ra, m ng c m bi n không dây có th s p x p th t chính xác các s ki n c c m nh n b i các c m bi n phân tán t ó mô hình hóa chính xác môi tr ng v t lý Nh ng yêu c u ng b này ã d n n s phát tri n các giao th c ng b th i gian trong các m ng c m bi n không dây S t ng tác ch t ch v i các hi n t ng v t lý òi h i ph i có các thông tin v trí có liên quan Các m ng c m bi n không dây k t h p ch t ch v i... vi truy n thông c a các nút c m bi n b h n ch ã không cho phép vi c truy n thông tr c ti p gi a m i nút c m bi n v i Sink u này òi h i các giao th c nh tuy n không dây a ch ng gi a các nút c m bi n và Sink b ng vi c s d ng các nút c m bi n trung gian th c hi n chuy n ti p Các k thu t nh tuy n hi n có ã c phát tri n cho các m ng Ad-hoc không dây th ng không phù h p v i các yêu c u c a m ng c m bi n... 34 Hình 2.9: S m ch in TUmote Hình 2.10: Hình nh ph n c ng TUmote Hình 2.11: Giao di n ch ng trình ph n m m TU2C 35 Ch ng 3 H U HÀNH CHO M NG C M BI N KHÔNG DÂY 3.1 Gi i thi u v ph n m m c a nút c m bi n không dây M i ho t ng c a m t nút c m bi n không dây c xác nh b i ph n m m ch y trên b vi u khi n trong các nút c m bi n Các ch ng trình ph n m m th ng c vi t t ng t nh các ch ng trình ph n m m cho các... i pháp ã c phát tri n cho các m ng c m bi n không dây truy n th ng S linh ho t, kh n ng ch u l i, c m nh n trung th c cao, chi phí th p và m ts c m tri n khai nhanh chóng c a các m ng c m bi n không dây ã t o ra nhi u l nh v c ng d ng m i cho vi c c m nh n t xa Trong t ng lai, m t lo t các l nh v c ng d ng này s làm cho các m ng c m bi n tr thành m t ph n không th thi u trong cu c s ng c a chúng ta . mt u phi viên PAN và mt tp các thành viên mng PAN. Các gói tin c truyn qua mng PAN mang 16 bit nhn dng cho mng PAN xác nh mng PAN nào mà gói c gi n. Mt thit b có. thit b vi mt a ch ngn có th truyn thông vi các thit b bên ngoài mng PAN bng cách mang thêm 16 bit nh danh mng PAN ca nó và mng PAN ca thit bích trong mi bn tin c