Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

63 1.4K 23
Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Báo cáo đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo hướng dẫn Thạc sĩ Nguyễn Trọng Thể, Khoa Công Nghệ Thông Tin - Trường Đại học Dân lập Hải Phòng; cô giáo hướng dẫn Thạc sĩ Đào Thị Kiên, Khoa Công Nghệ Thông Tin - Trường Cao đẳng Cộng đồng Hải Phòng đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo em trong những năm học qua và đã dành rất nhiều thời gian quí báu để giúp em hoàn thành báo cáo thực tập được giao. Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, các Thầy cô giáo của Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng đã giảng dạy chúng em trong suốt quãng thời gian qua, cung cấp cho chúng em những kiến thức chuyên môn cần thiết và quý báu giúp chúng em hiểu rõ hơn các lĩnh vực đã nghiên cứu để hoàn thành đề tài được giao . Xin cảm ơn các bạn bè và gia đình đã động viên cổ vũ, đóng góp ý kiến, trao đổi, động viên trong suốt quá trình học cũng như làm tốt nghiệp, giúp em hoàn thành đề tài đúng thời hạn. Hải Phòng, tháng 7 năm 2009 Sinh viên Đỗ Đức Hưng Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 1 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 MỤC LỤC . 2 LỜI NÓI ĐẦU 4 DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT 5 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY .7 HÌNH 1.1 CẤU TRÚC MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 8 HÌNH 1.2 CẤU TRÚC PHẲNG . 9 HÌNH 1.3 CẤU TRÚC PHÂN CẤP . 9 HÌNH 1.4 CẤU TRÚC MẠNG PHÂN CẤP CHỨC NĂNG THEO LỚP .10 CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 14 HÌNH 2.1 CƠ CHẾ CỦA SPIN 17 HÌNH 2.2 CÁC PHA TRONG DIRECTED DIFFUSION 18 HÌNH 2.3 CHUỖI TRONG PEGASIS . 21 HÌNH 2.4 TIME LINE CHO HOẠT ĐỘNG CỦA TEEN 22 HÌNH 2.5 VÍ DỤ VỀ LƯỚI ẢO TRONG GAF 23 CHƯƠNG 3: PHỎNG MỘT SỐ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 27 HÌNH 3.1: TỔNG QUAN VỀ NS DƯỚI GÓC ĐỘ NGƯỜI DÙNG 28 HÌNH 3.2: LUỒNG CÁC SỰ KIỆN CHO FILE TCL CHẠY TRONG NS 30 HÌNH 3.3: KIẾN TRÚC CỦA NS-2 30 HÌNH 3.4: C++ VÀ OTCL: SỰ ĐỐI NGẪU 31 HÌNH 3.5: TCLCL HOẠT ĐỘNG NHƯ LIÊN KẾT GIỮA A VÀ B .31 HÌNH 3.6 HÌNH CẤU TRÚC PHẦN MỀM XÂY DỰNG TRÊN NS-2 34 HÌNH 3.7 GIAO THỨC LEACH . 35 HÌNH 3.8 TIME-LINE HOẠT ĐỘNG CỦA LEACH 36 HÌNH 3.9 GIẢI THUẬT HÌNH THÀNH CLUSTER TRONG LEACH 38 HÌNH 3.10 SỰ HÌNH THÀNH CỤM Ở 2 VÒNG KHÁC NHAU (NÚT ĐEN LÀ NÚT CHỦ) 39 PHA ỔN ĐỊNH 39 HÌNH 3.11 HÌNH LEACH SAU KHI ĐÃ ỔN ĐỊNH TRẠNG THÁI 40 HÌNH 3.13 TIME-LINE HOẠT ĐỘNG CỦA LEACH TRONG MỘT VÒNG .41 HÌNH 3.14 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA KÊNH PHÁT SÓNG 41 HÌNH 3.15 ĐỒ THỊ SO SÁNH NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG KHI CÓ VÀ KHÔNG CÓ TỔNG HỢP 43 DỮ LIỆU CỤC BỘ 43 Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 2 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp HÌNH 3.16 PHA THIẾT LẬP CỦA LEACH-C . 44 HÌNH 3.17 HOẠT ĐỘNG CỦA GIAO THỨC MTE .45 HÌNH 3.18 SỐ NÚT MẠNG CÒN SỐNG THEO THỜI GIAN 47 HÌNH 3.19 NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ CỦA TOÀN MẠNG THEO THỜI GIAN .48 HÌNH 3.20 TỈ LỆ NÚT/SỐ BYTES NHẬN ĐƯỢC Ở TRẠM GỐC .49 HÌNH 3.21 TỈ LỆ DỮ LIỆU / NĂNG LƯỢNG 50 HÌNH 3.22 BIỂU ĐỒ TRỄ TÍN HIỆU TẠI TRẠM GỐC 51 HÌNH 3.24 NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ CỦA TOÀN MẠNG THEO THỜI GIAN .53 HÌNH 3.27 BIỂU ĐỒ TRỄ TÍN HIỆU TẠI TRẠM GỐC 56 HÌNH 3.28 SỐ NÚT MẠNG CÒN SỐNG THEO THỜI GIAN 57 HÌNH 3.29 NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ CỦA TOÀN MẠNG THEO THỜI GIAN .58 HÌNH 3.30 TỈ LỆ NÚT/SỐ BYTES NHẬN ĐƯỢC Ở TRẠM GỐC .59 HÌNH 3.31 TỈ LỆ DỮ LIỆU / NĂNG LƯỢNG 60 HÌNH 3.32 BIỂU ĐỒ TRỄ TÍN HIỆU TẠI TRẠM GỐC 61 KẾT LUẬN . 62 CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 3 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, do sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, việc sản xuất các thiết bị cảm biến nhỏ và chi phí thấp trở nên khả thi về mặt kỹ thuật và mặt kinh tế. Việc thiết kế và thực hiện có hiệu quả mạng cảm biến không dây trở thành lĩnh vực thu hút được nhiều sự quan tâm vì tiềm năng ứng dụng của mạng cảm biến trong các lĩnh vực trong đời sống hàng ngày như trong y tế, trong công nghiệp, trong quân sự…Tuy vậy, việc thiết kế và thực hiện có hiệu quả mạng cảm biến không dây phải đối mặt với rất nhiều thách thức, một trong những thách thức lớn nhất trong mạng cảm biến là nguồn năng lượng bị giới hạn và không thể nạp lại, chính vì thế hiện nay rất nhiều nghiên cứu đang tập trung vào việc cải thiện khả năng sử dụng hiệu quả năng lượng của toàn mạng. Xuất phát từ những phát từ những yêu cầu thực tế đó, đề tài “Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng phỏng NS2” thực hiện việc giới thiệu một cách tổng quan về mạng cảm biến không dây, các giao thức cũng như các giải thuật định tuyến thường được dùng: LEACH, LEACH-C, MTE, STAT-CLUSTER, đồng thời sử dụng phần mềm NS-2 để phỏng, đánh giá 4 giao thức đó. Đồ án gồm có 3 chương: Chương 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây (WSN): đưa ra định nghĩa, cấu trúc mạng WSN, các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc mạng WSN, các thách thứcmạng WSN phải đối mặt. Chương 2: Định tuyến trong mạng cảm biến không dây: đưa ra các vấn đề phải đối mặt khi định tuyến, đưa ra các giao thức định tuyến đang được dùng trong mạng cảm biến và trình bày cách phân loại các cách tiếp cận với vấn đề này. Ba loại định tuyến chính được đưa ra trong chương này là giao thức trung tâm dữ liệu, giao thức phân cấp và giao thức dựa vào vị trí. Chương 3: phỏng một số giao thức định tuyến và đánh giá kết quả: Khái quát về phần mềm phỏng mạng NS-2 và xây dựng hình phần mềm phỏng cho các giao thức mạng. Phân tích và nghiên cứu các vấn đề về năng lượng, thời gian sống, dữ liệu truyền và thời gian trễ trên trạm gốc. Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 4 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ đầy đủ Nghĩa tiếng Việt ACK Acknowledgement Bản tin phúc đáp ADC Analog-to-Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự - Số ADV Advertise Bản tin quảng bá AoA Angle of Arrival Góc đến BS Base Station (Sink) Trạm gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã DD Directed Diffusion Truyền tin trực tiếp EDD Enhanced Directed Diffusion Truyền tin trực tiếp nâng cao GAF Geographic adaptive fidelity Giải thuật chính xác theo địa lý GEAR Geographic and Energy-Aware Routing Định tuyến theo vùng địa lý sử dụng hiệu quả năng lượng GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu LEACH Low-energy adaptive clustering hierarchy Giao thức phân cấp theo cụm thích ứng năng lượng thấp MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trường PEGASIS Power-efficient Gathering in Sensor Information Systems Tổng hợp năng lượng trong các hệ thống thông tin cảm biến QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ REQ Request Bản tin yêu cầu RSS Received Signal Strength Độ mạnh tín hiệu thu được RSSI Received Signal Strength Indicator Bộ chỉ thị độ mạnh tín hiệu thu được SAR Sequential Assignment Routing Định tuyến phân phối tuần tự SMP Sensor Management Protocol Giao thức quản lí mạng cảm biến SPIN Sensor protocols for information via negotiation Giao thức cho thông tin dữ liệu thông qua đàm phán SQDDP Sensor Query and Data Dissemination Protocol Giao thức phân phối dữ liệu và truy vấn cảm biến TADAP Task Assignment and Data Advertisement Protocol Giao thức quảng bá dữ liệu và chỉ định nhiệm vụ cho từng cảm biến Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 5 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TEEN Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol Giao thức hiệu quả về năng lượng nhạy cảm với mức ngưỡng ToA Time of Arrival Thời gian đến UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người dùng WINS Wireless Integrated Network Sensors Cảm biến mạng tích hợp không dây WSN Wireless Sensor Network Mạng cảm biến không dây Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 6 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 1.1. Giới thiệu Mạng cảm biến không dây (WSN - Wireless Sensor Network) là mạng có hai chức năng: mạngcạm nhận thông tin từ môi trường. Mạng WSN có dặc điểm các nút liên kết với nhau bằng kết nối sóng vô tuyến trong đó các nút mạng thường là các thiết bị đơn giản, nhỏ gọn, giá thành thấp . Mạng loại này có thể có số lượng lớn, được phân bố một cách không có hệ thống trên một diện, sử dụng nguồn năng lượng hạn chế, có thời gian hoạt động lâu dài khoảng vài tháng đến vài năm, có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt như: chất độc, ô nhiễm, nhiệt độ . Các nút mạng thường có chức năng cảm nhận, quan sát môi trường xung quanh như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng . theo dõi hay định vị các mục tiêu cố định hoặc di động . Các nút giao tiếp với nhau và truyền dữ liệu về trung tâm (base station) một cách gián tiếp bằng kỹ thuật đa chặng (multi-hop). 1.2. Cấu trúc mạng cảm biến không dây Cấu trúc mạng cảm biến không dây cần phải thiết kế sao cho sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên hạn chế của mạng, kéo dài thời gian sống của mạng. Vì vậy thiết kế cấu trúc mạng và kiến trúc mạng phải cần phải quan tâm đến các yếu tố sau: - Giao tiếp không dây đa chặng: Khi giao tiếp không dây là kĩ thuật chính, thì giao tiếp trực tiếp giữa hai nút sẽ có nhiều hạn chế do khoảng cách hay các vật cản. Đặc biệt là khi nút phát và nút thu cách xa nhau thì cần công suất phát lớn.Vì vậy cần các nút trung gian làm nút chuyển tiếp để giảm công suất tổng thể. Do vậy các mạng cảm biến không dây cần phải dùng giao tiếp đa chặng. - Sử dụng hiệu quả năng lượng: để hỗ trợ kéo dài thời gian sống của toàn mạng, sử dụng hiệu quả năng lượng là kĩ thuật quan trọng mạng cảm biến không dây. Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 7 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp - Tự động cấu hình: Mạng cảm biến không dây cần phải cấu hình các thông số một các tự động. Chẳng hạn như các nút có thể xác định vị trí địa lý của nó thông qua các nút khác (gọi là tự định vị). - Cộng tác, xử lý trong mạng và tập trung dữ liệu: Trong một số ứng dụng một nút cảm biến không thu thập đủ dữ liệu mà cần phải có nhiều nút cùng cộng tác hoạt động thì mới thu thập đủ dữ liệu, khi đó mà từng nút thu dữ liệu gửi ngay đến trạm gốc thì sẽ rất tốn băng thông và năng lượng. Cần phải kết hợp các dữ liệu của nhiều nút trong một vùng rồi mới gửi tới trạm gốc thì sẽ tiết kiệm băng thông và năng lượng. Chẳng hạn như khi xác định nhiệt độ trung bình, hay cao nhất của một vùng. Do vậy, cấu trúc mạng được thiết kế sẽ phải thỏa mãn: - Kết hợp vấn đề năng lượng và khả năng định tuyến. - Tích hợp dữ liệu và giao thức mạng. - Truyền năng lượng hiệu quả qua các phương tiện không dây. - Chia sẻ nhiệm vụ giữa các nút lân cận. Các nút cảm biến được phân bố trong một vùng cảm biến như hình 1.1. Mỗi một nút cảm biến có khả năng thu thập dữ liệu và định tuyến lại đến các trạm gốc. Dữ liệu được định tuyến lại đến các trạm gốc bởi một cấu trúc đa điểm như hình vẽ trên. Các trạm gốc có thể giao tiếp với các nút quản lý nhiệm vụ (task manager node) qua mạng Internet hoặc vệ tinh. Hình 1.1 Cấu trúc mạng cảm biến không dây Có thể phân chia cấu trúc của mạng cảm biến thành 2 loại: cấu trúc phẳng và cấu trúc phân cấp Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 8 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp 1.2.1 Cấu trúc phẳng Trong cấu trúc phẳng (flat architecture) (hình 1.2), tất cả các nút đều ngang hàng và đồng nhất trong hình dạng và chức năng. Các nút giao tiếp với trạm gốc qua đa chặng sử dụng các nút ngang hàng làm bộ tiếp sóng. Với phạm vi truyền cố định, các nút gần trạm gốc hơn sẽ đảm bảo vai trò của bộ tiếp sóng đối với một số lượng lớn nguồn. Giả thiết rằng tất cả các nguồn đều dùng cùng một tần số để truyền dữ liệu, vì vậy có thể chia sẻ thời gian. Tuy nhiên cách này chỉ có hiệu quả với điều kiện là có nguồn chia sẻ đơn lẻ, ví dụ như thời gian, tần số… Hình 1.2 Cấu trúc phẳng 1.2.2 Cấu trúc phân cấp Trong cấu trúc phân cấp (tiered architecture) như hình 1.3, mạng phân thành các cụm, mỗi cụm có nút chủ cụm (cluster head). Các nút trong cụm thu thập dữ liệu, rồi gửi đơn chặng hay đa chặng tới nút chủ cụm (tùy theo kích thước của cụm). Hình 1.3 Cấu trúc phân cấp Trong cấu trúc này các nút tạo thành một hệ thống cấp bậc mà ở đó mỗi nút ở một mức xác định thực hiện các nhiệm vụ đã định sẵn. Trong cấu trúc phân cấp thì chức năng cảm nhận, tính toán và phân phối dữ liệu không đồng đều giữa các nút. Những Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 9 Trường ĐHDL Hải Phòng Báo cáo đồ án tốt nghiệp chức năng này có thể phân theo cấp, cấp thấp nhất thực hiện tất cả nhiệm vụ cảm nhận, cấp giữa thực hiện tính toán, và cấp trên cùng thực hiện phân phối dữ liệu (hình 1.4) Hình 1.4 Cấu trúc mạng phân cấp chức năng theo lớp Các nhiệm vụ xác định có thể được chia không đồng đều giữa các lớp, ví dụ mỗi lớp có thể thực hiện một nhiệm vụ xác định trong tính toán. Trong trường hợp này, các nút ở cấp thấp nhất đóng vai trò một bộ lọc thông dải đơn giản để tách nhiễu ra khỏi dữ liệu, trong khi đó các nút ở cấp cao hơn ngừng việc lọc dữ liệu này, và thực hiện các nhiệm vụ khác như tính toán, phân phối dữ liệu. Mạng cảm biến xây dựng theo cấu trúc phân cấp hoạt động hiệu quả hơn cấu trúc phẳng, do các lý do sau: - Cấu trúc phân cấp có thể giảm chi phí chi mạng cảm biến bằng việc định vị các tài nguyên ở vị trí mà chúng hoạt động hiệu quả nhất. Rõ ràng là nếu triển khai các phần cứng thống nhất, mỗi nút chỉ cần một lượng tài nguyên tối thiểu để thực hiện tất cả các nhiệm vụ. Vì số lượng các nút cần thiết phụ thuộc vào vùng phủ sóng xác định, chi phí của toàn mạng vì thế sẽ không cao. Thay vào đó, nếu một số lượng lớn các nút có chi phí thấp được chỉ định làm nhiệm vụ cảm nhận, một số lượng nhỏ hơn các nút có chi phí cao hơn được chỉ định để phân tích dữ liệu, định vị và đồng bộ thời gian, chi phí cho toàn mạng sẽ giảm đi. - Mạng cấu trúc phân cấp sẽ có tuổi thọ cao hơn mạng phẳng. Khi cần phải tính toán nhiều thì một bộ xử lý nhanh sẽ hiệu quả hơn, phụ thuộc vào thời gian yêu cầu thực hiện tính toán. Tuy nhiên, với các nhiệm vụ cảm nhận cần hoạt động trong khoảng thời gian dài, các nút tiêu thụ ít năng lượng phù hợp với yêu cầu xử lý tối thiểu sẽ hoạt động Sinh viên: Đỗ Đức Hưng - Lớp CT902 10 Trường ĐHDL Hải Phòng [...]... của các giao thức mạng thường dùng - Khả năng đánh giá các giao thức mạng mới trước khi đưa vào sử dụng - Khả năng thực thi những hình mạng lớn mà gần như ta không thể thực thi được trong thực tế - Khả năng có thể phỏng nhiều loại mạng khác nhau NS thực thi các giao thức mạng như Giao thức điều khiển truyền tải (TCP) và Giao thức gói người dùng (UDP); các dịch vụ nguồn lưu lượng như Giao thức truyền... định 3.2 Mô phỏng mạng cảm biến không dây trên NS-2 3.2.1 Bài toán phỏng Để xây dựng hình một mạng cảm biến không dây chúng ta cần quan tâm đến các tham số chính: topo của mạng, số lượng các nút mạng, năng lượng ban đầu của các nút, kích thước mỗi gói tin, các thông số vật lý của kênh vô tuyến Kết quả của phần mềm phỏng thu được sẽ là: - Tổng năng lượng tiêu thụ bởi mỗi nút - Tổng số dữ liệu... 2.2 Các giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây Có nhiều cách phân loại các giao thức định tuyến trong WSN như: phân loại theo cấu trúc, phân loại theo hoạt động, phân loại theo cách thức mà nguồn tìm tới đích 2.2.1 Các giao thức xét theo cấu trúc mạng 2.2.1.1 Giao thức định tuyến ngang hàng Giao thức định tuyến ngang hàng (Flat Routing) là loại đầu tiên kể đến khi xét các loại giao thức định... mạng, tuy nhiên trong đồ án này, phần mềm phỏng được chọn là NS-2 (network simulation) bởi đâymột công cụ hỗ trợ rất tốt cho việc phỏng các giao thức trong mạng cảm biến không dây 3.1 Phần mềm phỏng mạng NS-2 3.1.1 Giới thiệu về NS2 NS-2 là phần mềm phỏng mạng điều khiển sự kiện riêng rẽ hướng đối tượng, được phát triển tại UC Berkely, viết bằng ngôn ngữ C++ và OTcl Bốn lợi ích lớn... vấn này được tả bằng ngôn ngữ tự nhiên hoặc ngôn ngữ bậc cao Các giao thức tiêu biểu cho loại này như Directed Diffusion, Rumor routing protocol 2.2.2.5 Giao thức Directed Diffusion Như tả ở phần trên, Directed Diffusion là một giao thức thuộc loại giao thức định tuyến này Trong giao thức này, Trạm gốc gửi bản tin interest tới các nút cảm biến trong mạng Khi interest được truyền qua mạng, gradient... phụ thuộc thời gian Trong giao thức này các nút cảm biến liên tục cảm nhận môi trường, nhưng gửi dữ liệu không thường xuyên Nút chủ cụm gửi cho các thành viên trong cụm của nó một giá trị ngưỡng cứng (hard threshold)- là giá trị ngưỡng của thuộc tính được cảm nhậnmột giá trị ngưỡng mềm-là lượng thay đổi nhỏ về giá trị của thuộc tính làm cho nút chuyển sang chế độ phát dữ liệu Giá trị ngưỡng cứng... các cụm động trong LEACH và giảm được số lần truyền và nhận bằng việc tập hợp dữ liệu Tuy nhiên PEGASIS lại có độ trễ đường truyền lớn đối với các nút ở xa trong chuỗi, vì vậy cũng khó áp dụng cho mạng có quy lớn, số nút cảm biến lớn Hơn nữa ở nút chính có thể xảy ra hiện tượng thắt cổ chai 2.2.1.2.3 Giao thức hiệu quả năng lương cảm nhận mức ngưỡng Giao thức hiệu quả năng lương cảm nhận mức ngưỡng... cùng một nút; hay hiện tượng chồng chéo khi hai nút cảm nhận cùng một vùng, gửi những gói tương tự nhau đến cùng một nút lân cận Do vậy Flooding và Gossiping tiêu tốn năng lượng và phải xử lí nhiều Giao thức SPIN được thiết kế để phân phối dữ liệu từ một nút tới tất các các nút khác trong toàn mạng để loại bỏ dữ liệu dư thừa 2.2.2.8 Giao thức dựa trên chất lượng dịch vụ Trong các giao thức này, mạng. .. sử dụng bản tả dữ liệu để loại bỏ việc truyền dữ liệu dư thừa qua việc hỏi đáp.Việc quyết định truyền gói cũng dựa vào tài nguyên có trong các nút Giao thức SPIN là giao thức tiêu biểu cho loại giao thức này Flooding và Gossiping là hai cơ chế cổ điển để truyền dữ liệu trong mạng cảm biến mà không cần bất cứ một giải thuật định tuyến hoặc sự duy trì cấu hình nào Trong Flooding, mỗi nút nhận được gói... dữ liệu phát ra bởi nút cảm biến được đặt tên sử dụng các cặp giá trị thuộc tính và sử dụng quá trình xử lí trong mạng như tích hợp dữ liệu (aggregation) Giao thức này loại bỏ sự dư thừa dữ liệu nhờ quá trình xử lí nội mạng, và tối thiểu số lần truyền nên tiết kiệm được năng lượng, kéo dài thời gian sống của mạng Hình 2.2 tả các quá trình diễn ra trong mạng khi dùng giao thức Directed Diffusion

Ngày đăng: 27/04/2013, 22:57

Hình ảnh liên quan

- Tự động cấu hình: Mạng cảm biến không dây cần phải cấu hình các thông số một các tự động - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

ng.

cấu hình: Mạng cảm biến không dây cần phải cấu hình các thông số một các tự động Xem tại trang 8 của tài liệu.
Hình 1.2 Cấu trúc phẳng 1.2.2 Cấu trúc phân cấp - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 1.2.

Cấu trúc phẳng 1.2.2 Cấu trúc phân cấp Xem tại trang 9 của tài liệu.
Hình 2.1 Cơ chế của SPIN Giao thức truyền tin trực tiếp - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 2.1.

Cơ chế của SPIN Giao thức truyền tin trực tiếp Xem tại trang 17 của tài liệu.
Hình 2.2 Các pha trong Directed Diffusion Giao thức GBR - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 2.2.

Các pha trong Directed Diffusion Giao thức GBR Xem tại trang 18 của tài liệu.
Hình 2.5 Ví dụ về lưới ảo trong GAF - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 2.5.

Ví dụ về lưới ảo trong GAF Xem tại trang 23 của tài liệu.
Hình 3.1: Tổng quan về NS dưới góc độ người dùng - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.1.

Tổng quan về NS dưới góc độ người dùng Xem tại trang 28 của tài liệu.
Hình 3.5: TclCL hoạt động như liên kết giữa A và B - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.5.

TclCL hoạt động như liên kết giữa A và B Xem tại trang 31 của tài liệu.
Hình 3.4: C++ và OTcl: Sự đối ngẫu - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.4.

C++ và OTcl: Sự đối ngẫu Xem tại trang 31 của tài liệu.
3.2.2 Mô hình phần mềm - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

3.2.2.

Mô hình phần mềm Xem tại trang 34 của tài liệu.
Hình 3.9 Giải thuật hình thành cluster trong LEACH - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.9.

Giải thuật hình thành cluster trong LEACH Xem tại trang 38 của tài liệu.
Hình 3.10 Sự hình thành cụm ở2 vòng khác nhau (nút đen là nút chủ) Pha ổn định - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.10.

Sự hình thành cụm ở2 vòng khác nhau (nút đen là nút chủ) Pha ổn định Xem tại trang 39 của tài liệu.
Hình 3.12 Hoạt động của pha ổn định trong LEACH - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.12.

Hoạt động của pha ổn định trong LEACH Xem tại trang 40 của tài liệu.
Hình 3.13 Time-line hoạt động của LEACH trong một vòng - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.13.

Time-line hoạt động của LEACH trong một vòng Xem tại trang 41 của tài liệu.
Hình 3.15 Đồ thị so sánh năng lượng sử dụng khi có và không có tổng hợp dữ liệu cục bộ - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.15.

Đồ thị so sánh năng lượng sử dụng khi có và không có tổng hợp dữ liệu cục bộ Xem tại trang 43 của tài liệu.
Hình 3.16 Pha thiết lập của LEACH-C - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.16.

Pha thiết lập của LEACH-C Xem tại trang 44 của tài liệu.
Hình 3.18 Số nút mạng còn sống theo thời gian - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.18.

Số nút mạng còn sống theo thời gian Xem tại trang 47 của tài liệu.
Hình 3.19 Năng lượng tiêu thụ của toàn mạng theo thời gian Đánh giá: - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.19.

Năng lượng tiêu thụ của toàn mạng theo thời gian Đánh giá: Xem tại trang 48 của tài liệu.
Hình 3.20 Tỉ lệ nút/số bytes nhận được ở trạm gốc Đánh giá: - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.20.

Tỉ lệ nút/số bytes nhận được ở trạm gốc Đánh giá: Xem tại trang 49 của tài liệu.
Hình 3.21 Tỉ lệdữ liệ u/ năng lượng Đánh giá: - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.21.

Tỉ lệdữ liệ u/ năng lượng Đánh giá: Xem tại trang 50 của tài liệu.
Hình 3.22 Biểu đồ trễ tín hiệu tại trạm gốc Đánh giá: - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.22.

Biểu đồ trễ tín hiệu tại trạm gốc Đánh giá: Xem tại trang 51 của tài liệu.
Hình 3.23 Số nút mạng còn sống theo thời gian - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.23.

Số nút mạng còn sống theo thời gian Xem tại trang 52 của tài liệu.
Hình 3.24 Năng lượng tiêu thụ của toàn mạng theo thời gian - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.24.

Năng lượng tiêu thụ của toàn mạng theo thời gian Xem tại trang 53 của tài liệu.
Hình 3.25 Tỉ lệ nút/số bytes nhận được ở trạm gốc - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.25.

Tỉ lệ nút/số bytes nhận được ở trạm gốc Xem tại trang 54 của tài liệu.
Hình 3.26 Tỉ lệdữ liệ u/ năng lượng - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.26.

Tỉ lệdữ liệ u/ năng lượng Xem tại trang 55 của tài liệu.
Hình 3.27 Biểu đồ trễ tín hiệu tại trạm gốc Nhận xét: - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.27.

Biểu đồ trễ tín hiệu tại trạm gốc Nhận xét: Xem tại trang 56 của tài liệu.
Bên cạnh đó thời gian trễ tại trạm gốc cũng tăng lên đáng kể (hình 3.22 và hình 3.27), trễ lớn nhất trong trường hợp đầu tiên (hình 3.22) chỉ là 0.9s nhưng trong trường hợp  thứ 2 (hình 3.27) đã là 9s. - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

n.

cạnh đó thời gian trễ tại trạm gốc cũng tăng lên đáng kể (hình 3.22 và hình 3.27), trễ lớn nhất trong trường hợp đầu tiên (hình 3.22) chỉ là 0.9s nhưng trong trường hợp thứ 2 (hình 3.27) đã là 9s Xem tại trang 57 của tài liệu.
Hình 3.29 Năng lượng tiêu thụ của toàn mạng theo thời gian - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.29.

Năng lượng tiêu thụ của toàn mạng theo thời gian Xem tại trang 58 của tài liệu.
Hình 3.30 Tỉ lệ nút/số bytes nhận được ở trạm gốc - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.30.

Tỉ lệ nút/số bytes nhận được ở trạm gốc Xem tại trang 59 của tài liệu.
Hình 3.31 Tỉ lệdữ liệ u/ năng lượng - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.31.

Tỉ lệdữ liệ u/ năng lượng Xem tại trang 60 của tài liệu.
Hình 3.32 Biểu đồ trễ tín hiệu tại trạm gốc - Đánh giá một số giao thức trong mạng cảm nhận không dây bằng mô phỏng NS2

Hình 3.32.

Biểu đồ trễ tín hiệu tại trạm gốc Xem tại trang 61 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan