Đang tải... (xem toàn văn)
Mô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dâyMô hình cân bằng năng lượng và độ trễ trong mạng cảm biến không dây
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐÀM MINH LỊNH MÔ HÌNH CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG VÀ ĐỘ TRỄ TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH – NĂM 2016 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐÀM MINH LỊNH MÔ HÌNH CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG VÀ ĐỘ TRỄ TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG THÔNG TIN MÃ SỐ: 60.48.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.TRẦN CÔNG HÙNG TP.HỒ CHÍ MINH – NĂM 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác TP.HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2016 Học viên thực luận văn Đàm Minh Lịnh ii LỜI CÁM ƠN Trong thời gian học tập vừa qua, Học Viện Công Nghệ Bƣu Chính Viễn Thông, sở Thành phố Hồ Chí Minh em hoàn thành đề tài môn học Phƣơng pháp Nghiên cứu khoa học Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn đến tất quý Thầy Cô Học Viện Công Nghệ Bƣu Chính Viễn Thông, hết lòng quan tâm, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu đặc biệt Thầy P G S T S TRẦN CÔNG HÙNG trực tiếp hƣớng dẫn, giúp đỡ, bảo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đề tài Chính nhờ giúp đỡ Thầy mang lại cho em kiến thức vô quý giá học tập nhƣ sống hành trang vững tiếp bƣớc tƣơng lai Tiếp đến, xin gửi lời cảm ơn đến tất bạn lớp, chia sẻ khó khăn, thuận lợi thời gian học vừa qua Qua đây, em xin kính chúc Thầy giáo TRẦN CÔNG HÙNG thật nhiều sức khỏe để thành công công việc trồng ngƣời, ƣơm mầm tốt cho hệ mai sau Em xin trân trọng cảm ơn! TP.HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2016 Học viên thực luận văn Đàm Minh Lịnh iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục thuật ngữ, chữ viết tắc v Danh mục vi Danh mục hình vẽ vii MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Tổng quan vấn đề nghiên cứu Mục đích đề tài nghiên cứu mô hình cân lƣợng độ trễ WSN Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu mô hình cân lƣợng độ trễ WSN Phƣơng pháp nghiên cứu mô hình cân lƣợng độ trễ WSN Đóng góp đề tài mô hình cân lƣợng độ trễ WSN Cấu trúc chƣơng Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Tổng quan mạng cảm biến không dây 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Ứng dụng mạng cảm biến không dây 1.2 Thách thức tiết kiệm lƣợng mạng cảm biến không dây 1.3 Kết luận chƣơng Chƣơng 2: LÝ THUYẾT VỀ KỸ THUẬT PHÂN CỤM 2.1 Mô hình sóng Radio 2.2 LEACH 2.3 LEACH–C 14 2.4 PEGASIS 15 2.5.Thuật toán OEDSR 16 iv 2.6 Kết luận chƣơng 17 Chƣơng 3: GIẢI THUẬT VÀ PHƢƠNG ÁN ĐỀ XUẤT CHO MÔ HÌNH CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG VÀ ĐỘ TRỄ 19 3.1 Tổng quát mô hình lƣợng 19 3.2 Thuật toán 21 3.3 Mô hình Độ trễ cho giao thức LEACH 22 3.3.1 Mô hình tổng quát 22 3.3.2 Thành phần độ trễ 23 3.3.3 Thuật toán Độ trễ cho nút bình thƣờng có chung Chủ cụm .24 3.3.4 Phân tích áp dụng cho toán tính toán độ trễ 24 3.5 Kết luận chƣơng 26 Chƣơng 4: CÀI ĐẶT MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ 27 4.1 Cài đặt mô giải thuật LEACH 28 4.2 Cài đặt mô giải thuật SEP 30 4.3 Cài đặt mô giải thuật đề xuất 31 4.4 So sánh kết lƣợng đƣợc mô Thuật toán đề xuất BALANCED LEACH, SEP 32 4.5 Kết mô độ trễ cho thuật giáo thức LEACH 32 4.6 Bảng so sánh kết mức tối ƣu lƣợng .33 4.7 Kết mô độ trễ .34 4.7.1 Độ trễ nút bình thƣờng thuộc vùng quản lý Chủ cụm 35 4.7.2 Độ trễ chủ cụm đến BS/SINK 36 4.7.3 Tính tổng độ trễ từ nút bình thƣờng thuộc Chủ cụm mà trực tiếp quản lý đến nút BS/SINK 37 4.8 Công cụ Mô thuật toán 37 4.9 Hƣớng phát triển 37 4.10 Kết luận chƣơng 38 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 39-40 v DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt BS Base Station Trạm sở CH Cluster Head Chủ cụm GPS Global Positioning System Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy Optimized Energy-Delay Subnetwork Routing LEACH OEDSR PEGASIS WSN LEACH-C TDMA CDMA TDMA Hệ thống định vị toàn cầu Phân cấp theo cụm thích ứng lƣợng thấp Tối ƣu Độ trễ-năng lƣợng định tuyến mạng Tập trung hiệu suất thu thập Power-Efficient Gathering in hệ thống thông tin cảm Sensor Information Systems biến Wireless Sensor Network Mạng cảm biến không dây Low Energy Adaptive Clustering Phân cấp theo cụm trung tâm Hierarchy Centralized thích ứng lƣợng thấp Đa truy cập phân chia theo Time Division Multiple Access mã Đa truy cập cảm nhận sóng Carrier Sense Multiple Access mang Đa truy cập phân chia theo Time Division Multiplexing Access thời gian vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Các thông số mô đánh giá 27 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Mô tả mạng lƣới cảm biến không dây Hình 2.1: Mô hình phân tán lƣợng Vô tuyến Hình 2.2: Mô hình truyền liệu LEACH 11 Hình 2.3: Giải thuật hình thành cluster LEACH 12 Hình 2.4: Lƣu đồ hoạt động pha ổn định LEACH 13 Hình 2.5: Time-line hoạt động LEACH vòng 13 Hình 2.6: Pha thiết lập LEACH-C 14 Hình 2.7: Mô tả hƣớng truyền liệu thuật toán PEGASIS 16 Hình 3.1: Mô tả truyền liệu cho thuật toán đề xuất dạng liên cụm Multihop 19 Hình 3.2: Mô tả mô hình tổng quát độ trễ cho thuật toán LEACH 22 Hình 3.3: Mô tả mô hình áp dụng tính toán độ trễ cho toán cụ thể 25 Hình 4.1: Mô tả Cài đặt tấc thuật toán đƣợc thực 100 nút 28 Hình 4.2: Thể mức tiêu hao lƣợng cài đặt thuật toán LEACH 29 Hình 4.3: Thể mức tiêu hao lƣợng cài đặt thuật toán SEP 30 Hình 4.4: Thể mức tiêu hao lƣợng cài đặt thuật toán đề xuất BALANCED 31 Hình 4.5: Thuật toán đƣợc đề xuất đƣợc tối ƣu lƣợng thể mức tiêu hao lƣợng vòng mạng lƣới 32 Hình 4.6: Kết tối ƣu lƣợng thuật toán đƣợc thực 100 nút, nút hết lƣợng LEACH vòng thứ 253, SEP vòng thứ 246, BALANCED vòng thứ 323 33 Hình 4.7: Mô tả độ trễ đƣợc phân cụm nhiều vùng khác nhau, vị trí nút bình thƣờng, nút CHs, BS-SINK 34 Hình 4.8: Mô tả tính tổng độ trễ nút bình thƣờng thuộc vùng mà Chủ cụm quản lý 35 Hình 4.9: Mô tả độ trễ vị trí nút CHs đến BS-SINK 36 Hình 4.10: Mô tả tổng độ trễ vị trí nút cảm biến bình thƣờng đến CHs đến BS-SINK 37 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, công nghiệp hóa, đại hóa đất nƣớc đƣợc mô hình hóa phát triển, ngành nghề cần đƣợc cố phát triển để sánh vai với nƣớc bạn năm châu anh em Trong có ngành công nghệ thông tin, lĩnh vực đóng vai trò quan trọng nhiều hình thái nhƣ Kinh tế, xã hội, quân sự, văn hóa,… Và xem nhƣ nhiệm vụ then chốt việc điều tiết quản lý vĩ mô hệ thống mạng lƣới liên lạc toàn cầu Mạng lƣới thông tin liệu đƣợc chia tài nguyên với nhau, ngày quan trọng lĩnh vực, để đáp ứng nhu cầu lớn trao đổi thông tin, liệu Mặt khác giúp gần Chính mạng cảm biến không dây (WSN) đƣợc hình thành phát triển, nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế xã hội để thay ngƣời, làm việc môi trƣờng điều kiện giới hạn nhƣ giám sát, cảm biến nhiệt độ cháy rừng, cảm biến nhiệt độ thiết bị card điều khiển Router Cisco, theo dõi nhiệt độ công ty, nhà máy Tổng quan vấn đề nghiên cứu Hình 1: Mô tả mạng lƣới cảm biến không dây 26 Nếu dùng gói tin 54 Kbyte, độ trễ truyền tải từ Nút A đến BS đƣợc tính nhƣ sau: (3.9) 3.5 Kết luận chƣơng Năng lƣợng: + Đƣa mô hình lƣợng theo dạng liên cụm, sau bầu chọn Chủ cụm xong chuyển tiếp liệu đến chủ cụm gần BS nhất, nhằm giải vấn đề Chủ cụm xa BS-Sink, tránh tiêu hao nhiều lƣợng việc truyền nhận liệu + Trong mô hình đề xuất này, đƣa kỹ thuật đƣợc áp dụng nhiều thực tế, sống, điều kiện tự nhiên khác Nên việc chọn trạm BS- Sink xa để thu nhận tín hiệu liệu trƣờng hợp bình thƣờng Độ trễ: + Đƣa mô hình độ trễ cho giải thuật LEACH, đƣợc áp dụng tính toán độ trễ cụ thể từ nút bình thƣờng đến Chủ cụm (CH) mà đƣợc quản lý đến nút BS- SINK + Tìm hiểu chi tiết toán độ trễ cho việc truyền nhận liệu với thông số quan trọng liên quan đƣợc áp dụng mô cụ thể chƣơng 27 Chƣơng - CÀI ĐẶT MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ Cài đặt thuật toán có thuật toán đƣợc đề xuất chƣơng 2, để đánh giá đƣợc mức độ cải thiện, việc cân tải lƣợng mạng cảm biến không dây theo hƣớng kiện Bảng 4.1: Các thông số mô đánh giá Tên thông số Giá trị thông số Số lượng nút 100 Năng lượng ban đầu 0.5J Kích thước 200x200m Tọa độ nút BS (x,y) x 0.8 Năng lượng truyền ERX = ETX 50nJ / bit Tổng hợp liệu EDA 5nJ / bit / report Truyền khuếch đại If dtoBS d0 Truyền khuếch đại If dtoBS d0 fs = 10pJ / bit / m2 =mp = 0.0013pJ / bit / m4 28 4.1 Cài đặt mô giải thuật LEACH Hình 4.1: Mô tả cài đặt tấc thuật toán đƣợc thực 100 sensor, qua 1000 vòng, tọa độ nút BS đặt vị trí x=1, y=0.8 29 Hình 4.2: Thể mức tiêu hao lƣợng cài đặt thuật toán LEACH, thực 100 nút sensor qua 1000 vòng, cho thấy nút chết vòng thứ round = 254 30 4.2 Cài đặt mô giải thuật SEP Hình 4.3: Thể mức tiêu hao lƣợng cài đặt thuật toán SEP, thực 100 nút sensor qua 1000 vòng, cho thấy nút chết vòng thứ round = 246 31 4.3 Cài đặt mô giải thuật cân lƣợng Hình 4.4: Thể mức tiêu hao lƣợng cài đặt thuật toán đề xuất, thực 100 nút sensor qua 1000 vòng, cho thấy nút chết vòng thứ round = 323 32 4.4 So sánh kết lƣợng đƣợc mô Thuật toán đề xuất BALANCED LEACH, SEP LEACH SEP BALANCED 80 70 Number of Dead Nodes 60 50 40 30 20 10 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Round Number 1000 Hình 4.5: Phần mềm ORIGINPRO 8.5.1 để vẽ sơ đồ so sánh kết thuật toán đƣợc đề xuất BALANCED LEACH, SEP, đƣợc thực 100 nút sensor qua 1000 vòng, cho thấy thuật toán đƣợc đề xuất tối ƣu lƣợng thể đƣợc mức tiêu hao lƣợng vòng mạng lƣới 33 4.6 Bảng so sánh kết mức tối ƣu lƣợng 350 SEP BALANCED LEACH 323 315 Node dead of Rounds 280 245 254 246 210 175 140 105 70 35 0.8 1.2 1.6 2.0 Round Number 1000 Hình 4.6: Kết tối ƣu lƣợng thuật toán đƣợc thực 100 nút, nút hết lƣợng LEACH vòng thứ 253, SEP vòng thứ 246, BALANCED vòng thứ 323 34 4.7 Kết mô độ trễ Thông số mô phỏng: Số lƣợng nút ngẫu nhiên: 10 nút, qua trình bầu chọn CHs, nút bình thƣờng đƣợc mô hình Hình 4.6 Kích thƣớc hệ trục tọa độ X, Y=1000x1000m Nút BS-SINK (1000,1000(m)) = (X, Y) Hình 4.7: Mô tả độ trễ đƣợc phân cụm nhiều vùng khác nhau, vị trí nút bình thƣờng, nút CHs, BS-SINK 35 4.7.1 Độ trễ nút bình thường thuộc vùng quản lý Chủ cụm 5.00E+011 Delay SS_CH Delay SS_CH (s) 4.00E+011 3.00E+011 2.00E+011 1.00E+011 0.00E+000 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Sensers to Clusters Hình 4.8: Mô tả tính tổng độ trễ nút bình thƣờng thuộc vùng mà Chủ cụm quản lý 36 4.7.2 Độ trễ chủ cụm đến BS/SINK 5.00E+011 Delay of Cluster 4.50E+011 Delay of Cluster (s) 4.00E+011 3.50E+011 3.00E+011 2.50E+011 2.00E+011 1.50E+011 1.00E+011 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Clusters Hình 4.9: Mô tả độ trễ vị trí nút CHs đến BS-SINK 4.0 37 4.7.3 Tính tổng độ trễ từ nút bình thường thuộc Chủ cụm mà trực tiếp quản lý đến nút BS/SINK Delay SS_CH_BS/SINK Delay SS_CH_BS/SINK (s) 7.00E+011 6.00E+011 5.00E+011 4.00E+011 3.00E+011 2.00E+011 1.00E+011 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Total delay from Sensor-CH-BS Hình 4.10: Mô tả tổng độ trễ vị trí nút cảm biến bình thƣờng đến CHs đến BS-SINK 4.8 Công cụ Mô thuật toán Phần mềm MATLAB 2012b (64 bit) để cài đặt thuật toán, mô thuật toán Phần mềm ORIGINPRO 8.5.1 để vẽ sơ đồ mô kết thuật toán 4.9 Kết luận chƣơng - Về độ trễ: Đƣa hƣớng đề xuất, sau mô phỏng, tính toán đƣợc độ trễ cho giải thuật LEACH, toán tính độ trễ cho tấc nút mô hình mạng cảm biến 38 - Về lƣợng: Mô phỏng, tính toán đƣợc lƣợng tiêu hao theo mô hình liên cụm, tránh tiêu hao lƣợng đáng kể, nhằm giải đƣợc toán chủ cụm xa với trạm gốc 4.10 Kết luận hƣớng phát triển Về độ trễ: Đƣa mô hình đề xuất cho thuật toán LEACH, đƣợc cài đặt thuật toán mô chi tiết cụ thể cho thuật toán này, với thời gian độ trể tính từ nút thuộc CH, sau tính độ trể từ CH đến BS cuối tính tổng độ trể từ nút thành viên thuộc CH đến BS cho cụm thuộc vùng BS quản lý Phát triển lên mô hình đa chặng Về lƣợng: Đƣa mô hình đề xuất cho thuật toán cân lƣợng, làm cho giảm thời gian tiêu hao lƣợng nút, đồng thời kéo dài tuổi thọ cho mạng lƣới Trong mô hình đề xuất này, mô so sánh đƣợc với thuật toán LEACH, SEP Qua kết cho thấy tối ƣu số nút chết kéo dài tuổi thọ mạng lƣới lâu Cài đặt thuật toán đề xuất theo dạng bầu chọn chủ cụm tĩnh 39 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wendi B Heinzelman, Application-Specific Protocol Anantha P Architecture Chandrakasan(2002), for Wireless “An Microsensor Networks”, Member, IEEE [2] Holger Karl, Andreas Willig, Hasso-Plattner, Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks, Institute at the University of Potsdam, GERMANY [3] Shuo Shi, Xinning Liu and Xuemai Gu(2012), “An Energy-Efficiency Optimized LEACH-C for Wireless Sensor Networks”, School of Electronics and Information Engineering Harbin Institute of Technology Harbin International ICST Conference on Communications and Networking [4] Geetha V.a, Pranesh.V Kallapurb, Sushma Tellajeerac(2012), Clustering in Wireless Sensor Networks: Performance Comparison of LEACH & LEACH-C Protocols Using NS2”, Procedia Technology 4, 163 – 170 22120173 [5] Sunita, O.S Khanna, Amandeep Kaur(2013), “Improvement in End-toEnd delay and Energy Consumption using Routing Algorithms in Wireless Sensor Network”, International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE) ISSN: 2231-2307 [6] Stephanie Lindsey Cauligi S Raghavendra(2002), “PEGASIS: PowerEfficient Gathering in Sensor Information Systems”, Aerospace Conference Proceedings, IEEE [7] Seema Bandyopadhyay and Edward J Coyle, “An Energy Efficient Hierarchical Clustering Algorithm for Wireless Sensor Networks”, School of Electrical and Computer Engineering Purdue University West Lafayette, IN, USA [8] Trong Thua Huynh, Hong Nhung Phan Thi, Anh Vu Dinh Duc, Cong Hung Tran (2014), “Prolong the Network Lifetime by Optimal Clustering based on Intelligent Search Algorithms in Wireless Sensor Networks” The 40 2014 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC'14) [9] Qian Liao, Hao Zhu (2013), “An Energy Balanced Clustering Algorithm Based on LEACH Protocol”, School of Information Engineering, Zhengzhou Univesity, Zhengzhou, China E-mail:liaoqian2006521@163.com, Published by Atlantis Press, Paris, France [10] Byoungyong Lee, Kyungseo Park, Ramez Elmasri (2008), “Balancing Overhearing Energy and Latency in Wireless Sensor Networks” Computer Science & Engineering Department University of Texas at Arlington Arlington, TX 76019, USA, Lee, B., Park, K and Elmasri, R, 2008, in IFIP International Federation for Information Processing, Volume 264 [11] Stefanos A Nikolidakis, Dionisis Kandris, Dimitrios D.Vergados and Christos Douligeris (2013), “Energy Efficient Routing in Wireless Sensor Networks Through Balanced Clustering”, ISSN 1999-4893 [12] Sibila Ratnaraj, Sarangapani Jagannathan, and Vittal Rao (2006), “OEDSR: Optimized Energy-Delay Sub-network Routing in Wireless Sensor Network”, Networking, Sensing and Control, 2006 ICNSC '06 Proceedings of the 2006 IEEE International [13] Mai Thi Quynh Banh, Giang Trung Nguyen, Thu Quynh Ngo (2012), “Energy –balanced and fault-tolerant clustering routing protocol for event driven WSNs”, Ha-Long, Vietnam Copyright 2012 ACM 978-1-4503-1232-5 [14] Thu Ngo Quynh, Hieu Tran Trung, Vinh Tran Quang (2012), “Improving Energy Effiiency for ARPEES Routing Protocol in Wireless Sensor Networks”, The 2012 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC 2012) [15] GEORGIOS SMARAGDAKIS IBRAHIM MATTA AZER BESTAVROS, “SEP: A Stable Election Protocol for clustered heterogeneous wireless sensor networks”, Computer Science Department Boston University [16] https://en.wikipedia.org/wiki/End-to-end_delay [...]... ƣu bầy đàn đƣợc sử dụng, mô hình trong mạng cảm biến không dây - Tìm hiểu công cụ MATLAB 2012b, OMNeT++, NS2 dùng để mô phỏng về mô hình cân bằng năng lƣợng và độ trễ cho toàn mạng lƣới 4 - Cài đặt và đánh giá, so sánh hiệu quả của các thuật toán đã có với thuật toán đƣợc đề xuất cải tiến 5 Phƣơng pháp nghiên cứu mô hình cân bằng năng lƣợng và độ trễ trong mạng cảm biến không dây Phƣơng pháp tài liệu:... hiện mô phỏng để phân tích và so sánh hiệu quả cân bằng năng lƣợng và độ trễ của thuật toán đƣợc cải tiến đề xuất và các thuật toán có sẵn 4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu mô hình cân bằng năng lƣợng và độ trễ trong mạng cảm biến không dây Đối tƣợng nghiên cứu: Phân tích giao thức HEED, LEACH, SEP, OEDSR, giao thức định tuyến phân cụm, giải thuật tối ƣu bầy đàn và hiệu năng mạng cảm biến không dây. .. vô ích giữa các bản tin không cần thiết đƣợc đề xuất trong 14] 3 Mục đích của đề tài nghiên cứu mô hình cân bằng năng lƣợng và độ trễ trong mạng cảm biến không dây 3 Mục tiêu chính: - Tìm hiểu về mô hình cân bằng tải độ trễ và năng lƣợng trong mạng cảm biến không dây - Một số giải thuật kỹ thuật phân cụm (nội cụm, liên cụm) dựa trên mức năng lƣợng và khoảng cách của mỗi nút - Tìm hiểu thuật toán tìm... về mạng cảm biến các yêu cầu về năng lƣợng và độ trễ trên các tạp chí trong nƣớc, nƣớc ngoài, các diễn đàn trên Internet Phƣơng pháp thực nghiệm: Cài đặt và so sánh các giải thuật và đƣa ra giải thuật cho mô hình đa chặng đang đƣợc tìm hiểu và nghiên cứu 6 Đóng góp của đề tài nghiên cứu mô hình cân bằng năng lƣợng và độ trễ trong mạng cảm biến không dây Ứng dụng đƣợc trong việc truyền tải dữ liệu trong. .. kết với nhau của các CH Mô hình cân bằng năng lƣợng và độ trễ đƣợc dựa chủ yếu vào pha thiết lập cụm và pha truyền dữ liệu: Giao thức và kiến trúc cho mạng cảm biến không dây đƣợc giới thiệu, mô phỏng bằng giải thuật phân cụm trong [1],[2], sau đó kỹ thuật phân cụm đƣợc tối ƣu, cải tiến hiệu quả năng lƣợng [3],[4], giải thuật về độ trễ và năng lƣợng đầu cuối trong mạng cảm biến [5], phƣơng pháp, thuật... báo nhiệt độ môi trƣờng nhƣ cháy rừng thì sử dụng ƣu tiên về độ trễ hơn là năng lƣợng, vì cần thiết thông tin nhanh Nhiều nghiên cứu khoa học về lĩnh vực mạng cảm biến không dây (WSN) cho việc tối ƣu về năng lƣợng và độ trễ tối ƣu thích hợp nhất 19 Chƣơng 3 - GIẢI THUẬT VÀ PHƢƠNG ÁN ĐỀ XUẤT CHO MÔ HÌNH CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG VÀ ĐỘ TRỄ 3.1 Tổng quát về mô hình năng lƣợng CH gần BS Hình 3.1: Mô tả truyền... năng lƣợng và độ trễ Chƣơng 4: Cài đặt mô phỏng và đánh giá 5 Chƣơng 1- CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Tổng quan về mạng cảm biến không dây 1.1.1 Giới thiệu Mạng cảm biến (WSN) là hệ thống ít tốn chi phí, không đòi hỏi năng lƣợng cao, đa chức năng và các node cảm biến kích thƣớc nhỏ có thể kết hợp với nhau để cảm biến môi trƣờng, xử lý dữ liệu và giao tiếp không dây qua một khoảng cách ngắn Các cảm biến thƣờng đƣợc... trong mô hình mạng cảm biến không dây, đƣợc cân bằng năng lƣợng và độ trễ, nhằm giải quyết vấn đề tối ƣu việc sử dụng năng lƣợng có giới hạn Đề tài sẽ mô phỏng và đánh giá đƣợc kết quả mới sẽ tối ƣu hơn ở một số trƣờng hợp cụ thể nhất định 7 Cấu trúc các chƣơng Chƣơng 1: Cơ sở lý luận Chƣơng 2: Lý thuyết về kỹ thuật phân cụm Chƣơng 3: Giải thuật và phƣơng án đề xuất cho mô hình cân bằng năng lƣợng và độ. .. giữa các CH với nhau), Sao cho tiết kiệm năng lƣợng và độ trễ chấp nhận đƣợc Dự kiến kết quả đạt đƣợc: - Tìm hiểu tổng quan về mạng cảm biến không dây: khái niệm, các thành phần cơ bản về cân bằng năng lƣợng và độ trễ của mạng cảm biến - Cài đặt thuật toán LEACH, SEP, để làm mục tiêu, kết quả mô phỏng - Tìm hiểu lý thuyết và cài đặt, cải tiến về kỹ thuật cân bằng năng lƣợng theo sự kiện đƣợc đề xuất -... vƣợt qua…Nhờ đó, đội cứu hộ có thể lên kế hoạch cho các hành động của họ với độ chính xác cao, kịp thời, an toàn cho cả nạn nhân lẫn các thành viên trong đội cứu hộ Có nhiều vấn đề quan trọng cần đƣợc xem xét trong việc phát triển WSN cho ứng dụng tìm kiếm và cứu hộ 1.2 Thách thức về tiết kiệm năng lƣợng trong mạng cảm biến không dây Tuy mạng cảm biến không dây có rất nhiều ƣu điểm và ứng dụng hữu ích, ... xuất 14] Mục đích đề tài nghiên cứu mô hình cân lƣợng độ trễ mạng cảm biến không dây Mục tiêu chính: - Tìm hiểu mô hình cân tải độ trễ lƣợng mạng cảm biến không dây - Một số giải thuật kỹ thuật... thuật cho mô hình đa chặng đƣợc tìm hiểu nghiên cứu Đóng góp đề tài nghiên cứu mô hình cân lƣợng độ trễ mạng cảm biến không dây Ứng dụng đƣợc việc truyền tải liệu mô hình mạng cảm biến không dây, ... vực mạng cảm biến không dây (WSN) cho việc tối ƣu lƣợng độ trễ tối ƣu thích hợp 19 Chƣơng - GIẢI THUẬT VÀ PHƢƠNG ÁN ĐỀ XUẤT CHO MÔ HÌNH CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG VÀ ĐỘ TRỄ 3.1 Tổng quát mô hình lƣợng