Tìm kiếm
Đang tải khung tìm kiếm
Kết quả 1 đến 1 của 1

    THẠC SĨ Phân cụm nút mạng cảm biến không dây và ứng dụng

    D
    dream dream Đang Ngoại tuyến (18495 tài liệu)
    .:: Cộng Tác Viên ::.
  1. Gửi tài liệu
  2. Bình luận
  3. Chia sẻ
  4. Thông tin
  5. Công cụ
  6. Phân cụm nút mạng cảm biến không dây và ứng dụng

    4
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

    MỤC LỤC

    LỜI CAM ĐOAN . 1
    LỜI CẢM ƠN 2
    MỤC LỤC 3
    DANH MỤC BẢNG BIỂU . 5
    DANH MỤC HÌNH VẼ . 6
    DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 8
    Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ BÀI
    TOÁN ĐỊNH TUYẾN . 14
    1.1: Khái quát về mạng cảm biến không dây . 14
    1.1.1: Giới thiệu mạng cảm biến không dây . 15
    1.1.2: Cấu trúc mạng cảm biến không dây 15
    1.1.2.1: Cấu trúc một nút mạng cảm biến không dây . 15
    1.1.2.2: Cấu trúc mạng cảm biến không dây . 17
    1.1.3: Mô hình mạng cảm biến không dây. . 19
    1.1.4: Đánh giá ưu nhược điểm của mạng cảm biến không dây . 20
    1.1.4.1: Ưu điểm của mạng cảm biến không dây. 20
    1.1.4.2: Nhược điểm của mạng cảm biến không dây 23
    1.1.5: Ứng dụng trong mạng cảm biến không dây 24
    1.2: Bài toán định tuyến trong mạng cảm biến không dây . 25
    1.2.1: Bài toán . 25
    1.2.2: Công thức 25
    Chương 2: CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY. 26
    2.1: Các kỹ thuật định tuyến trong mạng cảm biến không dây 26
    2.1.1: Kỹ thuật mạng kiến trúc mạng phẳng 26
    2.1.2: Kỹ thuật mạng tiết kiệm năng lượng . 27
    2.1.3: kỹ thuật phương pháp phân bổ . 27

    5
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

    2.1.4: Kỹ thuật nút cảm biến không dây 28
    2.1.5: kỹ thuật báo cáo số liệu 29
    2.1.6: Kỹ thuật tập trung và hợp nhất dữ liệu . 29
    2.2: Giao thức trong mạng cảm biến không dây . 34
    2.2.1: Giao thức mặt phẳng quản lý . 34
    2.2.2: Giao thức yếu tố ảnh hưởng đến mạng cảm biến không dây . 36
    2.3: Giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây . 39
    2.3.1: Định tuyến với chi phí nguồn pin nhỏ nhất (Minimum Battery Cost
    Routing) 39
    2.3.2: Giao thức định tuyến nhận thức về năng lượng EAR (Energy Aware
    Routing) 40
    2.3.3: Giao thức định tuyến E-Span (Energy-Aware Spanning Tree Aigorithm) . 40
    2.3.4: Giao thức định tuyến có sự nhận thức về năng lượng và cân bằng tải . 41
    2.3.5: Giao thức định tuyến BRE (Bursty Routing Extensisons) 41
    2.3.6: Giao thức định tuyến BCTP (Balanced Collection Tree Protocol) . 41
    2.3.7: Giao thức định tuyến ICTP (Improved Collection Tree Protocol) 42
    2.3.8: Giao thức định tuyến tải cân bằng năng lượng (Load-balanced Energy
    aware routing) 43
    2.3.9: Giao thức phân cấp (Hierarchical protocols) . 44
    2.3.10: Giao thức dựa trên vị trí (Location-based protocols) . 47
    Chương 3: MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
    HÒA BÌNH . 48
    3.1: Khảo sát mô hình nhà máy thủy điện Hòa Bình . 48
    3.2: Ứng dụng mạng cảm biến không dây vào nhà máy thủy điện Hòa Bình 51
    3.2.1: Nút mạng cảm biến không dây. . 51
    3.2.2: Nút quản lý vùng (Field Managemnent Nodes). . 52
    3.2.3: Xây dựng mạng cảm biến không dây ứng dụng cho nhà máy thủy điện
    Hòa Bình 52

    6
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

    3.3: Mô phỏng quá trình thu nhập của mạng cảm biến không dây cho xử lý số
    liệu nhà máy thủy điện trên cơ sở phân cấp, phân cụm, các nút mạng với quá
    trình giảm thiểu năng lượng tiêu hao trong mạng. . 53
    3.4: Phân cụm trong mạng cảm biến không dây. . 54
    3.4.1: Phân tích năng lượng tiêu thụ trên mạng 54
    3.4.2: Phân cụm phân cấp các nút mạng cảm biến với năng lượng tiêu thụ nhỏ 56
    3.5: Mô phỏng quá trình phân cụm và trọn cụm chủ. 60
    Kết luận và hướng phát triển. 67
    Tài liệu tham khảo . 68


    7
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

    DANH MỤC BẢNG

    Bảng 3.1: Các thông số ban đầu của hệ thống mạng. 61
    Bảng 3.2: Năng lượng cho từng trường hợp. . 66

























    8
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/


    DANH MỤC HÌNH

    Hình 1.1: Các thành phần của nút cảm ứng 16
    Hình 1.2: Cấu trúc mạng cảm biến không dây. 18
    Hình 1.3: Mô hình mạng infrastructure. . 19
    Hình 1.4: Mô hình vật lý hệ thống mạng 20
    Hình 2.1: Mô hình định tuyến điểm điểm. . 30
    Hình 2.2: Mô hình định tuyến điểmđa điểm. . 30
    Hình 2.3: Mô hìnhđịnh tuyến đa điểm điểm . 32
    Hình 2.4: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không dây. 34
    Hình 2.5: Phân chia kênh vô tuyến . 35
    Hình 2.6: Mô hình mạng LEACH . 45
    Hình 3.1: Toàn cảnh công trình thủy điện Hòa Bình. 48
    Hình 3.2: Hồ chứa nước và cửa nhận nước . 49
    Hình 3.3: Giàn máy gồm 8 tổ máy. 49
    Hình 3.4: Trạm phân phối ngoài trời 220/110/35kv. . 50
    Hình 3.5: Minh họa trạm điện 500kv. 51
    Hình 3.6: Minh họa mô hình tổng thể của hệ thống. . 52
    Hình 3.7: Minh họa mô hình giao thức định tuyến phân theo cụm. 53
    Hình 3.8: Minh họa nút mạng theo một hàng. . 55
    Hình 3.9a: Minh họa sơ đồ các cụm được hình thành tại thời điểm (t). 56
    Hình 3.9b: Minh họa sơ đồ các cụm được hình thành tại thời điểm (t+1). 56
    Hình 3.10: Minh họa sơ đồ thuật toán đề xuất kỹ thuật định tuyến phân cấp. 58
    Hình 3.11: Minh họa sơ đồ chọn nút chủ trong cụm. 59
    Hình 3.12: Minh họa mô hình các nút mạng được lắp đặt trong hầm turbin theo
    hình vẽ. . 60

    9
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

    Hình 3.13a: Minh họa mô hình các nút mạng cảm biến trong hầm turbin không
    phân cụm. . 61
    Hình 3.13b: Minh họa mô hình thời gian sống của các nút mạng qua 300 vòng
    thiết lập cụm. 62
    Hình 3.13c: Minh họa mô hình năng lượng còn lại trung bình trên mạng . 62
    Hình 3.14a: Các nút mạng cảm biến trong hầm turbin được chia thành 2 cụm. 63
    Hình 3.14b: Minh họa mô hình thời gian sống của mạng. . 63
    Hình 3.14c: Minh họa mô hình năng lượng còn lại của các nút mạng. . 64
    Hình 3.15a: Minh họa mô hình mạng cảm biến trong hầm chia thành 3 cụm. 64
    Hình 3.15b: Minh họa mô hình thời gian sống của các nút mạng. 65
    Hình 3.15c: Minh họa mô hình năng lượng các nút mạng và giá trị trung bình
    của các nút mạng. . 65

















    10
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/




    CHỮ VIẾT TẮT

    Từ viết tắt Từ gốc Nghĩa tiếng việt
    WSN Wireless Sensor Networks Mạng cảm biến không dây
    N Node Nút
    IoT Internet of Things Tập hợp các thiết bị có khả
    năng kết nối với nhau
    SN Sink Node Nút chủ
    IEEE Institute of Electrical and Electronics
    Engineers
    Chuẩn IEEE
    PAN Personal Area Network Mạng cá nhân
    MAC Media Access Control Điều khiển truy cập kênh
    truyền
    FFDs Full Functional Dependencien Chức năng đầy đủ
    RFDs Reduced-function Devices Thiết bị có chức năng hạn
    chế
    SEA Spokesman Election Algorithm Thuật toán
    MIC Melage Integrity Code Mã của gói tin
    OSI Operating System Hệ điều hành
    RAM Random Access Memory Bộ nhớ truy xuất ngẫu
    nhiên
    ROM Read Only Memory Bộ nhớ chỉ đọc
    WPANs Wireless Personal Area Network Mạng không dây cá nhân
    WLANs Wireless Local Area Network Mạng không dây nội bộ
    MANET Mobile Ad-hoc Network Mạng tùy biến di động

    11
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

    ADC Analog Digital Converter Chuyển đổi tương tự - số
    LFS Location Filding System Hệ thống định vị
    PG Power Generator Bộ phát nguồn
    DSSS Direct-Sequence Spresd Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp
    TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo
    thời gian
    MTPR Minimum Total Power Rauting Giao thức định tuyến tổng
    năng lượng tối thiểu
    MBRC Minimum Battery Cost Routing Giao thức định tuyến với
    chi phí nguồn nhỏ nhất
    EAR Energy Aware Giao thức định tuyến nhận
    thức về năng lượng
    E-SPAN Energy-Aware Spanning Tree
    Ailgorithm
    Giao thức định tuyến E-
    Span
    BRE Bursty Routing Extensisons Giao thức định tuyến BRE
    BCTP Balanced Collection Tree Protocol Giao thức định tuyến BCTP
    ICTP Improved Collection Tree Protocol Giao thức cây thu thập dữ
    liệu cải tiến
    ETX Expected Transmission Số lần truyền kỳ vọng
    CTP Collection Tree Protocol Giao thức cây thu thập dữ
    liệu
    LEACH Low Energy Adaptive Clustering
    Heararchy
    Kiến trúc phân cụm thích
    ứng năng lượng thấp






    12
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/






    MỞ ĐẦU
    Mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network) Bao gồm một tập
    hợp các thiết bị cảm biến sử dụng các liên kết không dây như (vô tuyến, hồng
    ngoại hoặc quang học) để phối hợp thực hiện nhiệm vụ thu thập thông tin dữ
    liệu phân tán với quy mô lớn trong bất kỳ điều kiện và ở bất kỳ vùng địa lý nào.
    Mạng cảm biến không dây có thể liên kết trực tiếp với nút quản lý giám sát trực
    tiếp nó, hay gián tiếp thông qua một điểm thu phát nút (Sink) và môi trường
    mạng công cộng như Internet hay vệ tinh. Các nút cảm biến không dây có thể
    được triển khai cho các mục đích chuyên dụng như: Điều khiển giám sát và an
    ninh, kiểm tra môi trường, tạo ra không gian sống thông minh, khảo sát đánh giá
    chính xác trong nông nghiệp, trong lĩnh vực y tế, quân sự Lợi thế chủ yếu của
    chúng là khả năng triển khai hầu như trong bất kỳ loại hình địa lý nào kể cả các
    môi trường nguy hiểm không thể sử dụng mạng cảm biến có dây truyền thống.
    Các thiết bị cảm biến không dây liên kết thành một mạng đã tạo ra nhiều khả
    năng mới cho con người. Các đầu đo với bộ vi xử lý và các thiết bị vô tuyến rất
    nhỏ gọn tạo nên một thiết bị cảm biến không dây có kích thước rất nhỏ, tiết kiệm
    về không gian. Chúng có thể hoạt động trong môi trường dày đặc, với khả năng
    xử lý tốc độ cao. Ngày nay, các mạng cảm biến không dây được ứng dụng trong
    nhiều lĩnh vực như nghiên cứu vi sinh vật biển, giám sát việc chuyên chở các
    chất gây ô nhiễm, kiểm tra giám sát hệ sinh thái và môi trường sinh vật phức
    tạp, điều khiển giám sát trong công nghiệp và trong lĩnh vực quân sự, an ninh
    quốc phòng hay các ứng dụng trong đời sống hàng ngày. Vậy mạng không dây
    có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn, trong đó định tuyến là rất quan trọng, nó

    13
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

    đảm bảo được nhiều tiêu chí: Phân cụm, phân cụm phân cấp, tính năng lượng
    còn lại của các nút và thời gian sống của các nút mạng. Vì vậy mạng cả biến
    không dây rất là quan trọng trong lĩnh vực thu thập thông số trong nhà máy thủy
    điện Hòa Bình có tính năng ưu việt hơn các hệ thống mạng khác. Vì thế em chọn
    đề tài “Phân cụm nút mạng cảm biến không dây và ứng dụng”. Trong đó Luận
    văn của em chủ yếu tập trung mô phỏng hóa vào “Một số kỹ thuật định tuyến
    trong mạng không dây”, áp dụng vào nhà máy thủy điện Hòa Bình, làm những
    công việc sau: Cảm nhận mực nước hồ chứa nước, các cửa sả và nhận nước,
    cảm biến nhiệt độ độ ẩm môi trường trong phòng lắp đặt thiết bị xả, nhiệt độ
    turbin, giá đỡ turbin Báo động hỏa hoạn, khói, cháy, quá tải dòng điện, quá tải
    hồ chứa nước .
    Mạng cảm biến không dây (Wirless Sensor Networks) với đặc điểm nhỏ
    gọn, tiêu thụ ít năng lượng và ngày càng được ứng dụng và phát triển rộng rãi
    trong nhiều lĩnh vực xã hội như: Quốc phòng, an ninh, nông lâm nghiệp, công
    nghiệp, y tế và dân dụng.
    Tuy nhiên, với đặc điểm truyền thông không dây đa chặng, nên những vấn
    đề như mất tín hiệu truyền thông, nhiễu đường truyền và sự di động của nút sẻ
    dẫn đến mất dữ liệu trong khi truyền tín hiệu, gây ảnh hưởng đến hiệu năng của
    quá trình truyền thông trong mạng cảm biến không dây.
    Trong thời gian qua, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng yếu tố ảnh hưởng
    đến chất lượng truyền thông trong mạng cảm biến không dây đó chính là chất
    lượng truyền. Tức là, ta xác định được chất lượng truyền dữ liệu trước khi thực
    hiện truyền thông trong mạng cảm biến không dây, thi sẽ được cải thiện chất
    lượng. Bởi vậy, việc xác định chất lượng truyền thông là công việc rất quan
    trọng trong việc truyền dữ liệu trong mạng cảm biến không dây.
    Chính vì thế, chủ đề nghiên cứu của em về lĩnh vực chất lượng truyền tín
    hiệu thông qua sự phân cụm nút mạng và sự tồn tại lâu dài của dàn mạng cảm
    14
    Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

    biến không dây, cũng gống như ta đi xây dựng kỹ thuật để xác định chất lượng
    truyền tối ưu.
    Xuất phát từ xu hướng trên, đề tài “Phân cụm nút mạng cảm biến không
    dây và ứng dụng” không chỉ có mục tiêu nghiên cứu mà còn đánh giá sự tồn tại
    lâu dài của của hệ thống mạng. Kết quả của luận văn sẽ làm nền tảng cho hướng
    nghiên cứu tiếp theo về chủ đề phân cụm trong mạng cảm biến không dây. Bố
    cục của luận văn gồm các nội dung sau:



    CHƯƠNG 1
    KHÁI QUÁT MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
    VÀ BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN
    Trình bày khái quát, cấu trúc, mô hình và bài toán định tuyến trong mạng
    cảm biến không dây.

    CHƯƠNG 2
    CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
    Trình bày các kỹ thuật định tuyến và giao thức trong mạng cảm biến
    không dây.

    CHƯƠNG 3
    MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY CHO
    NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH
    Trình bày chi tiết mô hình nhà máy thủy điện Hòa Bình, khảo sát nhà máy, ứng
    dụng mạng cảm biến vào nhà máy thủy điện và xây dựng hệ thống mạng cảm
    biến gồm 50 nút.

    Xem Thêm: Phân cụm nút mạng cảm biến không dây và ứng dụng
    Nội dung trên chỉ thể hiện một phần hoặc nhiều phần trích dẫn. Để có thể xem đầy đủ, chi tiết và đúng định dạng tài liệu, bạn vui lòng tải tài liệu. Hy vọng tài liệu Phân cụm nút mạng cảm biến không dây và ứng dụng sẽ giúp ích cho bạn.
    #1
  7. Đang tải dữ liệu...

    Chia sẻ link hay nhận ngay tiền thưởng
    Vui lòng Tải xuống để xem tài liệu đầy đủ.

    Gửi bình luận

    ♥ Tải tài liệu

social Thư Viện Tài Liệu

Từ khóa được tìm kiếm

Nobody landed on this page from a search engine, yet!

Quyền viết bài

  • Bạn Không thể gửi Chủ đề mới
  • Bạn Không thể Gửi trả lời
  • Bạn Không thể Gửi file đính kèm
  • Bạn Không thể Sửa bài viết của mình
  •  
DMCA.com Protection Status