Bài giảng Mạng cảm biến: Phần 1

"Bài giảng Mạng cảm biến: Phần 1" có nội dung trình bày giới thiệu về mạng cảm biến không dây; các mục tiêu tối ưu cho mạng cảm biến không dây; quy tắc thiết kế cho WSN; giao diện dịch vụ của WSN; kiến trúc nút đơn; năng lượng tiêu thụ của các nút cảm biến; mô hình lập trình và các giao diện lập trình ứng dụng;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Mạng cảm biến: Phần 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG Khoa Kỹ thuật Điện tử I ********** Vũ Anh Đào - Trần Thị Thục Linh - Nguyễn Hồng Hoa Bài giảng: MẠNG CẢM BIẾN Hà nội, 12/2014 MỤC LỤC MỤC LỤC .................................................................................................................................. 2 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ................................................................................................. 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .................................................................................................. 10 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG ....................................................................................... 12 1.1 Giới thiệu về mạng cảm biến không dây ........................................................................ 12 1.1.1 Đặc trƣng và cấu hình của mạng cảm biến không dây ............................................ 13 1.1.2 Ứng dụng của mạng cảm biến không dây ............................................................... 16 1.1.3 Các yêu cầu kỹ thuật cho mạng cảm biến không dây .............................................. 20 1.1.4 So sánh mạng cảm biến với các mạng khác ............................................................ 23 1.2 Các khái niệm trong mạng cảm biến .............................................................................. 26 1.2.1 Nguồn và bộ thu ...................................................................................................... 26 1.2.2 Mạng đơn bƣớc nhảy và đa bƣớc nhảy ................................................................... 26 1.2.3 Ba loại chuyển động ................................................................................................ 29 1.3 Các mục tiêu tối ƣu cho mạng cảm biến không dây ....................................................... 30 1.3.1 Chất lƣợng dịch vụ .................................................................................................. 31 1.3.2 Hiệu quả năng lƣợng ............................................................................................... 31 1.3.3 Khả năng mở rộng ................................................................................................... 32 1.3.4 Tính bền vững .......................................................................................................... 32 1.4 Các quy tắc thiết kế cho WSN ........................................................................................ 33 1.4.1 Tổ chức phân bố ...................................................................................................... 33 1.4.2 Xử lý trong mạng ..................................................................................................... 33 1.4.3 Tính chính xác và độ tin cậy.................................................................................... 35 1.4.4 Tập trung dữ liệu ..................................................................................................... 35 1.4.5 Khai thác thông tin vị trí .......................................................................................... 36 1.4.6 Khai thác các mô hình hoạt động ............................................................................ 36 1.4.7 Giao thức dựa trên phần tử và tối ƣu lớp giao nhau ................................................ 37 1.5 Giao diện dịch vụ của WSN ........................................................................................... 37 1.5.1 Cấu trúc của giao diện ngăn xếp giao thức/ứng dụng ............................................. 37 1.5.2 Các yêu cầu cho giao diện dịch vụ của WSN .......................................................... 38 1.6 Kết chƣơng ..................................................................................................................... 39 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG 1 ............................................................................................. 40 CHƢƠNG 2. KIẾN TRÚC NÚT ĐƠN .................................................................................... 41 2.1 Các thành phần phần cứng.............................................................................................. 41 2.1.1 Bộ điều khiển ........................................................................................................... 42 2.1.2 Bộ nhớ ..................................................................................................................... 44 2.1.3 Thiết bị truyền thông ............................................................................................... 44 2.1.4 Cảm biến và cơ cấu chấp hành ................................................................................ 52 2.1.5 Nguồn cấp ................................................................................................................ 52 2.2 Năng lƣợng tiêu thụ của các nút cảm biến ..................................................................... 54 2.2.1 Các trạng thái hoạt động .......................................................................................... 54 2.2.2 Năng lƣợng tiêu thụ của các thành phần phần cứng ................................................ 56 2.3 Các hệ điều hành và môi trƣờng hoạt động .................................................................... 61 2.3.1 Các hệ điều hành nhúng........................................................................................... 61 2.3.2 Mô hình lập trình và các giao diện lập trình ứng dụng............................................ 61 2.3.3 Cấu trúc hệ điều hành và ngăn xếp giao thức .......................................................... 64 2.3.4 Quản lý công suất động ........ ...