Đề tài tốt nghiệp Xây dựng ứng dụng của mạng cảm nhận không dây

Đề tài tìm hiểu và tổng quan được những nét lớn, cơ bản của mạng cảm nhận không dây.Các ứng dụng cơ bản của mạng cảm nhận không dây cũng như các mục tiêu thực hiện của mạng cảm nhận không dây. • Tìm hiểu tình hình ứng dụng của mạng cảm nhận không dây trên thế giới và trong nuớc ta. Đưa ra được những ưu điểm, nhược điểm của mạng cảm nhận không dây. Tìm hiểu nhưng ứng dụng của mạng cảm nhận không dây có thể ứng dụng trng thực tiễn của nước ta . Xây dựng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài tốt nghiệp Xây dựng ứng dụng của mạng cảm nhận không dây Đề tài tốt nghiệp Xây dựng ứng dụng của mạng cảm nhận không dây 1 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI • Đề tài tìm hiểu và tổng quan được những nét lớn, cơ bản của mạng cảm nhận không dây.Các ứng dụng cơ bản của mạng cảm nhận không dây cũng như các mục tiêu thực hiện của mạng cảm nhận không dây. • Tìm hiểu tình hình ứng dụng của mạng cảm nhận không dây trên thế giới và trong nuớc ta. Đưa ra được những ưu điểm, nhược điểm của mạng cảm nhận không dây. Tìm hiểu nhưng ứng dụng của mạng cảm nhận không dây có thể ứng dụng trng thực tiễn của nước ta . Xây dựng mô hình và đánh giá cho một ứng dụng cụ thể trong lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản của mạng cảm nhận không dây. 2 NỘI DUNG LUẬN VĂN Trên thế giới, mạng không dây phát triển mạnh và được chuẩn hoá thành các loại khác nhau. Về bản chất chúng đều là mạng truyền thông không dây, nhưng cấu hình, quy mô, mục đích sử dụng khác nhau nên chúng có những điểm giống nhau và những điểm khác nhau. Trong số các mạng không dây, mạng cảm nhận không dây ra đời trên cơ sở ứng dụng những thành tựu cao của công nghệ chế tạo linh kiện điện tử và sự chín muồi trong việc hiểu biết và làm chủ kiến thức phần mềm hệ điều hành mạng. Mỗi nút mạng trong mạng cảm nhận không dây được xem như những hạt bụi (motes) vì kích thước của chúng rất bé, tiêu thụ năng lượng rất ít nhưng chính chúng có thể đảm đương chức năng nút mạng, và hơn thế, chúng còn có chức năng đo các thông số môi trường (chức năng cảm nhận) nơi chúng có mặt. Lợi ích mà mạng cảm nhận không dây đem lại là to lớn, trên thế giới đang hình thành những trào lưu nghiên cứu, chuẩn hoá, phát triển và khai thác các ứng dụng rất đa dạng của nó. Trong lĩnh vực đo lường điều khiển tự động từ xa, việc ứng dụng công nghệ mạng cảm nhận không dây để thu nhận dữ liệu, và điều khiển, tìm được rất nhiều ứng dụng. Ví như đo các thông số môi trường cho nuôi trồng thuỷ sn, dự báo cháy rừng, dự báo lũ trên các sông, theo dõi sức khỏe…. Với các nhận thức trên cùng với sự khuyến khích động viên, hướng dẫn của Thầy giáo hướng dẫn và mong muốn được tìm hiểu, thử nghiệm ứng dụng công nghệ mạng không dây em đã chọn đề tài “Xây dựng ứng dụng của mạng cảm nhận không dây” Đề tài gồm 2 chương như sau: 3 Chương 1: Giới thiệu về mạng cảm nhận không dây Chương 2: Những ứng dụng của mạng cảm nhận không dây trên thế giới Chương 3: Những ứng dụng của mạng cảm nhận không dây có thể ứng dụng ở nước ta. Chương 4: Thực nghiệm của mạng cảm nhận không dây Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Th.s Hòa Quang Dự đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và động viên em hoàn thành đề tài này. Em xin chân thànhg cảm ơn các Thầy, Cô trong Trường Đại học Dân lập Hải Phòng đã nhiệt tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức chuyên môn và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài này. Hải Phòng, tháng 4 năm 2007 Nguyễn Xuân Hùng 4 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY 1. Giới thiệu về mạng cảm nhận không dây 1.1. Định nghĩa về mạng cảm nhận không dây Mạng cảm nhận không dây (Wireless Sensor Network - WSN) là một mạng không dây mà các nút của nó sử dụng các vi điều khiển, cảm biến, Bộ truyền tín hiệu sóng Radio,… với kích thước rất nhỏ, tiêu thụ năng lượng ít, tự tổ chức, giá thành thấp dùng để đo các dữ liệu và truyền thông không dây giữa các nút trong mạng. Hình 1.1: một mô hình của mạng cảm nhận không dây 1.2. Yêu cầu của WSN 1.2.1. Khả năng tự cấu hình - Ưu điểm mấu chốt của WSN đó là tính dễ triển khai, để triển khai thành công , thì khi đưa ra sử dụng các nút mạng phải có chức năng tự cấu hình . Các nút khi được đặt vào môi trường và có thể hoạt động ngay. Một vài nút vì một số lí do không hoạt động , để mạng tiếp tục hoạt động nó phải có khả năng tự cấu hình lại, Nghĩa là phải phát hiện ra các nút bị hỏng hoặc định kỳ thực hiện cấu hình lại mạng. 5 - Việc mạng phải thực hiện cấu hình có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau như : càn phải thích ứng với sự thay đổi của môi trường, do khoảng cách giữa các nút mạng bị thay đổi… Chính vì vậy việc cấu hình lại là việc cần thiết để duy trì hoạt động của mạng. - Để khắc phục điều này thì giải pháp tốt nhất đó là dùng kiến trúc bó và khẳ năng tự cấu hình của bó. Kiến trúc bó là kiến trúc mà các nút mạng theo một tiêu chuẩn nào đó mà thành lập bó ( Vd các nút ở cạnh nhau có thể được tạo thành một bó, trong mỗi bó thì có một nút đầu bó để nhận dữ liệu gửi về từ các nút trong bó sau đó các nút đầu bó có thể gửi dữ liệu cho nhau để chuyền về máy tính…) 1.2.2. Vấn đề tiết kiệm năng lượng Nguồn năng lượng của các nút mạng cảm nhận không dây thường là pin. Chính vì vậy mà nguồn năng lượng này là có hạn dẫn đến việc tiết kiệm năng lượng là yêu cầu cần thiết. Theo các nhà nghiên cứu thì mức điện tiêu thụ trung bình của một nút mạng trong mạng cảm nhận không dây là trên dưới 50 MW - Để đảm bảo các nút mạng có thể hoạt động được trong thời gian dài (hàng năm) thì việc cần thiết là phải sử dụng các phần cứng tiêu thụ hết it điện năng. Ngoài nguồn điện năng là pin thì ta có thể dùng các nguồn năng lượng khác để có thể tiết kiệm năng lượng như: Nguồn năng lượng có thể tự tạo ra từ môi trường hoạt động của mạng ( VD: Dùng năng lượng mặt trời, năng lượng được tạo ra từ nhiệt … ). - Việc sử dụng các phần mềm nhúng với các thuật toán nhằm tiết kiệm năng lượng cũng có thể là một giải pháp hữu hiệu đối với việc tiết kiệm năng lượng. 1.2.3. Giá thành thấp 6 Do quy mô của mạng cảm nhận không dây la rất rộ ...