Kiến trúc linh động chiều dài khung truyền nhằm giảm năng lượng tiêu thụ trong mạng cảm biến không dây ứng dụng trong thiết bị giám sát nông nghiệp

Hệ thống này đề xuất giải pháp gởi khung truyền có kích thước linh động theo dữ liệu mạng cảm biến nhằm tiết kiệm lượng dữ liệu gởi đi từ nút cảm biến (sensor node). Giải pháp đề xuất giảm năng lượng tiêu thụ mà không làm suy giảm chất lượng thông tin gởi đi. Hệ thống thiết kế để đưa mạch vào hoạt động chế độ ngủ (sleeping mode) khi dữ liệu không cần gởi đi bởi cập nhật theo từng chu kỳ theo điều kiện hoạt động của môi trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kiến trúc linh động chiều dài khung truyền nhằm giảm năng lượng tiêu thụ trong mạng cảm biến không dây ứng dụng trong thiết bị giám sát nông nghiệp 40 Võ Minh Huân KIẾN TRÚC LINH ĐỘNG CHIỀU DÀI KHUNG TRUYỀN NHẰM GIẢM NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY ỨNG DỤNG TRONG THIẾT BỊ GIÁM SÁT NÔNG NGHIỆP FLEXIBLE FRAME STRUCTURE TO REDUCE ENERGY CONSUMPTION IN WIRELESS SENSOR NETWORK FOR MONITORING AGRICULTURE Võ Minh Huân Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh; huanvm@hcmute.edu.vn Tóm tắt - Hệ thống này đề xuất giải pháp gởi khung truyền có kích Abstract - This system proposes flexible frame structure for low thước linh động theo dữ liệu mạng cảm biến nhằm tiết kiệm lượng dữ power solution in wireless sensor network to save the amount of liệu gởi đi từ nút cảm biến (sensor node). Giải pháp đề xuất giảm năng data sent from sensor nodes. The proposed solution reduces lượng tiêu thụ mà không làm suy giảm chất lượng thông tin gởi đi. Hệ energy consumption but does not degrade the quality of sent thống thiết kế để đưa mạch vào hoạt động chế độ ngủ (sleeping mode) information. The designed system is switched to sleep mode when khi dữ liệu không cần gởi đi bởi cập nhật theo từng chu kỳ theo điều no data is needed to send depending on environment operation kiện hoạt động của môi trường. Mô hình này được dùng nhằm bảo vệ status in every period. This method is applied to protect the nông sản lưu trữ trong nhà kho. Những kết quả thực nghiệm dưới điều agricultural product storage systems. Experimental results under kiện thực tế chứng minh rằng hệ thống phát hiện côn trùng có tỉ lệ real conditions demonstrate that the system can detect insects with thành công đến 90%, tiết kiệm năng lượng tiêu thụ khoảng 20% lượng the success ratio up to 90% and save energy dissipation to 20% điện năng tiêu thụ so với phương pháp thông thường không sử dụng compared to conventional fixed frame structure solution. As a phương pháp tiết kiệm điện năng do gởi khung có chiều dài cố định. result, the system life time increases from 50 days to 416 days with Kết quả, thời gian sống hệ thống tăng từ 50 ngày lên tới 416 ngày sử the same battery supply of 9,000 mAh. dụng trong cùng nguồn cung cấp dùng pin 9.000 mAh. Từ khóa - IoT; ESP8266; sensor node; mạng cảm biến không dây; Key words - IoT; ESP8266; sensor node; wireless sensor network; giải pháp công suất thấp. low power solution. 1. Giới thiệu tiêu thụ ở các sensor node nhưng mặt khác cũng ảnh hưởng Internet of Things (IoT) là một mạng lưới của nhiều tới chất lượng thông tin cần thu thập từ cảm biến. Điều này thiết bị giao tiếp với nhau mà không có sự tham gia của con dẫn đến việc cần có sự thỏa hiệp giữa chất lượng thông tin người. Sự giao tiếp giữa các thiết bị với nhau chủ yếu liên mong muốn và năng lượng tiết kiệm cần đạt để từ đó có sự quan đến việc thu thập và xử lý dữ liệu để các thiết bị có lựa chọn thiết kế phù hợp cho từng ứng dụng. thể tự đưa ra quyết định và hành động phù hợp. Trong bài báo này, tác giả trình bày một phương pháp Trong mạng IoT, một vấn đề đáng được quan tâm là công khác để giảm lượng dữ liệu truyền nhờ phương pháp dùng suất tiêu thụ của các nút cảm biến (sensor node). Thông cấu hình khung truyền linh động theo dữ liệu cần truyền. thường, các sensor node hoạt động dựa trên nguồn pin cung Một khung truyền bao gồm các trường được đóng gói, gọi cấp bị giới hạn dung lượng. Việc lắp đặt thay thế các nguồn là một khung (frame). Tuy nhiên, dữ liệu tại các trường này pin này có thể gây gián đoạn hoạt động của hệ thống hoặc không phải lúc nào cũng cần truyền đi. Trong trường hợp, dẫn đến chi phí cao do hoạt động trong điều kiện môi trường một trường thông tin cảm biến trả về giống với dữ liệu khắc nghiệt [1]. Hơn nữa, công nghệ phát triển của pin không trước đó đã lưu trong bộ đệm, thì trường này không nên thể tăng nhanh để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của các đóng thành khung truyền và truyền về bộ xử lý. Bởi, nếu thiết bị về việc tiêu thụ năng lượng. Điều này đòi hỏi các trong trường hợp vẫn giữ nguyên cấu trúc khung dữ liệu sensor node trong mạng IoT phải có khả năng tự chủ năng truyền cố định, năng lượng tiêu thụ trên bộ phát sóng sẽ tốn lượng trong môi trường truyền dẫn dữ liệu. năng lượng cố định, trong khi thông tin truyền đi lại dư thừa vì bộ xử lý sau khi so sánh dữ liệu lưu trữ và dữ liệu Gần 90% năng lượng tiêu thụ tại các sensor node phụ khung nhận được giống nhau. Vì vậy thông tin này cũng sẽ thuộc vào năng lượng trên các khối truyền dẫn không dây bị xóa đi. Bằng cách loại bỏ các trường thông tin do cảm [1]. Nguyên nhân là do các sensor node tiêu hao một phần biến trả về giống với dữ liệu trước đó, hoặc các trường lớn năng lượng tại bộ thu phát sóng để truyền dữ liệu lên bộ không có dữ liệu trả về, khung truyền sẽ có chiều dài linh xử lý trung tâm. Vì vậy, để giảm năng lượng tiêu thụ của các ...