Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nghiên cứu phát triển định tuyến tiết kiệm năng lượng cho mạng cảm biến không dây

MỤc đích nghiên cứu của đề tài là phân tích thiết kế giao thức định tuyến tiết kiệm năng lượng trong mạng cảm biến không dây; nghiên cứu, đề xuất thuật toán ước lượng vị trí đối tượng sử dụng trong mạng cảm biến không dây; đề xuất mô hình giám sát đối tượng theo vùng dựa trên thuật toán ước đoán vị trí và giao thức định tuyến đề xuất nhằm tiết kiệm năng lượng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật viễn thông: Nghiên cứu phát triển định tuyến tiết kiệm năng lượng cho mạng cảm biến không dây BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN TRUNG DŨNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐỊNH TUYẾNTIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 62520208 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Hà Nội – 2014 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN ĐỨCPhản biện 1: PGS.TS Lê Nhật ThăngPhản biện 2: PGS.TS Trương Vũ Bằng GiangPhản biện 3: PGS.TS Nguyễn Huy HoàngLuận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi………giờ, ngày……tháng…….năm…….. Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu – Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia MỞ ĐẦU1.1. Mục đích nghiên cứu Mạng cảm biến đã có nhiều ứng dụng trong đời sống nhưng chúng vẫn còn phải đối mặt với một số tháchthức mà các mạng không dây khác không có như vấn đề bảo mật thông tin, vấn đề nhiễu kênh truyền, vấn đềbị che khuất do địa hình, vấn đề năng lượng… Như ta đã biết, mạng cảm biến không dây được tạo thành bởicác nút cảm biến, chúng tự thiết lập kết nối với nhau thông qua hình thức không dây. Nguồn nuôi của các nútcảm biến này là pin với dung lượng hạn chế. Tuổi thọ của các nút cảm biến nói riêng và của toàn mạng cảmbiến nói chung phụ thuộc vào việc sử dụng nguồn năng lượng này. Do đó, các thuật toán khi thiết kế chomạng cảm biến không dây cần chú trọng nhiều đến vấn đề năng lượng. Có rất nhiều khía cạnh của kiến trúc mạng có thể được thiết kế để có năng lượng hiệu quả như thiết kếứng dụng tiết kiệm năng lượng, thiết kế giao thức điều khiển các chế độ hoạt động của nút cảm biến, tắt tạmthời các nút cảm biến khi không cần thiết, thiết kế các giao thức định tuyến tiết kiệm năng lượng… Trongcác hướng tiếp cận đó thì thiết kế giao thức định tuyến tiếp kiệm năng lượng là một hướng tiếp cận hiệu quả.Bởi vì, trong mạng cảm biến không dây, dữ liệu truyền thông chiếm phần lớn nguồn tài nguyên năng lượngcủa mạng. Tối ưu được giao thức định tuyến tức là tối ưu được việc truyền thông dữ liệu này. Do đó luận ántập trung chủ yếu vào việc thiết kế các giao thức định tuyến tối ưu năng lượng đồng thời xây dựng mô hìnhứng dụng tổng hợp có thể ứng dụng vào thực tế. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Phân tích thiết kế giao thức định tuyến tiết kiệm năng lượng trong mạng cảm biến không dây. - Nghiên cứu, đề xuất thuật toán ước lượng vị trí đối tượng sử dụng trong mạng cảm biến không dây. Đề xuất mô hình giám sát đối tượng theo vùng dựa trên thuật toán ước đoán vị trí và giao thức định tuyến đề xuất nhằm tiết kiệm năng lượng. Các vấn đề cần giải quyết của luận án - Đề xuất phương pháp định tuyến giảm thiểu gói tin dư thừa, hạn chế số nút mạng tham gia định tuyến. - Đề xuất phương pháp định tuyến kết hợp nhiều điều kiện để chọn đường đi tốt nhất. - Đề xuất phương pháp định tuyến loại bỏ tuyến đường có mức năng lượng không đảm bảo. - Đề xuất phương pháp định tuyến kết hợp điều khiển công suất. - Đề xuất thuật toán ước lượng, dự đoán vị trí đối tượng sử dụng trong mạng cảm biến không dây. - Xây dựng mô hình ứng dụng giám sát đối tượng theo vùng kết hợp giữa thuật toán dự đoán và các thuật toán định tuyến đề xuất. Phạm vi nghiên cứu - Tập trung nghiên cứu các giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây. - Tập trung nghiên cứu các kỹ thuật điều khiển công suất trong mạng cảm biến không dây. - Tập trung nghiên cứu các thuật toán dự đoán vị trí đối tượng. Đặc biệt là thuật toán bộ lọc chất điểm. - Tập trung nghiên cứu ứng dụng giám sát đối tượng sử dụng mạng cảm biến không dây. Phương pháp nghiên cứu - Mô hình hóa giải tích các bài toán truyền thống, tiết kiệm năng lượng và điều khiển cấp phát tài nguyên để đưa ra thuật giải khả thi. - Tiến hành thiết kế, đề xuất thuật toán tối ưu, kiểm chứng bằng mô phỏng. Các đóng góp của luận án - Đề xuất giao thức định tuyến tiết kiệm năng lượng:  Định tuyến tiết kiệm năng lượng dựa trên kỹ thuật giảm thiểu các gói tin dư thừa Efficient Expanding Ring Search (EERS)  Định tuyến tiết kiệm năng lượng tối ưu chi phí tìm đường và cân bằng năng lượng Routing Dual Criterion (RDC) và Avoid Bad Route (ABR).  Định tuyến tiết kiệm năng lượng kết hợp điều khiển công suất. - Xây dựng ứng dụng giám sát đối tượng theo vùng dựa trên thuật toán dự đoán vị trí đối tượng Particle Filter và các thuật toán định tuyến đề xuất:  Đề xuất phư ...