Đánh giá hiệu năng các giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây

DANH CÁC KÝ HI U, CÁC VI T Hierarchy... PEGASIS Power-efficient Gathering in Sensor Information Systems Efficient sensor Network protocol lý NS2... Các t Proceedings of the Distributed S

viên

CAM OAN

viên

DANH CÁC KÝ HI U, CÁC VI T 5

7

DANH CÁC HÌNH V , 8

M U 10

1 Lý do ch n ài 10

2 L ch s nghiên c u 10

3 M nghiên c u 12

12

12

6 Ph 12

CH NG 13

1.1 13

1.1.1 13

1.1.2 13

1.1.3 15

1.2 18

1.2.1 C u trúc ph ng 19

1.2.2 C u trúc phân c p 19

21

22

22

23

25

28

CH NG 2: 30

30

30

2.2.1 Giao th c LEACH 31

2.2.2 Giao th c LEACH-C 41

2.2.3 Giao th c -Cluster) 43

2.2.4 - Minimum Transmit Energy) 43

44

2.2.6 Giao th c SPIN 45

2.2.7 Giao th c truy n tin tr c ti p 46

47

2.2.10 48

CH NG 3 53

53

ng tiêu th t i các node c m bi n 53

3.3.2 T ng l ng d li u nh c t i node c s 53

3.3.3 T l truy n thành công 53

3.3.4 Tính b o m t 54

tr tín hi u 54

3.3.6 Th i gian s ng c a m ng 54

55

CH 59

59

59

59

nh 61

62

63

63

67

N 68

1 t c c a ài 68

68

3 H phát tri a tài 69

TÀI LI U THAM KH O 70

DANH CÁC KÝ HI U, CÁC VI T

Hierarchy

PEGASIS Power-efficient Gathering in

Sensor Information Systems

Efficient sensor Network protocol

lý

NS2

51 52

DANH CÁC HÌNH V ,

14

15

19

19

20

32

Hình 2.2 Time- 33

35

36

37

38

Hình 2.7 Time- 38

39

41 -C 42

43

44

Hình 2.13 C 46

Hình 2.14 Các pha trong Directed Diffusion 47

48

Hình 2.16 L 49

55

56

57

58

59

61

Hình 4.3 S 62

Hình 4.4 S 63

64

64

65

66

Các t

(Proceedings of the Distributed Sensor

m

SN

lý Ad-

-hoc

C 1:

DÂY

1.1 M ng c m bi n không dây

1.1.1

i s phát tri n m nh m c a khoa h c k thu t nói chung và

M ng c m bi n không dây (WSN - Wireless Sensor Network) là m

h t ng bao g m các node c m bi n, tính toán và các truy n thông gi a các thành

nh v các m c tiêu c nh

Sink Internet và

Hình 1.1 Mô hình t ng quát m ng c m bi n không dây

v i m t b nh nh , phân tích thông tin c m bi n và qu n lý các th t c c ng tác

gi a node c m bi n và m ng b ng k t n i không dây, có th là vô tuy n, h ng ngo i

ho c b ng tín hi u quang M t thành ph n quan tr ng c a node c m bi n là b

m t tr i nh

H u h t các công ngh nh tuy n trong m ng c m bi n và các nhi m v c m

WSNs là m t ph n không th thi u trong các ng d ng quân s ngày nay v i các h th ng giám sát, thu th p tin t c tình báo truy n thông, tính toán, theo dõi k

ki m tra l ng, trang b c, giám sát chi ng, trinh sát vùng và l c

khí hóa h c - sinh h c - h t nhân

M t s ng d ng trong y t c a m ng c m bi n là ki m tra giám sát tình

nhi m v riêng Ví d , m t node có th theo dõi nh p tim, trong khi m t node khác

c v trí c a h trong b nh vi n

Qu n lý v s kháng thu c và phát sinh các ph n ng ph khi s d ng thu c

k p th i khi x y ra các ph n ng ph khi dùng thu c

ng ng t i mùa màng và v t nuôi; tình tr i; các công c

các v trí c n thi t nên chúng có th cung c p tin t c chính xác v ngu n g c phát

c a các c m bi n

m t ph m vi ng d ng r t l n cho các m ng c m bi n không dây

mong ch là các thi t b ngo i vi máy tính cá nhân, gi

u ki n thi t y u c a các m ng c m bi n không dây ng d ng khác trong gia

-

dây

-

node thông qua các node

-

node

node

1.2.1 C u trúc ph ng

node node

node node

13

16

15 14

5

8

7 6

9

12

11 10

node node

-facto (tiêu

-

Tro

nh

trên WSNs là

-

Hình 2.1 Giao th c LEACH

node khác Các node không ph i là node ch dùng nh ng b n tin này t các node

u

Pha thi t l p

de

-request

(Join-state phase)

Sai

Hình 2.3 Gi i thu t hình thành cluster trong LEACH

Hình 2.4 S hình thành c m )

d

t Nhìn vào hình 2.6

Nút i là

SaiSai

t < Tvòng?

t < Tvòng?

SaiSai

-hình thành t

-SS: directed sequence spread spectrum)

Hình 2.10 Pha thi t l p c a LEACH-C

-Global node

node

Pha a LEACH-C gi ng h t LEACH

node

-

Stat-node

node node

- D li u s c ho c s n khi mà node quá xa so v i tr m g c

PEGASIS (Power-efficient Gathering in Sensor Information Systems) là giao

node

node này sang node

node

(f)

Hình 2.13 c a SPIN

SPIN có ba phiên b n chính: SPIN PP, SPIN EC và Spin-BC Hai phiên

c thi t k cho m ng qu ng bá

2.2.7 Giao th c truy n tin tr c ti p

nh quá trình x lí n i m ng, và t i thi u s l n truy n nên ti t ki c

ng, kéo dài th i gian s ng c a m ng Hình 2.14 mô t các quá trình di n ra trong

m ng khi dùng giao th c Directed Diffusion

n node lân c n t c thông tin yêu c c mô t b i t

truy n gi a tr m g c và các ngu n Tr m g c g i l i các b n tin g c qua nh ng

c ch n v i kho ng th i gian gi a hai s ki n ng

Sink

Interests Source

ph thu c th i gian Trong giao th c này các node c m bi n liên t c c m nh n môi

ng m m thì không truy n d li u) Giá tr ng m m càng nh chính

2.2.10

Giao th c GAF (Geographic Adaptive Fidelity) d a trên v trí có hi u qu v

ngh Các node này ch u trách nhi m giám sát và báo cáo d li u v Tr m g c thay

nh trong tr ng thái ngh ti t ki ng Vì v y GAF có th

node nào trong s các node 2, 3 và 4 và các node 2, 3, 4 có th truy n t i node 5 Do

ngh

[4] trong WSNs

node Topology node

SPEED

C 3

ng tiêu th t i các node c m bi n

u không kh thi Chính vì th trong m ng c m bi n không dây,

m ng

3.3.3 T l truy n thành công

ch t c a giao th nh tuy n Nói chung, trong m t h th ng WSNs thì thông s này r t là quan tr ng, nó th hi n tính hi u qu c a d li u truy n t ngu n

3.3.4 Tính b o m t

Trong các ng d ng c a m ng c m bi n không dây thì tính b o m t r t quan

không chính xác

o m t là m t y u t b t bu c trong truy n tin Do

nh t

tr tín hi u

hi nh tuy n trong m ng c m

bi n

Wendi

B Heinzelman, Anantha P.Chandrakasan, and Hari Ba

LEACH-C, MTE, Start-cluster

-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks [9]

Hình 3.2 T ng d li u nh c t i tr m gôc / t ng

Hình 3.3 T ng s node c m bi n còn s ng theo th i gian

Trong hình 3.3 mô t t ng s node c m bi n còn s ng theo th i gian, s node

t d li u trong quá trình truy n) và thi u t p h p d li u B i vì MTE

i giao th c LEACH

4:

KHÔNG DÂY

4.1 Ph n m m mô ph ng NS2

Event Scheduler Objects

Network Component Objects

Network Setup Helping Modules

Simulation Results

-

Tùy

XGRAPH hay TRACEGRAPH

TCL File

File.tcl

NS2

NAM Visual Simulation

Tracing and Monitoring SumualationOut.nam

Out.tr

Hình 4.2 Lu ng các s ki n cho file Tcl ch y trong NS

NAM Visual Simulation

Tracing and Monitoring Simulation

tcl8.5 tcl8.5-dev tk8.5 tk8.5-dev gcc-4.4 g++4.3 xgraph dev headers.

libxmu

/opt/ns-allinone-2.34

-

3

là LEACH, LEACH-C, STARTIC-CLUSTER

u ki n mô ph ng

Byte

LEACH

LEACH C

-Stat-cluster

Hình 4.5 T ng s d li u g i thành công t i các node theo th i gian

LEACH-C là

-C -C

hình 4.6

-C có cao

-C LEACH

3 ng phát tri n c a tài

Wayne State University, 2006

[4] José Cecílio, Eudisley Anjos, João Costa, Pedro Furtado Survey on data

11-2011

International Journal of Computer Applications, Volume 5 No.11, August 2010

, Publisher InTech, 2010

[8] Rajashree.V.Biradar, V.C.Patil, Dr S R Sawant,Dr R R Mudholkar,

Classification and comparison of routing protocols in wireless sensor

, Karnataka, India, 2009