Link tải luận văn miễn phí cho ae
Nghiên cứu, tìm hiểu tổng quan về mạng cảm biến không dây, các tiêu chuẩn để có thể sử dụng IPv6 cho mạng cảm biến không dây: IEEE 802.15.4 và 6LoWPAN. Tìm hiểu các khái niệm, nguyên lý hoạt động trong giao thức định tuyến RPL. Tìm hiểu về IPv6, đặc điểm, cấu trúc, phân loại. Các công nghệ chuyển đổi địa chỉ IP6-IPv4. Đưa ra mô hình kết nối mạng cảm biến không dây IPv6 với một mạng IPv6 khác qua cơ sở hạ tầng mạng IPv4 bằng cơ chế đường hầm. Xây dựng chương trình mô phỏng với những chức năng: xây dựng topo – DAG, nhận dạng DAG ROOT, phân biệt Instance, lọc bản tin ICMP, tự động nhận dạng server khi
Luận văn ThS. Truyền dữ liệu và mạng máy tính -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2013
Ngày nay, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, các công
nghệ trong lĩnh vực mạng cảm biến cũng không ngừng phát triển và ngày càng đòi hỏi
những yêu cầu cao hơn, nhằm phục vụ những mục đích nghiên cứu khoa học, y tế,
giáo dục, quân sự, dân sự,.... Trong cuộc sống hiện đại, những ứng dụng sử dụng mạng
cảm biến không dây ngày càng trở nên gần gũi và có ý nghĩa trong cuộc sống.
Trong mạng cảm biến không dây, định tuyến là một yếu tố rất quan trọng ảnh
hƣởng đến kết nối và thực hiện trao đổi thông tin. Hiệu quả hoạt động chung của mạng
cảm biến không dây là phụ thuộc vào sự lựa chọn của giao thức định tuyến và chất
lƣợng thực hiện của nó. Mạng tổn hao năng lƣợng thấp bị hạn chế về tài nguyên do
kiểm soát đƣờng truyền, thời gian, tiêu thụ năng lƣợng, độ trễ và tỷ lệ phân phối gói
tin (PDR) đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của các giao thức định tuyến.
Giao thức định tuyến RPL cần đƣợc tối ƣu hóa cho các ứng dụng sensornet khác
nhau để đạt đƣợc hiệu suất tối ƣu và sử dụng các nguồn lực hiệu quả hơn.
Nghiên cứu, đánh giá hiệu năng của giao thức định tuyến RPL – Routing
Protocol for Low power and Lossy Network – một giao thức định tuyến mới đang
trong quá trình nghiên cứu là hết sức cần thiết. Do đó, tui chọn đề tài “Nghiên cứu,
đánh giá hiệu năng của giao thức định tuyến cho mạng cảm biến không dây với hỗ trợ
6LoWPAN”. Trong khuôn khổ luận văn này, tui tập trung nghiên cứu, tìm hiểu mở
rộng mạng cảm biến không dây sử dụng IPv6, đánh giá hiệu năng của giao thức định
tuyến RPL. Luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng 1: Trình bày tổng quan về mạng cảm biến không dây, những ứng dụng
của mạng cảm biến không dây; Giới thiệu hệ điều hành Contiki và công cụ mô phỏng
Cooja
Chƣơng 2: Trình bày giao thức định tuyến RPL và IPv6. Cấu trúc các bản tin
DIO, DAO, DIS. Quá trình khởi tạo mạng và định tuyến của giao thức RPL
Chƣơng 3. Xây dựng mô hình mô phỏng bằng công cụ Cooja. Thống kê phân
tích số liệu, đƣa ra nhƣng đánh giá và khuyến nghị.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN WSN VÀ ỨNG DỤNG
1.1. Khái niệm chung về mạng cảm biến không dây
Mạng cảm biến không dây (wireless sensor network - WSN) là một mạng bao
gồm một số lƣợng lớn các node cảm biến có kích thƣớc nhỏ gọn, giá thành thấp, có
sẵn nguồn năng lƣợng, có khả năng tính toán và trao đổi với các thiết bị khác nhằm
mục đích thu thập thông tin toàn mạng để đƣa ra các thông số về môi trƣờng, hiện
tƣợng và sự vật mà mạng quan sát.
Các node cảm biến là các sensor có kích thƣớc nhỏ, thực hiện việc thu phát dữ
liệu và giao tiếp với nhau chủ yếu qua kêch vô tuyến. Các thành phần của node cảm
biến bao gồm: các bộ vi xử lý rất nhỏ, bộ nhớ giới hạn, bộ phận cảm biến, bộ phận thu
phát không dây, nguồn nuôi. Kích thƣớc của các con cảm biến này thay đổi tùy thuộc
vào từng ứng dụng.
Mạng cảm biến không dây ra đời đáp ứng nhu cầu thu thập thông tin về môi
trƣờng, khí hậu, phát hiện và do thám việc tấn công bằng hạt nhân, sinh học và hóa
học, chuẩn đoán sự hỏng hóc của máy móc, thiết bị, …để từ đó phân tích, xử lý và đƣa
ra các phƣơng án phù hợp hay thông báo hay đơn thuần chỉ là lƣu trữ số liệu.
Với sự phát triển của công nghệ chế tạo linh kiện điện tử, công nghệ nano, giao
tiếp không dây, công nghệ mạch tích hợp, vi mạch phần cảm biến… đã tạo ra những
con cảm biến có kích thƣớc nhỏ gọn, đa chức năng, giá thành thấp, tiêu thụ năng lƣợng
ít, làm tăng khả năng ứng dụng rộng rãi của mạng cảm biến không dây.
Mạng cảm biến không dây có một số đặc điểm sau:
Phát thông tin quảng bá trong phạm vi hẹp và định tuyến multihop.
Đƣợc triển khai với mật độ sensor lớn.
Cấu hình mạng thƣờng xuyên thay đổi phụ thuộc vào fadinh và hƣ hỏng
ở các node.
Các node trong mạng cảm biến bị hạn chế về công suất, khả năng xử lý
và dung lƣợng nhớ.
Mạng cảm biến thƣờng phụ thuộc vào ứng dụng.
Vị trí các node mạng cảm biến không cần thiết phải thiết kế hay xác
định trƣớc. Do đó có thể phân bố ngẫu nhiên trong các địa hình phức tạp.
Khả năng phối hợp giữa các node cảm biến: các node cảm biến có gắn
bộ xử lý bên trong, do đó thay vì gửi dữ liệu thô tới đích thì chúng gửi
dữ liệu đã qua tính toán đơn giản.
1.2. Cấu trúc mạng cảm biến
Các cấu trúc hiện nay cho mạng Internet và mạng ad hoc không dây không dùng
đƣợc cho mạng cảm biến không dây, vì một số lý do sau:
Số lƣợng các node cảm biến trong mạng cảm biến có thể lớn gấp nhiều
lần trong mạng ad hoc.
Các node cảm biến dễ bị lỗi
Cấu trúc mạng cảm biến thay đổi khá thƣờng xuyên.
Các node cảm biến chủ yếu sử dụng truyển thông kiểu quảng bá, trong
khi hầu hết các mạng ad hoc đều dựa trên việc truyền điểm-điểm.
Các bút cảm biến bị giới hạn về năng lƣợng, khả năng tính toán và bộ
nhớ.
Các node cảm biến có thể không có số nhận dạng toàn cầu (Global
identification) (ID) vì chúng có một số lƣợng lớn mào đầu và một số
lƣợng lớn các node cảm biến.
Chính vì các lý do trên, mà cấu trúc của mạng mới đòi hỏi phải:
Kết hợp vấn đề năng lƣợng và khả năng định tuyến
Tích hợp dữ liệu và giao thức mạng.
Truyền năng lƣợng hiệu quả qua các phƣơng tiện không dây.
Chia sẽ nhiệm vụ giữa các node lân cận.
1.2.1. Cấu trúc toàn mạng cảm biến không dây
Các node cảm biến đƣợc phân bố trong một trƣờng sensor nhƣ hình 1.1. Mỗi
node cảm biến có khả năng thu thập dữ liệu và định tuyến lại đến các sink.
Dữ liệu đƣợc định tuyến lại đến các sink bởi một cấu trúc đa điểm nhƣ hình dƣới.
các sink có thể giao tiếp với các node quản lý nhiệm vụ (task manager node) qua mạng
Internet hay vệ tinh.
/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing
