MỤC LỤC
!"#$%&"'(
$)(*+,*
-
MỤC LỤC HÌNH VẼ
!"#$%&"'(
$)(*+,*
.
LỜI NÓI ĐẦU
/0123456#76*089:;<2=
%>/01?/01%%@6A8B/012
/017#CDE;6FG1HI016)JKJI2
IL!M/01I?ILNH@/016A8/01
2OB0!PIQ%73!P5!5CJR!>0LS5
/01IPDITUSV6IKWCXQIQPIYD
%H!/01XEDIZI0146U4ILX?6)*?[K
FDEP?J73!PI7WC 2K?5/01X
EILS56!W6UQ*HYDC
*:?6E5%L?J6!W6UQ*
HYDHX%+\]^6IZX?I_`Nghiên cứu chế tạo thiết bị cung cấp
năng lượng cho mạng cảm biến không dâyaF6IK>6L%W5%5Q
?6/016!W6UQ*HYDb0%5H%6H5
/01XEILUQIcI?/S5;W6UQCdI22
L9YDHXG6);W6UQ!DI)56*PFM*
C
e69YW67UT?6HX%E#+\]^
%E0FHf&!6gJhIZ!I_?;5Ii6U
UQIhhHfI08rII!%*J6*08r%W6UQ5
H2ODDW6UQI01NHFJ01FC
(!2IAIL6E*SUhF!8S5/
01TM@TDQ5B284V?64:?I
IL6<IL6J01F%HW6UQCCC
IAKT6!HI)0FIYDTDQ5%
H:YXEIRsKUW6CDD%H63
)%H076!?Et2!u!EK076!
C
n
'%EPIYD5%L**SS5J%H9Nk
%S52W/X5YUJ459Q5X#6!W
:DQU%:#ST6!W/S5/01
%HUhF!C'%6*>*HYD26!E/01S5I01
0E5%LC"?:WNH*ST_c:%HXEjE
Ko
• 'V!I)4
• vNkH[?)U)!%HILW6_HH[?8
D_
• (*>6!656W6_HI08D_:I2W6
Dc)W6c*SI08D_C
I015Y6.!6*>QJIhDQ6%
HNHo
Loại 1 (C1WSNs):
• NHIhDQI)
• '%H>6I08IJSIQIK
• +RT%HDF%HQQ50%!6A5
@5B
• W%SF@6wB
• W/9NkH[?3%HDLQ5
• J01HSF(€eK7C
X%U?[.6*>6%IhDQ
(€e*L%5HCDE2L0
6)5P(€e@HBC
1.1.2. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây
• gYXoHl%6EQ08%D7S*
DEN2O
• (*08o%6%%DdDIcKUZbCCC
• ƒQso%6%U?YU??:WkJI_
Ld9O
• I>o**6I_L%QUhI??J
03S6CCC
• 076!o _L6*08*?5/5R
%6%9)*O
1.2. Tổng quan về kỹ thuật WSNs
0IZI_535PE6)6!W6UQHm9Nk!
HMY66)JHm9NkS;D#9Nk0F
!HCD>3IH[?IQHDLQ5H08HmW/9N
kT6>ILW:DQ0F5%IC+FH!2S;H[?I019Nk
IQ6JS8I26W6I01/01PHmU/*E
D_C()Et5m15F6!W6UQ0o
• 'W6UQo
< '/7UWC
< vNkK?C
„
< w%5%?N…C
< &Y'C
< X5Y26C
• D_*DQo
< ZDD_2C
• 6!DIc089DEC
• HUhF!_*SW/K%U)FC
• '%H2L*I01IMS?J>J01F%
HC
Hình 1.1. Cấu trúc mạng cảm biến không dây thông thường
'%5PS!E6)H6!W6UQ0E>-C.o
• ()W6UQ@2L6)DHZDW6UQBI7hX@Q
2B
• 7h9Nk
• 7hE!Uq*DQ
• MS5
• '%5PH%CCC
x
Hình 1.2. Các thành phần trong một node cảm biến.
Software (Operating Systems and Middleware)
LS5X!I)%H5P:#%?I_
M63I01QQIAU?C*08%?I_0Q
HmQ;HXE5PIL2LQ56)%2
K0FHs5m15FU)F2F!TCD‡
6)KH_H!DIYD6)t*KC5PTD‡
M66!5Y5J%HHW6UQ%HC^S
_ENHD‡6*5sIL5%LL6%
W6F_26EIJ4Q15%6ZIL9YD
HXEt%Hh6!07KC
Standards for Transport Protocols
(IKQQIL5%LW5%56!*HYDHXEE
t_5KS5SI%5%DEP0JI)H[?S5<U>
E*SS5IW6UWI)UW6D?JC+hK%H
W6UQP0*9%Ih0F2pW6!5W
2W/X9YDHXC
\€H
&€H
€@H
B
€55
|
H
HH
e5
55
@HH
+]&B
'U
56
(
H
$HH
@(U5B
yCy„n<yC xŠ <zn yC†
yCy.y<
yC.z
-y
6
@|B
jyyyŠ -<jyyŠ -<jyŠ -<jyyŠ
|
'%SI_E:X459Q56!XHl%6%UM6:W
k26%W6UQW/X5Y269YDHX5E6?CCCC
Computation
K%E:IQ515H[?H155YKK%S;
9NkK?C
Data Management
gWkH[?5)Q;H[?:Wk73H[?
DS0[H[?C6*086!D_JH[?I015
IQY6IL0[2DEPI013IC%6!5!57%
DEP8XP2%I019YDHXHm%6*>
0[H[?5YUJC[?PI01I%GJ?L6@*
8B?:W7C
Security
$W66)5P:#X44S:%X=
T*C
1.2.2. Quá trình phát triển của mạng cảm biến
• 8VQ!o%6!P6I015%L)Z3(
Hm%6%P6H0FI%DULC(!E*5RT
HI01L3$4(C
• X;ItD6!6uE6!W6UQIP[
/6-ˆxyF07>|€HH^&‹€D
@€^&€BC
• X5%L%H:YXo[/6-ˆxy<-ˆˆy
IYD2LQ?ST%W5t6076!HXE
%E€^&€<C
• E6!W6UQDDoIYDQ?TH
076!C$0FQK%D_*J[
/6-ˆˆyIP[/6.yyyIZ!E6!W6UQQ
?6FC'%W6UQ6FI01Q!2%S5J01F
Eto
|}U
69CCC
'Y>
6!
L6<IL6
>I
I08
'<
5<<5
@IMI•m
6B
&<<5
6I)
M
Y5
&F &€€
'*?
D56A8
+RI8
D8D
Y7
D<P %</6
Bảng 1.2. Các giai đoạn phát triển của mạng cảm biến không dây
1.2.3. Các cách thức và trở ngại
LXX3E)45%H6)J%
3!P5W01:o
• '/F!UM6WSI__K0FC
• ƒQJMS5C
2.2. Các giải pháp khắc phục vấn đề năng lượng trong mạng cảm biến không dây
2.2.1. Giải pháp phần cứng
+FW5%55P?9YDHX6);W6UQNH%?
EI?/S5S5QC$IP%;W6UQ*HYDI019YD
HXd%?FHfIQK0F;W6UQM_#01FC
PHPFXI8T%?I?NH%%]'K15;W6
UQ*HYDIZI01#K0FC"7[%Z5PU%Hf
b*dEW9S%]'s#*SEX
S5C8I26%;W6UQ*HYD?DGRE*S3
6ŒC
PIYD?E5%L%5HeD"
XQu;5W:DQSI_/01T6!W6UQ*HYD6)%
-n
?:WSC+F5PEI?/S5;fA50F64
01I?/T5!QHfIQ*>Y;W6UQud
!I)C+FD/01H0dd%MUEuI01
DLIcI?IL!!5CdI28JT;W6UQuI01
/ESFAu*U8Q/01C
2.2.2. Giải pháp phần mềm
FSI_J025Pq6!QJI*SE
T%QUh;W6UQ*HYDNHeD"IL
W:DQSI_DE/01!Q>SI_J025P6_6b
I01%5>:Y6C+F5P!I)?:WJ0_*
SE05P6_6*%I01Q[J0I2>DE
6!W6UQ*HYDuUhZ5KC
a. Cơ chế quản lý năng lượng dành cho phần điều khiển
6!W6UQ*HYDH!YD>%;eHG2
?65H[?dW6UQN_%;AE
W8;*5H[?AW8[PNH[
?Q5PI_Lf!I)HfFSZ5KM/01*;C
:WkIL;I014*2001I01UE%;Y
6JX?D_*C I2%;5W26)%`•A5aIL
;6JD_*2LD_I01C
-„
Hình 2.3. Mạng cảm biến không dây thiết kế theo dạng lưới
8:26)J%ILIMU)%;IZI01EC
'%EUIPIZQ?6I01/01I%LF0815%
U)5%*DQ08I01UC+KH7Q<(€'W68U>
%U)*DQI01Ud-yyŽ9JjzŽC(€'RW6_
7[W.yŽC$<(€'SD8UU)*DQ…
W-ŽC[5%LI26KsW68UU)*DQ
…_7[C
c. Cơ chế quản lý truyền nhận không đồng bộ
'7Q4*SS5@\&\BI!I01X*SS5
Uq%4U)*DQPQ8IhVU26)W
84CTDI01#:DR*S@D'DBC$q
%[U)*DQI01U6)W84>7Q:DR
*S5w5;W6UQ2LI01%D_Hfd%;
YCg%>DI016#>.C†C86U)*DQU
42LI01S>CXS>D5)001WI01HXU%T
6!C+KH084yz8U/6ŒC8DG
ITIL46)2IQd6);YC
6JNH[?D2IQ6);Y;Nu5%-…
%UWU%?@UBC;YVI01UEI01…
U%?uN!UW€'*!%82C
92;u3!!%TC
-†
Hình 2.4. Cơ chế quản lý năng lượng không đồng bộ
D_*IMU)EUE2uI01Q?6*S
JI0UEN2!*I01Q?6@UEN5WN_2
+F?IMU)86)IMU)2LW686
D5W[U)*DQ3d!%U6W6/01E
cLC()KH_IMU)8(&C
(&73Tt6!W6UQ*?5"€^
]€-yyC?5w5wHW8M!T6!Uq%4
U)*DQ_J>(&bI!I01I)DUq%E
DLIcPJ*DQk6%2I01NIC6!I01:W
k5HDU)6!I015hU3:Wk6!@6)6%DT
sIAP6!BC
(&SW%;I01IMU)8RzyŒC
8I01%2I)Hy6C‚6…86);A
4@?D_Hf2LQ;2H[?ILD_BATC
4;46)8438IL6U4IPT8
y6CQ6);ID_H[?8D>?D_H[
?uU4IPR-yyŒC+>D5K*P[U)*DQ3!
%UH7-yyŒ%8y6622LIX16)2
C
g%>IMU)8I01G>-C C&KNGPN
6)UDIMU)S40Fd2T2U3>5K2L
29%IhHm6)2I01D_D*I01D_C
Hình 2.5. Cơ chế quản lý đồng bộ
-ˆ
CHƯƠNG III
BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC VẤN ĐỀ NĂNG LƯỢNG TRONG MẠNG
CẢM BIẾN KHÔNG DÂY SỬ DỤNG ENERY HAVESTING
3.1. Sơ lược về Energy Harvesting
Energy HarvestingDR#Power HarvestingDEnergy Scavenging
:%>DLIc%H!/01H0dd%MUE@/
016A8/01?/012I)/BH!/
01I?IL0[S5[QUh*HYD2*Ss!
I?%5IPT%5I?*08I?%5€'IRsI))037#
K9%C
"PQ%MI?%5I01W8?%5I?I_2*
SsP66:%sILS5%?JH0ITIL
S5%QUhP6D0IMMID
'*?&{5/01IZI01EdJ[/6
-ˆˆy2fI6)0FE2L#FC()WQ;hIZ
I01X?!#?]€I25%L;US6XS5MC/6
.yy„6);S*N*HYDXS5MUqI)HUS6;
I01F?C+PIYD6)I_L+d9T&5IZI01%5H*
?&{!I)*P5IZI01W9SC
Hình 3.1. Remote TV không pin của Phillip.
e. Pyroelectric
"? &D DL Ic / 01 ? I? %5C
&DDW/T6)J?IL!6)I?%5!68;
I012A6!CXDIc?I)HDIchKT%DE
N•S;LKH0X5YXT[SH,UQIcCX
5YX65%6)I?%5ELCQ?I)f*Ic3%h
6FT2I?%55DHPHPUQ6SHHRGHRI?C
&DD*EUhP6fF?I?o+F5DD
U)%LI01DIcd?I)UQIcQ:W6)I?%5!68
I01>ELC'RF?I?6)6AT?I01[36)
?I)UE36)?I)%Q:W9S?6)I?%5J
Ih9S?LC
()[1Q:#T5D76%
?5DcIh?I)EIQ yy
o
'A75w5
!/01d%M?I)HI26/?:W?I)X
D73IL5%L%QUh4XQ5YDILHl8Q
dHl%DdCc#T%QUhDu5)Kc
#mYDT624C"?D6)6!0FQUhDIZI01L
N?6d:J"RVC
0D;SD2S_H!/01EE2L
I01NHIL5DLI?/ILS56!W6UQ
*HYDC _:#S%M/01DP06,5KP
0*F!Q;I0153P?JC
3.1.2. Các thiết bị Energy Harvesting
a. Các tế bào quang điện
gI?6)5075%5!I?Uq%DLIcU9!6A
8@W8BHRI??XQ5Uq%NHS
U%Hf2?:I?C'%S656A8QUhTDQTH!DC
Hình 3.2. Hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời sang điện.
b. Tấm nhiệt điện
(%D5% ?I? @6 - eBUM6%F5U%
Hf&Q15F6)S6?C e 2LS5I?%5IPFUq
%J%F5Q5%5JQ5C"?SIL>-yy<.yy‘+~
E6…F5
Q5%5C YDQUhI01NHILS5/01%QUhUq
.j
%5?/sd6%D62M7D6KW?/s
d7L08C
Hình 3.3. Tấm nhiệt điện TEGs
Hình 3.4. Cấu trúc bên trong của TEGs
Hình 3.5. Cung cấp điện năng thông qua thu thập nhiệt từ nước nóng
c. Tua bin nhỏ
UsI01NHIL%/0122=6*08
Copyright: Tài liệu đại học ©