Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 1
TĂNG THỊ HIỀN THƢƠNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ KỸ THUẬT ƢỚC LƢỢNG CHẤT
LƢỢNG TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG
DÂY, ỨNG DỤNG NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG
TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY
: 60 48 01

TÓM TẮT
Hình 2.4: Lưu đồ quá trình xử lý gói beacon nhận được (ETX). 33
Hình 2.5: Lưu đồ cập nhật EXT của kỹ thuật DE 35
Hình 2.6: Lưu đồ quá trình thêm hàng xóm của kỹ thuật DE 36
Hình 2.7: Lưu đồ cập nhật hàng xóm của kỹ thuật DE 36
Hình 2.8: Lưu đồ cập nhật ETX của kỹ thuật Extend - DE 38
Hình 2.9: Lưu đồ quá trình quản lý hàng xóm của 4B 40
Hình 2.10: Lưu đồ quá trình cập nhật ETX của kỹ thuật 4B 41
Hình 3.1: Lưu đồ quá trình cập nhật ETX của kỹ thuật kết hợp 45
Hình 3.2: Sơ đồ mô phỏng mạng cảm biến không dây trên nền tảng Zolertia
bằng hệ điều hành Contiki 56
Hình 3.3: Màn hình mô phỏng trên hệ điều hành Contiki 57
Hình 3.4: So sánh tỷ lệ truyền thành công gói tin giữa kỹ thuật DE, LQI và LQI-
DE 58
Hình 3.5: So sánh chi phí truyền gói tin giữa kỹ thuật DE, LQI và LQI-DE 59 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 3
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Stt
Từ viết
tắt
Tiếng Anh

Ngôi nhà thông minh
8
PDR
Packet Delivery Ratio
Tỷ lệ nhận gói
9
PL
Path Length
Số chặng
10
PQ
Path Quality
Chất lượng của quãng đường
11
PDC
Packet Delivery Cost
Chi phí gửi tin
12
ETX
Expected Transmission Count
Số lần truyền kỳ vọng
13
LQI
Link Quality Indicator
Kỹ thuật LQI
14
SNR
Signal-to-Noise Ratio
Tín hiệu nhiễu sóng
15

CTP
Collection Tree Protocol
Giao thức cây thu thập
23
ACK
Acknowledged Packet
Thông báo gửi tin
24
TDMA
Time Division Multiple Access
Đa truy cập phân chia thời gian
25
RFDs
Reduced-function Devices
Thiết bị có chức năng hạn chế Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 4
Mục lục
MỞ ĐẦU 6
Chƣơng 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây và ƣớc lƣợng chất

5 2.4.2. Mô tả kỹ thuật DE 34
2.4.3. Nhận xét kỹ thuật DE 37
2.5. Kỹ thuật Extend - DE ( Extend - Direct Estimate) 37
2.5.1. Ý tưởng kỹ thuật E-DE 37
2.5.2. Mô tả kỹ thuật E-DE 37
2.5.3. Nhận xét kỹ thuật E-DE 39
2.6. Kỹ thuật 4B ( Four - Bit) 39
2.6.1. Ý tưởng kỹ thuật 4B 39
2.6.2. Mô tả kỹ thuật 4B 39
2.6.3. Nhận xét kỹ thuật 4B 42
2.7. Kỹ thuật kết hợp DE-LQI 43
2.7.1. Mô tả bài toán 43
2.7.2. Ý tưởng kỹ thuật 43
2.7.3. Mô tả kỹ thuật 44
Chƣơng 3: Cài đặt và đánh giá hiệu năng một số kỹ thuật ƣớc lƣợng tuyến
46
3.1. Dẫn nhập 46
3.2. Cài đặt kỹ thuật LQI, kỹ thuật DE và kỹ thuật kết hợp DE-LQI 46
3.2.1. Kỹ thuật LQI 50
3.2.2. Kỹ thuật DE 51
3.2.3. Kỹ thuật DE-LQI 51
3.3. Mô phỏng và đánh giá hiệu năng của DE, LQI, DE-LQI 53
3.3.1. Yêu cầu thực hiện đánh giá kỹ thuật ước lượng tuyến bằng mô phỏng
trên hệ điều hành Contiki 53
3.3.2. Thiết lập thông số cho quá trình mô phỏng 54
3.4. Đánh giá kết quả mô phỏng 57
3.4.1. Quá trình thu nhận kết quả 57

Xuất phát từ xu hướng trên, đề tài “ Nghiên cứu một số kỹ thuật ước lượng
chất lượng tuyến trong mạng cảm biến không dây, ứng dụng nâng cao chất
lượng truyền thông không dây” không chỉ có mục tiêu nghiên cứu về kỹ thuật
hay kỹ thuật ước lượng chất lượng tuyến trong mạng cảm biến không dây, mà
còn thực hiện việc đánh giá về các kỹ thuật này. Kết quả của luận văn sẽ làm nền
tảng cho hướng nghiên cứu tiếp theo về chủ đề ước lượng tuyến trong mạng cảm
biến không dây. Bố cục của luận văn gồm các nội dung chính sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 7 Chương 1
Tổng quan mạng cảm biến không dây và ước lượng chất lượng tuyến
Trình bày về kiến trúc, phương thức truyền thông, cũng như những thách
thức truyền thông đối với mạng cảm biến không dây trong việc đánh giá chất
lượng tuyến của mạng.
Chương 2
Một số kỹ thuật đánh giá chất lượng tuyến
trong mạng cảm biến không dây
Trình bày chi tiết về các kỹ thuật tiêu biểu trong việc xác định chất lượng
tuyến trong mạng cảm biến không dây như LQI, DE,… Căn cứ vào những đánh
giá về những kỹ thuật này, tôi nghiên cứu một kỹ thuật kết hợp nhằm nâng cao
việc đánh giá chất lượng tuyến trong mạng cảm biến không dây và trình bày ở
chương 3.
Chương 3
Cài đặt và đánh giá hiệu năng một số kỹ thuật
ước lượng chất lượng tuyến

Mạng WSNs có thể hiểu đơn giản là sự liên kết và kết nối giữa các nút cảm
biến với nhau nhằm để trao đổi thông tin và đáp ứng yêu cầu của người dùng.
Mỗi nút cảm biến không dây bao gồm một bộ thu phát vô tuyến, một bộ vi xử lý,
và các cảm biến. Mạng cảm biến không dây sẽ liên kết các nút cảm biến với nhau
thông qua giao tiếp không dây trong đó các nút trong mạng thường là các (thiết
bị) đơn giản, nhỏ gọn, giá thành thấp, đa chức năng, công suất tiêu thụ thấp và có
số lượng lớn, được phân bố một cách không có hệ thống hoặc có hệ thống trong
một phạm vi hoặc có thể liên kết với các mạng khác để tạo ra mạng cảm biến có
phạm vi rộng hơn. Các nút cảm biển có thể sử dụng nguồn năng lượng hạn chế
(pin), nên có giới hạn về thời gian hoạt động. Các nút cảm biến này có nhiệm vụ
cảm nhận, đo đạc, tính toán, thu thập, hoặc đáp ứng yêu cầu của người dùng như

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 9 theo dõi, chụp ảnh, bật tắt hệ thống, thiết bị điện, hay ở chế độ ngủ. Hình 1.1
dưới đây minh họa về mô hình mạng cảm biến không dây điển hình.

Hình 1.1: Mô hình mạng cảm biến không dây.
Qua hình 1.1, chúng ta thấy rằng các nút cảm biến được phân bố một cách
phù hợp theo vị trí thu thập thông tin và đảm bảo liên kết truyền thông với nhau,
dữ liệu có thể truyền đa chặn để tới nút chủ (sink node). Các nút cảm biến thường
có chức năng như thu thập số liệu môi trường xung quanh như: nhiệt độ, độ ẩm,
ánh sáng; theo dõi hay định vị các mục tiêu cố định hoặc di động,… Các nút này
giao tiếp theo mô hình ad-hoc và có khả năng chuyển tiếp gói tin của các nút
khác để truyền tới nút chủ. Nút chủ hay còn gọi là nút trung tâm (base station) có
khả năng thu thập số liệu của các nút khác, cũng như đưa ra những yêu cầu tới

ảnh hưởng của môi trường. Bởi vậy, khả năng chịu lỗi của mạng WSNs thể
hiện ở việc mạng này vẫn có thể hoạt động bình thường, duy trì những chức
năng của nó ngay cả khi một số nút mạng không hoạt động. Ở đây, người ta
sử dụng phân bố Poisson để xác định xác suất không có sai hỏng trong
khoảng thời gian (0,t):
a. R
k
(t) = e
–λ
k
t
b. Trong đó:
c. λ
k
: tỉ lệ lỗi của nút k
d. T :khoảng thời gian khảo sát
e. R
k
(t): độ tin cậy hoặc khả năng chịu lỗi của các nút cảm biến
 Khả năng mở rộng: Khi triển khai mạng cảm biến không dây thì số lượng
các nút cảm biến được triển khai có thể đến hàng trăm nghìn, phụ thuộc vào

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 11 từng ứng dụng. Bởi vậy mạng WSNs có khả năng làm việc với sự biến
động về số lượng nút mạng

hiệu qua môi trường không dây giữa các nút cảm biến, thông thường chuẩn
truyền thông trong mạng cảm biến như Zigbee.
 Bộ nguồn: cung cấp năng lượng cho toàn bộ hoạt động của nút cảm biến.
Tùy thuộc vào nút cảm biến khác nhau, mà nguồn có thể được bổ sung từ
năng lượng bên ngoài như song điện từ, năng lượng mặt trời.
Ngoài ra nút có thể có thêm những thành phần khác tùy thuộc vào từng ứng
dụng như là hệ thống định vị (location finding system), bộ phát nguồn (power
generator) và bộ phận di động (mobilizer).
1.1.4. Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không dây
Kiến trúc mạng WSNs bao gồm các lớp và các mặt phẳng quản lý. Các
mặt phẳng quản lý này làm cho các nút có thể làm việc cùng nhau theo cách có
hiệu quả nhất, định tuyến dữ
liệu trong mạng và chia sẻ tài nguyên giữa các nút
cảm biến không dây. Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét chi tiết từng thành phần của
kiến trúc giao thức mạng cảm biến.Hình 1.3: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không dây
1.1.4.1. Các mặt phẳng quản lý
 Mặt phẳng quản lý công suất: Quản lý cách cảm biến sử dụng
nguồn năng lượng của nó. Ví dụ : Nút cảm biến có thể tắt bộ thu sau khi
nhận được một bản tin. Khi mức công suất của nút cảm biến thấp, nó sẽ
quảng bá sang các nút cảm biến lân cận để thông báo rằng mức năng lượng
của nó thấp và nó không thể tham gia vào quá trình định tuyến.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 13


14 Bởi vì 802.11 có một công suất đầu ra cao hơn nhiều, nên lưu lượng 802.11 làm
nhiễu lưu lượng theo chuẩn 802.15.4. Hình 1.4 cho thấy sự chồng lấn giữa
802.15.4 và 802.11. Tất cả kênh 802.15.4 ngoại trừ kênh 25 và 26 được bao bọc
bởi các kênh 802.11. Khi các kênh 1, 6 và 11 của 802.11 được sử dụng, thì có 2
kênh của 802.15.4 (là kênh 15 và 20) không thấy sự can nhiễu từ lưu lượng
802.11. Tuy nhiên, việc gán các kênh này tùy thuộc vào những thay đổi ở những
khu vực pháp lý khác nhau và có thể thay đổi theo thời gian. Kênh 25 và 26
không được bao bọc bởi các kênh 802.11. Khi các kênh 1, 6 và 11 của 802.11
được sử dụng, hai kênh 15 và 20 của 802.15.4 không bị ảnh hưởng bởi 802.11.
1.1.4.3. Lớp liên kết dữ liệu
Mục đích của lớp liên kết dữ liệu (MAC) là để kiểm soát truy cập vào các
kênh truyền vô tuyến. Bởi vì kênh truyền vô tuyến được chia sẻ giữa tất cả các
nút gửi và nút nhận trong vùng lân cận của chúng với nhau, lớp MAC cung cấp
cơ chế cho các nút xác định khi nào kênh là nhàn rỗi và khi nào là an toàn để gửi
các bản tin. Lớp IEEE 802.15.4 MAC cung cấp việc quản lý truy cập kênh, xác
nhận sự hợp lệ các khung đến và xác nhận sự tiếp nhận khung. Ngoài ra,
802.15.4 MAC cung cấp các cơ chế tùy chọn cho cơ chế đa truy cập phân chia
thời gian (TDMA) để truy cập kênh truyền.
1.1.4.4. Lớp mạng
Lớp mạng quan tâm đến định tuyến dữ liệu được cung cấp bởi lớp truyền tải.
1.1.4.5. Lớp truyền tải
Lớp truyền tải duy trì luồng dữ liệu nếu ứng dụng WSNs yêu cầu và cung
cấp các dịch vụ như khôi phục, điều khiển tắc nghẽn, phân đoạn và sắp xếp gói.
1.1.4.6. Lớp ứng dụng
Tuỳ theo nhiệm vụ cảm biến, các loại phần mềm ứng dụng khác nhau có
thể được xây dựng và sử dụng ở lớp ứng dụng.
1.1.5. Các cơ chế truyền thông cho mạng cảm biến không dây

Nếu yêu cầu độ tin cậy cao, thì giao thức truyền thông có thể phải truyền lại các
bản tin cho đến khi tất cả các nút nhận đã nhận thành công được gói tin. Nếu độ
tin cậy không yêu cầu quá khắt khe, thì giao thức truyền thông có thể không cần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 16 phải truyền lại bất kỳ bản tin nào: Giao thức truyền thông hy vọng rằng kênh
truyền thông đủ độ tin cậy để các bản tin có thể đến được các nút nhận.
Nhiều cơ chế và giao thức đã được thiết kế để thực hiện truyền thông Điểm
– Đa điểm trong mạng cảm biến không dây. Dạng đơn giản của truyền thông
Điểm – Đa điểm là mạng tràn lan. Điều này được thực hiện bằng cách từng nút
quảng bá bản tin được gửi đi. Khi một nút lắng nghe được một bản tin quảng bá
được phát từ một nút bên cạnh, nút này sẽ quảng bá lại bản tin tới tất cả các nút
khác xung quanh nó. Để tránh việc gây nhiễu lên nhau, mỗi nút chờ đợi một
khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi gửi lại các bản tin. Hiệu quả của cơ chế
này là bản tin cũng đến tất cả các nút trong mạng, trừ các bản tin bị mất do nhiễu
vô tuyến hoặc các xung đột vô tuyến. Mặc dù một mạng tràn lan có thể làm việc
tốt trong một số trường hợp nhưng nó không phải là cơ chế đáng tin cậy. Các bản
tin bị mất do nhiễu hoặc xung đột cần được truyền lại. Để đạt được độ tin cậy
trong truyền thông Điểm – Đa điểm thì giao thức truyền thông phải phát hiện
được các bản tin bị mất và phát lại chúng.
d) Mô hình truyền thông Đa điểm-Điểm
Mô hình truyền thông Đa điểm - Điểm thường được sử dụng để thu thập dữ
liệu từ các nút trong trường cảm biến. Với mô hình truyền thông Đa điểm -
Điểm, một vài nút gửi dữ liệu đến cùng một nút. Nút này thường được gọi là
Sink. Hình 3 minh họa mô hình truyền thông Đa điểm - Điểm.

phủ sóng rất kém, trong khi một nút với nhiều bước nhảy tới Sink có thể ở vị trí
phủ sóng rất tốt. Để gửi gói tin đến được Sink, có thể sẽ tốt hơn khi gửi gói tin đó
tới nút có vùng phủ sóng tốt mặc dù có nhiều bước nhảy tới Sink hơn, bởi vì gói
tin có cơ hội nhận được cao hơn mà không phải truyền lại gói tin.
1.1.5.2. Chuẩn truyền thông vật lý cho mạng cảm biến không dây
IEEE 802.15.4 là một chuẩn truyền thông không dây cho các ứng dụng công
suất thấp, tốc độ dữ liệu thấp. Tiêu chuẩn này đã được phát triển cho mạng cá nhân
(PAN) bởi nhóm làm việc trong Viện kỹ thuật điện và điện tử (IEEE). IEEE
802.15.4 có tốc độ dữ liệu tối đa là 250.000 bit/s và công suất đầu ra tối đa 1mW.
Các thiết bị IEEE 802.15.4 có một phạm vi phủ sóng hẹp trong vài chục mét. Điểm
chính trong các đặc điểm kỹ thuật của chuẩn IEEE 802.15.4 là cho phép các bộ thu
phát chi phí thấp và ít phức tạp, điều này đã làm cho IEEE 802.15.4 phổ biến với
mạng cảm biến không dây. Nhiều công ty sản xuất các thiết bị tuân thủ theo chuẩn
IEEE 802.15.4. Tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 xác định 2 lớp:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 18 Lớp vật lý: Chỉ rõ các bản tin được gửi và được nhận trên các kênh truyền
vô tuyến vật lý như thế nào. Chuẩn IEEE 802.15.4 định nghĩa 26 kênh hoạt động
khác nhau. Kênh 0 được quy định chỉ ở Châu Âu và nằm trên băng 868 MHz.
Kênh từ 1- 10 được quy định chỉ ở Hoa Kỳ trên băng 902 – 982 MHz, khoảng
cách kênh là 2MHz. Kênh 11-26 quy định trên băng tần 2,4 GHz, khoảng cách
kênh là 5MHz.
Lớp điều khiển truy cập kênh truyền (MAC): Mục đích của lớp MAC là
để kiểm soát truy nhập vào các kênh truyền vô tuyến. Chỉ rõ các bản tin đến từ
các lớp vật lý sẽ được giải quyết như thế nào.

thước vật lý và giá thành có ảnh hưởng lớn đối với cả nhà thiết kế phần cứng lẫn
phần mềm. Đối với các nhà thiết kế phần cứng thì thì cần phải có kích thước nhỏ
gọn, số lượng các linh kiện cần phải ít. Phần mềm cho các nút mạng cảm biến
không dây không chỉ cần hiệu quả năng lượng mà còn phải có khả năng chạy
trong một môi trường hạn chế nghiệm ngặt về mặt tài nguyên.
1.1.6.2. Thách thức ở cấp độ mạng
Thách thức ở cấp độ nút của mạng cảm biến không dây cần giải quyết là
vấn đề quy mô nhỏ của nguồn tài nguyên sẵn có, trong khi những thách thức ở
cấp độ mạng cần giải quyết lại là vấn đề quy mô lớn của mạng các đối tượng
thông minh .
Mạng cảm biến không dây có tiềm năng rất lớn cả về quy mô, số lượng các
nút tham gia vào hệ thống và các dữ liệu được tạo ra bởi mỗi nút. Trong nhiều
trường hợp, các nút mạng cảm biến không dây thu thập một lượng lớn dữ liệu từ
nhiều điểm thu thập riêng biệt. Nhiều mạng riêng biệt bao gồm hàng ngàn các
nút cảm biến không dây.
Thiết kế các giao thức định tuyến là rất quan trọng bởi vì nó ảnh hưởng đến
cả hiệu năng mạng xét về số lượng dữ liệu mà mạng có thể duy trì cũng như tốc
độ dữ liệu có thể được vận chuyển thành công qua mạng, và hơn hết là khoảng
thời gian tồn tại của mạng được đảm bảo. Trong mạng cảm biến không dây, việc
truyền thông tin đòi hỏi năng lượng. Các nút thực truyền thông tin nhiều sẽ mất
năng lượng nhanh hơn so với các nút khác thường ở chế độ ngủ. Vì vậy, giao
thức định tuyến phải chọn lựa thông tin một cách đầy đủ khi lập kế hoạch vận
chuyển bản tin qua mạng. Đối với một nút khi thực hiện lựa chọn đầy đủ thông
tin định tuyến thì nó yêu cầu các thông tin cả về mạng cũng như toàn bộ các nút
lân cận gần nhất. Thông tin này yêu cầu bộ nhớ. Tuy nhiên, như chúng ta đã biết,
mỗi nút có một số lượng bộ nhớ hạn chế. Vì vậy, giao thức định tuyến phải lựa
chọn một cách kỹ lưỡng để giữ lại những thông tin về mạng, về các nút lân cận
cần thiết và bỏ qua những thông tin không cần thiết khác.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

cấp khác nhau có thể hoạt động cùng nhau. Khả năng cộng tác là điều cần thiết
giữa các nhà sản xuất khác nhau và giữa mạng cảm biến không dây với các cơ sở
hạ tầng mạng hiện có.
Khi được chuẩn hóa, mạng cảm biến không dây phải có khả năng cộng tác
ở nhiều mặt. Các nút mạng phải tương thích với nhau từ lớp vật lý cho đến lớp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 21 ứng dụng hoặc lớp tích hợp. Khả năng cộng tác ở lớp vật lý xảy ra khi các thiết bị
từ các hăng khác nhau giao tiếp vật lý được với nhau. Ở cấp độ vật lý, các nút
mạng không dây phải thống nhất trên các vấn đề như là tần số vô tuyến để thực
hiện truyền thông, kiểu điều chế tín hiệu và tốc độ dữ liệu được truyền. Ở cấp độ
mạng, các nút phải thống nhất về định dạng thông tin được gửi và nhận trên các
kênh vật lý cũng như các nút mạng được đánh địa chỉ như thế nào, các bản tin sẽ
được vận chuyển qua mạng bằng cách nào. Ở lớp ứng dụng hoặc lớp tích hợp,
các nút mạng phải chia sẻ một quan điểm chung là cách thức để dữ liệu được gửi
vào hoặc lấy ra từ mạng các đối tượng thông minh, cũng như làm thế nào để nút
mạng có thể được truy cập tới từ các hệ thống bên ngoài.
Cũng như sự chuẩn hóa thì khả năng cộng tác đặt ra một số thách thức cho
mạng các đối tượng thông minh. Thứ nhất là kiến trúc kỹ thuật cho mạng các đối
tượng thông minh vẫn còn là một vấn đề mở. Trong cuốn sách này, chúng ta
chọn kiến trúc kỹ thuật cho mạng các đối tượng thông minh là kiến trúc IP. Thứ
hai là mặc dù một số tiêu chuẩn cho mạng các đối tượng thông minh vẫn đang
được phát triển nhưng các tiêu chuẩn đã tồn tại vẫn có thể được sử dụng lại.
1.1.7. Một số ứng dụng của mạng cảm biến không dây
1.1.7.1. Ứng dụng WSNs trong nông nghiệp, lâm nghiệp.

điều kiện môi trường mà ảnh hưởng đến mùa màng và vật nuôi, việc tưới tiêu,
phát hiện lũ lụt, cháy rừng, ô nhiễm khí quyển Đồng thời, hệ thống có thể
cảnh báo lũ lụt, thiên tai thông qua các cảm biến đo thông số môi trường và
truyền về trung tâm khí tượng thủy văn để phân tích và đánh giá. Những hệ thống
cảnh báo lũ này đã và đang được triển khai ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt
thành công trên thị trường Mỹ. Hiện nay ở Việt Nam cũng đã có một số hệ thống
đo mực nước ở sông Hồng sử dụng mạng cảm biến không dây.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 23
Hình 1.9: Minh họa ứng dụng mạng cảm biến trong môi trường
1.1.7.4. Ứng dụng WSNs trong giao thông
Với phạm vi ứng dụng này, thì các cảm biến được gắn trên các phương tiện
giao thông để chúng có thể xác định được vị trí của nhau, nhận biết được các
biển báo hay tắc đường, từ đó định tuyến nhằm giảm thiểu ách tắc, tai nạn giao
thông giúp cho việc điều khiển luồng tốt hơn. Hiện nay một số nước đã ứng dụng
hệ thống thu phí tự động sử dụng cảm biến không dây tại các trạm thu phí - làm
giảm bớt đáng kể thời gian và các thủ tục phiền hà trong thu phí giao thông.

Hình 1.10: Minh họa ứng dụng mạng cảm biến trong giao thông
1.1.7.5. Ứng dụng WSNs trong gia đình
Trong lĩnh vực tự động hóa gia đình, các nút cảm biến được đặt ở các
phòng để đo nhiệt độ, độ ẩm, cảnh báo cháy Điển hình ngày của ứng dụng loại
này là ngôi nhà thông minh (Smart Home). Smart Home kết nối sản phẩm điện tử
gia dụng thành mạng thiết bị và hoạt động theo các kịch bản khác nhau nhằm tạo


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu 25 tới quá trình định tuyến trong mạng WSNs, cũng như cấu trúc mạng do sự thay
đổi về hình trạng của mạng.
Bởi vậy, để đảm bảo độ tin cậy cho quá trình truyền thông không dây trong
mạng WSNs thì chúng ta cần phải đảm bảo xác định được rằng chất lượng tuyến
truyền đó là đáng tin cậy thông qua các kỹ thuật đánh giá được chất lượng tuyến,
hay ước lượng được chất lượng tuyến trước khi thực hiện truyền thông.
1.2.2. Một số thông số đánh giá kỹ thuật ƣớc lƣợng chất lƣợng tuyến
Có rất nhiều thông số có thể được chọn làm chỉ tiêu để đánh giá hiệu năng của
kỹ thuật ước lượng chất lượng tuyến. Do đó, tùy thuộc vào những yêu cầu của các
ứng dụng cụ thể mà một hoặc tất cả những thông số dưới đây được sử dụng.
 Tỷ lệ nhận gói (Packet delivery ratio - PDR): là tỷ lệ các gói tin truyền
thành công về sink, đánh giá độ tin cậy của mạng. Giá trị PDR càng cao,
mạng càng đáng tin cậy.
 PDR: Được tính bằng tổng số gói nhận được tại sink / tổng số gói phát đi
tại các nút nguồn.
 Path length: Số chặng (hops) trung bình mà gói tin phải đi qua để tới sink.
Thông số này thể hiện chiều sâu của một nút trong định tuyến trong mạng.
Path length đánh giá độ trễ của gói tin và hiệu suất sử dụng năng lượng
trong mạng.
 Path quality: Thông số đánh giá chất lượng của quãng đường từ nút tới
sink, được tính bằng tích của các link quality từng tuyến trên đường từ nút
tới sink, với link quality từng tuyến tính bằng tỷ lệ gửi gói tin thành công
trên tuyến đó.