ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN DANH ĐÔNG

HOÀN THIỆN THỦ TỤC PHÂN TUYẾN AODV
TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ THỰC
NGHIỆM TRÊN PHẦN MỀM OPNET
Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60-52-02-03

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.PHẠM MINH TRIỂN

HÀ NỘI – 2015


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo
TS. Phạm Minh Triển. Trong suốt thời gian làm luận văn, các thầy đã tận tình hƣớng
dẫn, giúp đỡ và chỉ bảo để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Mặc dù có nhiều cố gắng, nhƣng vì thời gian và kiến thức còn hạn chế nên công
trình nghiên cứu còn nhiều thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp, chỉ
bảo của các thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 8 năm 2015
Học viên


1.2.1.3 Bộ thu phát sóng vô tuyến ................................................................... 8
1.2.1.4 Bộ cảm biến ......................................................................................... 8
1.2.1.4 Hệ thống định vị .................................................................................. 9
1.2.1.5 Bộ nguồn ............................................................................................. 9
1.2.1.6 Bộ phận di động .................................................................................. 9
1.2.2 Phân loại nút mạng .................................................................................. 9
1.3 Cấu trúc của mạng cảm biến không dây ....................................................... 10
1.3.1 Cấu trúc của mạng cảm biến không dây ................................................ 10
1.3.2 Khả năng di động của mạng của biến không dây .................................. 11
1.3.2.1. Phân loại ........................................................................................... 11
1.3.2.2. Lợi ích của khả năng di động ........................................................... 12
1.3.2.3. Thách thức đối với khả năng di động ............................................... 12
1.3.2.4. Các dạng di chuyển .......................................................................... 13
1.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến cấu trúc của mạng cảm biến không dây...... 14
1.4 Các yêu cầu chính trong thiết kế mạng cảm biến không dây ....................... 15
1.5 Một số chuẩn của mạng cảm biến ................................................................ 17


1.6 Các ứng dụng của mạng cảm biến không dây .............................................. 18
CHƢƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ
GIAO THỨC AODV .................................................................................................... 19
2.1 Các vấn đề định tuyến trong mạng cảm biến không dây.............................. 19
2.2 Phân loại các giao thức định tuyến ............................................................... 20
2.2.1 Các giao thức định tuyến theo bảng điều khiển ..................................... 21
2.2.2 Các giao thức định tuyến theo yêu cầu .................................................. 21
2.2.3 Các giao thức định tuyến lai .................................................................. 22
2.2.4 Các giao thức định tuyến theo nhận biết vị trí ....................................... 22
2.2.5 Các giao thức định tuyến đa đƣờng ....................................................... 23
2.3 Các thông số quan trọng khi giao thức hoạt động ........................................ 23
2.4 Giao Thức Định Tuyến AODV .................................................................... 24



1

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AODV

Ad-hoc On Demand Distance Vector

MANET

Mobile Ad-hoc Network

DARPA

Defense Advanced Research Projects Agency

SUSAN

Adaptive Survivable Network

IETF

Internet Engineering Task Force

BAN

Body Area Network

PAN


WRP

Wireless routing Protocol

STAR

Source-Tree Adaptive Routing

DSR

Dynamic Source Routing

TORA

Temporally Ordered Routing Algorithm

ABR

Associativity-Based Routing

SSBR

Signal Stability-Based Adaptive Routing

ZRP

Zone Routing Protocol

FSR


MORA

Movement-Based Algorithm for Ad Hoc Networks


2
CHAMP

Caching and Multipath routing Protocol

AOMDV

Ad hoc On-Demand Multipath Distance Vector Routing

SMR

Split Multipath Routing

RREQ

Route Request

RREP

Route Reply

RRER

Route Error

Bảng 3.14 : Lƣợng dữ liệu mất mát trung bình khi các nút cố định. .................... 58
Bảng 3.15 : Thời gian trễ trung bình khi các nút di chuyển. ................................ 59
Bảng 3.16 : Số bản tin lỗi(RERR) trung bình khi các nút di chuyển. .................. 59
Bảng 3.17 : Lƣợng dữ liệu mất mát trung bình khi các nút di chuyển. ................ 60
Bảng 3.18 : Thời gian trễ trung bình khi các nút cố định. .................................... 61
Bảng 3.19 : Số bản tin lỗi(RERR) trung bình khi các nút cố định. ...................... 61
Bảng 3.20 : Lƣợng dữ liệu mất mát trung bình khi các nút cố định. .................... 62
Bảng 3.21 : Thời gian trễ trung bình khi các nút cố định. .................................... 63
Bảng 3.22 : Số bản tin lỗi(RERR) trung bình khi các nút di chuyển. .................. 63
Bảng 3.23 : Lƣợng dữ liệu mất mát trung bình khi các nút di chuyển. ................ 64
Bảng 3.24 : Thời gian trễ trung bình khi các nút cố định. .................................... 65
Bảng 3.25 : Số bản tin lỗi(RERR) trung bình khi các nút cố định. ...................... 65
Bảng 3.26 : Lƣợng dữ liệu mất mát trung bình khi các nút cố định. .................... 66
Bảng 3.27 : Thời gian trễ trung bình khi các nút di chuyển. ................................ 67
Bảng 3.28 : Số bản tin lỗi(RERR) trung bình khi các nút di chuyển. .................. 67
Bảng 3.29 : Lƣợng dữ liệu mất mát trung bình khi các nút di chuyển. ................ 68


4

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 : Một nút mạng cảm biến không dây ....................................................... 7
Hình 1.2 : Sơ đồ của một thiết bị mạng cảm biến không dây [10]. ........................ 7
Hình 1.3 : Cấu trúc mạng cảm biến không dây tổng quan ................................... 10
Hình 1.4 : Cấu trúc mạng hình sao đơn chặng...................................................... 11
Hình 1.5 : Cấu trúc mạng hình cây đa chặng ........................................................ 11
Hình 1.6 : Di chuyển ngẫu nhiên .......................................................................... 13
Hình 1.7 : Di chuyển theo đƣờng nhất định ......................................................... 13
Hình 1.8 : Di chuyển theo Gauss-Markov ............................................................ 14
Hình 1.9 : Di chuyển theo nhóm có hƣớng ngẫu nhiên ........................................ 14

Hình 3.5 : Mô hình 06 nút mạng cố định .............................................................. 49
Hình 3.6 : Mô hình 06 nút mạng di chuyển ngẫu nhiên ....................................... 49
Hình 3.7 : Mô hình 30 nút mạng cố định .............................................................. 50
Hình 3.8 : Mô hình 30 nút mạng di chuyển ngẫu nhiên ....................................... 50
Hình 3.9 : Mô hình 60 nút mạng cố định .............................................................. 50
Hình 3.10 : Mô hình 60 nút mạng di chuyển ngẫu nhiên ..................................... 51
Hình 3.11 : Mô hình 120 nút mạng cố định .......................................................... 51
Hình 3.12 : Mô hình 120 nút mạng di chuyển ngẫu nhiên ................................... 51
Hình 3.13 : Kết quả thời gian trễ khi các nút cố định. .......................................... 52
Hình 3.14 : Kết quả số bản tin lỗi(RERR) khi các nút cố định. ........................... 53
Hình 3.15 : Kết quả dữ liệu mất mát khi các nút cố định. .................................... 54
Hình 3.16 : Kết quả thời gian trễ khi các nút di chuyển. ...................................... 54
Hình 3.17 : Kết quả số bản tin lỗi(RERR) khi các nút di chuyển. ....................... 55
Hình 3.18 : Kết quả dữ liệu mất mát khi các nút di chuyển. ................................ 56
Hình 3.19 : Kết quả thời gian trễ khi các nút cố định. .......................................... 56
Hình 3.20 : Kết quả số bản tin lỗi(RERR) khi các nút cố định. ........................... 57
Hình 3.21 : Kết quả dữ liệu mất mát khi các nút cố định.. ................................... 58
Hình 3.22 : Kết quả thời gian trễ khi các nút di chuyển. ...................................... 59
Hình 3.23 : Kết quả số bản tin lỗi(RERR) khi các nút di chuyển. ....................... 59
Hình 3.24 : Kết quả dữ liệu mất mát khi các nút di chuyển.. ............................... 60
Hình 3.17 : Kết quả thời gian trễ khi các nút cố định. .......................................... 60
Hình 3.26 : Kết quả số bản tin lỗi(RERR) khi các nút cố định. ........................... 61
Hình 3.27 : Kết quả dữ liệu mất mát khi các nút cố định. .................................... 62
Hình 3.28 : Kết quả thời gian trễ khi các nút di chuyển. ...................................... 62
Hình 3.29 : Kết quả số bản tin lỗi(RERR) khi các nút di chuyển. ....................... 63
Hình 3.30 : Kết quả dữ liệu mất mát khi các nút di chuyển.. ............................... 64
Hình 3.31 : Kết quả thời gian trễ khi các nút cố định. .......................................... 64
Hình 3.32 : Kết quả số bản tin lỗi(RERR) khi các nút cố định. ........................... 65
Hình 3.33 : Kết quả dữ liệu mất mát khi các nút cố định. .................................... 66
Hình 3.34 : Kết quả thời gian trễ khi các nút di chuyển. ...................................... 66

các nút mạng là rất quan trọng. Vì mạng cảm biến không dây là một phần của mạng di
động Ad-hoc nên có thể xem xét các giao thức định tuyến trong mạng di động Ad-hoc
áp dụng vào mạng cảm biến không dây.
Trong khuôn khổ luận văn “Hoàn thiện thủ tục phân tuyến AODVtrong mạng
cảm biến không dây và thực nghiệm trên phần mềm OPNET” sẽ nghiên cứu đến
thủ tục phân tuyến AODV hay giao thức định tuyến AODVtrong mạng cảm biến
không dây, khảo sát một số thông số và thực hiện thay đổi quy tắc định tuyến mặc định
của giao thức định tuyến AODV từ ít chặng nhất đến chi phí ít nhất. Và sử dụng phần
mềm mô phỏng OPNET để thực hiện khảo sát, phân tích các thay đổi đó.


7

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
1.1 Giới thiệu
Mạng cảm biến không dây bao gồm một số lƣợng lớn các thiết bị không dây có
khả năng đo các thông tin môi trƣờng. Ví dụ nhƣ nhiệt độ, ánh sáng, âm thanh và độ
ẩm. Những cảm biến gửi các dữ liệu thông qua kênh truyền không dây. Các nút mạng
là các thiết bị đơn giản, nhỏ gọn, có giá thành thấp, đƣợc phân bố trên một khu vực, sử
dụng nguồn năng lƣợng là pin, có thể hoạt động trong môi trƣờng khắc nghiệt[9][10].
Mạng hoạt động trên nguyên lý là một nút mạng sẽ cảm nhận thông số của một
môi trƣờng cần đo và sau đó tiến hành truyền dữ liệu qua môi trƣờng không dây về
trạm gốc. Trên cơ sở đó nút gốc có thể đƣa ra các lệnh xử lý cần thiết hoặc truyền số
liệu vào máy tính. Bản thân nút gốc không nhất thiết phải là máy tính mà có thể đƣợc
chế tạo với kích thƣớc nhỏ, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể[9][10].

Hình 1.1 : Một nút mạng cảm biến không dây
1.2 Cấu tạo và phân loại nút mạng cảm biến không dây
1.2.1 Cấu tạo
Do số lƣợng nút trong mạng cảm biến không dây là lớn và không cần các hoạt

lý thông tin cảm biến cục bộ của chính nút mạng đó và thông tin nhận đƣợc từ các nút
mạng khác. Các bộ xử lý gắn vào thiết bị thƣờng bị hạn chế về khả năng tính toán (Ví
dụ hiện nay có nhiều thiết bị chỉ có bộ xử lý 8 bits 16MHz), do vậy các nút mạng cảm
biến thƣờng đƣợc chạy trên các hệ điều hành chuyên biệt, nhƣ hệ điều hành TinyOS.
Tuy nhiên, sẽ có một số nút mạng sẽ có khả năng tính toán mạnh hơn đáng kể. Hơn
nữa, với định luật Moore, các thiết bị cảm biến không dây tƣơng lai có thể có những
bộ xử lý nhúng mạnh mẽ, kết hợp các công nghệ tiên tiến nhằm tiết kiệm năng
lƣợng[10].
1.2.1.2

Bộ nhớ/Lưu trữ

Bộ nhớ/lƣu trữ dƣới dạng bộ nhớ chỉ đọc và bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên bao gồm
cả bộ nhớ chƣơng trình (các lệnh đƣợc thực hiện bởi bộ xử lý) và bộ nhớ dữ liệu (lƣu
các kết quả đo chƣa xử lý và đã qua xử lý bởi bộ cảm biến, lƣu các thông tin cục bộ
khác). Chất lƣợng bộ nhớ và lƣu trữ trên bo mạch của thiết bị mạng cảm biến không
dây thƣờng bị giới hạn đáng kể do giá thành thiết bị thấp, tuy nhiên nó cũng đƣợc cải
thiện đáng kể qua thời gian[10].
1.2.1.3

Bộ thu phát sóng vô tuyến

Thiết bị mạng cảm biến không dây có tốc độ thấp (10 → 100 kbps) và là thiết bị
vô tuyến không dây dải ngắn (nhỏ hơn 100 mét). Trong mạng cảm biến không dây thì
truyền vô tuyến là một quá trình sử dụng công suất mạnh nhất, do đó nó cần phải kết
hợp có hiệu quả công suất giữa các chế độ ngủ và chế độ hoạt động. Đồng thời cũng
phải đối mặt với các vấn đề nhƣ các hiệu ứng nhiễu, hiệu ứng bóng mờ, giao
thoa…[10]
1.2.1.4


1.2.1.5

Bộ nguồn

Nguồn năng lƣợng đƣợc sử dụng để có thể triển khai hoạt động của thiết bị mạng
cảm biến không dây là các dạng nguồn năng lƣợng dự trữ nhƣ nguồn pin. Trong một
số trƣờng hợp, các nút mạng có thể đƣợc kết nối đến một nguồn điện liên tục, một số
trƣờng hợp, bộ nguồn của các nút mạng đƣợc thiết kế có thêm các thiết bị pin năng
lƣợng mặt trời để có thể duy trì nguồn năng lƣợng. Tuy nhiên, do phần lớn các trƣờng
hợp đều sử dụng pin, nên nguồn năng lƣợng cung cấp cho thiết bị là có giới hạn, điều
này ảnh hƣởng lớn nhất đến các ứng dụng của mạng cảm biến không dây[10].
1.2.1.6

Bộ phận di động

Các node cảm biến đôi khi cần phải dịch chuyển để thực hiện các nhiệm vụ ấn
định. Do đó nó đƣợc trang bị thêm các thành phần phụ để phục vụ cho quá trình di
động.
1.2.2 Phân loại nút mạng
Trong hầu hết các mô hình mạng mạng cảm biến không dây có 3 loại nút mạng :
nút cảm nhận, nút trung gian và nút cơ sở (nút trung tâm)[10].
 Nút cảm nhận : trực tiếp thu thập số liệu và truyền số liệu về nút cơ sở
(nếu khoảng cách giữa nút cảm nhận và nút cơ sở nhỏ) hoặc truyền đến
các nút trung gian (nếu khoảng cách lớn)[10].
 Nút trung gian : cũng trực tiếp thu thập dữ liệu. Kế đến chúng tiến hành
chuyển tiếp dữ liệu thu thập đƣợc và dữ liệu nhận đƣợc từ các nút cảm
nhận qua các nút trung gian khác. Sau đó gửi dữ liệu về nút cơ sở[10].
 Nút cơ sở : tiếp nhận dữ liệu từ mạng và tiến hành xử lý dữ liệu[10].



 Đều là những mạng không dây.
 Sử dụng những nút mạng trung gian trong việc định tuyến giữa hai nút
mạng, gọi là đa chặng.
 Đều sử dụng nguồn năng lƣợng là pin, việc tiết kiệm năng lƣợng đƣợc ƣu
tiên hàng đầu.
 Đều là những hệ tự quản lý, tự cấu hình.
 Do đều sử dụng công nghệ không dây nên dễ bị ảnh hƣởng bởi các sóng
không dây có cùng tần số khác.
 Điểm khác biệt:
 Mạng cảm biến không dây tập trung vào đối tƣợng môi trƣờng hơn là con
ngƣời, mạng di động Ad-hoc tập trung vào con ngƣời nhiều hơn.
 Trong mạng cảm biến không dây, dữ liệu chủ yếu là các hiện tƣợng, sự
kiện ở thế giới thực, còn trong mạng di động Ad-hoc chủ yếu là dữ liệu.


11
 Các nút trong mạng cảm biến không dây ít di động hơn mạng di động Adhoc.
 Nguồn năng lƣợng giới hạn, năng lƣợng trong mạng cảm biến không dây
đƣợc quản lý, sử dụng chặt chẽ. Trong mạng di động Ad-hoc, có thể ít bị
ràng buộc bởi nguồn cung cấp do ngƣời dùng có thể thay thế nguồn cho
các thiết bị.
 Số lƣợng nút trong mạng cảm biến không dây là rất lớn, trong mạng di
động Ad-hoc là ít hơn.
Mạng cảm biến không dây tiến hành phân chia mạng diện rộng (hàng trăm, hàng
ngàn nút) thành các cụm để ổn định cấu trúc của mạng, đơn giản hóa giải thuật định
tuyến, giảm xung đột khi truy cập vào kênh truyền nên giảm đƣợc năng lƣợng tiêu thụ,
đơn giản hóa việc quản lý mạng và cấp phát địa chỉ cho từng nút mạng[10].
Trong những ứng dụng tập hợp dữ liệu cơ bản, có một nút đƣợc gọi là nút sink.
Tất cả dữ liệu từ các nút cảm biến nguồn đƣợc truyền trực tiếp đến nó. Cấu trúc mạng
đơn giản nhất cho ứng dụng này là cấu trúc hình sao đơn chặng. Trong cấu trúc này,

chuyển về trạng thái ngủ.
Các giao thức truyền thông trong mạng cảm biến không dây sẽ phải hỗ trợ thích
hợp cho các dạng di động của mạng, đặc biệt là trƣờng hợp nút mạng di động và sự
kiện di động.
1.3.2.2.

Lợi ích của khả năng di động






Kéo dài thời gian sống của mạng.
Dung lƣợng kênh truyền tăng.
Tăng cƣờng phủ sóng và mục tiêu cảm nhận.
Cải thiện hiệu quả làm việc.
Dữ liệu tin cậy hơn.

1.3.2.3. Thách thức đối với khả năng di động
 Vị trí
Đối với mạng cố định, vị trí của các nút đƣợc phát hiện ngay trong quá trình khởi
tạo mạng. Tuy nhiên đối với các nút mạng di động liên tục phải thu thập vị trí của nó
khi nó đi qua các khu vực cảm nhận, điều này gây tốn thời gian và năng lƣợng.
 Cấu trúc mạng động
Trong cấu trúc mạng động, dữ liệu trở nên lỗi thời một cách nhanh chóng, do đó
quá trình khám phá tìm đƣờng phải nhanh chóng đƣợc thực hiên, gây ra lẵng phí năng
lƣợng, thời gian và băng thông. Đã có những nghiên cứu trong mạng di động Ad-hoc
để khắc phục điều này.


khả năng tăng tốc, vận tốc, tốc độ thay đổi. Tốc độ hiện tại của một nút di động có thể
phụ thuộc vào tốc độ trƣớc đó của nó. Trong mô hình Gauss-Markov sự phụ thuộc thời
gian đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định hành vi di động.

Hình 1.8 : Di chuyển theo Gauss-Markov
 Theo nhóm có hướng ngẫu nhiên
Mô hình này thể hiện sự phụ thuộc vào không gian, nó bao gồm nhóm các nút
mạng làm việc với nhau. Mỗi nhóm có một nút chủ và các nút mạng cảm nhận thành
viên. Sự chuyển động của các nút chủ ảnh hƣởng đến việc chuyển động của cả nhóm.

Hình 1.9 : Di chuyển theo nhóm có hướng ngẫu nhiên
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc của mạng cảm biến không dây
 Khả năng chịu lỗi
Khả năng chịu lỗi thể hiện ở việc mạng vẫn hoạt động bình thƣờng, duy trì
những chức năng của nó ngay cả khi một số nút mạng không hoạt động. Một số nút
cảm ứng có thể không hoạt động nữa do thiếu năng lƣợng, do những hƣ hỏng vật lý
hoặc do ảnh hƣởng của môi trƣờng[9].
 Khả năng mở rộng
Một số ứng dụng của mạng cảm biến không dây đòi hỏi mạng phải có khả năng
làm việc với số lƣợng các nút lớn và sử dụng đƣợc tính chất mật độ cao của mạng cảm
biến[9].


15
 Chi phí sản xuất
Vì các mạng cảm biến bao gồm một số lƣợng lớn các nút cảm biến nên chi phí
của mỗi nút rất quan trọng trong việc điều chỉnh chi phí của toàn mạng. Nếu chi phí
của toàn mạng đắt hơn việc triển khai cảm biến theo kiểu truyền thống, nhƣ vậy mạng
không có giá thành hợp lý. Do vậy, chi phí của mỗi nút cảm ứng phải luôn đƣợc giữ ở
mức thấp[9].



16
kiệm pin. Ví dụ với loại pin kiềm cung cấp nguồn năng lƣợng 50 watt/giờ, nó có thể
duy trì nút mạng ở trạng thái hoạt động liên tục trong vòng 1 tháng. Trong một vùng
giám sát rộng lớn, việc thay thế nguồn năng lƣợng sẽ tiêu tốn nhiều chi phí và trở nên
bất khả thi, do vậy yêu cầu tiết kiệm năng lƣợng là rất cấp thiết[10].
 Khả năng đáp ứng của bộ cảm biến
Giải pháp đơn giản để kéo dài thời gian sống bên ngoài là điều khiển các nút
cùng một loại chu kỳ hoạt động với chu kỳ chuyển mạch giữa hai chế độ : chế độ
ngủvà chế độ hoạt động. Trong khi quá trình đồng bộ ở chế độ ngủ là một thử thách
năng lực của mạng cảm biến không dây, thì một vấn đề lớn liên quan nữa là chu trình
ngủ một cách tùy tiện có thể làm giảm khả năng đáp ứng cũng nhƣ hiệu suất của các
cảm biến.Trong một số ứng dụng, để các sự kiện trong tự nhiên đƣợc tìm thấy và
tƣờng thuật nhanh, thì sự trễ bởi lịch ngủ phải đƣợc giữ ở mức giới hạn chính xác,
ngay cả trong sự tồn tại của nghẽn mạng[10].
 Độ bền
Mục tiêu của mạng cảm biến không dây là có thể phủ sóng trên phạm vi rộng
lớn. Mục tiêu này sẽ thúc đẩy sự phát triển các thiết bị không đắt tiền. Tuy nhiên, các
thiết bị rẻ thƣờng kém tin cậy và dễ xảy ra lỗi. Tốc độ lỗi cũng sẽ cao khi các thiết bị
cảm ứng đƣợc triển khai trong các môi trƣờng khắt khe và trong vùng hoạt động của
kẻ địch. Giao thức thiết kế do đó cũng phải xây dựng có kỹ thuật, kỹ xảo để có thể đáp
ứng đƣợc các yêu cầu đó[10].
 Hiệp lực
Các cải tiến của luật Moore trong công nghệ đảm bảo dung năng của thiết bị về
các mặt : xử lý nguồn, bộ nhớ lƣu trữ, thực hiện truyền nhận vô tuyến, cải thiện nhanh
chóng sự chính xác của bộ cảm biến. Tuy nhiên, nếu vấn đề kinh tế đƣợc đặt ra ở đây
là giá cả trên mỗi nút giảm mạnh, thì nó có thể làm cho dung năng của nút sẽ bị hạn
chế ở một mức độ nhất định. Đó là lý do để thiết kế các giao thức hiệp đồng, các giao
thức này đảm bảo rằng hệ thống tổng thể sẽ có dung năng lớn hơn so với dung năng

trƣờng hoạt động[10].
 Thiết kế có tính hệ thống
Mạng cảm biến không dây thƣờng có thể là một ứng dụng cao cho từng chức
năng riêng nên cần có sự cân bằng giữa hai yếu tố[10]:
 Đặc trƣng riêng : mỗi ứng dụng cần có những đặc điểm khai thác ứng
dụng riêng để cung cấp những hoạt động có tính phát triển cao.
 Tính linh hoạt : các phƣơng pháp thiết kế phải dễ dàng phổ biến cho các
hoạt động thực thi.
 Bảo mật và an toàn
Tính mở rộng, phổ biến rộng, độ nhạy của thông tin thu đƣợc bởi mạng cảm biến
không dây làm tăng những thách thức trong thiết kế đó là phải làm sao để bảo mật và
an toàn thông tin[10].
1.5 Một số chuẩn của mạng cảm biến
Do phạm vi ứng dụng của mạng cảm biến không dây rất rộng lớn, tính chất, đặc
trƣng của mạng phụ thuộc vào ứng dụng triển khai cụ thể. Do vậy, các công ty, các
phòng thí nghiệm thƣờng phát triển, triển khai các giao thức riêng phù hợp cho từng
ứng dụng cụ thể dựa trên các thiết bị phần cứng.
Một số chuẩn mạng cảm biến không dây đƣợc biết đến là[11]:
 ALOHA system ( U of Hawaii )
 PRNET system ( U.S.Defense )


18






WINS ( U of California )

linh động, chi phí thấp và dễ triển khai thành mạng cảm biến không dây. Nếu một
trong các nút lỗi, một mô hình mạng mới đƣợc lựa chọn và toàn bộ mạng vẫn tiếp tục
truyền dữ liệu. Nếu có thêm nút mạng, chúng chỉ tạo nên nhiều cơ hội định tuyến hơn.


19

CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
VÀ GIAO THỨC AODV
2.1 Các vấn đề định tuyến trong mạng cảm biến không dây
Khác với các mạng có dây, mạng không dây gặp rất nhiều khó khăn trong việc
định tuyến và quản lý năng lƣợng. Các nút trong mạng đều có khả năng di chuyển nên
cấu trúc mạng cũng thay đổi theo thời gian, năng lƣợng các nút có giới hạn nên cần
hạn chế số lƣợng bản tin gửi đi không quá lớn và ảnh hƣởng của nhiễu và môi trƣờng
đến tỷ lệ gói tin lỗi là những điều cần chú ý khi thiết kế một giao thức định
tuyến[3][5].
Các giao thức định tuyến khi thiết kế đều phải chú ý cân đối giữa hiệu suất của
giao thức với mức tiêu thụ năng lƣợng tại các nút trong mạng. Các giao thức có thể
tăng tốc độ hội tụ bằng cách gửi nhiều gói tin điều khiển để cập nhật thƣờng xuyên
hơn nhƣng điều này sẽ làm tiêu tốn thêm băng thông và năng lƣợng nguồn nuôi. Hơn
nữa, khi mạng ít có thay đổi thì việc gửi thƣờng xuyên các cập nhật sẽ rất lãng
phí[3][5].
Mục tiêu chính trong việc thiết kế mạng cảm biến không dây là truyền tải dữ liệu
trong khi vẫn duy trì năng lƣợng hoạt động của hệ thống mạng và ngăn chặn sự sụt
giảm kết nối bằng cách sử dụng phƣơng pháp quản lý năng lƣợng linh hoạt. Dƣới đây
là một số vấn đề có thể ảnh hƣởng đến quá trình định tuyến trong mạng cảm biến
không dây[23].
 Giới hạn về năng lượng
Do các nút cảm biến sử dụng pin nên chúng có những giới hạn về năng lƣợng.
Năng lƣợng đặt ra một thách thức lớn cho thiết kế mạng trong môi trƣờng khắc nghiệt.