BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRUYỀN TIN
BLUETOOTH TRONG THIẾT KẾ MẠNG CẢM BIẾN
KHÔNG DÂY
NGÀNH : ĐO LƯỜNG VÀ CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

LÊ MINH THÙY

Người hướng dẫn khoa học : TS. NGUYỄN QUỐC CƯỜNG

Hà Nội 2008


Luận văn thạc sỹ khoa học

1

LỜI CAM ĐOAN
Đề tài luận văn của em là "Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ truyền tin
Bluetooth trong thiết kế mạng cảm biến không dây". Luận văn bao gồm các
vấn đề chính sau :
• Nghiên cứu về mạng cảm biến không dây và các ứng dụng
• Nghiên cứu về công nghệ Bluetooth
• Nghiên cứu module Bluetooth ARF32 sử dụng vi mạch LMX9820A
của hãng National Semiconductor.
• Thiết kế, chế tạo mạng cảm biến không dây (thiết kế kiến trúc mạng,

I.1.3. Những yêu cầu đối với một mạng cảm biến không dây............ 12
I.2. Cấu trúc mạng cảm biến không dây ......................................................... 13
I.2.1. Cấu trúc phần cứng của nút cảm biến........................................ 13
I.2.2. Vấn đề tiêu thụ năng lượng trong mạng cảm biến không dây... 17
I.2.2.1. Việc tiêu thụ năng lượng ở các trạng thái hoạt động
khác nhau ........................................................................................ 18
I.2.2.2. Việc tiêu thụ năng lượng của khối điều khiển.................... 20
I.2.2.3. Việc tiêu thụ năng lượng của bộ nhớ.................................. 22
I.2.2.4. Việc tiêu thụ năng lượng của bộ truyền nhận sóng
vô tuyến ........................................................................................... 22
I.2.2.5. Việc tiêu thụ năng lượng của các cảm biến........................ 26
I.2.3. Các kiến trúc mạng trong mạng cảm biến không dây ............... 26
I.2.3.1. Kiến trúc đơn bước (single-hop) ........................................ 27
I.2.3.2. Kiến trúc đa bước (Multi-hop)............................................ 28
I.2.3.3. Kiến trúc mạng hỗn hợp ..................................................... 29
I.3. Một số dịch vụ và giao thức truyền thông sử dụng trong mạng cảm biến
không dây ........................................................................................................ 30
I.3.1. Lớp vật lý (Physical layer)......................................................... 30
I.3.2. Giao thức MAC (MAC protocol) .............................................. 30
I.3.3. Vấn đề đồng bộ thời gian........................................................... 33
I.4. Các ứng dụng của mạng cảm biến không dây .......................................... 34
Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học

3

I.4.1. Ứng dụng trong quân sự ............................................................ 34
I.4.2. Ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng ................................ 35


4

II.5.1. Mạng piconet ............................................................................ 65
II.5.2. Mạng Scatternet........................................................................ 67
II.5.3. Vấn đề bảo mật trong công nghệ Bluetooth............................. 70
PHẦN II THIẾT KẾ MẠNG CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHÔNG DÂY SỬ
DỤNG CÔNG NGHỆ BLUETOOTH......................................................... 73
Chương III. Thiết kế mạng cảm biến nhiệt độ không dây sử dụng công
nghệ Bluetooth ............................................................................................... 73
III.1. Tổng quan hệ thống................................................................................ 74
III.2. Thiết lập mạng cảm biến ........................................................................ 75
III.2.1. Thiết lập cấu hình mạng.......................................................... 77
III.2.2. Định tuyến thông tin ............................................................... 79
III.2.3. Quản lý năng lượng................................................................. 81
Chương IV. Chế tạo và thử nghiệm mạng cảm biến nhiệt độ .................. 84
IV.1. Thiết kế phần cứng................................................................................. 84
IV.1.1. Nút cảm biến ........................................................................... 84
IV.1.2. Nút chuyển tiếp ....................................................................... 86
IV.1.3. Nút điều khiển......................................................................... 87
IV.2. Mô hình mạng thử nghiệm..................................................................... 88
IV.3. Kết quả thử nghiệm................................................................................ 90
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN................................................... 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 94
PHỤ LỤC

Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học


Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học

2

Hình II.10 Các quá trình để tiến đến trạng thái kết nối (connection) ............. 60
Hình II.11: Cấu trúc của một gói dữ liệu (packet) trong chuẩn Bluetooth ..... 63
Hình II.12: Mô hình mạng piconet.................................................................. 65
Hình II.13 Mô hình mạng Scatternet .............................................................. 67
Hình II.14 : Slave trong piconet này làm Slave của Piconet kia .................... 69
Hình II.15 : Slave trong Piconet này trở thành Master trong Piconet kia....... 69
Hình III.1 Mô hình mạng cảm biến................................................................. 74
Hình III.2 Cấu hình mạng cảm biến không dây.............................................. 75
Hình III.3 Ví dụ minh họa bảng địa chỉ của nút 3.2.2.1 trong mạng.............. 77
Hình III.4 Lưu đồ thiết lập cấu hình mạng ..................................................... 78
Hình III.5 Lưu đồ truyền gói tin trong mạng .................................................. 80
Hình III.6 Lưu đồ hoạt động của nút chuyển tiếp và nút cảm biến ................ 81
Hình IV.1 Sơ đồ khối của nút cảm biến.......................................................... 84
Hình IV.2 Sơ đồ nguyên lý của nút cảm biến ................................................. 86
Hình IV.3 Sơ đồ nguyên lý của nút chuyển tiếp............................................. 87
Hình IV.4 Sơ đồ nguyên lý của nút điều khiển............................................... 88
Hình IV.5 Mô hình mạng thử nghiệm............................................................. 89
Hình IV.6 Giao diện của bộ thu thập trung tâm sử dụng công nghệ Bluetooth
trên máy tính PC.............................................................................................. 90
Hình IV.7 Ảnh chụp thực tế một nút cảm biến............................................... 90
Hình IV.8 Ảnh chụp thực tế một nút chuyển tiếp........................................... 91
Hình IV.9 Ảnh chụp thực tế một nút điều khiển............................................. 92

các ứng dụng này chủ yếu là tìm hiểu công nghệ lập trình cho các thiết bị di
động có sử dụng truyền tin Bluetooth, ví dụ như đề tài “Lập trình ứng dụng
công nghệ Bluetooth trên nền J2ME” của tác giả Phan Võ Minh Duy tại Phân
viện công nghệ thông tin tại thành phố Hồ Chí Minh.

Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học

4

Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật, trong lĩnh vực đo
lường đã và đang xuất hiện nhiều thế hệ công nghệ mới. Việc áp dụng các
công nghệ truyền tin không dây vào các hệ thống đo cảm biến phân tán là một
trong các hướng phát triển mới khi xây dựng các hệ thống đo lường thông
minh. Với công nghệ không dây, việc lắp đặt các thiết bị đo trở nên đơn giản,
việc sửa chữa cũng thuận lợi hơn. Đặc biệt trong một số ứng dụng giải pháp
sử dụng truyền tin không dây từ đầu đo về bộ điều khiển trung tâm là lựa
chọn tối ưu nhất, khi mà việc nối dây trở nên quá khó khăn, phức tạp [1] [3]
[9]: ví dụ trong các xe ô tô chở thực phẩm đông lạnh, thì việc nối dây từ các
thiết bị đo nhiệt độ không khí bên trong ngăn lạnh về bộ điều khiển trung tâm
rất khó khăn. Hay tại các bệnh viện, việc theo dõi tình hình sức khỏe của các
bệnh nhân trong khi họ vẫn có thể di chuyển là vấn đề hết sức khó khăn nếu
sử dụng các thiết bị theo dõi có dây truyền thông tin thông thường. Trong
ngành chế tạo công nghiệp robot, việc nối dây các cảm biến đo tại các bộ
phận về bộ xử lý trung tâm sẽ trở nên phức tạp nếu số lượng cảm biến tăng.
Các công nghệ không dây thông dụng hiện nay chủ yếu là công nghệ truyền
tin hồng ngoại (IrDA), công nghệ RFID (Radio Frequency Identification),

Phần II: Thiết kế mạng cảm biến không dây sử dụng công nghệ Bluetooth.
Phần II bao gồm hai chương.
- Chương III: Thiết kế mạng cảm biến không dây sử dụng công nghệ
Blueooth trình bày chi tiết thiết kế một mạng cảm biến không dây: kiến trúc,
mô hình, giao thức của mạng cảm biến không dây và quá trình định tuyến
thông tin trong mạng.
- Chương IV: Chế tạo và thử nghiệm mạng cảm biến nhiệt độ trên cơ sở mô
hình mạng đã được xây dựng từ chương III, chương IV tiến hành việc thiết kế
phần cứng mạng và lập trình cho các thiết bị tuân theo giao thức đã xây dựng:
thiết kế các nút cảm biến, nút chuyển tiếp, nút điều khiển, gói phần mềm trên
máy tính quan sát, điều khiển và giao tiếp với mạng. Chạy thử nghiệm hệ
thống và đánh giá độ tin cậy của hệ thống, thời gian truyền thông tin, tỉ lệ sai
lệch thông tin khi truyền trong mạng, sai số của thiết bị trong hệ thống. Từ đó
đưa ra các hướng giải quyết cho những vấn đề còn tồn tại.

Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học

PHẦN I
Chương I.

6

CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Mạng cảm biến không dây

Chương I trình bày những lý thuyết cơ bản về cấu trúc của mạng cảm biến
không dây: cấu trúc phần cứng, kiến trúc mạng, các dịch vụ, giao thức được

em xin trình bày một cách ngắn gọn về kiến trúc và các đặc trưng cơ bản của
một mạng cảm biến không dây. Phần kiến thức cơ bản này cho chúng ta một
cái nhìn tổng quát về mạng cảm biến không dây để từ đó có thể tiến hành
triển khai, thiết kế một ứng dụng sử dụng mạng cảm biến không dây trong
thực tế.
I.1.1. Mạng cảm biến không dây là gì?
Mạng cảm biến không dây WSN-(wireless sensor network) là mạng bao gồm
các thiết bị cảm biến không dây kết nối với nhau bằng tín hiệu sóng vô tuyến.
Mạng cảm biến không dây không có hạ tầng mạng, kiến trúc mạng có thể tự
thay đổi, tự cấu hình lại, thông tin có thể được chuyển tiếp giữa các thiết bị
trong mạng tới một thiết bị đóng vai trò là trạm thu phát gốc-Base station hay
còn gọi là nút gốc.
Trong WSN, các nút cảm biến không dây có thể hoạt động với vai trò là các
Slaves trong mạng hoặc hoạt động một cách độc lập trong mạng. Các nút cảm
biến không dây này làm nhiệm vụ đo và phát hiện sự kiện để truyền về nút
gốc. Tất cả các nút cảm biến không dây đều có khả năng tự xử lý và tự cấu
hình. Riêng nút cảm biến không dây đóng vai trò là nút gốc trong mạng có bộ
nhớ lớn hơn, làm nhiệm vụ thu nhận toàn bộ thông tin của các nút cảm biến
trong mạng gửi về, có khả năng kết nối tới trạm chủ thông qua Internet, Wifi
hoặc các chuẩn truyền thông khác. Nó còn được gọi là Geteway sensor node,
hay Master, hoặc nút gốc (Control node) (xem hình I.1).
Các nút cảm biến không dây có chức năng đo lường các thông số của môi
trường hay phát hiện các sự kiện xảy ra như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, âm
thanh, nồng độ khí,…sau đó truyền dữ liệu đo được tới nút gốc thu thập dữ

Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học


9

tuyến ở dải tần cỡ MHz-GHz để truyền và nhận thông tin như: Zigbee,
Bluetooth, UWB (Ultra-wide band), RFID (Radio-frequency indentification).
Mỗi loại tín hiệu vô tuyến tuân theo các chuẩn khác nhau, do đó mạng cảm
biến không dây tương ứng cũng có những đặc điểm riêng (về khoảng cách
truyền, năng lượng tiêu thụ, số thiết bị tối đa trong mạng, kiến trúc mạng, giá
thành, độ tin cậy…). Việc nút cảm biến lựa chọn bộ truyền nhận theo chuẩn
truyền không dây nào tuỳ thuộc vào từng ứng dụng và mục đích thiết kế mạng
cụ thể.
2. Các nút cảm biến không dây có thể được triển khai và phân bố một cách
dày đặc trong khu vực mà chúng ta quan tâm. Sự phân bố dày đặc này không
những không gây ra nhiễu (do tương tác của các sóng vô tuyến gần nhau) mà
còn có tác dụng tăng độ tin cậy của thông tin đo, giúp các nút cảm biến trong
mạng có thể thiết lập đường truyền trao đổi thông tin với nhau một cách ngắn
nhất, nhờ đó tăng thời gian và độ chính xác cho thông tin truyền về nút cảm
biến chủ.
3. Việc phân bố dày đặc một số lượng lớn các nút cảm biến không dây trong
cùng một khu vực giúp tăng khả năng tránh lỗi ở mức cao hơn. Khi các nút
cảm biến đặt ở ngay gần sát nhau, sẽ cùng có cảm nhận về các sự kiện xảy ra
tại khu vực quan sát mà không hề bị ảnh hưởng lẫn nhau. Nếu vì lý do nào đó,
một trong số các nút cảm biến gặp sự cố, bị hư hỏng hoặc đo không chính xác
thì căn cứ vào thông tin nhận được của các nút cảm biến lân cận, trạm chủ vẫn
thu được các thông tin chính xác để đưa ra các nhận xét và phán đoán hợp lý,
ngoài ra còn có thể phát hiện được nút cảm biến hư hỏng trong mạng để thay
thế, sửa chữa.
4. Mạng cảm biến không dây cho phép chúng ta có thể quan sát, đo đạc thông
số trong một khu vực lớn bằng cách kết hợp lại từ các khu vực nhỏ (hình I.2
là ví dụ đơn giản ghép 2 WSN lại với nhau [6]). Chú ý rằng việc liên kết các




Luận văn thạc sỹ khoa học

11

xảy ra có thể là sự thay đổi thông số của môi trường tác động trực tiếp hoặc
lệnh yêu cầu hoạt động), nút cảm biến mới chuyển sang trạng thái hoạt động
tích cực. Khi đã thực hiện xong nhiệm vụ yêu cầu, nút cảm biến lại chuyển về
trạng thái nghỉ. Điều này giúp tiết kiệm đáng kể năng lượng vì ở trạng thái
nghỉ, các thiết bị tiêu thụ rất ít năng lượng. Xem minh họa hình I.3 [7]

Hình I.3 Kiến trúc một WSN có các nút cảm biến ở hai chế độ hoạt động

Kết luận:
Với toàn bộ các đặc trưng cơ bản nói trên, WSN được áp dụng trong các thiết
kế cho rất nhiều ứng dụng thực tế về quân sự, công nghiệp và dân dụng. Đặc
biệt là tại các môi trường nguy hiểm, địa hình phức tạp, khó khăn. Để có thể
thiết kế chi tiết một WSN cho các ứng dụng cụ thể, chúng ta cần phải có
những hiểu biết cơ bản về cấu trúc phần cứng cũng như các đặc điểm, các
giao thức phần mềm nói chung cho một mạng cảm biến không dây để thực
hiện tốt mục tiêu thiết kế.
Khi nghiên cứu về WSN, người ta thường quan tâm tới hai vấn đề chính sau:
Những đặc trưng nào của cảm biến không dây là nguyên nhân khiến cho việc

Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học




Luận văn thạc sỹ khoa học

13

• Khả năng tránh lỗi (Fault tolerance)
• Tuổi thọ (Lifetime)
• Tính thương mại hoá (Scalability)
• Mật độ phân bố các nút cảm biến lớn trong một phạm vi.
• Có thể lập trình được
• Có khả năng phục hồi lại
I.2. Cấu trúc mạng cảm biến không dây
Về cấu trúc phần cứng, một WSN được cấu tạo từ các nút cảm biến và phân
bố theo kiến trúc phù hợp với ứng dụng thiết kế. Thực chất, một nút cảm biến
chính là một thiết bị đo nhưng có kết hợp thêm bộ truyền-nhận bằng sóng
radio để truyền thông tin không dây.
Với mục tiêu là nhỏ gọn, tiêu thụ năng lượng thấp, dễ di chuyển và lắp đặt.
Khi thiết kế các nút cảm biến ngoài việc chọn lựa đầu đo cảm biến có độ nhạy
và độ chính xác cao, người kỹ sư thiết kế cần phải thiết kế một thiết bị đo với
các lựa chọn giải pháp về phần cứng cũng như phần mềm đảm bảo các yêu
cầu: sai số thiết bị đo nhỏ, độ chính xác cao, thời gian xử lý, thời gian đáp
ứng nhỏ, tuân theo các giao thức truyền tin xác định.
I.2.1. Cấu trúc phần cứng của nút cảm biến
Một nút cảm biến không dây bao gồm 5 khối chức năng cơ bản (xem hình
I.4): khối nguồn cung cấp, khối đầu đo cảm biến/cơ cấu chấp hành, khối điều
khiển (khối xử lý uC/uP), bộ nhớ và khối truyền thông.
Khối nguồn cung cấp: do đặc trưng của nút cảm biến là làm việc độc lập, dễ
di chuyển, có thể được gắn ở những vị trí, môi trường làm việc nguy hiểm hay
xa trung tâm, vì vậy nguồn sử dụng cho nút cảm biến thường là loại nguồn

Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học

15

Đi kèm với các dòng xử lý nói trên là các hệ điều hành thích hợp trong việc
thiết kế các hệ nhúng cỡ nhỏ, không đòi hỏi quá nhiều tài nguyên như TinyOS
và ngôn ngữ lập trình NesC hỗ trợ cho quá trình thiết kế WSN.
Khối truyền thông: làm nhiệm vụ truyền-nhận dữ liệu giữa các nút cảm biến
với nhau trong mạng cảm biến.
Nếu mạng cảm biến sử dụng truyền thông bằng dây nối thì các chuẩn truyền
thông cấp trường như LIN, CAN, Profibus thường là giải pháp thích hợp được
chọn lựa, khi đó các khối truyền thông và giao thức truyền được tích hợp
ngay trên chính các bộ vi xử lý của mỗi nút cảm biến.
Nếu mạng cảm biến sử dụng truyền thông không dây (mạng cảm biến không
dây), một số giải pháp truyền thông tin không dây như: sử dụng sóng vô tuyến
(Radio frequency), truyền thông quang học, sóng siêu âm. Ngoài ra còn có
phương pháp sử dụng độ tự cảm điện từ, phương pháp này thường được sử
dụng trong những trường hợp đặc biệt. Trong các giải pháp đã đưa ra ở trên,
việc truyền thông tin sử dụng kỹ thuật sóng vô tuyến là giải pháp tốt và phù
hợp nhất với hầu hết các ứng dụng của WSN vì các lý do sau: phạm vi truyền
và tốc độ truyền dữ liệu cao, ở mức tiêu thụ năng lượng hợp lý thì tỉ lệ sai
lệch thông tin truyền/nhận là chấp nhận được, không yêu cầu đường truyền
thẳng của anten giữa thiết bị gửi và các thiết bị nhận dữ liệu.
Đối với hệ thống truyền không dây sử dụng sóng radio để mã hoá thông tin và
truyền đi thì việc chọn lựa tần số sóng mang là vấn đề rất quan trọng [3] [6],
hiện nay trong hầu hết các WSN tần số sóng mang thường sử dụng là khoảng
từ MHz (trong một số trườn hợp) và GHz (với hầu hết ứng dụng).


17

Mạng cảm biến không dây được tạo nên từ các nút cảm biến không dây. Việc
các nút liên kết với nhau theo kiến trúc mạng nào, quá trình chuyển tiếp thông
tin trong mạng ra sao đều phải được người thiết kế mạng thiết kế và thực hiện
dựa trên các cơ sở lý thuyết chung về kiến trúc mạng và các giao thức, đồng
thời còn tuỳ thuộc vào công nghệ sóng vô tuyến được chọn lựa để xây dựng
WSN.
I.2.2. Vấn đề tiêu thụ năng lượng trong mạng cảm biến không dây
Việc đảm bảo cho các nút cảm biến trong WSN tiêu thụ năng lượng thấp là
một trong những mục tiêu chính khi thiết kế một WSN. Khi thiết kế WSN, để
đánh giá một cách chính xác về năng lượng tiêu thụ trong mạng, chúng ta cần
phải hiểu rõ về các vấn đề tiêu thụ năng lượng của từng phần tử trong mạng.
Về cơ bản, năng lượng tiêu thụ của một nút cảm biến bao gồm hai phần:
• Năng lượng tiêu thụ của mỗi linh kiện cấu tạo nên nút cảm biến.
• Năng lượng truyền sóng khi các nút cảm biến trong mạng trao đổi
thông tin với nhau (năng lượng cung cấp cho các bộ khuếch đại công
suất phía trước ăng ten trong bộ truyền nhận sử dụng sóng vô tuyến).
Do đó, để giảm năng lượng cho WSN, chúng ta có thể tiến hành giảm năng
lượng trên cả hai phần nói trên. Giảm năng lượng bằng cách chọn lựa các
thành phần phần cứng tiêu thụ ít năng lượng, hay giảm năng lượng bằng phần
mềm: thực hiện việc điều khiển các nút cảm biến có chế độ nghỉ và hoạt động
phù hợp với yêu cầu trong mạng. Cụ thể là các nút cảm biến luôn ở chế độ
nghỉ và chỉ hoạt động khi có yêu cầu làm việc. Bởi vì trên một nút cảm biến,
năng lượng sử dụng để truyền đi 1 byte dữ liệu thông qua bộ truyền nhận sóng
vô tuyến thường lớn hơn năng lượng tiêu thụ khi thiết bị hoạt động đọc, lưu
trữ, xử lý 1 byte dữ liệu. Để thực hiện được những vấn đề nói trên, người thiết

Đo lường và các hệ thống điều khiển

- Trường hợp 1: nếu nút cảm biến đưa ra quyết định duy trì trạng thái hoạt
động tích cực và trạng thái ấy kéo dài đến thời điểm t event thì toàn bộ năng
Đo lường và các hệ thống điều khiển


Luận văn thạc sỹ khoa học

19

lượng tiêu thụ trong trường hợp không sử dụng trạng thái nghỉ được tính bằng
E active = Pactive * (t event − t1 ) .

- Trường hợp 2: nếu nút cảm biến đưa ra quyết định rơi vào trạng thái ngủ và
phải mất một khoảng thời gian τ down thì nó mới chuyển hoàn toàn từ trạng thái
Pactive xuống Psleep (xem hình I.6).

Giả sử như công suất tiêu thụ trung bình trong khoảng thời gian τ down này là
( Pactive + Psleep )/2. Nó ở trạng thái Psleep cho đến thời điểm t event . Công suất tiêu
thụ trong toàn bộ trường hợp này là:
τ down * ( Pactive + Psleep ) / 2 + (t event − t1 − τ down ) * Psleep

Năng lượng tiết kiệm so với trường hợp (t event − t1 ) * Pactive là :
E saved = (t event − t1 ) * Pactive − (τ down * ( Pactive + Psleep ) / 2 + (t event − t1 − τ down ) * Psleep )

Hình I.6 Quá trình chuyển trạng thái hoạt động của nút cảm biến

Tuy nhiên còn có thêm trạng thái tăng thêm (overhead) xuất hiện để thực hiện
quá trình quay trở lại trạng thái ban đầu Pactive .
Eoverhead = τ up * ( Pactive + Psleep ) / 2


động với công suất tối đa. Công suất tiêu thụ lên đến 400mW.
+ Ở chế độ nghỉ (idle mode): không có xung nhịp đến CPU. Xung nhịp đến
các ngoại vi vẫn hoạt động. Bất kì một một ngắt nào từ ngoại vi cũng sẽ làm
cho CPU trở về trạng thái hoạt động bình thường (normal mode). Công suất
tiêu thụ lên đến 100mW.
+ Ở chế độ ngủ (sleep mode): chỉ có xung nhịp thời gian thực (real-time
clock) duy trì hoạt động. CPU sẽ được đánh thức bằng ngắt thời gian 160ms.
Công suất tiêu thụ lên đến 50uW
Texas Instruments MSP 430
Họ MSP430 cung cấp một dải chế độ làm việc sau: Chế độ làm việc với công
suất tối đa tiêu thụ công suất khoảng 1.2mW (nguồn cung cấp 3V, tần số hoạt
động 1Mhz). Có 4 chế độ ngủ. Chế độ ngủ tiết kiệm công suất nhất là LPM4
chỉ tiêu thụ 0.3uW. Ở chế độ này bộ điều khiển chỉ được đánh thức bởi ngắt
ngoài. Ở chế độ cao hơn, LPM3, xung nhịp đồng hồ vẫn chạy, có thể được lập
lịch để được đánh thức. Trong trường hợp này công suất tiêu thụ khoảng
6uW.
Atmel ATmega

Đo lường và các hệ thống điều khiển