ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------

LƢU HOÀNG LONG

NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC
MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ ỨNG DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------------

LƢU HOÀNG LONG

NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC
MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ ỨNG DỤNG

Chuyên ngành

: Vật lý vô tuyến và điện tử

Mã số

: 60440105


thiết bị bảng A đƣợc trang bị tại Bộ môn Vật lý Vô tuyến, Khoa Vật lý. Trƣờng Đại
học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Các thiết bị đƣợc sử dụng gồm:
“Dao động ký số điện tử DL1720E, Keithly 2000…”
Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, những ngƣời
đã ủng hộ và động viên giúp đỡ tôi trong thời gian làm luận văn.
Hà Nội, tháng 12 năm 2017

Lƣu Hoàng Long


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY .....................3
1.1. Khái niệm......................................................................................................... 3
1.2. Các đặc điểm chính của một mạng cảm biến không dây ................................ 4
1.2.1. Kích thƣớc vật lý, năng lƣợng tiêu thụ ......................................................4
1.2.2. Khả năng chịu lỗi, khả năng thích nghi .....................................................5
1.2.3. Đa dạng trong thiết kế ...............................................................................6
1.2.4. Chi phí sản xuất thấp .................................................................................6
1.3. Chuẩn IEEE 802.15.4 và ZigBee trong mạng cảm biến không dây ................ 6
1.3.1. IEEE 802.15.4 [19] ....................................................................................7
1.3.2. ZigBee [4,19].............................................................................................8
1.4. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây ....................................................... 9
1.4.1. Ứng dụng trong quân sự ..........................................................................10
1.4.2. Ứng dụng vào môi trƣờng .......................................................................11
1.4.3. Ứng dụng vào dịch vụ y tế ......................................................................13
1.4.4. Ứng dụng vào các thiết bị trong nhà .......................................................14
1.4.5. Ứng dụng trong công nghiệp ..................................................................15
1.4.6. Ứng dụng trong nông nghiệp ..................................................................15
CHƢƠNG 2. KIẾN TRÚC MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY ............................17

4.3. Phần cứng trong trạm trung tâm..................................................................... 57
4.4. Thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến đo độ ẩm đất............................................ 59
4.4.1. Giới thiệu cảm biến độ ẩm đất ................................................................59
4.4.2. Xác định độ ẩm đất [10] ..........................................................................62
4.4.3. Kết quả thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến độ ẩm MS10 ........................63
4.5. Thông số lập trình chuyển đổi tín hiệu số và độ ẩm đất ................................ 65
KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................68
PHỤ LỤC ..................................................................................................................70


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Cụm từ

Nghĩa tiếng Việt
Tín hiệu sử dụng trong truyền thông
số để đảm bảo dữ liệu đƣợc nhận
Bộ chuyển đổi tƣơng tự - số
Vi điều khiển họ AVR

ACK

Acknowledgement

ADC
AVR

Analog Digital Converter

RX
SM
SPI
SurfNet
TX
UWASA
WSN
ZigBee

Radio frequency
Reduced Instruction Set
Computer
Receiver
Soil Moisture
Serial Peripheral Interface
Transmitter
Wireless Sensor Network

Chuẩn công nghiệp, nghiên cứu
khoa học và y tế
Màn hiển thị tinh thể lỏng
Mạng cá nhân không dây tốc độ thấp
Điều khiển truy cập đƣờng truyền
Bộ vi xử lý trung tâm
Tín hiệu xác thực phủ định
Tên riêng bộ thu phát nRF24L01
Tần số vô tuyến
Cấu trúc tập hợp lệnh rút gọn
Máy thu sóng
Độ ẩm đất

Hình 2.11. Cầu nối USB với UWASA và SurfNet ........................................................ 29
Hình 3.1. Kiến trúc tổng thể của hệ thống giám sát nƣớc trong nông nghiệp. .............. 35
Hình 3.2. Cấu trúc node theo kiến trúc phần cứng UWASA. ........................................ 37
Hình 3.3. Kiến trúc bộ điều khiển máy bơm theo UWASA và SurfNet. ....................... 38
Hình 3.4. Cấu trúc tập lệnh rút gọn của vi điều khiển Atmega...................................... 40
Hình 3.5. Sơ đồ kết nối nRF24L01 với vi điều khiển. ................................................... 43
Hình 3.6. Sơ đồ chân nRF24L01.................................................................................... 43
Hình 3.7. Chế độ hoạt động của các node UWASA và SurfNet. .................................. 46
Hình 3.8. Kĩ thuật MultiCeiverTM trong node SurfNet. ................................................. 47
Hình 3.9. Cơ chế tránh va chạm theo kĩ thuật MultiCeiverTM. ...................................... 48
Hình 3.10. Sơ đồ thuật toán của node cảm biến theo kiến trúc UWASA. ..................... 49
Hình 3.11. Sơ đồ thuật toán của trạm trung tâm theo kiến trúc UWASA và SurfNet. .. 50
Hình 4.1. Sơ đồ bản thiết kế mạng cảm biến giám sát độ ẩm đất. ................................. 53
Hình 4.2. Sơ đồ mạch điện khối thu thập dữ liệu. ......................................................... 55
Hình 4.3. Node thu thập dữ liệu. .................................................................................... 56
Hình 4.4. Sơ đồ mạch điện khối xử lý trung tâm. .......................................................... 57
Hình 4.5. Khối xử lý trung tâm. ..................................................................................... 58
Hình 4.6. Cảm biến độ ẩm trong đất. ............................................................................. 59
Hình 4.7. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm HS1101. ............................................................... 60
Hình 4.8. Cảm biến độ ẩm đất MS10. ............................................................................ 61
Hình 4.9. Thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến MS10....................................................... 62
Hình 4.10. Đồ thị liên hệ giữa điện áp ra và độ ẩm tƣơng ứng. ..................................... 65


MỞ ĐẦU
Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, công nghệ thông
tin, công nghệ vi mạch điện tử đã, đang và sẽ hiện diện nhiều hơn trong cuộc sống
của con ngƣời với những lợi ích to lớn mà nó mang lại trong cuộc sống.
Trong bối cảnh nhân loại đang bƣớc vào những năm đầu của cuộc cách mạng
công nghiệp 4.0 với những yếu tố cốt lõi là trí tuệ nhân tạo (AI-Artificial

vào bài toán phục vụ trong nông nghiệp chính xác để thu thập, giám sát các thông
số môi trƣờng biến đổi chậm nhằm thu thập thông số môi trƣờng mà vẫn kéo dài
thời gian hoạt động của mạng trong điều kiện năng lƣợng của các node là hữu hạn.
Cấu trúc của luận văn gồm:
Chƣơng 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây
Nội dung cơ bản của chƣơng này là đƣa ra các khái niệm cơ bản về mạng
cảm biến không dây, một số chuẩn truyền thông của mạng cảm biến không dây và
những ứng dụng của mạng cảm biến không dây trong thực tế.
Chƣơng 2: Kiến trúc mạng cảm biến không dây
Chƣơng 2 nghiên cứu và phân tích các kiến trúc thƣờng gặp của mạng cảm
biến không dây, đi sâu nghiên cứu một vài kiến trúc mạng cảm biến có sự linh hoạt
trong việc tùy biến, mở rộng mạng và phù hợp với nhiệm vụ thu thập các thông số
môi trƣờng biến đổi chậm sử dụng trong nông nghiệp chính xác
Chƣơng 3: Ứng dụng mạng cảm biến không dây trong nông nghiệp.
Chƣơng 3 đề xuất giải pháp áp dụng mạng cảm biến không dây vào nông
nghiệp chính xác, nghiên cứu, thiết kế mạng cảm biến không dây nhằm giám sát độ
ẩm đất và thực hiện việc điều khiển van tƣới nƣớc cho vƣờn cây có diện tích nhỏ.
Chƣơng 4: Kết quả thực nghiệm
Chƣơng này đƣa ra mô hình mạng cảm biến không dây sử dụng giám sát
lƣợng nƣớc cho một khu vƣờn diện tích 360m2, với cấu trúc cụ thể của các node
cảm biến và trạm trung tâm mà tác giả đã xây dựng, đồng thời trình bày kết quả
thực nghiệm chuẩn hóa cảm biến mà tác giả đã tiến hành.
Trong luận văn này tác giả đã xây dựng, đề xuất một giải pháp để ứng dụng
mạng cảm biến không dây vào nông nghiệp, giải pháp này tác giả cho rằng nó có
nhiều điểm thuận lợi và có khả năng đƣa vào ứng dụng trong thực tế.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

vận tải, quân sự, quốc phòng, giải trí và thực tế nó đang dần trở thành một phần
không thể tách rời trong cuộc sống.
1.2.

Các đặc điểm chính của một mạng cảm biến không dây

1.2.1. Kích thước vật lý, năng lượng tiêu thụ
Phần lớn các mạng cảm biến không dây đƣợc triển khai ngoài môi trƣờng tự
nhiên với số lƣợng node cảm biến lớn đƣợc phân bố dày đặc trên phạm vi rộng do
vậy kích thƣớc và năng lƣợng tiêu thụ của mỗi node đóng vai trò quyết định đến sự
tồn tại lâu dài của chúng cũng nhƣ khả năng xử lý, lƣu trữ và tƣơng tác giữa các
node cảm biến trong mạng.
Nhiều ứng dụng đòi hỏi các node mạng có kích thƣớc rất nhỏ đảm bảo sự an
toàn cho các node mạng, ví dụ nhƣ với mạng cảm biến triển khai trên chiến trƣờng
thì yêu cầu an toàn cho node mạng và cho toàn bộ mạng là rất cần thiết do mạng
cảm biến có thể bị kẻ địch phá hoại, hoặc đơn giản hơn là có thể bị tác động bởi các
yếu tố của môi trƣờng tự nhiên.
Năng lƣợng trong mạng cảm biến không dây đƣợc sử dụng cho nhiều mục
đích khác nhau nhƣ thu nhận tín hiệu, tính toán, truyền thông, lƣu trữ, trong đó năng
lƣợng tiêu thụ ở mỗi node cảm biến là nhiều nhất. Mà một mạng cảm biến không
dây chứa rất nhiều node mạng tùy thuộc vào từng ứng dụng của mạng vì vậy năng
lƣợng tiêu hao bởi các node mạng không hề nhỏ chƣa kể các thành phần khác của
mạng và sự thất thoát trong quá trình hoạt động. Hơn nữa, nguồn năng lƣợng cung
cấp cho mạng cảm biến chủ yếu lấy từ pin trang bị sẵn và việc thay thế pin cho
mạng cảm biến là không khả thi. Chính vì vậy, cần hạn chế thấp nhất sự tiêu thụ
năng lƣợng ở các node mạng và duy trì năng lƣợng ở các node mạng để đảm bảo
thời gian hoạt động cho toàn bộ mạng cảm biến. Ví dụ nhƣ có thể sử dụng pin sạc

4


5


thiết kế mạng cần phải có giải pháp để nâng cao khả năng chịu lỗi của mạng nhằm
duy trì trạng thái hoạt động, đảm bảo chất lƣợng của mạng, ngoài ra mạng cũng cần
có sự tùy biến về cấu hình để đảm bảo thông tin trong mạng[8,9].
1.2.3. Đa dạng trong thiết kế
Phạm vi ứng dụng của mạng cảm biến không dây là đa dạng trong rất nhiều
lĩnh vực, đối với mỗi lĩnh vực mạng cảm biến không dây thƣờng đƣợc thiết kế
nhằm phục vụ cho một ứng dụng cụ thể với những đòi hỏi khác nhau về mục đích
sử dụng, điều kiện ứng dụng nên yêu cầu về thiết bị vật lý, cấu trúc của mạng là
khác nhau, do đó mạng cảm biến có thiết kế rất đa dạng.
1.2.4. Chi phí sản xuất thấp
Chi phí mạng cảm biến thƣờng đƣợc yêu cầu thấp hơn chi phí mạng truyền
thống, trong mạng cảm biến không dây có rất nhiều node cảm biến do vậy giá thành
của mạng cảm biến phụ thuộc rất nhiều vào giá thành của một node, có nhiều giải
pháp đã đƣợc đƣa ra, chẳng hạn nhƣ giải pháp sử dụng công nghệ chế tạo MEMS
nhƣ đã trình bày ở trên là một trong số đó.
Ngoài những đặc điểm về thiết kế phần cứng của mạng cảm biến không dây
điều quan trọng nhất đối với riêng mỗi thiết bị là phải dễ dàng tập hợp phần mềm
phù hợp với kiến trúc phần cứng sao cho hiệu quả sử dụng là cao nhất. Cần thiết
phải phát triển phần cứng có thể dùng chung cho phép các ứng dụng riêng có thể
xây dựng trên một tập các thiết bị mà không cần giao diện phức tạp. Ngoài ra, cũng
có thể chuyển đổi giữa phạm vi phần cứng và phần mềm trong khả năng của công
nghệ[9].
1.3.

Chuẩn IEEE 802.15.4 và ZigBee trong mạng cảm biến không dây
WSN có thể sử dụng một số công nghệ truyền dẫn không dây đƣợc thiết kế


cảm biến vừa phải đo lƣờng, xử lý và truyền dữ liệu riêng của chúng, vừa hoạt động
nhƣ là cầu nối trễ tín hiệu chuyển tiếp cho các node cảm biến khác.

7


Hình 1.2. Các kiểu topo mạng IEEE 802.15.4
1.3.2. ZigBee [4,19]
Chuẩn ZigBee đƣợc phát triển bởi ZigBee Alliance là một tổ chức các công
ty viễn thông độc lập không phụ thuộc vào IEEE. Trên nền tảng của chuẩn IEEE
802.15.4, Zigbee xây dựng thêm lớp mạng và lớp ứng dụng đồng thời bổ sung thêm
thông tin vào 2 lớp đã có của IEEE 802.15.4 tạo thành một công nghệ mạng LR WPANs của riêng mình.
ZigBee có đầy đủ các đặc điểm của một hệ thống LR-WPANs đó là: dễ dàng
triển khai, độ tin cậy cao, hoạt động tiêu thụ năng lƣợng thấp giúp kéo dài thời
lƣợng pin. Đồng thời bộ giao thức hoạt động đơn giản và linh hoạt giúp dễ dàng kết
hợp với các ứng dụng ở tầng trên. Lớp mạng ZigBee thƣờng hỗ trợ mạng sao và
mạng nhánh, cũng nhƣ mạng lƣới chung. Trong một mạng không dây ZigBee, địa
chỉ liên kết có thể là địa chỉ ngắn (16 bit) hoặc địa chỉ dài (64 bit) và mạng có thể
chứa đƣợc rất nhiều thiết bị.
ZigBee dùng đa truy cập sử dụng sóng mang để tránh xung đột giữa các sóng
vô tuyến. Ngoài ra, để đảm bảo độ tin cậy truyền dữ liệu, ZigBee cũng thiết lập một
giao thức truyền thông.
Nhằm mục đích đảm bảo sự an toàn truyền thông dữ liệu giữa các thiết bị
ZigBee, ZigBee sử dụng thuật toán chuẩn mã hóa tiên tiến với độ rộng khóa 128 bit,
để xử lý mã hóa truyền thông tin dữ liệu.

8


Hình 1.3. Giao thức cơ bản theo chuẩn ZigBee.

phân loại thành các loại sau:
1.4.1. Ứng dụng trong quân sự
Mạng cảm biến không dây là một phần không thể tách rời trong lĩnh vực
quân sự nhƣ các mệnh lệnh, kiểm soát, truyền thông, giám sát, trinh sát và theo dõi
mục tiêu. Với khả năng có thể triển khai nhanh chóng, khả năng tự tổ chức, không
yêu cầu nhiều sự can thiệp của con ngƣời và đặc tính chịu lỗi của mạng cảm biến là
một ƣu điểm rất phù hợp cho việc ứng dụng trong quân sự, vì các mạng cảm biến
đƣợc triển khai dày đặc các node với chi phí thấp nên sự hủy hoại của một số node
bởi hành động thù địch của đối phƣơng không ảnh hƣởng đến hoạt động quân sự
nhiều nhƣ khi phá hủy một mạng cảm biến truyền thống. Ngƣời ta sử dụng những
cảm biến siêu nhỏ nhƣ những hạt bụi, chúng đƣợc phát tán tiếp cận lãnh thổ đối
phƣơng để thu thập các thông tin về nhiệt độ, độ ẩm, áp suất của môi trƣờng, sự
chuyển động của các đối tƣợng, các cảm biến còn đƣợc nghiên cứu mở rộng phạm
vi tiếp cận quân địch trong điều kiện có thể gây nguy hiểm cho con ngƣời hay hệ
thống, thậm chí các hạt hạt bụi thông minh còn đƣợc cấy vào cơ hay não nhằm giám
sát đối tƣợng. Một số ứng dụng cụ thể trong lĩnh vực quân sự nhƣ:
- Giám sát lực lượng, vũ khí [2,3]: Lực lƣợng quân đội số lƣợng trang thiết
bị, vũ khí, đạn dƣợc trong kho sẽ đƣợc theo dõi một cách dễ dàng, liên tục nhờ

10


mạng cảm biến không dây. Thay vì thƣờng xuyên phải dùng nhân lực kiểm tra các
kho lƣu trữ, các phƣơng tiện tác chiến, trang bị phục vụ quân đội thì các đối tƣợng
sẽ đƣợc gắn cảm biến, xây dựng thành mạng để thu nhận thông tin, theo dõi và cập
nhập lên web, ngƣời quản lý có thể theo dõi bất cứ khi nào muốn, việc ghi chép,
phân phối lực lƣợng cũng trở nên dễ dàng hơn.
- Giám sát chiến trường [2,3]: Trong công tác chiến đấu ngoài mặt trận, lực
lƣợng quân đội không thể tránh khỏi những khó khăn về điều kiện địa hình hiểm trở
với những con đƣờng mòn khó di chuyển, những tuyến đƣờng hay xảy ra lở đất hay

chẳng hạn nhƣ sự di chuyển của côn trùng với lƣợng lớn có thể phá hoại mùa màng,
hay sự di cƣ của động vật hoang dã sẽ ảnh hƣởng đến canh tác, mùa màng của
ngƣời dân.
- Phát hiện cháy rừng [2,8,9]: Cháy rừng là một trong những nguyên nhân
gây suy giảm tài nguyên rừng, có thể xảy ra do hoạt động canh tác của con ngƣời
hoặc do điều kiện thời tiết nắng nóng hanh khô kéo dài. Trƣớc đây, khi cháy rừng
đã xảy ra rồi con ngƣời mới phát hiện và khi dập tắt đƣợc ngọn lửa thì diện tích
cháy đã lan rất rộng, điều này đã gây ra những thiệt hại lớn cho tài nguyên rừng
thậm chí là cả tính mạng con ngƣời. Hiện nay, việc phân bố và sử dụng rộng rãi
mạng cảm biến không dây trên các cánh rừng có nguy cơ cháy đã phần nào giải
quyết đƣợc vấn đề này. Các node cảm biến sẽ phối hợp, tƣơng tác với nhau đƣa ra
cảnh báo khi rừng có nguy cơ bị cháy hoặc phát hiện sớm khi rừng bị cháy thông
báo đến ngƣời dân và cơ quan quản lý để có biện pháp khắc phục kịp thời.
- Cảnh báo lũ lụt [2,8]: Lũ lụt là hiện tƣợng thiên tai gây ra những thiệt hại
to lớn cho con ngƣời mà chúng ta phải đối mặt hàng năm. Chính vì vậy việc phát
hiện, cảnh báo sớm nguy cơ lũ lụt là rất cần thiết. Ứng dụng mạng cảm biến không
dây có thể thực hiện nhiệm vụ này, hệ thống cảnh báo lũ khi sử dụng các node
mạng cảm biến sẽ đo đƣợc mức nƣớc trên sông thông qua cảm biến khoảng cách kết
hợp với cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, thu thập dữ liệu theo thời gian thực. Dữ liệu
đƣợc gửi liên tục về khối xử lý trung tâm so sánh với ngƣỡng đã đƣợc thiết lập
trƣớc đó, khi các thông số vƣợt ngƣỡng cho phép hệ thống sẽ đƣa ra cảnh báo tại
chỗ qua loa phát thanh và gửi tin nhắn cho cấp quản lý thông báo ngƣời dân sơ tán
kịp thời tránh những thiệt hại đáng tiếc.

12


- Dự báo thời tiết [6]: Mạng cảm biến không dây là thành phần không thể
thiếu trong công tác dự báo thời tiết, các trạm đƣợc gắn các cảm biến nhƣ nhiệt độ,
độ ẩm, cảm biến lƣợng mƣa, cảm biến ánh sáng..., để thu thập dữ liệu, sau đó

độ đƣợc dùng trong lò ấp, bộ gia nhiệt, thiết bị theo dõi và điều chỉnh nhiệt độ, theo
dõi nhiệt độ bệnh nhân. Cảm biến gia tốc đƣợc sử dụng trong máy điều hòa nhịp
tim, máy khử rung, thiết bị theo dõi bệnh nhân, máy theo dõi huyết áp. Các thiết bị
cảm biến cũng giúp việc theo dõi điều trị linh hoạt, bệnh nhân có thể vẫn sinh hoạt
tại gia đình nhƣng dữ liệu về sức khỏe bệnh nhân sẽ đƣợc theo dõi tại phòng quản
lý qua máy chủ và khi có dấu hiệu bất thƣờng sẽ nhanh chóng phát hiện ra, có biện
pháp xử lý kịp thời.
- Quản lý chất lượng thuốc, dụng cụ y tế trong kho [8,9]: Thuốc và dụng cụ y
tế là những hàng hóa có tính chất đặc biệt, là phƣơng tiện không thể thiếu trong
công tác chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cho con ngƣời. Chất lƣợng của thuốc và các
dụng cụ y tế sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến tính mạng ngƣời bệnh trong khi đó thuốc
đƣợc sản xuất từ các nguồn nguyên liệu khác nhau rất dễ bị hƣ hỏng, giảm chất
lƣợng và chịu sự chi phối của điều kiện môi trƣờng nhất là trong điều kiện nhiệt đới
ẩm gió mùa nhƣ nƣớc ta. Do đó, bảo quản, đảm bảo chất lƣợng thuốc còn giữ
nguyên khi đến tay ngƣời tiêu dùng rất khó khăn. Hiện nay, với sự phát triển của
khoa học kĩ thuật cùng phạm vi phủ sóng rộng rãi của mạng cảm biến không dây,
việc quản lý chất lƣợng thuốc trở nên dễ dàng hơn. Các kho thuốc đƣợc tích hợp các
node cảm biến theo dõi các thông số nhƣ nhiệt độ, độ ẩm không khí, ánh sáng từ đó
đƣa ra giải pháp điều chỉnh các thông số này sao cho phù hợp điều kiện bảo quản
của từng loại thuốc để chất lƣợng thuốc đƣợc đảm bảo.
1.4.4. Ứng dụng vào các thiết bị trong nhà
Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ mạng không dây đã đƣợc tích
hợp ứng dụng vào các thiết bị trong nhà để xây dựng nhà thông minh. Về cơ bản, hệ
thống nhà thông minh cho phép điều khiển các thiết bị trong nhà nhƣ thiết bị chiếu
sáng, điều hòa, chống trộm, các tiện ích khác một cách tự động và tập trung, nhằm
tạo ra sự tiện nghi, thoải mái, tiết kiệm năng lƣợng và an ninh. Nhà thông minh bắt
nguồn từ hệ thống tự động hóa tòa nhà, đƣợc biến đổi để áp dụng vào quy mô nhỏ

14


15


từ đó nâng cao hiệu quả, lợi nhuận kinh tế trong sản xuất nông nghiệp và đƣợc gọi
là nông nghiệp chính xác [13].
Với nông nghiệp chính xác, các node cảm biến đƣợc đặt tại nơi trồng để đo
nhiệt độ và độ ẩm của đất và không khí xung quanh chuyển về trạm trung tâm thu
nhận và xử lý dữ liệu theo thời gian thực để giúp nông dân đƣa ra quyết định tốt
nhất liên quan đến trồng, bón phân và thu hoạch cây trồng. Các thông tin thời gian
thực thu đƣợc từ các lĩnh vực có thể cung cấp một cơ sở dữ liệu vững chắc cho
nông dân để điều chỉnh kế hoạch canh tác bất cứ lúc nào, thay vì đƣa ra quyết định
dựa vào kinh nghiệm chủ quan của cá nhân, hoặc dựa vào một số điều kiện giả
thuyết có thể không đúng trong thực tế.
Kết luận chƣơng 1: Trong chƣơng 1, luận văn đã trình bày tổng quan về
mạng cảm biến không dây, các chuẩn thƣờng đƣợc sử dụng trong WSN và một số
ứng dụng tiêu biểu trong cuộc sống. Để xây dựng đƣợc ứng dụng của mạng cảm
biến không dây áp dụng trong nông nghiệp, nôi dung chƣơng tiếp theo sẽ tìm hiểu
về các kiểu mạng, kiến trúc phần cứng và kiến trúc phần mềm trong mạng cảm biến
không dây.

16