Tác giả | Vũ Chiến Thắng |
ISBN | 978-604-82-6552-6 |
ISBN điện tử | 978-604-82-6967-8 |
Khổ sách | 19 x 27 cm |
Năm xuất bản (tái bản) | 2022 |
Danh mục | Vũ Chiến Thắng |
Số trang | 116 |
Ngôn ngữ | vi |
Loại sách | Ebook;Sách giấy; |
Quốc gia | Việt Nam |
Ngày nay, mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network - WSN) có rất nhiều ứng dụng tiềm năng như giám sát môi trường, tự động hóa tòa nhà, ngôi nhà thông minh, tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp và công nghiệp, giám sát tình trạng sức khỏe bệnh nhân, ứng dụng trong quân sự... Mạng cảm biến không dây là một kết cấu hạ tầng bao gồm các thành phần cảm nhận (đo lường), tính toán và truyền thông nhằm cung cấp cho người quản trị khả năng đo đạc, quan sát và tác động lại với các sự kiện, hiện tượng trong một môi trường xác định.
Mạng cảm biến không dây thường bao gồm một số lượng lớn các nút cảm biến được phân bố ngẫu nhiên và chúng ít được bảo trì. Do đó, các mạng cảm biến không dây phải tự cấu hình, tự phục hồi và vận hành theo cách phân tán. Ngoài ra, các nút mạng cảm biến còn bị hạn chế về nguồn năng lượng, khả năng xử lý, phạm vi truyền thông và dung lượng bộ nhớ. Vì vậy, khi thiết kế phần cứng cũng như phần mềm cho mạng cảm biến không dây, chúng ta cần phải quan tâm giải quyết được những vấn đề nêu trên.
Cuốn sách này giới thiệu về mạng cảm biến không dây và các ứng dụng. Ihông qua cuốn sách này, bạn đọc có thể hiểu được cách thức hoạt động của các mạng cảm biến không dây từ đó thiết kế và triển khai được các ứng dụng của mạng cảm biến không dây. Cuốn sách được chia làm 6 chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây
Chương 2: Phần cứng cho mạng cảm biến không dây
Chương 3: Hệ điều hành cho mạng cảm biến không dây
Chương 4: Giao thức tiết kiệm năng lượng ở lớp MAC cho mạng cảm biến không dây
Chương 5: Giao thức định tuyến cho mạng cảm biến không dây
Chương 6: Ứng dụng của mạng cảm biến không dây
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY | |
1.1. Khái niệm về mạng cảm biến không dây | 5 |
1.2. Những thách thức đối với mạng cảm biến không dây | 6 |
1.2.1. Những thách thức ở cấp độ nút | 6 |
1.2.2. Những thách thức ở cấp độ mạng | 7 |
1.2.3. Sự chuẩn hóa | 9 |
1.2.4. Khả năng cộng tác | 10 |
1.3. Kiến trúc ngăn xếp giao thức của mạng cảm biến không dây | 10 |
1.3.1. Lớp vật lý | 12 |
1.3.2. Lớp liên kết dữ liệu | 12 |
1.3.3. Lớp mạng | 13 |
1.3.4. Lớp giao vận | 14 |
1.3.5. Lớp ứng dụng | 14 |
1.4. Chuẩn truyền thông IEEE 802.15.4 cho mạng cảm biến không dây | 16 |
1.4.1. Mô hình truyền thông trong mạng cảm biến không dây | 16 |
1.4.2. Chuẩn truyền thông vật lý cho mạng cảm biến không dây | 18 |
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 | 25 |
Chương 2: PHẦN CỨNG CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY | |
2.1. Cấu trúc phần cứng của nút cảm biến không dây | 26 |
2.1.1. Thiết bị truyền thông | 27 |
2.1.2. Bộ vi điều khiển | 28 |
2.1.3. Cảm biến | 29 |
2.1.4. Nguồn cung cấp | 29 |
2.2. Khảo sát một số phần cứng phổ biến cho mạng cảm biến không dây | 30 |
2.3. Giải pháp thiết kế phần cứng TUmote cho mạng cảm biến không dây | 32 |
2.3.1. Bộ vi điều khiển MSP430 | 32 |
2.3.2. Bộ thu phát vô tuyến CC2420 | 33 |
2.3.3. Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm | 33 |
2.3.4. Bộ nhớ ngoài | 33 |
2.3.5. Kết nối mở rộng | 33 |
2.3.6. Giao tiếp USB | 33 |
2.3.7. Nguồn cung cấp | 34 |
2.4. Công cụ phần mềm điều khiển và thu thập dữ liệu TU2C | 34 |
2.5. Một số hình ảnh về phần cứng TUmote và chương trình phần mềm TU2C 35 | |
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2 | 37 |
Chương 3: HỆ ĐIỀU HÀNH CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY | |
3.1. Giới thiệu về phần mềm của nút cảm biến không dây | 38 |
3.2. Hệ điều hành cho mạng cảm biến không dây | 39 |
3.3. Những thách thức ảnh hưởng đến việc thiết kế hệ điều | |
hành cho mạng cảm biến không dây | 39 |
3.4. Khảo sát một số hệ điều hành cho mạng cảm biến không dây | 40 |
3.4.1. Hệ điều hành TinyOS | 40 |
3.4.2. Hệ điều hành LiteOS | 41 |
3.4.3. Hệ điều hành Contiki | 41 |
3.5. Hệ điều hành Contiki cho mạng cảm biến không dây | 43 |
3.5.1. Giới thiệu | 43 |
3.5.2. Cấu trúc hệ điều hành Contiki | 44 |
3.5.3. Ngăn xếp truyền thông trong hệ điều hành Contiki | 45 |
3.5.4. Mô hình lập trình trong hệ điều hành Contiki | 48 |
3.5.5. Các bộ định thời trong hệ điều hành Contiki | 51 |
3.5.6. Một số hướng dẫn cơ bản với hệ điều hành Contiki | 51 |
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 | 58 |
Chương 4: GIAO THỨC TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG Ở LỚP MAC | |
CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔnG dây | |
4.1. Cơ chế quản lý năng lượng lớp MAC | 59 |
4.2. Quản lý năng lượng bộ thu phát vô tuyến | 60 |
4.2.1. Chu kỳ công suất không đồng bộ | 62 |
4.2.2. Chu kỳ công suất đồng bộ | 66 |
4.3. Cấu hình các giao thức tiết kiệm năng lượng ở lớp MAC trong hệ điều hành Contiki | 67 |
4.3.1. Giới thiệu chung | 67 |
4.3.2. Cách cấu hình các giao thức lớp MAC tiết kiệm năng lượng trong hệ điều hành Contiki | 67 |
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 | 69 |
Chương 5: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY | |
5.1. Tổng quan về vấn đề định tuyến trong mạng cảm biến không dây | 70 |
5.2. Đặc điểm của mạng cảm biến không dây ảnh hưởng đến vấn đề định tuyến | 71 |
5.3. Những thách thức của vấn đề định tuyến trong mạng cảm biến không dây | 72 |
5.4. Khảo sát một số giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây | 74 |
5.4.1. Các giao thức định tuyến phẳng, trung tâm dữ liệu | 74 |
5.4.2. Các giao thức định tuyến dựa trên sự phân cụm | 79 |
5.4.3. Các giao thức định tuyến dựa trên vị trí | 84 |
5.4.4. Giao thức cây thu thập dữ liệu CTP | 85 |
5.5. Giao thức cây thu thập dữ liệu CTP | 85 |
5.5.1. Giới thiệu giao thức CTP | 85 |
5.5.2. Thước đo định tuyến được sử dụng trong giao thức CTP | 86 |
5.5.3. Cấu trúc các bản tin trong giao thức CTP | 87 |
5.5.4. Các thành phần chính của giao thức CTP | 89 |
5.5.5. Thực thi giao thức CTP trên hệ điều hành Contiki | 90 |
5.5.6. Mô phỏng và đánh giá giao thức CTP | 96 |
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5 | 101 |
Chương 6: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY | |
6.1. Nhà thông minh | 103 |
6.2. Tự động hóa tòa nhà | 104 |
6.3. Ứng dụng trong quân sự | 106 |
6.4. Ứng dụng trong môi trường | 107 |
6.5. Ứng dụng trong giám sát và điều khiển công nghiệp | 108 |
6.6. Ứng dụng trong y tế và giám sát sức khỏe | 109 |
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 6 | 110 |
TÀI LIỆU THAM KHẢO | 111 |