intelli_prof
New Member
Download miễn phí Khóa luận Mạng cảm nhận không dây (WSN) đặc điểm cấu hình và thủ tục điều khiển thâm nhập môi trường (MAC)
MỤC LỤC
PHẦN 1
MẠNG LAN KHÔNG DÂY (WLAN)
Chương 1. Tổng quan về WLAN
1.1. Giới thiệu chung . .2
1.2. Lợi ích và ứng dụng của WLAN . .2
1.3. WLAN trên cơ sở radio . .3
1.3.1 Dải ISM . .3
1.3.2 Điều biến dải hẹp . 4
1.3.3 Điều biến trải phổ . .4
1.3.3.1Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) . . . 5
1.3.3.2Trải phổ nhảy tần (FHSS) . . . .6
1.4 WLAN trên cơ sở hồng ngoại . 7
1.4.1 Kỹ thu ật WLAN dùng ánh sáng hồng ngoại khuếch tán . 8
1.4.2 Kỹ thu ật hồng ngoại điểm-điểm . .8
1.4.2.1Kết nối hồng ngoại điểm-chùm . . .8
1.4.2.2Hệ thống LAN hồng ngoại điểm-điểm .9
1.5 Chế độ hoạt động Ad-hoc và Infrastructure .9
1.5.1 Chế độ Infrastructure .9
1.5.2 Chế độ Ad-hoc .10
1.6 Cấu hình đơn ô, đa ô trong WLAN . .11
1.6.1 Đơn ô (single cell WLAN). . 11
1.6.2 Liên kết đơn ô .11
1.6.3 Đa ô . . .11
1.6.4 Chồng lấp các ô . 12
1.7 Ưu nhược điểm của LAN không dây . 12
1.7.1 Ưu điểm . 12
1.7.2 Nhược điểm . .13
Chương 2. Các chuẩn và thiết bị của WLAN
2.1 Chuẩn IEEE 802.11 . .13
2.1.1 Lớp vật lý của IEEE 802.11 . .14
2.1.1.1 Phân lớp hồng ngoại . . . 14
2.1.1.2 Phân lớp FHSS . . .14
2.1.1.3 Phân lớp DSSS . 15
2.1.2 Lớp MAC của IEEE 802.11 . .15
2.1.2.1 Cơ chế CSMA . . .16
2.1.2.2 Cơ chế RTS/CTS . . .16
2.1.2.3 Khung dữ liệu MAC trong 802.11 . . .17
2.2 Giao thức mạng không dây . .17
2.3 Kiến trúc mạng không dây . 19
2.4 Phân bố địa chỉ IP . .20
2.5 Thiết bị cho WLAN . .21
2.5.1 Wireless Adaptor . .21
2.5.2 Anten . .23
2.5.2.1 Đặc điểm chung của anten . . .23
2.5.2.2 Một số loại anten . . .24
2.5.3 Điểm truy cập (AP) . .25
PHẦN 2
MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY (WSN)
Chương 1. Tổng quan về mạng cảm nhận không dây
1.1 Khái quát . 27
1.2 Các thiết bị mạng cảm biến không dây .28
1.2.1 Bộ xử lý nhúng năng lượng th ấp . 29
1.2.2 Bộ nhớ và lưu trữ . . 29
1.2.3 Máy thu phát bức xạ (radio) 29
1.2.4 Cảm biến . .29
1.2.5 Hệ thống định vị địa lý 30
1.2.6 Nguồn năng lượng .30
1.3 Ứng dụng của mạng cảm nhận không dây .31
1.3.1 Quan sát môi trường sinh thái . .31
1.3.2 Theo dõi trong qu ân sự và tìm kiếm mục tiêu .31
1.3.3 Quan sát địa chấn và cấu trúc .31
1.3.4 Công nghiệp và thương mại mạng cảm nhận .32
1.4 Thách thức thiết kế chính . .32
1.4.1 Thời gian sống mở rộng . 33
1.4.2 Đáp ứng . 33
1.4.3 Sức mạnh .33
1.4.4 Bổ trợ .33
1.4.5 Mở rộng phạm vi .34
1.4.6 Tính không đồng nhất . .34
1.4.7 Tự cấu hình . .34
1.4.8 Tự đánh giá và thích nghi . .35
1.4.9 Thiết kế hệ thống . .35
1.4.10 An ninh và bảo mật . . .35
Chương 2. Triển khai mạng
2.1 Tổng quan . .36
2.2 Triển khai có cấu trúc hay triển khai ngẫu nhiên . .37
2.3 Topo mạng . . 38
2.3.1 Single hop dạng sao . . .39
2.3.2 Multi hop dạng lưới và ô . . .39
2.3.3 Cụm (cluster) phân cấp 2 tầng . . .39
2.4 Kết nối trong dạng sơ đồ ngẫu nhiên . . 39
2.4.1 Kết nối trong G(n,R) . . .41
2.4.2 Tính đơn điệu của G(n,R) . .42
2.4.3 Kết nối trong G(n,K) . 42
2.4.4 Kết nối và truy ền tin trong G(n,p,R) . 43
2.5 Kết nối sử dụng điều khiển năng lượng . .43
2.5.1 Năng lượng nhỏ nhất để kết nối cấu trúc mạng . . . .44
2.5.2 Cài đặt năng lượng chung nhỏ nhất . .45
2.5.3 Làm giảm tối thiểu năng lượng cực đại . .46
2.5.4 Topo điều khiển dạng hình nón .46
2.5.5 Cấu trúc trình duy ệt mở rộng theo hình cây cục bộ nhỏ nhất. .47
Chương 3. Đa truy cập và chế độ ngủ
3.1 Tổng quan 48
3.2 Giao thức MAC truyền thống .48
3.2.1 Aloha và CSMA .48
3.2.2 Vấn đề node ẩn node hiện . 49
3.2.3 Đa truy cập tránh xung đột MACA và đặc tả 802.11 .50
3.2.4 IEEE 802.15.4 MAC . 54
3.3 Năng lượng hiệu quả trong giao thức MAC . .55
3.3.1 Quản lý năng lượng trong IEEE 802.11 . .55
3.3.2 Năng lượng cần cho đa truy cập và báo hiệu . 55
3.3.3 Tối thiểu hoá chi trả năng lượng tiếp nhận rảnh rỗi . . .55
3.4 Kỹ thuật ngủ không đồng bộ . . 56
3.4.1 Bức xạ thức dậy thứ 2 . .56
3.4.2 Lắng nghe năng lượng thấp / lấy mẫu đầu khung truy ền . 56
3.4.3 WiseMAC .57
3.4.4 Truyền/nhận- bắt đầu chu kỳ tiếp nhận . 57
3.5 Kỹ thuật lập lịch ngủ .58
3.5.1 Cảm ứng MAC (S-MAC) .58
3.5.2 MAC thời gian chờ (T-MAC) .59
3.5.3 MAC hội tụ dữ liệu (D-MAC) 60
3.5.4 Lập lịch ngủ có thời gian trễ hiệu quả .61
3.5.5 Lịch ngủ không đồng bộ .61
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ịa chỉ nguồn và đích.IP phiên bản 4 hiện gồm 32 bit và chia làm 5 lớp mạng:
Classbit Net ID Host ID
Classbit: bit nhận dạng lớp
Net ID: địa chỉ mạng
Host ID: địa chỉ máy chủ
Địa chỉ lớp Vùng địa chỉ lý
thuyết
Số mạng tối đa Số server tối đa
A Từ 0 đến 127 126 16777214
B Từ 128 đến 191 16382 65534
C Từ 192 đến 223 2097150 254
D Từ 224 đến 240 Chưa phân
E Từ 241 đến 255 Chưa phân
Bảng 1 . Bảng địa chỉ IP phiên bản 4
2.5. Thiết bị cho WLAN.
Các thiết bị cho WLAN bao gồm 1 card giao diện không dây (wireless adaptor),
điểm truy cập (AP) và anten thu phát sóng radio.
2.5.1. Wireless Adaptor
22
Adaptor không dây là giao diện máy tính đến mạng không dây bằng sự điều chế
tín hiệu dữ liệu với sự trải tuần tự và bổ sung hướng sóng mạng của giao thức truy cập.
Nếu máy tính cần gửi dữ liệu lên mạng, Adaptor sẽ nghe các quá trình truyền khác.
Nếu Adaptor không thấy hướng của quá trình truyền khác, nó sẽ truyền đi khung dữ
liệu. Các trạm khác liên tục nghe dữ liệu đến, sự giành được khung truyền và kiểm tra
xem địa chỉ của nó có phù hợp với địa chỉ nguồn ở đầu khung hay không, nếu phù hợp
nó sẽ xử lý khung, nếu không nó sẽ loại bỏ khung.
WL-2100U
Đây là loại Wireless Adaptor làm việc với giao diện USB, tiêu chuẩn 802.11b.
a) Đặc tính
- IEEE 802b DS tốc độ cao.
- Tốc độ 1, 2, 5, 11 Mbps.
- Tự động lưu trữ tốc độ dữ liệu trên môi trường ồn.
- Mã hoá dữ liệu với sự mã hoá 64 và 128 bit WEP.
- Tương thích với hầu hết các hệ điều hành.
- Hỗ trợ điều khiển RTS/CTS cho thông lượng tốt nhất.
- Chức năng liên lạc di động có thể cung cấp đầy đủ các tính di động.
b) Đặc tả
Tiêu chuẩn IEEE 802.11b và USB
Giao diện Loại USB tới PC
Giao thức truyền TCP/IP
Hỗ trợ hệ điều hành Windows 98/ 98se/ 2000/ Me
Dải tần số 2.4-2.4385 GHz
Kênh hoạt động 1-14
Điều chế CCK 11/5.5Mbps, DQPSK 2Mbps và
DBPSK 1Mbps
23
Kỹ thuật radio DSSS
Truy cập môi
trường
Điều khiển CSMA/CA với ACK
Tốc độ dữ liệu 1/ 2/ 5/ 11 Mbps
Công suất lối ra 14.5 dBm (tiêu biểu)
Độ nhạy thu Min -76dBm cho 11 Mbps
Min -80 dBm cho 5.5/ 2/ 1 Mbps
Phạm vi Trong nhà 30-100m, bên ngoài 100-
400m
Kiến trúc mạng Chế độ Adhoc và Infrastructure
Kiểu anten 2dBi dipole với chức năng đa dạng
Nhiệt độ Hoạt động 0-55C. Lưu giữ 0-90C
Độ ẩm Hoạt động 0-70C. Lưu giữ 0-90C
LED TX,RX,ACT,MAC.PLL và PWR
Kích thước vật lý 150mm*90mm*70mm
Bảng 2 .Đặc tả WL-2100U
2.5.2. Anten
2.5.2.1. Đặc điểm chung của anten
Anten bức xạ ra cac tín hiệu được điều chế thông qua không trung để nơi nhận
có thể thu được. Các anten đưa đến nhiều hình dạng và kích thước và có các tính chất
điện cụ thể như sau:
- Kiểu truyền
- Công suất bức xạ
- Độ tăng ích anten
24
- Dải thông
Kiểu anten được định nghĩa là vùng bao phủ của nó. Thật vậy, loại anten tác
dụng theo mọi hướng phát công suất của nó trong tất cả các hướng, trong khi anten
định hướng tập trung tất cả công suất của nó theo một hướng. Công xuất bức xạ là hiệu
suất đầu ra của máy phát radio. Tất cả các thiết bị mạng không dây đều hoạt động ở
công suất nhỏ hơn 5W.
Anten định hướng có độ tăng ích cao hơn loại tác dụng theo mọi hướng và có
khả năng truyền tín hiệu điều chế xa hơn. Tổng độ tăng ích phụ thuộc vào hướng
anten. Anten Omni có độ tăng ích 1; có nghĩa là nó tập trung công suất trong bất kỳ
hướng riêng biệt nào. Sự kết hợp độ tăng ích và công suất phát của anten xác định
khoảng cách tín hiệu sẽ được truyền. Loại anten Omni được cài đặt trong trạm trung
tâm trong ứng dụng không dây điểm điểm.
2.5.2.2. Một số loại anten
Tên ANT-FP18 ANT-YG13 ANT-YG20 ANT-OM8
Tần số 2400-2485MHz 2400-2485MHz 2400-2485MHz 2400-2485MHz
Loại
anten
Uni, bảng bằng
phẳng
Uni Yagi Uni Yagi Omni
Độ tăng
ích
18 13 20 8
VSWR <=1.5 <=1.5 <=1.5 <=2.0
Mặt
phẳng
toạ độ H
45 32 20 8
Mặt
phẳng
toạ độ E
75 13 13 60
Kiểu
dính
Trên tường Trên cột anten Trên cột anten Trên cột anten
25
Trở
kháng
50 Ohm 50 50 50
Kết nối N Female N Female N Female N Female
Công
suất vào
max
20W 50W 50W 50W
Nặng 900g 485g 575g 390g
Kích
thước
263*263*30mm 771*70*43mm 1005*90*43mm 415*35*35mm
Bảng 3. Một số loại anten
VSWR (Voltage Standard Wave Ratio): Hệ số sóng đứng điện áp.
2.5.3. Điểm truy cập (AP)
AP trong cấu hình Wlan đóng vai trò là điểm truy cập phục vụ khách hàng không
dây. Trong các cấu hình khác nhau, AP có thể là Wireless bridge, Router, Repeater.
- Cầu không dây điểm - điểm ( Point to point Wireless Bridge): Để đạt được
mục đích của việc kết nối các Lan có dây tách rời, có 2 loại cấu hình được
thiết lập trong cầu không dây được gọi là “Bridge master” và “Bridge Slave”.
- Cầu không dây điểm- đa điểm (Point to Multipoint Wireless Bridge): Khi liên
kết 3 hay nhiều hơn các Lan với nhau (thường bên trong toà nhà hay giữa
các ngôi nhà). Mỗi toà nhà yêu cầu một cầu không dây. Cái này gọi là cầu
không dây đa điểm.
AP loại WL 2100A, 11 Mbps: Sử dụng chuẩn IEEE 802.11 DS tốc độ cao, với
tốc độ kết nối không dây cao 11 Mbps, tiêu thụ công suất ít. Dùng tiện ích quản lý
SNMP, tự động dự phòng dữ liệu trong môi trường ồn với kỹ thuật mã hoá WEP
64/128 bit, và DSSS 2.4GHz. AP này có phạm vi hoạt động trên 1800feet, hỗ trợ 64
người dùng, trong dải ISM.
26
Tiêu chuẩn IEEE 802.11 cho Wlan
Kiểu điều chế dữ liệu BPSK/QPSK/CKK
Tốc độ dữ liệu Trên 11 Mbps
Phạm vi hoạt động 35-100m(trong nhà) 100-300m(khoảng mở)
Chỉ thị LED Power, Wireless Activity, Ethernet Link
Giao diện Ethernet 10Base-T(RJ45)
Cổng Một RJ45 Một USB
Sự phát xạ DSSS
Công suất lối ra 15dBm (tiêu biểu)
Kiến trúc mạng Ad hoc, Infrastructure, Roaming
Kích thước 206*142*35mm
Trọng lượng 205g
Công suất lối vào AC 100-2400V, 50-60GHz, 1A
Nhiệt độ Hoạt động ở 0-40C, lưu giữ 20-70C
Độ ẩm 95% không ngưng tụ
Bảng 4. AP loại WL 2100A
27
PHẦN 2
MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY (WSN)
Ch¬ng 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY (WSN)
1.1 . Kh¸i qu¸t
Nh÷ng kü thuËt tiªn tiÕn gÇn ®©y ®· cho ta mét sè lîng lín cña nguån
n¨ng lîng thÊp trong t¬ng lai. Nh÷ng thiÕt bÞ c¶m nhËn rÎ ®îc nhóng dµy ®Æc
trªn mét tinh thÓ vËt lý, ho¹t ®éng chung trong mét m¹ng kh«ng d©y. Nh÷ng øng
dông cña m¹ng c¶m nhËn kh«ng d©y bao gåm vïng rÊt réng lín: quan s¸t m«i
trêng sinh th¸i, gi¸m ®Þnh cÊu tróc vÒ søc khoÎ, dß t×m c¸c chÊt g©y « nhiÔm
m«i trêng, ®iÒu khiÓn xö lý c«ng nghiÖp, t×m ®êng môc tiªu trong qu©n sù, vµ
nh÷ng c¸i kh¸c.
Mét b¸o c¸o héi ®ång nghiªn cøu quèc gia Hoa Kú ®· chØ ra r»ng viÖc sö
dông c¸c m¹ng nh vËy kh¾p mäi n¬i trong x· héi cã thÓ lµ mét cuéc c¸ch m¹ng
khoa häc th«ng tin. C¸c m¹ng c¶m nhËn kh«ng d©y cung cÊp c¸c cÇu gi÷a c¸c
thÕ giíi ¶o cña c«ng nghÖ th«ng tin vµ thÕ giíi vËt lý thËt. Nã sÏ giíi thiÖu mét
khung mÉu gèc chuyÓn tõ giao tiÕp c¸ nh©n theo kiÓu truyÒn thèng trong thÕ giíi
loµi ngêi sang kiÓu giao tiÕp gi÷a c¸c thiÕt bÞ mét c¸ch tù ®éng. Nã høa hÑn
mét kh¶ n¨ng míi cha tõng cã ®Ó quan s¸t vµ hiÓu ®îc c¸c bÒ mÆt réng lín,
c¸c hiÖn tîng tù nhiªn thùc víi gi¶i ph¸p vÒ kh«ng gian vµ thêi gian. Víi kÕt
qu¶ ®ã, m¹ng c¶m nhËn kh«ng d©y còng cho thÊy tiÒm n¨ng cã thÓ ®em l¹i mét
tiÕn bé trong kh...