V. Những khó khăn trong việc phát triển mạng WSN.

kích cỡ nhỏ và giá thành rẻ nên có thể triển khai hàng nghìn sensor trong mạng,

do đó ta không thể nối dây từ các sensor này đến nguồn năng lượng. Đồng thời

để có thể vận hành tự động thì các sensor cần phải có nguồn pin. Vì lượng năng

lượng có sẵn trong mỗi sensor chỉ giới hạn ở một mức nào đó nên sự đồng bộ hóa

chỉ nhận được khi duy trì đủ năng lượng để các sensor này hoạt động hiệu quả.

 Bị giới hạn về dải thông

Trong mạng cảm ứng, năng lượng được dùng trong xử lý dữ liệu ít hơn

nhiều so với việc truyền nó đi. Hiện nay việc truyền thông vô tuyến bị giới hạn

bởi tốc độ dữ liệu khoảng 10-100 Kbits/s. Sự giới hạn về băng thông này ảnh

hưởng trực tiếp đến việc truyền thông tin giữa các sensor, và nếu không có sự

truyền thông tin này thì không thể đồng bộ hóa được.



 Bị giới hạn về phần cứng



Hình 1.19 Cấu trúc phần cứng của hạt Mica

28



Phần cứng của các nút cảm ứng thường bị giới hạn do kích cỡ nhỏ của nó. Một

nút cảm ứng tiêu biểu như hạt bụi Berkeley Mica2 (hình 1.19) có một pin mặt

trời nhỏ, CPU 8 bit hoạt động ở tốc độ 10MHz, bộ nhớ từ 128KB đến 1MB, và

phạm vi truyền dưới 50m. Sự hạn chế về năng lượng tính toán và không gian lưu

trữ đặt ra một thách thức to lớn. Đó là ta không thể tăng kích cỡ của nút cảm ứng

vì như vậy sẽ tăng chi phí và tiêu thụ thêm năng lượng, đồng thời sẽ gây khó

khăn trong việc triển khai hàng nghìn nút trong mạng.

 Kết nối mạng không ổn định

Mạng cảm ứng có ưu điểm là tính di động, nhưng mạng vẫn phải đối mặt

với những nhược điểm sau:

 Giới hạn trong phạm vi truyền của các sensor di động (khoảng 10100m), dẫn đến việc truyền thông tin giữa các nút cảm ứng trở nên khó

khăn.

 Các phương tiện truyền không dây không được bảo vệ khỏi nhiễu bên

ngoài nên có thể dẫn đến mất mát một lượng lớn thông tin.

 Giới hạn dải thông khi truyền vô tuyến và kết nối không liên tục.

 Cấu hình mạng thay đổi thường xuyên phụ thuộc vào sự di động của

các nút nên việc định lại cấu hình động trở nên cần thiết.

 Sự kết hợp chặt chẽ giữa sensor và môi trường tự nhiên

WSNs dùng để giám sát các hiện tượng trong thế giới thực nên việc thiết

kế mạng phải thích ứng với các các đặc trưng của môi trường mà nó cảm nhận.

WSNs được dùng cho các ứng dụng khác nhau như là kiểm tra trong quân đội,

cảnh báo cháy rừng… nên phải được thiết kế phù hợp với từng ứng dụng. Ví dụ

như sensor có thể dùng để đo nhiệt độ, ánh sáng, âm thanh hay độ ẩm và tùy từng

loại ứng dụng sẽ quyết định dùng loại sensor nào.

29



Thách thức lớn nhất trong mạng cảm ứng là nguồn năng lượng bị giới hạn

và không thể nạp lại, hiện nay rất nhiều nghiên cứu đang tập trung vào việc cải

thiện khả năng sử dụng hiệu quả năng lượng trong từng lĩnh vực khác nhau.

Trong mạng cảm ứng, năng lượng được sử dụng chủ yếu cho 3 mục đích: truyền

dữ liệu, xử lý dữ liệu và đảm bảo cho phần cứng hoạt động.

Hiện nay người ta cũng đang mong muốn phát triển quá trình xử lý năng

lượng một cách hiệu quả mà giảm tối thiểu các yêu cầu về năng lượng qua các

mức của protocol stack, đồng thời tối thiểu hóa các bản tin truyền qua mạng để

điều khiển và phối hợp mạng.

C.Tổng kết

Qua thời gian thực tập em đã quyết định tìm hiểu và chuẩn bị dần cho đồ án

tốt nghiệp. Kiến thức để thực hiện đồ án này khá rộng và thời gian thực tập có

hạn nên em mới chỉ nghiên cứu được phần tổng quan về mạng cảm biến không

dây và không tránh khỏi nhiều thiếu sót, nên em mong thầy thông cảm và chỉ bảo

cho em. Để hoàn thành đồ án em cần phải cố gắng nhiều và chắc sẽ còn gặp

nhiều khó khăn nên em rất mong có sự chỉ bảo và giúp đỡ của thầy. Em xin chân

thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Trung Dũng.



30



LỜI KẾT



Khoa học và công nghệ đã mang lại cho nhân loại những bước tiến vượt

bậc về công nghệ. Và mỗi khi công nghệ mới ra đời thì sẽ xuất hiện những làn

sóng đấu tranh phản bác, xuất hiện những ý kiến tranh cãi trái ngược nhau mà cái

đích cuối cùng là làm sao cho công nghệ đó sẽ phục vụ đắc lực cho thực tế cuộc

sống.

WSN đã ra đời là sự kết hợp thành công của một loạt những thành tựu

khoa học về công nghệ mạng máy tính. Rồi bên cạnh đó ta có thể thấy được

những ứng dụng thực tế của nó trong nhiều mặt thực tế cuộc sống. Và rồi có thể

trong tương lai WSN sẽ biến đổi thế giới này giống như sự ra đời của bao công

nghệ khác.

Để mang lại lợi ích tối ưu cho người sử dụng thì tốt nhất là tận dụng các

điểm mạnh riêng biệt của mạng cảm ứng, đó là các sensor giá thành thấp, tiêu thụ

ít năng lượng và có thể thực hiện đa chức năng. Những sensor này có kích cỡ nhỏ

và thực hiện chức năng thu phát dữ liệu và giao tiếp với nhau chủ yếu thông qua

kênh vô tuyến. Dựa trên cơ sở đó người ta thiết kế ra mạng cảm biến nhằm phát

hiện ra những sự kiện hoặc hiện tượng, thu thập và truyền dữ liệu cảm biến được

đến người dùng cuối.

Tuy nhiên, WSN vẫn còn rất nhiều vấn đề cần hoàn thiện đặc biệt là vấn

đề năng lượng và duy trì nguồn năng lượng cho các nút cảm biến. Các nhà khoa

học trên thế giới đã không ngừng nghiên cứu và đưa ra công nghệ mới để cải

thiện tất cả các phân lớp trong cấu trúc node cảm biến mà mục đích cuối cùng là

đưa WSN trở nên thân thiết gần gũi với cuộc sống hơn.



31



Trong phạm vi báo cáo thực tập này, em đã nghiên cứu được những nét

khái quát nhất về mạng cảm biến. Cũng do thời gian nghiên cứu còn ít nên những

kiến thức của em chưa thực sự mới và không tránh khỏi thiếu sót, em rất mong

nhận được sự nhận xét, đóng góp ý kiến của các thầy cô trong bộ môn cũng như

trong khoa báo cáo của em và những nghiên cứu sau này sẽ còn thành công hơn

nữa.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Trung Dũng – Bộ

môn Hệ thống viễn thông – Khoa Điện tử viễn thông – Trường Đại học Bách

Khoa Hà Nội đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo và định hướng cho chúng em thực

hiện thành công báo cáo này.

Hà Nội, tháng 2 năm 2009

Sinh viên

Phạm Lê Dương



32