Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây

- NG H THNG BT MC TIÊU BNG MNG CM BIN KHÔNG DÂY Chuyên ngành : Công Ngh Thông Tin LU.
- THUT Công ngh thông tin NG DN KHOA HC : TS.
- Ngô Qunh Thu Hà Ni Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 1 MC LC MC LC.
- TNG QUAN V MNG CM BIN WSN.
- 10 1.2 Cu trúc mng WSN.
- 11 1.3 Kin trúc giao thc mng.
- 22 1.4 nh tuyn trong mng cm bin không dây.
- 25 1.5 ng dng ca mng cm bin không dây.
- 25 1.6 Nh c phát trin mng WSN.
- 31 2.2 Mt s h thng theo dõi mc tiêu trong mng cm bin.
- 32 2.3 Mt s ng v trí mc tiêu.
- 41 3.1 Mô hình h thng.
- 41 3.2 Tìm hiu h thng.
- 62 3.4 ng thc mô ph.
- t qu ng phát trin.
- 78 Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 2 L.
- Lu H thng bt mc tiêu bng mng cm bin không dâychuyên ngành Công ngh thông tin là công trình ca cá nhân tôi.
- ng Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 3 DANH MC CÁC T VIT TT WSN Wireless Sensor Network MAC Medium Access Control LPP Low Power Probing ADC Analog to Digital Converter DARPA Defense Advanced Research Projects Agency TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol CPU Central Processing Unit LPM Low Power Mode BS Base Station CH Cluster Head TDMA Time division multiple access WSN Wireless Sensor Network ARPEES Adaptive Routing Protocol with Energy Efficiency and Event Clustering for Wireless Sensor Networks LEACH Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy EMRP Energy-Awared Meshed Routing Protocol CTTA A Collaborative Target Tracking Algorithm Considering Energy Constraint in WSNs PF Particle Filter BF Bayesian filter KF Kalman Filter Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 4 EKF Extended Kalman Filter UKF Unscented Kalman Filter GPS Global Positioning System CSMA-CA Carrier sense multiple access with collision avoidance IFS InterFrame Spacing LIFS Long InterFrame Spacing SIFS Short InterFrame Spacing CCA Clean Channel Assignment OMNeT++ Objective Modular Network Testbed in C++ Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 5 DANH SÁCH HÌNH V Hình 1.1 Các thành phn ca mt nút cm ng.
- Hình 1.2 Cu trúc mng cm bin không dây.
- Hình 1.3 Cu trúc phng.
- Hình 1.4 Cu trúc tng.
- Hình 1.5 Cu trúc mng phân cp ch p.
- Hình 1.6 Cu trúc mng phân lp xp chng vt lý.
- Hình 1.7 Cu trúc mng phân cp logic.
- Hình 1.8 Kin trúc giao thc ca mng cm bin.
- Hình 1.9 Mng WSN cnh báo cháy rng Hình 1.10 Kin trúc phn cng nút cm ng Hình 2.1 Mô hình mng VigiInet.
- Hình 2.3 sáu pha h thng theo dõi mc tiêu VigiNet.
- Hình 2.4Mt ví d ca h c s dng EKF Hình 3.1 Giao thc LEACH Hình 3.2.
- Mô hình chui frame Hình 3.4 Gii thut Unslotted CSMA-CA Hình 3.5 Khong trng liên khung Hình 3.
- n phát hin mc tiêu Hình 3.7 Quá trình thành lp nhóm Hình 3.8 S dng 3 cm bi.
- nh v trí mc tiêu Hình 3.9 S dng nhiu cm bi.
- giao thc ARPEES Hình 3.11 - Quá trình la chn nút chuyn tip Hình 3.12 Mô hình mng hai mc liên kt trong EMRP Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 6 Hình 3.
- hong pha truyn ti d liu ca EMRP Hình 3.14 cu trúc phn mm h thng Hình 3.15 file mã ngun Hình 3.16 Mô hình m ng ca h thng Hình 3.17 Qu o mc tiêu vi khong thi gian ly mu 2/3s Hình 3.18 Phn qu o vi khong thi gian ly mu 2 / 3 ts Hình 3.19 Phn qu o vi khong thi gian ly mu 1 ts Hình 3.21 Sai s gia qu o thc và qu ng khi khong thi gian ly mu là 1s Hình 3.22 Bi ng trung bình theo thi gian Hình 3.23 Phân b ng gia các nút trong toàn b thi gian sng ca mng Hình 3.
- tr end-to-end Hình 3.25 So sánh s.
- tr end-to i khong cm bin Hình 3.26 So sánh s.
- tr end-to i khong Hình 3.27 Thi gian sng ca toàn mng Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 7 PHN M U 1.
- Nhu ci thông tin không th tách ri khi cuc sng ci.Xã hi càng phát trin thì nhu cu thông tin c i cao v cht ng v loi hình thông tin và dch v.u này tu kin kinh doanh cho các nhà cung cp dch v p ph.
- phát trin ca nhng mng gm các sensor giá thành r, tiêu th c nhng s k.
- Mng cm c ng dng trong rt nhic i sng hàng ngày, y t.
- n nay mng cm phi có rt nhing phát tri.
- phc v i, mt trong nhnh.
- thng bt mc tiêu trong mng cm bin không dây.
- H thng bt mc tiêu trong mng cm bi ng lc giúp em hoàn thành cu.
- Mục đích Tìm hiu h thng theo dõi mc tiêu trong thi gian thc bng mng cm bi.
- tài tp trung vào các nhim v c th sau: o Tìm kin thc nn tng v mng cm bin không dây o Tìm hiu các h thng theo dõi m.
- o Gii thiu v g thc mô phng cùng các thông s i thut Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 8  Đối tượng, phạm vi áp dụng Nghiên c a mng cm bin không dây, các thành phn ca mng cm bin, các h thng bt mc tiêu trong mng cm bin không d nh v trí, tìm hi ng Lateration vi mm b.
- chính xác cao trong thi gian thc, tit king và gi.
- Lu iên cu v lý thuyt v bt mc tiêu và các h thng bt mc c hit mô ph.
- bài toán bt mc tiêu trong mng cm bin không dây.
- Tng hp các tài liu lý thuyt v bt mc tiêu trong mng cm bin không dây.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:Phân tích các h thng bt mc tiêu.
- thng bt mc tiêu trong mng cm bi t mô phng, th nghim trên mt b d liu tham kho t thc t.
- I:Tng quan v mng cm bin không dây Trình bày các khái nim chung nht v mng cm n ca mng,cu trúc ca 1 nút mng và ca toàn mng, các yu t n cu trúc mng, và các ng dng vô cùng to ln trong nhic cuc sng ca mng cm ng.
- có th phc v t c s i II: Theo dõi mc tiêu trong mng cm bin không dây Tìm him, tiêu chí ca h thng theo dõi mc tiêu.Tìm hiu mt s h thng theo dõi mc tiêu, mt s ng v trí mc tiêu Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 9 III: Tng quan v Omnet++ Gii thiu tng quan v Omnet++:các thành phn chính, mô hình mô phng trong omnet Tìm hiu h thng, kt qu mô phng Tìm hiu mô hình thut toán s dng cho h thng, phân tích so sánh.
- Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT I TNG QUAN V MNG CM BIN WSN m chung nht v mng cm thành phn ca mng,cu trúc ca 1 nút mng và ca toàn mng, các yu t nh n cu trúc mng, và các ng dng vô cùng to ln trong nhic cuc sng ca mng cm ng.
- 1.1 Gii thiu Ngày nay vi s phát tri a khoa hc công ngh o ra rt nhiu ng dng phc v cho cuc sng c c v cho nhng mc.
- c truyn thông vô tuyn mà các mng s dng sensor giá thành thp, tiêu th ng và có th thc hi c chú ý nghiên cu và phát trin.
- i ta thit k ra mng cm ng nhm phát hin ra nhng s kin hoc hing, thu thp và truyn d liu, và truyn nhng thông tin cm nh i dùng.
- Mng cm bin không dây có nhm sau.
- Truyn thông qung bá trong phm vi hnh tuyn multihop  Tri c và kh t hp gia các nút cm ng  Cu hình m.
- hng  các nút.
- Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 11 1.2 Cu trúc mng WSN.
- xây dng mng cm bic ht phi ch to và phát trin các nút cu thành mng- nút cm bin.Các nút này phi tha mãn mt s yêu cu nhnh tùy theo ng dng: Chúng ph c nh, giá thành r, hong hiu qu v ng, có các thit b cm bin chính xác có th cm nhn, thu thp các thông s ng, có kh.
- truyn thông vi các nút lân cn.
- hình 1.2, b cm nhn (a sensing unit), b x lý (a processing unit), b thu phát (a transceiver unit) và b ngun (a power unit).
- Ngoài ra có th có thêm nhng thành phn khác tùy thuc vào tng ng d.
- nh v (location finding system), b phát ngun (power generator) và b phng (mobilizer).
- Hình 1.1 Các thành phn ca mt nút cm ng.
- nh (storage unit), quynh các th tc làm cho các nút kt hp v.
- Phn Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 12 thu phát vô tuyn kt ni các nút vào mng.Chúng gi và nhn các d lic t chính nó hoc các nút lân cn ti các nút khác hoc ti sink.Mt trong s các phn quan trng nht ca mt nút mng cm ng là b ngun.
- ng thành phn ph khác ph thuc vào tng ng dng.
- Hu h nh tuyn và các nhim v cm ng ca mu yêu c.
- dch chuyn các nút cm ng khi cn thi.
- thc hin các nhim v m bin theo dõi s chuyng ca vTt c nhng thành phn này cn phi phù hp vi kích c tng module.
- Ngoài kích c ra các nút cm ng còn mt s ràng buc nghiêm ng i tiêu th r ng, hong  m.
- cao, có giá thành thp, có th t hong, và thích ng vi ng.
- 1.2.2.1 Cu trúc ca mng cm bin không dây.
- Cu trúc mng cm bin không dây cn phi thit k sao cho s dng có hiu qu ngun tài nguyên hn ch ca mng, và khc phc nh m trên, kéo dài thi gian sng ca mng.Vì vy thit k cu trúc mng và kin trúc mng phi cn phi dùng mt s.
- Giao tip không dây multihop:Khi giao ti t chính,thì giao tip trc tip gia hai nút s có nhiu hn ch do khong cách hay các vt cc bit là khi nút phát và nút thu cách xa nhau thì cn công sut phát ln.Vì vy cn các nút trung gian làm nút chuyn ti.
- Do vy các mng cm bin không dây cn phi dùng giao tip multihop.
- Hong hiu qu.
- h tr kéo dài thi gian sng ca toàn mng,hong hiu qu t quan trng mng cm bin không dây.
- T ng cu hình :Mng cm bin không dây cn phi cu hình các thông s mt các t ng.Chng h.
- nh v a lý ca nó thông qua các nút khác (gi là t nh v.
- Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 13  Cng tác,x lí trong mng và tp trung d liu:Trong mt s ng dng mt nút cm bin không thu th.
- d liu mà cn phi có nhiu nút cùng cng tác hong thì mi thu th.
- d li ng nút thu d liu gi n sink thì s rt t ng.Cn phi kt hp các d liu ca nhiu nút trong mt vùng ri mi gi ti sink thì s tit ki ng.
- ng và kh nh tuyn.
- Tích hp d liu và giao thc mng.
- Truyng hiu qu n không dây.
- D liu nh tuyn ln các sink bi mt c.
- Hình 1.2 Cu trúc mng cm bin không dây Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT Hai c a mng cm bin không dây.
- Cu trúc phng (flat architecture) Hình 1.3 Cu trúc phng Trong cu trúc phng (flat architecture) (hình 1.4), tt c u ngang hàng và ng nht trong hình dng và ch p vi sink qua multihop s dng các nút ngang hàng làm b tip sóng.
- Vi phm vi truyn c nh, các nút gn.
- m bo vai trò ca b tii vi mt s ng ln ngun.
- Cu trúc tng (tiered architecture) Trong cu trúc tng (tiered architecture) (hình 1.5), các c.
- c to ra giúp các tài nguyên trong cùng mt cm gi d liu single hop hay multihop tùy thuc vào kích c ca cn mnh sng gi là nút ch (cluster head).
- Trong cu trúc này các nút to thành mt h thng cp bc mà  i nút  mt mnh thc hin các nhim v nh sn.
- Hệ thống bắt mục tiêu bằng mạng cảm biến không dây Học viên thực hiện: Tôn Văn Trưởng CB120119 – 12BCNTT2 15 Hình 1.4 Cu trúc tng Trong cu trúc tng thì chm nhn, tính toán và phân phi d liu không u gia các nút.
- phân theo cp, cp thp nht thc hin tt c nhim v cm nhn, cp gia thc hin tính toán, và cp trên cùng thc hin phân phi d liu (hình 1.6) Hình1.5 Cu trúc mng phân cp ch p hoc các nhim v nh có th u gia các lp, ví d mi lp có th thc hin mt nhim v ng hp này, các sensor  cp thp nh t b lc thông d

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt