BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
..

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------------------

Lê Văn Hiếu

THUẬT TOÁN TỐI ƢU TRIỂN KHAI MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG
DÂY

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Thanh Hùng

Hà Nội – Năm 2018


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………………………...iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT………………………………………...v
DANH MỤC CÁC BẢNG……………………………………………………………….vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ ………………………………………………….vi
MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………….1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY…………………..3
1.1 Giới thiệu chung…………………………………………………………………...3
1.2 Ứng dụng của mạng cảm biến không dây…………………………………………4
1.3 Đặc trƣng của mạng cảm biến không đây…………………………………………5
1.3.1 Kiến trúc nút mạng…………………………………………………………...5
1.3.2 Mơ hình mạng cảm biến khơng dây………………………………………….7
1.3.3 Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không dây……………………………..14
1.4 Những hạn chế và thách thức của mạng cảm biến……………………………….17

CHƢƠNG II. BÀI TOÁN LẬP LỊCH HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN VỚI RÀNG
BUỘC H NÚT CHUYỂN TIẾP TRUYỀN VỀ ĐIỂM THU THẬP THƠNG TIN……..19
2.1 Giới thiệu về bài tốn lập lịch…………………………………………………….20
2.2 Mơ hình mạng…………………………………………………………………….20
2.3 Mơ hình năng lƣợng………………………………………………………………21
2.4 Tổng quan về các phƣơng pháp xấp xỉ giải bài toán tối ƣu………………………23
2.5 Thuật tốn EECC (Energy Efficient Connected Coverage)……………………...25
2.5.1 Mơ tả thuật toán EECC………………………………………………………25
2.5.2 Ƣu nhƣợc điểm của thuật toán EECC……………………………………….30
2.6 Thuật tốn MCLCT (Maximum Connected Load-balancing Cover Tree)……….31
2.6.1 Mơ tả thuật toán MCLCT…………………………………………………....31
2.6.2 Ƣu nhƣợc điểm của thuật toán MCLCT……………………………………..34
CHƢƠNG III. THUẬT TOÁN ĐỀ XUẤT GIẢI BÀI TOÁN LẬP LỊCH DỰA TRÊN
PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH TUYẾN TÍNH VÀ CÁC KỸ THUẬT PHÂN VÙNG
VÀ DỊCH CHUYỂN ……………………………………………………………………35


3.1 Thuật tốn chính xác giải bài tốn tối ƣu…………………………………………35
3.1.1 Một số định nghĩa……………………………………………………………35
3.1.2 Cơng thức MNL……………………………………………………………...37
3.2 Thuật tốn xấp xỉ với hệ số hiệu năng là hằng số sử dụng kỹ thuật Phân vùng và
Dịch chuyển (CAPS)…………………………………………………………………….38
3.2.1 Kỹ thuật Phân vùng …………………………………………………………38
3.2.2 Kỹ thuật Dịch chuyển ……………………………………………………….42
3.3 Thuật toán xấp xỉ sử dụng quy hoạch tuyến tính rút gọn (PALL)………………...44
3.3.1 Cơng thức LP xấp xỉ………………………………………………………....44
3.3.2 Thuật tốn chuyển đổi Greedy ………………………………………………45
3.3.3 Xác định các path CCP………………………………………………………48
3.4 Dữ liệu thử nghiệm và thiết lập hệ thống…………………………………………52
3.5 Kết quả thực nghiệm………………………………………………………………55

3.5.1 Ảnh hƣởng của số lƣợng mục tiêu…………………………………………..56
3.5.2 Ảnh hƣởng của số lƣợng cảm biến…………………………………………..58
KẾT LUẬN……………………………………………………………………………...61
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………….62

iii


LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan:
1. Những nội dung trong luận văn này là cơng trình nghiên cứu của chúng tôi dƣới sự
hƣớng dẫn trực tiếp của TS. Nguyễn Thanh Hùng và Ths. Nguyễn Phi Lê.
2. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai cơng bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
3. Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều đƣợc trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng
trình, thời gian, địa điểm công bố, các sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo,
hay gian trá, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.

Tác giả luận văn
Lê Văn Hiếu

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Viết đầy đủ


Ý nghĩa

CAPS

A Constant-Approximation Scheme
Based on Phân vùng and Dịch
chuyển Technique

Thuật toán xấp xỉ với hệ số hiệu
năng là hằng số sử dụng kỹ thuật
chia và dịch chuyển

CCP

Connected Cover Path

Đƣờng kết nối từ mục tiêu đến
điểm thu thập dữ liệu thông qua
các cảm biến

CCS

Connected Cover Set

Tập hợp tất cả các CCP phủ tất cả
các mục tiêu

EECC

Energy Efficient Connected Coverage


Thuật toán sử dụng hiệu quả năng
lƣợng trong kết nối phủ.

MCLCT

Maximum Connected Load-Balancing Thuật toán sử dụng cây cân bằng
Cover Tree
tải để tối ƣu hóa kết nối

MMLT

Maximizing the Minimum Lifetime of Tối ƣu hóa thời gian sống tối thiểu
the Mục tiêus
của các mục tiêu

MNL

Maximizing the Network Lifetime

PALL

A PTAS Based on A Lightweight LP Thuật tốn xấp xỉ sử dụng quy
Formulation
hoạch tuyến tính rút gọn

P-MNL

Partial MNL


Tối ƣu hóa thời gian sống của một
phần của tồn mạng

PL

Linear Programing

Lập trình tuyến tính

PTAS

Polynomial-time approximation
scheme

Thuật tốn xấp xỉ với thời gian
tính tốn là đa thức

WSNs

Wireless Cảm biến Networks

Mạng cảm biến khơng dây

v

Tối ƣu hóa thời gian sống của
mạng


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Tổng hợp các ký hiệu…………………………………………………………37
Bảng 3.2: Giá trị các tham số sử dụng vào thử nghiệm………………………………….53

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Mạng cảm biến khơng dây…………………………………………………….3
Hình 1.2: Ứng dụng của mạng cảm biến…………………………………………………4
Hình 1.3: Kiến trúc của cảm biến…………………………………………………………6
Hình 1.4: Mơ hình mạng cảm biến ………………………………………………………7
Hình 1.5: Cấu trúc phẳng………………………………………………………………....9
Hình 1.6: Cấu trúc tầng………………………………………………………………......10
Hình 1.7: Cấu trúc mạng phân cấp chức năng theo lớp………………………………….10
Hình 1.8: Cấu trúc mạng phân cấp xếp chồng vật lý…………………………………….11
Hình 1.9: Cấu trúc mạng phân cấp logic…………………………………………………10
Hình 1.10: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến khơng dây……………………………...14
Hình 2.1: Mơ hình mạng của bài tốn…………………………………………………..21
Hình 2.2: Mơ tả các đƣờng định tuyến trong mạng…………………………………….22
Hình 2.3: EECC- Thuật tốn Energy Efficient Connected Coverage…………………..26
Hình 2.4: EECC- Thuật tốn hop_finder()………………………………………………29
Hình 2.5: EECC- Thuật tốn tính Lifecycle ……………………………………………29
Hình 2.6: MCLCT- Thuật tốn xác đinh Disjoint Cover Set……………………………32
Hình 2.7: MCLCT- Thuật tốn bổ sung thêm các cảm biến vào tập Disjoint Cover Set..33
Hình 3.1: Thuật tốn Phân vùng và Dịch chuyển ………………………………………39
Hình 3.2: Thuật tốn kết hợp các giải pháp vùng con thành giải pháp tồn mạng……....40
Hình 3.3: Giới hạn trên năng lƣợng tiêu thụ của nút cảm biến………………………….41
Hình 3.4: Giả code của thuật tốn chuyển đổi Greedy………………………………….47
Hình 3.5: Ví dụ về thuật tốn xác đinh CCP…………………………………………….49
vi


Hình 3.6: Cài đặt mơ phỏng-import thƣ viện CPLEX vào project………………………54

Hình 3.7: Cài đặt mơ phỏng- kết quả hiển thị sau khi chạy thuật tốn…………………..54
Hình 3.8: Ảnh hƣởng của số lƣợng mục tiêu đến thời gian sống………………………..56
Hình 3.9: Ảnh hƣởng của số lƣợng mục tiêu đến độ phức tạp của thuật tốn…………...57
Hình 3.10: Ảnh hƣởng của số lƣợng cảm biến đến thời gian sống của mạng…………...58
Hình 3.11: Ảnh hƣởng của số lƣợng cảm biến đến độ phức tạp của thuật toán…………59

vii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, mạng cảm biến khơng dây đang đóng một vai trị quan trọng trong thực
tiễn cuộc sống hàng ngày và là một nhân tố khơng thể thiếu cho sự hình thành thế giới
vạn vật (Internet of Things). Mạng cảm biến không dây (WSNs) bao gồm một số lƣợng
lớn các cảm biến nhỏ đƣợc trang bị khả năng cảm biến, xử lý và truyền tải. Mơ hình
WSNs truyền thống bao gồm các cảm biến thu tập dữ liệu rùi truyền về một điểm thu
thập thông tin duy nhất. Tuy nhiên, việc áp dụng mô hình này trong một phạm vi lớn với
hàng nghìn hoặc thậm chí chục nghìn các nút cảm biến đƣợc phân phối trên khu vực rộng
lớn có đƣờng kính có thể lên đến hàng kilơmét thì việc sử dụng một điểm thu thập thông
tin phát sinh ra nhiều vấn đề quan trọng. Đầu tiên, việc sử dụng một điểm thu thập thông
tin (điểm thu thập dữ liệu) dẫn đên lƣợng truy cập tải ở các nút gần điểm đó tăng lên
(việc này dẫn đến điểm thu thập thông tin sẽ bị cơ lập khỏi các cảm biến cịn lại do việc
chết của các cảm biến lân cận). Thứ hai, vì khoảng cách từ các cảm biến đến điểm thu
thập thông tin có thể rất lớn, các gói dữ liệu đều phải chuyển tiếp thông qua các nút cảm
biến trƣớc khi đến điểm thu thập thông tin. Vấn đề này gây ra độ trễ và tiêu hao năng
lƣợng của cảm biến. Trong kịch bản nhƣ vậy thì một mơ hình đa điểm thu thập thông tin
đƣợc triển khai trên mạng sẽ giải quyết đƣợc vấn đề này.
Do đó, trong q trình triển khai mạng cảm biến khơng dây thì việc xây dựng thuật
tốn lập lịch hoạt động của cảm biến trong mơ hình trên nhằm tối đa hóa tuổi thọ của
mạng cũng trở thành một vấn đề vô cùng quan trọng. Phần lớn các vấn đề cụ thể của bài

toán này đều là những vấn đề khó và với mơ hình cụ thể nhƣ trên hiện nay chƣa có giải
thuật để giải quyết. Vì vậy, việc tìm giải thuật xấp xỉ, gần đúng để giải quyết bài toán
đƣợc coi là cách tiếp cận hợp lý.
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Trong luận văn này chúng tôi sẽ xem xét vấn đề tối đa hóa tuổi thọ của mạng với
yêu cầu là tất cả các mục tiêu đều đƣợc phủ (nghĩa là mọi mục tiêu đƣợc theo dõi bởi ít
nhất một cảm biến đang hoạt động) và các kết nối giới hạn số nút chuyển tiếp (nghĩa là
tất cả các dữ liệu cảm biến thu đƣợc từ mục tiêu quan sát có thể chuyển đến các điểm thu
thập dữ liệu (nơi tiếp nhận dữ liệu) chỉ đƣợc thông qua tối đa h nút, trong đó h là tham số
cho trƣớc). Ngồi ra, năng lƣợng tiêu hao của cảm biến thỏa mãn điều kiện không vƣợt
quá năng lƣợng cấp phát ban đầu. Từ đó đƣa lập lịch của các cảm biến trong mạng cảm
biến không dây.
1


3. Phƣơng pháp nghiên cứu.
* Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Đọc và đánh giá các cơng trình khoa học trong và ngồi nƣớc đã cơng bố
liên quan đến đề tài nghiên cứu của luận văn
- Áp dụng kiến thức lập trình tuyến tính để xây dựng cơng thức lập trình tuyến tính
cho bài tốn
* Phương pháp thực nghiệm
- Sử dụng các mẫu test case đúng tiêu chuẩn.
- Kết hợp so sánh đánh giá hiệu quả của thuật toán đƣa ra với các thuật tốn có
sẵn.
4. Nội dung của luận văn
Luận văn đƣợc chia ra làm [3] chƣơng chính cụ thể nhƣ sau:
Chương 1: Trình bày tổng quan về mạng cảm biến không dây, cấu trúc, hoạt động,
những ƣu điểm và những vấn đề gặp phải khi triển khai mạng cảm biến khơng dây.
Chương 2: Trình bày tổng quan về bài toán lập lịch hoạt động của cảm biến cụ thể là

theo dõi mục tiêu với ràng buộc H node chuyển tiếp truyền về đa điểm thu thập thông tin
nhằm mục đích tối ƣu hóa tuổi thọ của mạng. Ngồi ra trong chƣơng này còn giới thiệu
một số giải thuật xấp xỉ giải bài tốn tối ƣu.
Chương 3: Trình bày giải thuật đề xuất: giải thuật đƣợc xây dựa trên phƣơng pháp lập
trình tuyến tính (LP) và thuật tốn partition và shifting. Trong đó đƣa ra kết quả thực
nghiệm thu đƣợc cùng với so sánh đối chiếu với các giải thuật đã đƣợc đề xuất từ trƣớc.

2


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
1.1 Giới thiệu chung
Mạng cảm biến không dây (WSNs - Wireless Cảm biến Networks) là khái niệm chỉ
một mạng không dây với các thiết bị đƣợc bố trí phân tán có khả năng tự trị. Thiết bị tự
trị này sử dụng các cảm biến và hợp tác với thiết bị khác để theo dõi vật lý hay các điều
kiện môi trƣờng nhƣ ánh sáng, nhiệt độ, âm thanh ... tại những vị trí khác nhau. Có thể
hiểu đơn giản là mạng liên kết các nút với nhau bằng kết nối sóng vơ tuyến, trong đó các
nút mạng thƣờng là các thiết bị đơn giản, nhỏ gọn, giá thành thấp.... Mạng cảm biến
khơng dây thƣờng có số lƣợng lớn, đƣợc phân bố một cách khơng có hệ thống trên một
diện tích rộng, có thời gian hoạt động lâu dài và có thể hoạt động trong mơi trƣờng khắc
nghiệt mà khơng cần có sự can thiệp của con ngƣời.
Đặc điểm của một mạng cảm biến khơng dây là vừa có chức năng mạng vừa có chức
năng cảm nhận. Tại mỗi một nút mạng sẽ cảm nhận thông số của môi trƣờng cần đo, đo
đạc thơng số và sau đó tiến hành truyền dữ liệu qua một trƣờng không dây về nút gốc.
Trên cơ sở đó nút gốc có thể đƣa ra các lệnh xử lý cần thiết hoặc thực hiện công việc
truyền thông số thu thập đƣợc về máy tính. Bản thân của nút gốc khơng nhất thiết phải là
một máy vi tính mà cũng có thể là những thiết bị đƣợc chế tạo với kích thƣớc nhỏ, phụ
thuộc vào đặc thù của từng lĩnh vực ứng dụng cụ thể. Hình 1.1 đƣợc trích dẫn từ [17]
mơ tả mạng cảm biến khơng dây bao gồm các nút cảm biến (sensor node) nằm bên trong
vùng mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network). Sau đó dữ liệu dƣợc truyền

về điểm thu thập dữ liệu (sink node) rùi truyền qua mạng Internet tới ngƣời dùng từ xa
(Remote User).

Hình 1.1: Mạng cảm biến khơng dây
3


1.2 Ứng dụng của mạng cảm biến không dây
Trong những năm gần đây, rất nhiều mạng cảm nhận không dây đã và đang đƣợc phát
triển và triển khai cho nhiều các ứng dụng khác nhau nhƣ: theo dõi sự thay đổi của mơi
trƣờng, khí hậu, giám sát các mặt trận quân sự, phát hiện và do thám việc tấn công bằng
hạt nhân, sinh học và hoá học, chuẩn đoán sự hỏng hóc của máy móc, thiết bị, theo dấu
và giám sát các bác sỹ, bệnh nhân cũng nhƣ quản lý thuốc trong các bệnh viên, theo dõi
và điều khiển giao thơng, các phƣơng tiện xe cộ.... Hình 1.2 đƣợc trích dẫn từ [16] mơ tả
các ứng dụng chính của mạng cảm biến khơng dây.

Hình 1.2: Ứng dụng của mạng cảm biến
*Giám sát và điều khiển công nghiệp
Phục vụ việc thu thập thông tin, giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, nhƣ trạng
thái các van, trạng thái thiết bị, nhiệt độ và áp suất của nguyên liệu đƣợc lƣu trữ; hệ thống
điều khiển không dây ánh sáng quảng cáo.
*Tự động hố gia đình và điện dân dụng
Mục đích lớn của các mạng cảm biến khơng dây trong gia đình đƣợc mong chờ là
mức tiêu thụ điện thấp. Ứng dụng khác trong gia đình là việc hỗ trợ các dịch vụ gia đình
trên ơtơ: ổ khố khơng dây, các cảm biến cửa ra vào và cửa sổ và các bộ điều khiển bóng
đèn khơng dây, chủ nhà có một thiết bị tƣơng tự nhƣ một key-fob với một nút bấm. Khi
bấm nút, thiết bị khoá tất cả các cửa ra vào và cửa sổ trong nhà, tắt hầu hết các bóng đèn
trong nhà (trừ một vài bóng đèn ngủ), bật các bóng đèn an tồn ngồi nhà, và thiết lập hệ
thống HVAC đến chế độ ngủ. Ngƣời sử dụng nhận một tiếng bíp một lần hồi đáp thể hiện
tất cả đã thực hiện thành cơng và nghỉ ngơi hồn tồn, nhƣ vậy ngơi nhà an tồn. Khi một

4


cánh cửa hỏng không thể mở, hoặc vấn đề tồn tại, một màn hình hiển thị trên thiết bị chỉ
thị nơi bị hỏng.
*Triển vọng của mạng cảm biến không dây trong quân sự
Vì các mạng cảm biến dựa trên cơ sở triển khai dày đặc với các nút giá rẻ và chỉ
dùng một lần, việc bị địch phá huỷ một số nút không ảnh hƣởng tới hoạt động chung nhƣ
các cảm biến truyền thống nên chúng tiếp cận chiến trƣờng tốt hơn. Một số ứng dụng của
mạng cảm biến là: kiểm tra lực lƣợng, trang bị, đạn dƣợc, giám sát chiến trƣờng, trinh sát
vùng và lực lƣợng địch, tìm mục tiêu, đánh giá thiệt hại trận đánh, trinh sát và phát hiện
các vũ khí hóa học - sinh học - hạt nhân.
*Mạng cảm biến không dây trong y tế và giám sát sức khoẻ
Một số ứng dụng trong y tế của mạng cảm biến không dây là cung cấp khả năng giao
tiếp cho ngƣời khuyết tật; kiểm tra tình trạng của bệnh nhân; chẩn đoán; quản lý dƣợc
phẩm trong bệnh viện; kiểm tra sự di chuyển và các cơ chế sinh học bên trong của cơn
trùng và các lồi sinh vật nhỏ khác; kiểm tra từ xa các số liệu về sinh lý con ngƣời; giám
sát, kiểm tra các bác sĩ và bệnh nhân bên trong bệnh viện.
*Mạng cảm biến không dây với môi trường và ngành nông nghiệp
Theo dõi sự di chuyển của các loài chim, loài thú nhỏ, côn trùng; kiểm tra các điều
kiện môi trƣờng ảnh hƣởng tới mùa màng và vật ni; tình trạng nƣớc tƣới; các công cụ
vĩ mô cho việc giám sát mặt đất ở phạm vi rộng và thám hiểm các hành tinh; phát hiện
hóa học, sinh học; tính tốn trong nơng nghiệp; kiểm tra mơi trƣờng khơng khí, đất trồng,
biển; phát hiện cháy rừng; nghiên cứu khí tƣợng và địa lý; phát hiện lũ lụt; vẽ bản đồ sinh
học phức tạp của môi trƣờng và nghiên cứu ô nhiễm môi trƣờng. Các ứng dụng của các
mạng cảm biến không dây cũng đƣợc sử dụng trên các trang trại chăn nuôi. Ngƣời chăn
nuôi có thể sử dụng các mạng cảm biến trong quá trình quyết định vị trí của động vật
trong trang trại và với các cảm biến đƣợc gắn theo mỗi động vật, xác định yêu cầu cho
các phƣơng pháp điều trị để phòng chống các động vật ký sinh. Ngƣời chăn ni lợn hoặc
gà có các đàn trong các chuồng ni mát, thống khí. Mạng cảm biến khơng dây có thể

đƣợc sử dụng cho việc giám sát nhiệt độ khắp chuồng ni, đảm bảo an tồn cho đàn.
1.3 Đặc trƣng của mạng cảm biến không đây
1.3.1 Kiến trúc nút mạng
Để xây dựng mạng cảm biến trƣớc hết phải chế tạo và phát triển các nút cấu thành
mạng - nút cảm biến. Các nút này phải thỏa mãn một số yêu cầu nhất định tùy theo ứng
dụng: Chúng phải có kích thƣớc nhỏ, giá thành rẻ, hoạt động hiệu quả về năng lƣợng, có
các thiết bị cảm biến chính xác có thể cảm nhận, thu thập các thơng số mơi trƣờng, có
khả năng tính tốn và có bộ nhớ đủ để lƣu trữ, và phải có khả năng thu phát sóng để
truyền thông với các nút lân cận. Mỗi nút cảm ứng đƣợc cấu thành bởi bốn thành phần cơ
bản, nhƣ ở Hình 1.3 đƣợc trích dẫn từ [18] bao gồm bộ cảm nhận (a sensing unit), bộ xử
5


lý (a processing unit), bộ thu phát (a communication unit) và bộ nguồn (a power unit).
Ngồi ra có thể có thêm những thành phần khác tùy thuộc vào từng ứng dụng nhƣ là hệ
thống định vị (location finding system), bộ phát nguồn (power generator) và bộ phận di
động (mobilizer).Cụthể đƣợc mơ tả nhƣ sau:

Hình 1.3: Kiến trúc của cảm biến
 Các bộ phận cảm ứng (sensing units) bao gồm cảm biến và bộ chuyển đổi tƣơng
tự-số (ADC).
 Dựa trên những hiện tƣợng quan sát đƣợc, tín hiệu tƣơng tự tạo ra bởi cảm biến
đƣợc chuyển sang tín hiệu số bằng bộ ADC, sau đó đƣợc đƣa vào bộ xử lý.
 Bộ xử lý thƣờng đƣợc kết hợp với bộ lƣu trữ nhỏ (storage unit), quyết định các
thủ tục làm cho các nút kết hợp với nhau để thực hiện các nhiệm vụ định sẵn.
 Phần thu phát vô tuyến kết nối các nút vào mạng. Chúng gửi và nhận các dữ liệu
thu đƣợc từ chính nó hoặc các nút lân cận tới các nút khác hoặc tới điểm thu thập
dữ liệu.
 Một trong số các phần quan trọng nhất của một nút mạng cảm ứng là bộ nguồn.
Bộ nguồn có thể là một số loại pin. Để các nút có thời gian sống lâu thì bộ nguồn

rất quan trọng, nó phải có khả năng nạp điện từ mơi trƣờng nhƣ là năng lƣợng ánh
sang mặt trời.
Ngồi ra cũng có những thành phần phụ khác phụ thuộc vào từng ứng dụng. Hầu hết các
kĩ thuật định tuyến và các nhiệm vụ cảm ứng của mạng đều u cầu có độ chính xác cao
về vị trí. Vì vậy, cần phải có các bộ định vị. Các bộ phận di động, đôi lúc cần để dịch
chuyển các nút cảm ứng khi cần thiết để thực hiện các nhiệm vụ đã ấn định nhƣ cảm biến
6


theo dõi sự chuyển động của vật nào đó. Tất cả những thành phần này cần phải phù hợp
với kích cỡ từng bộ phận. Ngồi kích cỡ ra các nút cảm ứng còn một số ràng buộc
nghiêm ngặt khác, nhƣ là phải tiêu thụ rất ít năng lƣợng, hoạt động ở mật độ cao, có giá
thành thấp, có thể tự hoạt động và thích ứng với mơi trƣờng.
1.3.2 Mơ hình mạng cảm biến không đây
Mạng cảm biến không dây thƣờng đƣợc triển khai trong điều kiện tự nhiên, phạm vi
rộng sử dụng để thu thập, giám sát thông tin. Mô hình mạng thƣờng hay sử dụng bao gồm
gồm nhiều phần tử cảm biến không dây (Cảm biến Nodes) đƣợc đặt trong một khu vực
(Cảm biến field). Các phân tử cảm biến thu nhận thơng tin từ mơi trƣờng, sau đó truyền
thơng tin về một trạm đích (base station). Tại đây thơng tin sẽ đƣợc tổng hợp, phân tích.
Ở mơ hình tổng qt (Hình 1.4 đƣợc trích dẫn từ [19] mơ tả mơ hình mạng cảm biến
khơng dây), các trạm đích này sẽ truyền tin thơng qua mạng Internet đến đích truyền tin
cuối cùng.

Hình 1.4: Mơ hình mạng cảm biến
*Cấu trúc của mạng cảm biến không dây
Cấu trúc mạng cảm biến không dây cần phải thiết kế sao cho sử dụng có hiệu quả
nguồn tài nguyên hạn chế của mạng và khắc phục đƣợc những nhƣợc điểm trên, kéo dài
7



thời gian sống của mạng. Vì vậy thiết kế cấu trúc mạng và kiến trúc mạng phải cần phải
dùng một số cơ chế, kĩ thuật đặc thù sau:


Giao tiếp không dây qua đa nút chuyển tiếp: Giao tiếp không dây là kĩ thuật chính

của các cảm biến. Tuy nhiên, giao tiếp trực tiếp giữa hai nút sẽ có nhiều hạn chế do
khoảng cách hay các vật cản. Đặc biệt là khi nút phát và nút thu cách xa nhau thì cần
cơng suất phát lớn. Vì vậy cần các nút trung gian làm nút chuyển tiếp để giảm công
suất tổng thể. Do vậy các mạng cảm biến không dây cần phải dùng giao tiếp đa nút
chuyển tiếp.


Hoạt động hiệu quả năng lƣợng: để hỗ trợ kéo dài thời gian sống của toàn mạng,

hoạt động sử dụng hiệu quả năng lƣợng là kĩ thuật quan trọng mạng cảm biến không
dây.


Tự động cấu hình: Mạng cảm biến khơng dây cần phải cấu hình các thông số một

cách tự động. Chẳng hạn nhƣ các nút có thể xác định vị trí địa lý của nó thơng qua các
nút khác (gọi là tự định vị).


Cộng tác, xử lí trong mạng và tập trung dữ liệu: Trong một số ứng dụng một nút

cảm biến không thu thập đủ dữ liệu mà cần phải có nhiều nút cùng cộng tác hoạt động
thì mới thu thập đủ dữ liệu. Mặt khác, nếu từng nút thu dữ liệu gửi ngay đến điểm thu
thập dữ liệu thì sẽ rất tốn băng thơng và năng lƣợng. Do dó, ta cần phải kết hợp các dữ

liệu của nhiều nút trong một vùng rồi mới gửi tới điểm thu thập dữ liệu thì sẽ tiết kiệm
băng thông và năng lƣợng. Chẳng hạn nhƣ khi xác định nhiệt độ trung bình, hay cao
nhất của một vùng.
Do vậy, cấu trúc mạng mới sẽ:


Kết hợp vấn đề năng lƣợng và khả năng định tuyến.



Tích hợp dữ liệu và giao thức mạng.



Truyền năng lƣợng hiệu quả qua các phƣơng tiện không dây.



Chia sẻ nhiệm vụ giữa các nút lân cận

*Hai cấu trúc đặc trưng của mạng cảm biến không dây.
8


a. Cấu trúc phẳng (flat architecture)

Hình 1.5: Cấu trúc phẳng
Trong cấu trúc phẳng (flat architecture) (Hình 1.5 đƣợc trích dẫn trong [20]), tất
cả các nút đều ngang hàng và đồng nhất trong hình dạng và chức năng. Các nút giao tiếp
với điểm thu thập dữ liệu qua đa nút chuyển tiếp sử dụng các nút ngang hàng làm bộ tiếp

sóng. Với phạm vi truyền cố định, các nút gần điểm thu thập dữ liệu hơn hơn sẽ đảm bảo
vai trò của bộ tiếp sóng đối với một số lƣợng lớn nguồn. Giả thiết rằng tất cả các nguồn
đều dùng cùng một tần số để truyền dữ liệu, vì vậy có thể chia sẻ thời gian. Tuy nhiên,
cách này chỉ có hiệu quả với điều kiện là có nguồn chia sẻ đơn lẻ, ví dụ nhƣ thời gian, tần
số…
b. Cấu trúc tầng (tiered architecture)
Trong cấu trúc tầng (Hình 1.6 đƣợc trích dẫn ở trong [20]), các cụm đƣợc tạo ra giúp
các tài nguyên trong cùng một cụm gửi dữ liệu một nút chuyển tiếp hay đa nút chuyển
tiếp tùy thuộc vào kích cỡ của cụm) đến một nút định sẵn, thƣờng gọi là nút chủ (cluster
head). Trong cấu trúc này các nút tạo thành một hệ thống cấp bậc mà ở đó mỗi nút ở một
mức xác định thực hiện các nhiệm vụ đã định sẵn.

9


Hình 1.6: Cấu trúc tầng
Trong cấu trúc tầng thì chức năng cảm nhận, tính tốn và phân phối dữ liệu khơng
đồng đều giữa các nút. Những chức năng này có thể phân theo cấp, cấp thấp nhất thực
hiện tất cả nhiệm vụ cảm nhận, cấp giữa thực hiện tính tốn, và cấp trên cùng thực hiện
phân phối dữ liệu (Hình 1.7 đƣợc trích dẫn trong tài liệu [20])

Hình 1.7: Cấu trúc mạng phân cấp chức năng theo lớp
Hoặc các nhiệm vụ xác định có thể đƣợc chia khơng đồng đều giữa các lớp, ví dụ mỗi
lớp có thể thực hiện một nhiệm vụ xác định trong tính tốn. Trong trƣờng hợp này, các
10


cảm biến ở cấp thấp nhất đóng vai trị một bộ lọc thông dải đơn giản để tách nhiễu ra khỏi
dữ liệu, trong khi đó các nút ở cấp cao hơn ngừng việc lọc dữ liệu này. Sự phân tích chức
năng của các mạng cảm ứng có thể phản ánh các đặc điểm tự nhiên của các nút, hoặc có

thể gọi đơn giản là sự phân biệt theo logic. Ví dụ, một tập hợp con các nút với khả năng
truyền thơng ở phạm vi rộng có thể tạo nên cấu hình mạng kiểu phân lớp xếp chồng vật
lý (Hình 1.8 đƣợc trích dẫn trong [20]).

Hình 1.8: Cấu trúc mạng phân lớp xếp chồng vật lý
Nói cách khác, một tập hợp con các nút trong mạng có thể đƣợc phân biệt một
cách logic khi chúng thực hiện một nhiệm vụ đại diện cho các nút khác. Những chức
năng nhƣ vậy phải bao gồm sự tập trung dữ liệu, truyền thông qua mạng xƣơng sống,
hoặc kết hợp định tuyến giữa các nút. Những qui tắc logic này tạo nên mạng phân cấp
logic (Hình 1.9 đƣợc trích dẫn ở [20]). Những quy tắc logic này có thể thay phiên nhau
định kì để đảm bảo sự công bằng. Khi các nút với khả năng tính tốn cao hơn hoạt động
thì các nút ít khả năng hơn sẽ chuyển các nhiệm vụ tính tốn sang các nút này. Nếu
khơng có “computer servers” nhƣ vậy, một cụm các cảm biến cần thiết phải chọn ra một
nút để thực hiện các nhiệm vụ nhƣ là tập trung dữ liệu. Tuy nhiên trong một số trƣờng
hợp chỉ có mỗi nút có tài ngun vật lý thích hợp mới thích hợp để thực hiện các nhiệm
vụ định sẵn. Ví dụ một nút với hệ thống định vị toàn cầu (global positioning system GPS) có thể thực hiện vai trị chủ chốt trong việc định vị hoặc đồng bộ thời gian. Do vậy,
11


khơng có gì là ngẫu nhiên khi rất nhiều các mạng cảm ứng hiện nay đƣợc thiết kế theo
cấu trúc phân cấp.

Hình 1.9: Cấu trúc mạng phân cấp logic
Mạng cảm ứng xây dựng theo cấu trúc tầng hoạt động hiệu quả hơn cấu trúc phẳng, do
các lý do sau:
- Cấu trúc tầng có thể giảm chi phí chi mạng cảm ứng bằng việc định vị các tài
nguyên ở vị trí mà chúng hoạt động hiệu quả nhất. Rõ ràng là nếu triển khai các phần
cứng thống nhất, mỗi nút chỉ cần một lƣợng tài nguyên tối thiểu để thực hiện tất cả các
nhiệm vụ. Nguyên nhân là do số lƣợng các nút cần thiết phụ thuộc vào vùng phủ sóng
xác định, chi phí của tồn mạng vì thế sẽ khơng cao. Thay vào đó, nếu một số lƣợng lớn

các nút có chi phí thấp đƣợc chỉ định làm nhiệm vụ cảm nhận, một số lƣợng nhỏ hơn các
nút có chi phí cao hơn đƣợc chỉ định để phân tích dữ liệu, định vị và đồng bộ thời gian,
chi phí cho toàn mạng sẽ giảm đi.

12


- Mạng cấu trúc tầng sẽ có tuổi thọ cao hơn mạng phẳng. Khi cần phải tính tốn nhiều
thì một bộ xử lý nhanh sẽ hiệu quả hơn, phụ thuộc vào thời gian u cầu thực hiện tính
tốn. Tuy nhiên, với các nhiệm vụ cảm nhận cần hoạt động trong khoảng thời gian dài,
các nút tiêu thụ ít năng lƣợng phù hợp với yêu cầu xử lý tối thiểu sẽ hoạt động hiệu quả
hơn. Do vậy, với cấu trúc tầng mà các chức năng mạng phân chia giữa các phần cứng đã
đƣợc thiết kế riêng cho từng chức năng sẽ làm tăng tuổi thọ của mạng.
- Về độ tin cậy: mỗi mạng cảm ứng phải phù hợp với với số lƣợng các nút yêu cầu
thỏa mãn điều kiện về băng thông và thời gian sống. Với mạng cấu trúc phẳng, qua phân
 W
 ,
 n 

tích ngƣời ta đã xác định thông lƣợng tối ƣu của mỗi nút trong mạng có n nút là 

trong đó W là độ rộng băng tần của kênh chia sẻ. Do đó khi kích cỡ mạng tăng lên thì
thơng lƣợng của mỗi nút sẽ giảm về 0.
Việc nghiên cứu các mạng cấu trúc tầng đem lại nhiều triển vọng để khắc phục vấn
đề này. Một cách tiếp cận là dùng một kênh đơn lẻ trong cấu trúc phân cấp, trong đó các
nút ở cấp thấp hơn tạo thành một cụm xung quanh trạm gốc. Mỗi một trạm gốc đóng vai
trị là cầu nối với cấp cao hơn, cấp này đảm bảo việc giao tiếp trong cụm thông qua các
bộ phận hữu tuyến. Trong trƣờng hợp này, dung lƣợng của mạng tăng tuyến tính với số
lƣợng các cụm, với điều kiện là số lƣợng các cụm tăng ít nhất phải nhanh bằng


n . Các

nghiên cứu khác đã thử cách dùng các kênh khác nhau ở các mức khác nhau của cấu trúc
phân cấp. Trong trƣờng hợp này, dung lƣợng của mỗi lớp trong cấu trúc tầng và dung
lƣợng của mỗi cụm trong mỗi lớp xác định là độc lập với nhau.
Tóm lại, việc tƣơng thích giữa các chức năng trong mạng có thể đạt đƣợc khi dùng
cấu trúc tầng. Đặc biệt ngƣời ta đang tập trung nghiên cứu về các tiện ích về tìm địa chỉ.
Những chức năng nhƣ vậy có thể phân phối đến mọi nút, một phần phân bố đến tập con
của các nút. Giả thiết rằng các nút đều không cố định và phải thay đổi địa chỉ một cách
định kì, sự cân bằng giữa những lựa chọn này phụ thuộc vào tân số thích hợp của chức
năng cập nhật và tìm kiếm. Hiện nay cũng đang có rất nhiều mơ hình tìm kiếm địa chỉ
trong mạng cấu trúc tầng.
13


1.3.3 Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không dây
-Kiến trúc mạng cảm biến khơng dây theo mơ hình OSI (Open Systems Interconnection
Reference Model) tạm dịch là mơ hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở bao gồm năm
lớp: Layer 1(Lớp vật lý), Layer 2 (Lớp liên kết dữ liệu), Layer 3(Lớp mạng), Layer
4(Lớp truyền tải), Layer 5(Lớp ứng dụng). Cụ thể mơ tả trong Hình 1.10 đƣợc trích dẫn
từ [16].

Hình 1.10: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến không dây
- Lớp ứng dụng: Tùy vào từng nhiệm vụ của mạng cảm biến mà các phần mềm ứng
dụng khác nhau đƣợc xây dựng và sử dụng trong lớp ứng dụng. Trong lớp ứng dụng có
mốt số giao thức quan trọng nhƣ giao thức quản lí mạng cảm biến (SMP-Cảm biến
Management Protocols), giao thức quảng bá dữ liệu và chỉ định nhiệm vụ cho từng cảm
biến (TADAP-Task Assignment and Data Advertisement Protocol), giao thức phân phối
dữ liệu và truy vấn cảm biến (SQDDP-Cảm biến Query and Data Dissemination
Protocol).

-Lớp vận chuyển: Lớp truyền tải giúp duy trì luồng số liệu nếu ứng dụng mạng cảm
biến yêu cầu. Lớp truyền tải đặc biệt cần khi mạng cảm biến kết nối với mạng bên ngoài,
hay kết nối với ngƣời dùng qua Internet. Giao thức lớp vận chuyển giữa điểm thu thập dữ
liệu với ngƣời dùng (nút quản lý nhiệm vụ) thì có thể là giao thức UDP (User Datagram
14


Protocol) hay TCP (Transmission Control Protocol) thông qua Internet hoặc vệ tinh. Còn
giao tiếp giữa điểm thu thập dữ liệu và các nút cảm biến cần các giao thức kiểu nhƣ UDP
vì các nút cảm biến bị hạn chế về bộ nhớ. Hơn nữa các giao thức này còn phải tính đến sự
tiêu thụ cơng suất, tính mở rơng và định tuyến tập trung dữ liệu .
- Lớp mạng: Lớp mạng quan tâm đến việc định tuyến dữ liệu đƣợc cung cấp bởi lớp
truyền tải. Việc định tuyến trong mạng cảm biến phải đối mặt với rất nhiều thách thức
nhƣ mật độ các nút dày đặc, hạn chế về năng lƣợng…Do vậy, thiết kế lớp mạng trong
mạng cảm biến phải theo các nguyên tắc sau:
+ Tính hiệu quả về năng lƣợng luôn đƣợc xem là vấn đề quan trọng hàng đầu.
+ Các mạng cảm biến gần nhƣ là tập trung dữ liệu
+ Tích hợp dữ liệu và giao thức mạng.
+ Phải có cơ chế địa chỉ theo thuộc tính và biết về vị trí.
Có rất nhiều giao thức định tuyến đƣợc thiết kế cho mạng cảm biến khơng dây. Nhìn
tổng quan, chúng đƣợc chia thành ba loại dựa vào cấu trúc mạng, đó là định tuyến ngang
hàng, định tuyến phân cấp, định tuyến dựa theo vị trí. Xét theo hoạt động thì chúng đƣợc
chia thành định tuyến dựa trên đa đƣờng (multipath-based), định tuyến theo truy vấn
(query- based), định tuyến dựa theo sự trao đổi (negotiation-based), định tuyến theo chất
lƣợng dịch vụ (QoS-based), định tuyến kết hợp (coherent-based).
-Lớp kết nối dữ liệu: Lớp kết nối dữ liệu chịu trách nhiệm cho việc ghép các luồng dữ
liệu, dò khung dữ liệu, điều khiển lỗi và truy nhập mơi trƣờng. Nó đảm bảo cho giao tiếp
điểm - điểm, điểm - đa điểm tin cậy. Vì mơi trƣờng có tạp âm và các nút cảm biến có thể
di động, giao thức điều khiển truy nhập môi trƣờng (MAC-Media Access Control) phải
xét đến vấn đề cơng suất và phải có khả năng tối thiểu hố việc va chạm với thơng tin

quảng bá của các nút lân cận.
-Lớp vật lý: Lớp vật lý chịu trách nhiệm lựa chọn tần số, phát tần số sóng mang, điều
chế, lập mã và tách sóng.

15


Ngồi ra, các phần quản lý cơng suất, quản lý di chuyển và quản lý nhiệm vụ sẽ giám
sát việc sử dụng công suất, sự di chuyển và thực hiện nhiệm vụ giữa các nút cảm biến.
Những phần này giúp các nút cảm biến phối hợp nhiệm vụ cảm biến và tiêu thụ công suất
tổng thể thấp hơn.
-Phần quản lý công suất: điều khiển việc sử dụng công suất của nút cảm biến. Ví dụ,
nút cảm biến có thể tắt khối thu của nó sau khi thu đƣợc một bản tin từ một nút lân cận.
Điều này giúp tránh tạo ra các bản tin giống nhau. Cùng với đó khi mức công suất của
nút cảm biến thấp, nút cảm biến phát quảng bá tới các nút lân cận để thông báo nó có
mức cơng suất thấp và khơng thể tham gia vào các bản tin chọn đƣờng. Cơng suất cịn lại
sẽ đƣợc dành riêng cho nhiệm vụ cảm biến.
- Phần quản lý di động: phát hiện và ghi lại sự di chuyển của các nút cảm biến để duy
trì tuyến tới ngƣời sử dụng và các nút cảm biến có thể lƣu vết của các nút cảm biến lân
cận. Nhờ xác định đƣợc các nút cảm biến lân cận, các nút cảm biến có thể cân bằng giữa
cơng suất của nó và nhiệm vụ thực hiện.
- Phần quản lý nhiệm vụ: dùng để làm cân bằng và lên kế hoạch các nhiệm vụ cảm biến
trong một vùng xác định. Không phải tất cả các nút cảm biến trong vùng đó điều phải
thực hiện nhiệm vụ cảm biến tại cùng một thời điểm. Kết quả là một số nút cảm biến thực
hiện nhiệm vụ nhiều hơn các nút khác tuỳ theo mức cơng suất của nó.
Những phần quản lý này là cần thết để các nút cảm biến có thể làm việc cùng nhau
theo một cách thức sử dụng hiệu quả công suất, chọn đƣờng số liệu trong mạng cảm biến
di động và phân chia tài nguyên giữa các nút cảm biến.
Ngồi ra, cịn có các giao thức đặc trƣng hỗ trợ cho mạng WSN: giao thức định vị
(Location protocol), giao thức đồng bộ thời gian (Time synchronization protocol), giao

thức điều khiển cấu hình mạng (topology control).Trong nhiều trƣờng hợp việc xác định
vị trí trong thế giới tự nhiên của các nút cảm biến là rất cần thiết. Ví dụ các ứng dụng
kiểm tra và phát hiện sự kiện sảy ra ở đâu, nếu khơng có thơng tin vị trí thì khơng thể
báo cáo chính xác. Vấn đề thời gian là một vấn đề rất quan trọng trong nhiều ứng dụng và
16


giao thức trong mạng cảm ứng. Giao thức đồng bộ thời gian đảm bảo cho mạng hoạt
động đồng bộ giảm các sai lệch về thời gian, hoạt động hiệu quả và báo cáo kết quả chính
xác về thời gian. Ngồi ra, việc điều khiển cấu hình mạng cũng rất quan trọng. Nhƣ đã
trình bày trong các phần trên, mạng WSN có thể triển khai ngẫu nhiên, mật độ các nút rất
dày dặc nếu khơng có cơ chế điều khiển topo tốt các nút sẽ cản trở nhau trong việc giao
tiếp, giao tiếp trực tiếp giữa các nút sẽ làm giảm công suất truyền dẫn. Hơn nữa, khi các
nút cảm biến di chuyển thì cần phải điều khiển lại cấu hình và định tuyến lại.
1.4 Những hạn chế và thách thức của mạng cảm biến
- Năng lượng: Hạn chế lớn nhất đối với các thiết kế mạng cảm biến là các nút hoạt động
với nguồn năng lƣợng hữu hạn. Điển hình, năng lƣợng của ngồn thƣờng là pin. Tuy
nhiên, mạng cảm biến không dây thƣờng đƣợc triển khai trên các địa hình đặc biệt gây
khó khăn cho việc thay thế pin. Do đó, việc sử dụng hiệu quả năng lƣợng của cảm biến là
một vấn đề vô cùng quan trọng.
- Triển khai tùy biến: Nhiều ứng dụng mạng WSN triển khai các nút cảm biến khơng
đƣợc thiết kế vị trí và xác định trƣớc, điều này khá quan trọng trong những mạng triển
khai ở các khu vực biệt lập hoặc không tới đƣợc. Cụ thể: với các cảm biến phục vụ quan
sát chiến trƣờng hoặc khu vực bệnh dịch có thể đƣợc thả từ máy bay xuống một khu vực
rộng lớn, khi đó nhiều nút có thể bị hƣ hỏng khi rơi, tuy nhiên các nút sống đƣợc phải tự
động triển khai đƣợc các bƣớc cài đặt, cấu hình, bao gồm thiết lập kết nối với các nút
cảm biến lân cận, xác định vị trí...
- Khả năng tự quản lý: Trong thực tế có nhiều ứng dụng mạng WSN hoạt động trong các
khu vực tách biệt và điều kiện khắc nghiệt, khơng có sự hỗ trợ hoặc khả năng bảo trì, sửa
chữa. Do đó, các nút cảm biến cần có khả năng tự quản lý (self-managing): tự cấu hình,

hoạt động và kết nối với các nút khác, khả năng thích ứng với hƣ hỏng, thay đổi của môi
trƣờng.
- Hoạt động ở chế độ không giám sát: Rất nhiều mạng cảm biến chỉ triển khai một lần,
sau đó hoạt động mà khơng có sự can thiệp của con ngƣời, nghĩa là các bƣớc cấu hình,
thích nghi, bảo trì, và sửa chữa đều hoạt động theo một quá trình tự động. Cụ thể: các nút
cảm biến đƣợc đặt trong một hệ thống động và mơi trƣờng động, có thể đặt ra thách thức
lớn đối với việc xây dựng mạng cảm biến tin cậy.
- Truyền thông không dây: Sự tin cậy của các mạng không dây và truyền thông đặt ra
nhiều thách thức trong thiết kế mạng cảm biến. Ví dụ: Dải phủ sóng của tín hiệu giới hạn
bởi suy hao, tín hiệu RF yếu đi khi truyền qua môi trƣờng và khi đi qua các vật cản. Năng
17


lƣợng cần thiết để truyền dữ liệu giữa các nút tăng nhanh hơn khi khoảng cách giữa các
nút tăng.
- Khả năng bảo mật: Một số mạng cảm biến không dây có nhiệm vụ thu thập các thơng
tin nhạy cảm. Sự hoạt động biệt lập và không giám sát của các nút cảm biến gia tăng sự
tiếp xúc với các hoạt động xâm nhập và tấn cơng trái phép. Ngồi ra, kết nối không dây
tạo điều kiện dễ dàng cho kẻ xấu nghe trộm trên đƣờng truyền của nút.

18