Đề cương môn Mạng cảm biến | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

lOMoAR cPSD| 58737056
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG 1 *****
ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC
(Phương pháp ào tạo theo tín chỉ)
MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY (03 TÍN CHỈ) Biên soạn ThS. LÊ TÙNG HOA Hà Nội - 2021 lOMoAR cPSD| 58737056 KHOA VIỄN THÔNG I
1. Thông tin về giảng viên
BỘ MÔN: THÔNG TIN VÔ TUYẾN
1.1 Giảng viên 1: Họ và tên: Lê Tùng Hoa
ĐỀ CƯƠNG HỌC PHẦN
MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
Chức danh, học hàm, học vị: Th.S, Giảng viên
Địa chỉ liên hệ: Khoa Viễn thông 1 - Học viện Công nghệ BC-VT, Km 10, Nguyễn Trãi, Hà Đông, Hà Nội Điện thoại: 0946820184 , Email: hoalt@ptit.edu.vn
Các hướng nghiên cứu chính: Truyền thông vô tuyến Thông
tin về trợ giảng (nếu có):
1.2 Giảng viên 2:
Họ và tên: Nguyễn Việt Hưng
Chức danh, học hàm, học vị: Tiến sỹ, Giảng viên
Địa chỉ liên hệ: Khoa Viễn thông 1 - Học viện Công nghệ BC-VT, Km 10, Nguyễn Trãi, Hà Đông, Hà Nội Điện thoại: 0969545289
, Email: hungnv_vt1@ptit.edu.vn
Các hướng nghiên cứu chính: Truyền thông vô tuyến
1.3 Giảng viên 3:
Họ và tên: Các giảng viên bộ môn Thông tin vô tuyến
Địa chỉ liên hệ: Khoa Viễn thông 1 - Học viện Công nghệ BC-VT, Km 10, Nguyễn Trãi, Hà Đông, Hà Nội
2. Thông tin chung về môn học
- Tên môn học: Mạng cảm biến không dây
- Tên tiếng Anh: Wireless sensor network - Mã môn học: TEL1458 - Số tín chỉ (TC): 3 - Môn học: Bắt buộc ☐ Lựa chọn☑
- Các môn học tiên quyết: Kỹ thuật thông tin vô tuyến (TEL1407); Thông tin di ộng (TEL1415)
- Môn học trước: Kỹ thuật siêu cao tần (TEL1345); Truyền sóng và anten (TEL1421) -
Môn học song hành: Thông tin vệ tinh (TEL1432) - Các yêu cầu ối với môn học: ✓
Phòng học lý thuyết: có projector và máy tính ✓
Phòng thực hành: máy tính có phần mềm - Giờ tín chỉ: o Lý thuyết: 32 tiết lOMoAR cPSD| 58737056
o Chữa Bài tập/Thảo luận/Hoạt ộng nhóm: 08 tiết o Thí nghiệm, thực hành:
04 tiết o Tự học (có hướng dẫn): 01 tiết
- Khoa/Bộ môn phụ trách:
+ Khoa Viễn thông 1 - Học viện Công nghệ BC-VT
+ Bộ môn Thông tin vô tuyến
3. Mục tiêu của môn học -
Kiến thức: Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản của mạng cảm biến không
dây, ứng dụng của mạng từ ó i sâu phân tính khung kiến trúc cơ bản, cách quản lý mạng và nút. -
Kỹ năng: Tính bài toán về ồng bộ và ịnh vị trong mạng. -
Thái ộ, chuyên cần: Tham gia ầy ủ các giờ lý thuyết, bài tập, thảo luận nhóm, thực
hành. Hoàn thành ầy ủ các bài tập ược giao. Mục tiêu chi tiết cho từng nội dung của môn học
Chương 1: Tổng quan về mạng cảm Nắm lOMoAR cPSD| 58737056 Chương 4: Lớp mạng Nắm ược Hiểu ược: Phân tích
những vấn ề + Định tuyến ược: cơ bản sau: + phân cấp + + Định tuyến Tổng quan Định tuyến dựa trên QoS
+ Định tuyến dựa trên vị trí dựa trên dữ liệu (Data-centric) + Định tuyến chủ ộng + Định tuyến dựa trên yêu cầu
Chương 5: Quản lý công suất Nắm ược Hiểu ược: Phân tích
những vấn ề + Quản lý công ược: cơ bản sau: suất ộng + Kiến trúc + Quản lý công suất nội hạt Chương 6: Đồng bộ Nắm ược Hiểu ược: Phân tích
những vấn ề + Nền tảng về ược: + Giao cơ bản sau: ồng bộ thức ồng bộ + Vấn ề về ồng hồ và ồng bộ + Đồng bộ thời gian trong mạng cảm biến không dây Chương 7: Định vị Nắm ược Hiểu ược:
những vấn ề + Định vị dựa cơ bản sau: + trên vị trí ( Tổng quan Range-Based + Kỹ thuật ịnh Localization) vị + Định vị không dựa trên vị trí (Range-Free Localization)
4. Tóm tắt nội dung môn học
Học phần Mạng cảm biến không dây cung cấp các kiến thức cơ bản mạng cảm biến, khung
kiến trúc cơ bản phân theo lớp và việc quản lý mạng và nút.
Bố cục của môn học gồm ba phần: lOMoAR cPSD| 58737056
✓ Phần 1: Trình bày các ịnh nghĩa cơ bản trong mạng cảm biến, thách thức và giới hạn,
ứng dụng, kiến trúc mạng và chồng giao thức.
✓ Phần 2: Trình bày khung kiến trúc cơ bản ba lớp gồm lớp vật lý, lớp iều khiển truy
nhập môi trường và lớp mạng.
✓ Phần 3: Trình bày quản lý mạng và nút
Sau khi ã ược trang bị những kiến thức cơ bản về mạng vô tuyến thì ây là môn học ể thấy
rõ một loại mạng vô tuyến cụ thể thì các phần tử, kiến trúc theo phân lớp và cách quản lý cụ
thể của mạng như thế nào do ó ngoài kiến thức ược trang bị về mạng cảm biến không dây sinh
viên có cách nhìn tường minh về cách thức nghiên cứu và tìm hiểu một mạng vô tuyến bất kì.
5. Nội dung chi tiết môn học Chương 1 Tổng quan về mạng cảm biến không dây
1.1 Định nghĩa và nền tảng kiến thức 1.2 Thách thức và giới hạn 1.3 Ứng dụng
1.4 Kiến trúc mạng và chồng giao thức 1.5 Câu hỏi
Chương 2 Lớp vật lý
2.1 Công nghệ lớp vật lý 2.2 Tổng quan về truyền thông vô tuyến RF 2.3 Mã hóa
kênh 2.4 Điều chế 2.5 Ảnh hưởng của kênh vô tuyến 2.6 Các chuẩn lớp vật lý 2.7 Câu hỏi Chương 3 Lớp MAC
3.1 Tổng quan 3.2 Giao thức MAC không dây 3.3 Giao thức MAC tránh xung ột
3.4 Giao thức MAC dựa trên xung ột 3.5. Giao thức MAC lai ghép 3.6 Câu hỏi
Chương 4 Lớp mạng
4.1 Tổng quan 4.2 Định tuyến dựa trên dữ liệu (Data-centric) 4.3 Định tuyến chủ
ộng 4.4 Định tuyến dựa trên yêu cầu 4.5. Định tuyến phân cấp 4.6 Định tuyến
dựa trên vị trí 4.7 Định tuyến dựa trên QoS 4.8 Câu hỏi
Chương 5 Quản lý công suất
5.1 Quản lý công suất nội hạt 5.2 Quản lý công suất ộng 5.3 Kiến trúc 5.4 Câu hỏi
Chương 6 Đồng bộ
6.1 Vấn ề về ồng hồ và ồng bộ 6.2 Đồng bộ thời gian trong mạng cảm biến không
dây 6.3 Nền tảng về ồng bộ 6.4 Giao thức ồng bộ 6.5 Câu hỏi
Chương 7 Định vị
7.1 Tổng quan 7.2 Kỹ thuật ịnh vị 7.3 Định vị dựa trên vị trí ( Range-Based
Localization) 7.4 Định vị không dựa trên vị trí (Range-Free Localization) 7.5 Câu hỏi 6. Học liệu
6.1 Học liệu bắt buộc: Bài giảng “Các mạng cảm biến không dây” ( ang ược biên soạn)
6.2 Học liệu tham khảo: [1]
Waltenegus Dargie và Christian Poellabauer, Fundamentals of wireless
sensor networks, Wiley, 2010. [2]
Ian F. Akyildiz và Mehmet Can Vuran, Wireless sensor networks, Wiley, 2010. lOMoAR cPSD| 58737056 [3]
Holger Karl và Andreas Willigghi, Protocols and architetures for wireless
sensor networks, John Wiley & Sons, 2005.
7. Hình thức tổ chức dạy học
7.1 Lịch trình chung
Hình thức tổ chức dạy học Tổng Lên lớp Nội dung số TN- Lý BT/ TL Tự học TH thuyết
Nội dung 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây 6 0 0 0 6 Nội dung 2: Lớp vật lý 4 2 0 0 6 Nội dung 3: Lớp MAC 4 2 0 0 6 Nội dung 4: Lớp mạng 4 2 0 0 6
Nội dung 5: Kiểm tra giữa kỳ 2 0 0 0 2
Nội dung 6: Quản lý công suất 4 0 0 1/3 4 1/3 Nội dung 7: Đồng bộ 4 0 0 1/3 4 1/3 Nội dung 8: Định vị 4 2 4 1/3 4 1/3 Tổng cộng: 32 8 4 1 45
7.2 Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể
Tuần 1, Nội dung 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây Thời
Hình thức tổ chức
Yêu cầu ối với sinh gian Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 4
Tổng quan về mạng cảm biến Đọc nội dung không dây chương 1
Tuần 2, Nội dung 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 2
Tổng quan về mạng cảm biến Đọc nội dung không dây chương 1 lOMoAR cPSD| 58737056
Tuần 3, Nội dung 2: Lớp vật lý Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 4 Lớp vật lý Đọc nội dung chương 2
Tuần 4, Nội dung 2: Lớp vật lý Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Bài tập/Chữa bài 2
Chữa bài tập cuối chương Làm hết bài tập cuối tập/Thảo luận chương
Tuần 5, Nội dung 3: Lớp MAC Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 4 Lớp MAC Đọc nội dung chương 3
Tuần 6, Nội dung 3: Lớp MAC Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Bài tập/Chữa bài 2
Chữa bài tập cuối chương Làm hết bài tập cuối tập/Thảo luận chương
Tuần 7, Nội dung 4: Lớp mạng Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 4 Lớp mạng Đọc nội dung chương 4
Tuần 8, Nội dung 4: Lớp mạng Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Bài tập/Chữa bài 2
Chữa bài tập cuối chương Làm hết bài tập cuối tập/Thảo luận chương
Tuần 9, Nội dung 5: Kiểm tra giữa kỳ Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 2 Kiểm tra giữa kỳ Ôn lại hết lý thuyết và bài tập các chương 1, 2, 3 và 4.
Tuần 10, Nội dung 6: Quản lý công suất Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) lOMoAR cPSD| 58737056 Lý thuyết 4 Quản lý công suất Đọc nội dung chương 5 Tự học/Tự nghiên 1/3 Quản lý công suất Đọc thêm trong tài cứu liệu tham khảo
Tuần 11, Nội dung 7: Đồng bộ Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 4 Đồng bộ Đọc nội dung chương 6 Tự học/Tự nghiên 1/3 Đồng bộ Đọc thêm trong tài cứu liệu tham khảo
Tuần 12, Nội dung 8: Định vị Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 2 Định vị Đọc nội dung chương 7
Tuần 13, Nội dung 8: Định vị Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Lý thuyết 2 Định vị Đọc nội dung chương 7 Bài tập/Chữa bài 2
Chữa bài tập cuối chương Làm hết bài tập cuối tập/Thảo luận chương
Tuần 14, Nội dung 8: Định vị Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Thực hành/Thí 2 Định vị Tại ịa nghiệm iểm: … Tự học/Tự nghiên 1/3 Định vị Đọc thêm trong tài cứu liệu tham khảo
Tuần 15, Nội dung 8: Định vị Thời
Hình thức tổ chức gian
Yêu cầu ối với sinh Nội dung chính Ghi chú dạy học viên (tiết TC) Thực hành/Thí 2 Định vị nghiệm
8. Chính sách ối với môn học và các yêu cầu khác
- Các bài tập phải làm úng hạn. Nếu không úng hạn sẽ bị trừ iểm (Trừ 1 iểm nếu nộp
muộn từ 1-2 ngày; trừ 2 iểm nếu nộp muộn từ 3-4 ngày; trừ 3 iểm nếu nộp muộn từ 5 ngày trở lên). lOMoAR cPSD| 58737056
- Thiếu một iểm thành phần (bài tập, thực hành, bài kiểm tra giữa kỳ), hoặc nghỉ quá
20% tổng số giờ của môn học, không ược thi hết môn.
9. Phương pháp, hình thức kiểm tra – ánh giá kết quả học tập
9.1 Kiểm tra – ánh giá ịnh kỳ Đặc iểm ánh
Hình thức kiểm tra Tỷ lệ ánh giá giá
Tham gia học tập trên lớp ( i học ầy ủ, chú ý nghe giảng; tích cực tham gia thảo luận) 10% Cá nhân Bài tập /Thảo luận 10% Nhóm Thực hành 10% Cá nhân Kiểm tra giữa kì 10% Cá nhân Kiểm tra cuối kì 60% Cá nhân
9.2 Nội dung và Tiêu chí ánh giá các bài tập
Các loại bài tập Tiêu chí ánh giá - Bài tập cuối chương - Làm úng bài tập - Thực hành
- Tham gia ầy ủ các buổi thực hành. - Báo
cáo kết quả o tốt và phân tích ược các kết quả o.
- Kiểm tra trong kỳ, cuối kỳ
- Nắm vững kiến thức môn học -
Trả lời úng các câu hỏi và bài tập DUYỆT Trưởng Bộ môn Giảng viên
(Chủ trì biên soạn ề cương)
PGS. TS Đặng Thế Ngọc ThS. Lê Tùng Hoa