Tổ chức mạng truy nhập trong hệ thống giám sát môi trường sử dụng sensor (P2)

CÁC GIẢI PHÁP TRUY NHẬP CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT SỬ DỤNG SENSOR

Mạng truy nhập cho hệ thống giám sát sử dụng sensor là phương tiện kết nối mạng viễn thông với các mạng cảm biến hoặc có thể tham gia kết nối các sensor trong một mạng cảm biến với nhau. Việc ứng dụng mạng truy nhập nào trong kết nối các mạng cảm biến phụ thuộc vào công nghệ được dùng trong các thiết bị cảm biến không dây. Tuy nhiên, tại các vị trí có địa hình đặc thù mà hạ tầng mạng viễn thông đã được tối ưu thì có thể dựa vào đặc điểm của mạng viễn thông, các dịch vụ viễn thông sẵn có tại khu vực đó để lựa chọn loại thiết bị cảm biến không dây được trang bị giao diện truyền dẫn phù hợp để triển khai các mạng cảm biến không dây có hiệu quả. Sau đây là một số giải pháp triển khai mạng truy nhập cho hệ thống giám sát thảm họa thiên nhiên và bảo vệ môi trường.

Giải pháp sử dụng mạng truy nhập cáp đồng

Hình 2 mô tả phương án sử dụng mạng cáp đồng, công nghệ truy nhập xDSL cho phép truyền dẫn dữ liệu hai chiều. Mô hình này nên được dùng cho các mạng sensor có giao thức truyền tải dữ liệu Bluetooth, Wi-Fi. Mạng viễn thông sử dụng các hotspot là PC, laptop hay các thiết bị thu phát Wi-Fi theo chuẩn Bluetooth, Wi-Fi tương thích. Phương án này có thể áp dụng tại các thành phố, thị xã, khu đô thị, khu dân cư đông đúc,. Đây là những vị trí có hạ tầng cáp đồng triển khai dịch vụ xDSL (ví dụ như ADSL) trên diện rộng.

Giải pháp sử dụng mạng truy nhập cáp quang

Hiện nay, các dịch vụ được cung cấp trên nền tảng mạng truy nhập quang (FTTx) ở nước ta ngày càng phát triển, đáp ứng được các nhu cầu của khách hàng cho dịch vụ tốc độ cao như streaming audio/video/TV... Về nguyên lý, mô hình này (Hình 3) cũng tương tự như giải pháp mạng truy nhập cáp đồng, chỉ khác ở tốc độ truyền cao hơn. Mô hình này nên được dùng cho các hệ thống giám sát sử dụng các thiết bị sensor được trang bị các chuẩn truyền dẫn Bluetooth, Wi-Fi.

Giải pháp truy nhập quang nên sử dụng cho các mạng cảm biến có khối lượng dữ liệu thu thập lớn (như các camera giám sát hình ảnh), có tần suất thu thập dữ liệu cao. Tuy nhiên, khả năng triển khai mạng cáp quang tại các vùng rừng núi là rất hạn chế. Do đó, cũng chỉ có thể triển khai ở vùng đồng bằng, trung du có khả năng lắp đặt cáp quang.

Giải pháp sử dụng mạng truy nhập vô tuyến

Hình 4 cho thấy, các sensor có giao thức mạng 3G, WiMax có thể truy nhập ngay vào các mạng viễn thông di động thông qua giao diện vô tuyến. Mỗi sensor (hoặc một mạng sensor có điểm node giao tiếp với mạng di động) được coi như một thuê bao của mạng di động. Đối với các sensor không có chuẩn giao tiếp 3G mà chỉ các giao thức có truyền dữ liệu Wi-Fi hay Bluetooth thì có thể sử dụng một số thiết bị khác hỗ trợ như điện thoại 3G, PC, laptop có giao tiếp 3G (ví dụ như USB 3G). Khi đó, các thiết bị cảm biến sẽ truyền nhận dữ liệu tới mạng viễn thông thông qua các thiết bị này.

Giải pháp truy nhập qua mạng vô tuyến phù hợp với hầu hết địa hình khác nhau nhưng do giá cước cao nên vùng phủ sóng 3G bị giới hạn, thường chỉ tập trung tại các khu vực đô thị, các khu dân cư đông đúc, các vùng có kinh tế phát triển...

Tài liệu tham khảo

[1]. KS.HOÀNG ANH, "Ứng dụng thiết bị cảm bến trong hệ thống giám sát môi trường”, Tạp chí Công nghệ thông tin và truyền thông, Kỳ 1 tháng 3/2014.
[2].Báo cáo đề tài cấp Nhà nước "Nghiên cứu đề xuất và triển khai thử nghiệm các mô hình, giải pháp phát triển và ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông (CT) phục vụ nông nghiệp và phát trển nông thôn ở Vệt Nam”, 2013.
[3].Quy hoạch phát triển viễn thông quốc gia đến năm 2020, Bộ Thông tin và Truyền thông.
[4].KAZEM SOHRABY, DANIEL MINOLI, TAIEB ZNATI, Wireless Sensor Network Technology, Protocols and Applications, 2007.
[5]. Ubiquitous Sensor Networks (USN), ITU-T Technology Watch Briefing Report Series, No. 4 (February 2008).
[6].Smart sensor networks: Technologies and Applications for Green Growth, OECD, năm 2009.

KS. Hoàng Anh, TS. Vũ Văn San