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Inspektion von Sensornetzen (M)

Status: Abgeschlossen

Hintergrund

Sogenannte Sensornetze bestehen aus einer grossen Anzahl miteinander drahtlos kommunizierender Sensorknoten. Dabei handelt es sich um batteriebetriebene Kleinstcomputer mit angeschlossenen Sensoren zur Wahrnehmung der Umgebung. Sensornetze werden in der Umwelt installiert; beispielsweise zur Beobachtung des Brutverhaltens von empfindlichen Vögeln, zur Beobachtung von Veränderungen bei Gletschern, oder zur Studie von seismischen Erscheinungen und Erdbeben.

Verschiedene Faktoren führen dazu, dass Sensornetze oft nicht wie erwartet funktionieren. Dazu gehören u.a. die Vielzahl von Umwelteinflüssen, die zu nichtdeterministischem Verhalten der Funkschnittstelle, der Sensoren, oder gar zum Ausfall von Knoten führen können. Darüber hinaus tragen knappe Ressourcen und fehlende Schutzmechanismen auf den Sensorknoten zu häufigen Programmierfehlern bei.

Um einen Einblick in die inneren Abläufe eines Netzes zu erhalten, wurde das Sympathy-Framework[1] zur Erhebung und Auswertung statistischer Daten über das Kommunikationsverhalten im Sensornetz realisiert. Die von den einzelnen Funkknoten ermittelten Daten werden im Sensornetz selbst übermittelt. Dadurch wird jedoch zum einen zusätzlich Energie verbraucht, zum anderen aber auch das Verhalten der Knoten und das Kommunikationsaufkommen verändert. Eine weitere Einschränkung ist, dass keine Informationen aus nicht-verbundene Teilen des Netzes ermittelt werden kann.

Ziel

Ziel der Arbeit ist das Entwickeln und Implementieren eines neuen Werkzeuges, das es erlaubt Informationen über die Abläufe und den Zustand eines Sensornetzes allein durch passives Abhören der Kommunikation im Netz zu erhalten. Die Realisierung soll mit den an der ETH entwickelten BTnodes Sensorknoten[2] und des Deployment-Support Networks[3] erfolgen.

Inhalt und Vorgehensweise

Die Arbeit besteht aus drei Teilen:
  • Einarbeitung in das Sympathy-Framework.
  • Analyse der Information, die durch passives Abhören gewonnen werden kann.
  • Entwicklung eines grafischen Werkzeugs zur Inspektion des Netzes.

Betreuung

Die Arbeit wird von Matthias Ringwald betreut und steht unter der Aufsicht von Prof. Dr. Friedemann Mattern.

Referenzen

  1. Nithya Ramanathan et. al: Sympathy for the sensor network debugger, SenSys '05: Proceedings of the 3rd international conference on Embedded networked sensor systems, San Diego, California, USA.
  2. http://www.btnode.ethz.ch
  3. http://www.btnode.ethz.ch/Projects/Jaws
Student/Bearbeitet von: Marc Cortesi
Contact/Ansprechpartner: Matthias Ringwald

ETH ZurichDistributed Systems Group
Last updated May 7 2012 07:19:03 PM MET msr