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Automatische Konfiguration drahtloser Sensornetze (D)

Status: Abgeschlossen

Automatische Konfiguration drahtloser Sensornetze

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.

Ein wichtiger Forschungszweig bei Sensornetzen ist die sogenannte Selbstkonfiguration, wobei ohne menschliches Zutun die Sensorknoten unter Beachtung bestimmter Randbedingungen (Position, verbleibende Energie in der Batterie etc.) spezifische Funktionen - sogenannte Rollen - im Netz übernehmen. Beispiele für solche spezifischen Rollen:

· Aggregatoren: Bei vielen Anwendungen ist es notwendig, dass einige leistungsfähige Knoten von Ihren benachbarten Sensorknoten Sensordaten einsammeln und aggregieren (z.B. Mittelwert berechnen). Randbedingungen: Prozessorleistung, Energiereserven, keine anderen Aggregatoren in der Nähe.

· Standby: Es kommt es vor, dass an einigen Stellen die Knoten sehr dicht beieinander liegen, sodass man einige Knoten in einen Energiesparmodus schalten kann, ohne dass die vom Sensornetz gelieferten Beobachtungsergebnisse an Qualität verlieren. Randbedingungen: Abdeckung durch genug andere (An)-Knoten

· Gateway: Knoten bestimmten Positionen können als Sender der Netzdaten zur Basisstation fungieren. Randbedingungen: Knotenposition, Sendehardware, Nähe zu Aggregatorknoten usw.

Ziel der Masterarbeit ist die Entwicklung eines generischen Systems zur automatischen Zuweisung von benutzerdefinierten Rollen an Sensorknoten. Die Arbeit umfasst drei Teile:

· Entwicklung eines Dienstes zum Zugriff auf die Eigenschaften der einzelnen Knoten (z.B. Abfrage der verbleibenden Energie etc.)

· Entwicklung einer einfachen Notation zur Definition von Rollen und deren Randbedingungen

· Entwicklung eines verteilten Algorithmus zur Zuweisung von Rollen an Sensorknoten unter Beachtung der Randbedingungen

Das resultierende System soll mit einem Simulator [1, 2, 3] implementiert und anhand verschiedener Beispiele getestet werden. Folgende Vorkenntnisse sind wünschenswert:

· Grundkenntnisse in Verteilten Systemen und Verteilten Algorithmen

· Gute Programmierkenntnisse in C++

· Interesse an Ubiquitous Computing und Algorithmen in Sensornetzen

Student/Bearbeitet von: Oliver Bieri
Contact/Ansprechpartner: Christian Frank, Kay Römer

ETH ZurichDistributed Systems Group
Last updated May 7 2012 07:19:01 PM MET cfr