TU BRAUNSCHWEIG
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Informatikzentrum

SEP'10 Lastenheft
Implicit situation awareness

Einleitung

Netze aus drahtlos kommunizierenden Sensorknoten (Wireless Sensor Nets - WSNs) können Messdaten aus einer überwachten Region bereitstellen. Ein Sensorknoten nimmt Daten zu Umgebungsparametern auf und publiziert diese. Hierzu verfügt ein Sensorknoten in der Regel über einen oder mehrere Sensoren, die verschiedene Physikalische Phänomene aufnehmen können. Typische Beispiele sind die Temperatur, Helligkeit, Luftfeuchtigkeit oder auch komplexere Datenströme wie Audio bzw. Video.
Auch ohne diese speziellen Sensoren, kann ein drahtloser Knoten aber bereits Informationen über seine Umwelt ermittlen. Schwankungen in dem Kommunikationskanal zwischen zwei Knoten können beits Hinweise auf veränderte Umweltparameter geben (z.B. Anzahl an Personen in einem Raum, Geöffnete Türen oder Fenster, Verwendung von Wlan oder GSM/UMTS). Es ist daher möglich, dass ein Netz kommunizierender Knoten, die nicht zusätzlich mit Sensoren ausgestattet sind, für die Erkennung von komplexen Situationen (Besprechung, Raum ungenutzt) verwendet wird. Hierzu werden die beobachteten Effekte auf einem Kommunikationskanal analysiert und bezüglich vorliegenden Situationen klassifiziert.

Zielsetzung

Im Rahmen des SEP im Sommersemester 2010 wird eine Anwendung entwickelt, die Situationen anhand von geänderten Kanalcharakteristika unterscheiden kann. Für die Implementierung werden die am Lehrstuhl vorhandenen USRP software defined radio genutzt. Die Implementierung erfolgt voraussichlich in Python. Teilweise vorhandene Implementierungen von Signalflüssen werden mit Hilfe des GNU radio companion an den konkreten Anwendungsfall angepasst.

Die fertige Implementierung soll

  • Eine graphische Oberfläche enthalten, die die Anzeige verschiedener Kanalcharakteristika uns Statistiken für einzelne Knoten in einem Netzwerk erlaubt
  • Die aus den Signalschwankungen ermittelten Situationen (korrekt) anzeigen (Die Implementierung für drei konkrete Situationen wird von jeder Gruppe umgesetzt)
  • Eine manuelle Annotation von Situationen ermöglichen.
  • Messdaten, annotierte und klassifizierte Situationen und Statistiken speichern und wieder laden können

Vorgaben

Zur Bearbeitung der Aufgaben stellt das Institut die folgenden Möglichkeiten zur Verfügung:

  • Software defined radio hardware (USRP), sodass ein drahtloses netzwerk aus vier bis acht sendenden Knoten implementiert werden kann
  • Rechnerarbeitsplätze am Institut
  • Ein SVN wird am Institut eingerichtet
  • Ebenso eine Mailingliste für die SEP-Gruppe

Aufgaben im Detail

Umsetzung der Situationserkennung anhand von Kanalcharakteristika

  • Definition von drei Situationen, die durch die Software erkannt werden sollen
  • Aufnahme von annotierten Messdaten zu diesen Situationen
  • Analyse der aufgezeichneten Daten bezüglich eindeutiger Charakteristika
  • Definition eines Kommunikationsprotokolls zum Austausch von Daten zwischen den Knoten
  • Implementierung von Kommunikations-Modulen

Graphische Oberfläche zur Unterstützung der Konfiguration

  • Einstellen der Anzahl der Sende- und Empfangsknoten
  • Darstellung von Kanalstatistiken für alle Knoten
  • Manuelle Annotation von Situationen
  • Speichern und laden von Messdaten, annotierten Situationen, klassifizierten Situationen und Statistiken

Evaluation

  • Experimentelle Verifikation der entwickelten Software
  • Dokumentation der ermittelten Ergebnisse


aktualisiert am 01.03.2010, 11:37 von Dr. Stephan Sigg
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