Bearbeiter | (nur für Mitarbeiter:innen einsehbar) |
Betreuer | Dr. Carsten Buschmann |
Dr. Dennis Pfisterer | |
Professor | <> |
IBR Gruppe | VS (Prof. Fischer) |
Art | Diplomarbeit |
Status | abgeschlossen |
ThemengebietSensornetze bestehen aus Einzelsystemen, die über Sensoren, einen Prozessor und Speicher sowie ein Funkinterface verfügen und mit Hilfe von Batterien mit Energie versorgt werden. Das Sensornetzwerk soll als Gesamtheit der Einzelsysteme komplexere Problemstellungen wie z.B. die Analyse von Bewegungen von Feuerfronten bei Waldbränden bewältigen können, obwohl die Einzelsysteme nur einfache Aufgaben wie beispielsweise Temperaturmessungen durchführen können. In den Projekten SwarmNet und SWARMS und werden Algorithmen, Protokolle und Middlewarekonzepte für Vernetzung, Betrieb und Programmierung von Sensornetzen untersucht. In diesem Kontext ist der Simulator Shawn entstanden, der nun kontinuierlich um neue Funktionen erweitert wird. Die Arbeit im DetailDie Überwachung von ad-hoc ausgebrachten Sandsackdeichen ist ein Anwendungsfall für das Sensornetze prädestiniert sind. Dabei stellt man sich vor, dass die Sandsäcke mit Sensorknoten bestückt werden. Werden die Sandsäcke dann an ihrem Einsatzort zu einem a priori unbekannten Deichgebilde formiert so beginnen die Sensorknoten mit dem Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur. Die Knoten können über ihre Sensoren und durch Kommunikation mit den Nachbarknoten ein Gesamtbild der Durchfeuchtung des Deiches erstellen und daraus den Verlauf des Wasserpegels ableiten. Diese Daten helfen dann den Einsatzkräften vor Ort den Deich baulich zu optimieren und damit vor einem Bruch zu bewahren. Es gibt jedoch einige inhärente Probleme, die in diesem Szenario bedacht und gelöst werden müssen. Einserseits begrenzen die knappen Energiereserven die Lebenszeit des Netzes und verlangen daher nach einem effizienten Kommunikationsmuster. Andererseits sind die Sensoren möglicherweise fehleranfällig und liefern unter Umständen falsche Messdaten. Eine interessante Frage die sich stellt ist auf welche Art und Weise der Kommunikationsbackbone unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz errichtet werden soll. Knoten, die potenziell bald unter der Wasseroberfläche verschwinden werden, können dann nicht mehr ihre Ressourcen in das Gesamtnetz einbringen. Es ist daher interessant, speziell diese Knoten zum Weiterleiten von Nachrichten zu verwenden. Abhängig davon, ob die Knoten auch nach Wasserkontakt noch funktionsfähig sind oder nicht, müssen dabei unterschiedliche Strategien zum Einsatz kommen. Sind die Knoten wasserfest, so muss ein Teil der Knoten geschont werden, damit ein sinkender Pegel noch zuverlässig erkannt und den Einsatzkräften gemeldet werden kann. Ein weiterer Aspekt ist das Erkennen von Fehlfunktionen einzelner Knoten. Fehlmessungen anderer Knoten müssen erkannt werden und dürfen nicht in das Gesamtergebnis einfliessen. Dazu ist eine Abstimmung der Knoten untereinander notwendig. In dieser Arbeit sollen die oben genannten Fragestellungen am Beispiel dieses speziellen Anwendungsfalles untersucht werden. Dabei wird die Arbeit in folgende Meilensteine gegliedert sein:
Vorraussetzungen für die ArbeitFolgende Kenntnisse sind zum erfolgreichen Abschluss der Arbeit erforderlich. Es ist wünschenswert, wenn zumindest grundlegende Kenntnisse vorhanden sind. Zumindest jedoch sollte die Fähigkeit und der Wunsch vorhanden sein, dieses Wissen autodidaktisch zu erlangen.
Das KleingedruckteDie Arbeit wird zum Teil vom Institut für Mathematische Optimierung der TU Brauschweig mitbetreut. Nach Einarbeitung und Umsetzung ist die geleistete Arbeit in der eigentlichen Arbeit sorgfältig zu dokumentieren. Der implementierte Code ist selbstverständlich vollstädig zu kommentieren unter Verwendung von Doxygen und er wird unter der GPL veröffentlicht. Es sind die Regeln zur Erstellung von wissenschaftlichen Arbeiten des Instituts zu beachten. |
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