Entwurf eines strikt lokalen Protokolls zum Aufbau von Lokationsbewusstsein in Sensornetzen

Sensornetze 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 SWARMS und SWARMNet werden Algorithmen, Protokolle und Middlewarekonzepte für Vernetzung, Betrieb und Programmierung von Sensornetzen untersucht. Ein wichtiger Basisdienst ist hierbei das Bereitstellen von Lokationsinformationen. Es gibt bereits eine Reihe wissenschaftlich anerkannter Verfahren, von denen jedes für ein spezielles Szenario gute Ergebnisse liefert. Probleme dabei sind aber entweder, dass bestimmte Hardware wie zum Beispiel GPS, Infrarot oder Radar vorausgesetzt wird, oder ein zentralistischer Ansatz nach dem Client-Server Modell verwendet wird. Nur wenige der vorgestellten Verfahren verwenden strikt lokale Protokolle, die auch in grossen Netzen eingesetzt werden können. Hier besteht noch ein grosser Bedarf an wissenschaftlicher Arbeit.

Im Rahmen dieser Studienarbeit soll untersucht werden, wie man aus der reinen Kenntnis von 1-Hop und 2-Hop Nachbarschaften ein Bewusstsein für die Lage im Sensornetz schaffen kann. Hier soll zunächst der Stand der Wissenschaft erarbeitet werden und im Anschluss daran ein Algorithmus entwickelt werden, der nur unter Verwendung lokaler Kommunikation jedem einzelnen Knoten erlaubt, sich zu positionieren. Im Anschluss daran ist eine Betrachtung erwünscht, wie sich das Verfahren unter dem Einfluss von Messfehlern verhält.

Die geleisteten Arbeiten sind abschließend in der Studienarbeit umfassend zu dokumentieren.