Eigenschaften des Funkinterfaces von Sensorknoten unter realen Bedingungen

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. Dabei geht es auch konkret um die Umsetzbarkeit in bestimmte Szenarien. Ein denkbares Szenario ist der Einsatz in einem Hochwassergebiet. Dabei ist die Idee in jeden Sandsack einen Sensorknoten zu platzieren, um ein Gesamtbild über die Durchfeuchtung des Damms zu erhalten. Eine Unbekannte dabei ist das Verhalten des Funktinterfaces unter bestimmten Umwelteinflüssen.

In dieser Studienarbeit soll untersucht werden wie die Funkausbreitung sich unter realen Bedingungen verhält. Zum einen soll dabei das Verhalten in verschiedenen Medien (Sand, Wasser, Luft, Luft mit Hindernissen, ...) genau betrachtet werden. Zum anderen soll ein Feldtest duchgeführt werden, bei dem ein GPS an den Sensorknoten angeschlossen wird. Dabei sollen immer Paare von (Empfangsfeldstärke, Position) gespeichert werden. Es sollen dabei die Rohdaten für die Entwicklung eines Radiopropagationsmodells gesammelt werden. In einem ersten Schritt sollen allgemein gültige Eigenschaften der Funkschnittstelle erarbeitet werden. Dazu wird es auch notwendig sein, geeignete Bewegungsmuster zu identifizieren. Des Weiteren muss ein Plan der Umgebung mit den gesammelten Daten zusammengeführt werden, um auch dämpfende Faktoren wie Gebäude zu berücksichtigen. Folgende Parameter sollen in der Auswertung berücksichtigt werden:

• Entfernung / Position
• Konnektivität
• Medium
• Fehlerrate
• Hindernisse
• Reichweite bei verschiedenen Sendeleistungen

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