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ZeuS
Zuverlässige Informationsbereitstellung in energiebewussten ubiquitären Systemen |
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Teilprojekt 1: Experimentierplattform SANDbedSensornetze werden gegenwärtig und in Zukunft in verschiedene Bereiche des täglichen Lebens vordringen und die Art der Informationsgewinnung revolutionieren. Im Gegensatz zu klassischen Netzwerken verfügen diese Netzwerke hingegen über keine konstante Energieversorgung sondern werden von Batterien bzw. Akkus mit einer begrenzten Menge an Energie versorgt. Zusätzlich sind diese in der Regel vielfältigen Umweltbedingungen ausgesetzt, wie z.B. Regen, Wind, Feuer etc. die hohe Anforderungen an die Robustheit des Netzwerkes stellen. Zur optimalen Verwendung der beschränkten Energiemenge und somit zur Maximierung der Lebenszeit des Sensornetzes sind daher auf diese Anforderungen optimierte Kommunikationsmechanismen erforderlich. Simulationen allein können aufgrund ihrer idealisierten Modell basierten Abbildung der Realität das inheränte Optimierungspotential nur begrenzt aufzeigen. Für die Entwicklung und Optimierung sind daher reale Experimente unumgänglich. Ziel dieses Teilprojektes ist es daher eine heterogene Experimentierplattform (Testbett) für Sensornetze aufzubauen, mit deren Hilfe Experimente in drahtlosen Sensornetzen automatisiert durchgeführt und überwacht werden können. Die besondere Aufmerksamkeit richtet sich dabei auf die Beobachtung des Energie- und Funkverhalten der einzelnen Sensorknoten sowie des gesamten Sensornetzes. Die Testbettarchitektur und -komponenten, sowie weitere Details wurden im August 2009 auf dem Fachgespräch Sensornetze in Hamburg präsentiert [HHW09] Ein zentraler Bestandteil ist dabei das SNMD genannte Monitoring und Managementgerät, welches reale Experimente auch unter Laborbedingungen ermöglicht und Experimente in Sensornetzen reproduzierbar und seiteneffektfrei beobachtet. In der folgenden Abbildung ist das SNMD (a) zu sehen, welches an einen Sensorknoten (b) angeschlossen ist. Der Zugriff der Nutzer auf das Testbett erfolgt dann über eine zentrale Webschnittstelle. In der schematischen Darstellung lässt sich erkennen, dass das Design des SNMDs Seiteneffektfreiheit liefert: Für Energiemessung und Management muss weder Knotenhardware noch die Software oder das Betriebsystem modifiziert werden. Das SNMD wird transparent zwischen Sensorknoten und Basis geschaltet. Dabei wurde insbesondere auf Portabilität Rücksicht genonmmen, so dass sich andere Sensorknoten, als die hier verwendeten MicaZ? , ebenfalls ohne großen Aufwand nutzen lassen. Nachdem jeder Knoten mit einem solchen SNMD ausgestattet ist, kann das Sensornetz ausgebracht werden und ist über die parallel verlegte Managementinfrastruktur steuerbar. Die Verwendung von USB und Ethernet verhindert Einflüsse auf die drahtlose Kommunikation der Sensorknoten, was ebenfalls der Seiteneffektfreiheit zugute kommt. Derzeit ist das Testbett im Aufbau, die Funktionalität der SNMDs ist jedoch bereits verfügbar. Hiermit können bereits erste, auch verteilte, Messungen durchgeführt werden, jedoch ohne die Vorteile einer Managementinfrastruktur, was viel Handarbeit bedeutet. Als Beispiel solch einer "Vermessung" ist im Folgenden ein Messprotokoll grafisch aufbereitet, welches die Kommunikation zweier Knoten die das B-MAC Protokoll verwenden, darstellt. Gut zu erkennen ist der geringe Energieverbrauch der Knoten während der Schlafzeit, sowie der Energieanstieg bei Senden und Empfangsbereitschaft. |
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