Alexander Decker Betreuer: Jürgen Sommer Lokalisierung in Sensornetzen Ein Überblick über Beispielsysteme Proseminar Technische Informatik : Sensornetze Sommersemester 2007

2 Motivation Warum sollen Sensorknoten lokalisiert werden? Beispiel: Büro Empfangschef Besucher für bestimmten Mitarbeiter

3 Gliederung Klassifikation der Lokalisierungstechniken Beispielsysteme: Active Badge Active Office Cricket RADAR Overlapping connectivity Approximate point in triangle Using angle of arrival information Zusammenfassung

4 1. Netzwerkbasierte Systeme Server (Basisstation) Sensorknoten (mobiles Terminal) Anker / Landmarke

5 2. Terminalbasierte Systeme

6 Active Badge - Netzwerkbasiert - Medium: Infrarot - Unterteilung in Räume

7 Active Badge: Befehle A B privat FIND(1) = A LOOK(B) = {2,3} WITH(2) = {3} NOTIFY(4) HISTORY(4)

8 Active Office - Netzwerkbasiert - Medien: Radiowellen, Ultraschall - Verfahren: TDoA 1.Server sendet Radiowellen 2.Sensor empfängt Radiowellen, sendet Ultraschall 3.Anker empfangen Ultraschall Radiowellen Ultraschall

9 Cricket - Terminalbasiert - Medien: Radiowellen, Ultraschall - Verfahren: TDoA Radiowellen Ultraschall

10 12 Cricket

11 12 Cricket Problem: fehlende Synchronisation Beispiel: lFunksignal von (1) lFunksignal von (2) lUltraschall-Signal von (2) lUltraschall-Signal von (1)

12 RADAR Offline-Phase: - Netzwerkbasiert - Verfahren: RF Profiling / Fingerprinting - Medium: WLAN

13 RADAR Online-Phase: - Netzwerkbasiert - Verfahren: RF Profiling - Medium: WLAN

14 Overlapping Connectivity - Terminalbasiert - Medium: Radiowellen

15 Overlapping Connectivity

16 Approximate point in triangle (APIT) - Terminalbasiert - Medium: Radiowellen

17 APIT/PIT: Bestimmung

18 APIT: Bestimmung

19 APIT: Fehlerszenario 1 - InToOut

20 APIT: Fehlerszenario 2 - OutToIn

21 APIT: Fehlerhäufigkeit Fehlerhäufigkeit Dichte des Netzwerks (Anzahl der Sensorknoten)

22 Using angle of arrival information (AoA)   - Terminalbasiert - Medium: Radiowellen (Richtfunk)

23   AoA: Bestimmung der Winkel

24    1 2 AoA: Bestimmung des Winkels  Zeitpunkt: t 1

25 Zusammenfassung SystemKlassifikation Positions- berechnungen notwendig Active BadgeNetzwerkbasiertnein Active OfficeNetzwerkbasiertja CricketTerminalbasiertja / nein RADARNetzwerkbasiertnein Overlapping ConnectivityTerminalbasiertnein APITTerminalbasiertnein AoATerminalbasiertja

26 Zusammenfassung SystemMediumVerfahrenGenauigkeit Active BadgeInfrarot-Raumgröße / 100% Active OfficeRadiowellen, Ultraschall TDoA8 cm / 95% CricketRadiowellen, Ultraschall TDoA1,2 m / 100% RADARWLANRSSI3 m / 95% Overlapping ConnectivityRadiowellen-1/3 *(Ankerabstand) / 90% APITRadiowellenRSSIGröße der Überschneidungen / 85% AoARichtfunk-2 m / 100%

27 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit