Manuel Abbt Drahtlose Sensornetze Einführung und Szenarien Proseminar Technische Informatik SS 2007 Betreuer: Jürgen Sommer.

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1 Manuel Abbt Drahtlose Sensornetze Einführung und Szenarien Proseminar Technische Informatik SS 2007 Betreuer: Jürgen Sommer

2 2 Anwendungsbereiche > Industrie - Produktionsüberwachung - Auto > Gebäudeüberwachung - Sustainable Bridges > Umweltbeobachtung und Wettersysteme - ALERT – Nationaler Wetter Service > Militärische Anwendung - Odyssey – Unterwasserbewachung

3 3 Anwendungsbereiche Beispiel: TollCollect LKW Maut Abdeckung von 24.000 km Strecke Kommunikation: Brücke-OnBoard Unit durch Infrarot Fahrzeugidentifikation über Kennzeichen (OCR) und Fahrzeugmerkmale (Bilderkennung)

4 4 Gliederung Sensornetz: Einführung und Szenarien Sensorknoten Datenübertragungssystem Sources und sinks Single-hop / multihop Netzwerke Routing Problem Netz Mobilität Energieeffizienz

5 5 Def. Sensor Sensor Ein Sensor ist eine mechanisch-elektronische Komponente, die eine gemessene physikalische Größe in ein analoges elektrisches Signal umwandelt. (itwissen.info „sensor“)

6 6 Ausbringen von Sensorknoten Verteilung der Sensoren: > Mit einem Flugzeug -> Zufällige Verteilung > Festgelegte Punkte -> Planmäßige Verteilung > Mobile Sensorknoten

7 7 (Wikipedia: „Datenübertragungssystem“) Datenübertragungssystem

8 8 Kommunikationseinheit

9 9 Def. source source data source Ursprungsort der Datensendestelle. Der Teil einer Datenendeinrichtung, der Daten an einen Übermittlungsabschnitt liefert oder liefern soll. (itwissen.info „datenquelle“) Mica2do t Mica 2 Mote

10 10 Def. sink sink data sink Bestimmungsort der Daten, die Empfangsstelle der Daten. Eine Datensenke ist Teil einer Datenendeinrichtung (DEE), die Daten von einem Übermittlungsabschnitt oder einer Übertragungsstrecke empfängt oder auch speichert. (itwissen.info „datensenke“)

11 11 Def. hop hop hop (engl. „Hopser“, „Etappe“) nennt man in Rechnernetzen den Weg (direkte Verbindung) von einem Netzknoten zum nächsten. (wikipedia „hop“)

12 12 source - - - - - sink sourc e sink

13 13 single-hop / multihop networks single-hop zwischen Absender und Empfänger liegt genau ein hop. Direkte Verbindung (Kommunikation) möglich.

14 14 single-hop / multihop networks Problem: Was ist wenn source und sink außerhalb ihrer Reichweite liegen?

15 15 single-hop / multihop networks Problem: Was ist wenn source und sink außerhalb ihrer Reichweite liegen? Lösung1: Reichweite erhöhen. Nachteil: Sehr hoher Energieverbrauch.

16 16 single-hop / multihop networks multihop Die Informationen werden über mehrere Zwischenstationen weitergegeben. Direkte Verbindung nicht möglich oder nicht sinnvoll. store-and-forward

17 17 single-hop / multihop Netzwerke Problem: Was ist wenn source und sink außerhalb ihrer Reichweite liegen? Lösung2: Multihop verwenden. Vorteil: Energieverbrauch wird von auf verringert (c=Konstante, N=hops, )

18 18 single-hop / multihop Netzwerke Vorteile: > Redundantes Netzwerk > Sehr leistungsfähig > Gute Lastverteilung > Keine zentrale Verwaltung Nachteile: > Vergleichsweise komplexes Routing nötig > Speichern von Routing-Tabellen in jedem Endgerät > Jedes Endgerät arbeitet als Router und ist demnach oft aktiv

19 19 Routing Problem Dynamic Source Routing Protocol (DSR): Knoten (A) möchte Knoten (B) eine Nachricht senden > (A) sendet einen Route-Request > Knoten (C) empfängt diesen Request: - (C) kennt einen Pfad zu (B)-> suche abgeschlossen - (C) kennt keinen Pfad zu (B) -> sendet die Anfrage weiter - (C) Anfrage bereits auf anderen Weg erhalten D

20 20 multiple sinks and sources Verwaltung

21 21 Mobilität Drei Arten der Mobilität: > Knotenmobilität Knoten – Quelle/Senke oder Relay – kann mobil sein > Senkenmobilität Eine Senke, die nicht Teil des Netzes ist kann mobil sein. Bsp. PDA > Ereignismobilität Ein zu überwachendes Ereignis kann mobil sein

22 22 Mobilität Senkenmobilität Anfrage Antwort Bewegung

23 23 Mobilität Ereignismobilitä t

24 24 Energieeffizienz Problem: Nur begrenzte Energie Optimierung: Ein Knoten kann sich in verschiedenen Stromsparzuständen befinden > Senden > Empfangen > Idle (Schlafmodus mit Empfangsbereitschaft) > Sleep (Absoluter Schlafmodus, keine Empfangsbereitschaft)

25 25 Beispiel Bsp. Btnode ETRX2

26 26 Fazit > Sensornetze sind in vielen Gebieten vertreten > Sensorknoten klein und kostengünstig -> in sehr großen Mengen einsetzbar > Energieeffizienz spielt eine große Rolle

27 27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.