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Energie-effizienter Concast durch Adaptive Aggregation

Energie-effizienter Concast durch Adaptive Aggregation
Forschungsthema:Sensornetze
Typ:Diplomarbeit
Datum:01.05.2010
Betreuer:

Joachim Wilke, Anton Hergenröder

Bearbeiter:Jerry Schaack

Zusammenfassung der Arbeit

Sensornetze bieten eine attraktive Möglichkeit Daten in großflächigen Gebieten zu sammeln. Der beschränkte Energiespeicher erfordert jedoch eine sehr energieeffiziente Arbeitsweise der Sensorknoten um eine Lebensdauer von mehreren Jahren zu ermöglichen. In Concast-Szenarien senden viele Knoten Daten an eine einzige Basisstation. An Knoten mit größerem Verkehrsaufkommen kann durch das geschickte Zusammenfassen von Paketen oder Messwerten, der sogenannten Aggregation,
der Verkehr reduziert werden mit dem Ziel den Energieverbrauch der Knoten zu reduzieren. In dieser Arbeit wurden unterschiedliche Aggregationsverfahren implementiert und in einem realen Aufbau evaluiert um die Unterschiede im Energieverbrauch mit Hilfe von Messgeräten zu untersuchen.

Beschreibung

In drahtlosen Sensornetzen ist energie-effizienter Datentransport aufgrund der starken Ressourcenbeschränkungen die in solchen Netzen herrschen extrem wichtig. Trotz weiterer Einschränkungen, wie etwa hoher Paketverluste durch drahtlose Übertragung sollen Datenpakete robust und trotzdem energie-effizient transportiert werden. Die vorherrschende Kommunikationsform in Sensornetzen ist der sogenannten Concast, bei dem mehrere Sensorknoten ihre Daten an einen gemeinsamen Empfänger (z.B. eine Basisstation) senden. Diese Kommunikationsform ermöglicht Optimierungen, etwa durch Zusammenfassen von Datenpaketen (Aggregation) auf gemeinsamen Wegstrecken. Es hat sich gezeigt, dass dieses Zusammenfassen die Energie-effizienz des Netzes steigert. Abhängig vom Datenaufkommen und Szenario kann sowohl Datenaggregation als auch Paketaggregation von Vorteil sein.

Aufgabe

In dieser Arbeit soll ein Protokoll entwickelt werden, das einen energie-effizienten Datenconcast durchführt. Dazu soll ein Adaptives Verfahren entwickelt werden, welches auf Daten- und Paketaggregation zurückgreift. Der Energieverbrauch des Transportprotokolls ist abzuschätzen und mit Hilfe des vorhandenen Sensornetztestbetts SANDbed auf realer Sensornetzhardware zu evaluieren.

Arbeitsumgebung

Accounts für Institutspoolraum, Simulationsrechner und Kaffemaschine gehören zur Grundaustattung unserer Studien- und Diplomarbeiter.

Voraussetzungen

Kenntnisse in Linux und C sowie Grundkenntnisse in Telematik. Kenntnisse in Sensornetzen und drahtloser Kommunikation sind von Vorteil, aber keine Voraussetzung.