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Studienarbeit

Lokale Datenaggregation für mehrere Senken in Sensornetzen

In der jüngeren Vergangenheit hat sich eine neue Anwendungsklasse in drahtlosen Sensornetzen entwickelt: Mehrere Senken sammeln Daten von Knoten, die sich in einer lokalen Umgebung befinden, ein und verarbeiten sie. Eine spezielle Anwendung dieser Klasse ist das Generieren häufig auftretender verteilter räumlicher Ereignismuster in drahtlosen Sensornetzen. Die vorliegende Studienarbeit entwickelt zwei unterschiedliche, für diese Anwendung optimierte Routing-Verfahren zum Einsammeln der Daten von Knoten in einer lokalen Umgebung. Hierbei handelt es sich um Fluten und Spannbaum-Routing. Die entstehenden Algorithmen werden als TinyOS-Applikationen implementiert, die zur Durch- führung verschiedener Simulationen verwendet werden, aber auch für den Einsatz in realen Sensornetzen konzipiert sind. Auf Basis der Simulationsergebnisse erfolgt ein Vergleich beider Verfahren miteinander sowie eine Bewertung ihrer tatsächlichen Eignung für die Applikation. Hierbei lässt sich feststellen, dass Fluten in Netzen mit hoher Senkendichte eine höhere Erfolgsquote verspricht. Spannbaum-Routing hingegen eignet sich bei geringerer Dichte der Senken: Es bietet Erfolgsquoten von 70 bis 80 Prozent und erreicht eine höhere Energieeffizienz. Allerdings ergeben sich bisher ungelöste Probleme beim Einsatz in dichten Sensornetzen: Fluten erzeugt viele Paketkollisionen; dem Spannbaum-Routing stehen nur kleine Bäume zur Verfügung. Beide Verfahren erzielen somit nur niedrige Erfolgsquoten. Aus diesen Erkenntnissen ergeben sich interessante Forschungsrichtungen: Die Entwicklung neuer Nachbarschaftsprotokolle, die auch in Sensornetzen hoher Dichte zuverlässig die Nachbarn eines Knoten identifizieren, verspricht eine erhebliche Verbesserung der Erfolgsquote beim Spannbaum-Routing. Ein weitere, vielversprechende Richtung wäre die Entwicklung eines adaptiven Verfahrens auf Grundlage des Spannbaum-Routings zur Steigerung der Effizienz und Erfolgsquote.

Student Christian Renner
Startdatum 13. November 2006
Enddatum 13. April 2007
Dokumente Ausarbeitung | Präsentation
Betreuer Christoph Weyer