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Drahtlose und mobile Sensornetze (dmS)

wahlobligatorisch:
CVM ab 2, CSM ab 2, CV ab 6, DKEM ab 2, IF ab 6, INGIF ab 6, WIF ab 6
2 SWS; ECTS : 4

Termine

Veranstaltung Zeit Raum Dozent
Seminar Do 9:00 - 11:00 G29-335 Prof. Dr. Jörg Kaiser

06.04.2006
Einführung und Themenvergabe
11.05.2006
Karsten Meinecke: Selbstorganisation in Sensornetzen
08.06.2006
Thilo Trautvetter: Datensammlung, Datenextraktion und Sensorfusion in Sensornetzen
22.06.2006
Ronald Rosendahl: Sicherheit, Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz von Sensornetzen
13.07.2006
Jörg Diederich: Zeit und Uhrensynchronisation
Sebastian Rosenkranz: Techniken zur Positionsbestimmung und Objektverfolgung

Zugangsvoraussetzungen

Lehrinhalte

Drahtlose Sensornetze, die stationäre und mobile Komponenten enthalten können, gewinnen zunehmend an Bedeutung in Anwendungen des Umweltmonitoring, Verkehrsüberwachung, Teamrobotik und intelligenten Umgebungen im privaten wie im Produktionsbereich. Dabei sind die einzelnen Komponenten häufig substantiellen Beschränkungen hinsichtlich der Kosten und des Energieverbrauchs, und damit auch hinsichtlich Leistung und Speicherkapazität unterworfen. Trotz dieser Beschränkungen müssen sich die Netzwerke selbst organisieren und sich dynamisch ändernden Umgebungsverhältnissen anpassen. Das Seminar soll einen relevanten Ausschnitt der auftretenden Problemstellungen aufzeigen. Insbesondere sind die folgende Themengebiete vorgesehen:

  1. Selbstorganisation in Sensornetzen
  2. Techniken zur Positionsbestimmung und Objektverfolgung
  3. Datensammlung, Datenextraktion und Sensorfusion in Sensornetzen
  4. Sicherheit, Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz von Sensornetzen
  6. Energieeffizienz und Energiemanagement

Ziel ist die Aneignung wissenschaftlicher Arbeitstechniken, die selbstständige Aufarbeitung eines Ausschnitts aus den angegebenen Themengebieten ausgehend von der angegebenen Literatur, die mündliche Präsentation und die schriftliche Ausarbeitung.

Empfohlene Literatur

Alle Referenzen für die nicht näher spezifiziert ist, wann und wo sie erschienen sind, können über Google oder Citeseer etc. gefunden werden.

1. Selbstorganisation in Sensornetzen
[1] Karl, Willig: Kapitel 10.1, 10.2 (grundlegende graphentheoretische Betrachtungen)
[2] Karl, Willig: Kapitel 10.3 - 10.6 (hierarchische Netze und Clusteralgorithmen)
[3] Aranju rt al. Minema Report: Location based routing Mechanisms
[4] Lynne E. Parker, Balajee Kannan, Xiaoquan Fu and Yifan Tang: Heterogeneous Mobile Sensor Net Deployment: "Using Robot Herding and Line-of-Sight Formations"
[5] Andrew Howard, Maja J Matari´c and Gaurav S Sukhatme: "An Incremental Self-Deployment Algorithm for Mobile Sensor Networks"
[6] Wendi B. Heinzelman, Anantha P. Chandrakasan, Hari Balakrishnan: "An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks" (auch zu Punkt Datenaggregation und Energieeffizienz brauchbar)
2. Techniken zur Positionsbestimmung und Objektverfolgung
[7] Peter Corke, Ron Petersony, Daniela Rusz: "Networked Robots: Flying Robot Navigation using a Sensor Net"
[8] Radu Stoleru, Tian He, John A. Stankovic: "Walking GPS: A Practical Solution for Localization in Manually Deployed Wireless Sensor Networks"
[9] L. Girod, D. Estrin: "Robust Range Estimation Using Acoustic and Multimodal Sensing"
[10] N. Bulusu, J,. Heidemann, D. Estrin: "Adaptive Beacon Placement"
[11] N. Bulusu, J. Heidemann, D. Estrin: "GPS-less Low Cost Localization For Very Small Devices"
3. Datensammlung, Datenextraktion und Sensorfusion in Sensornetzen
[12] Abdelzaher T., Blum B., Cao Q., Chen Y., Evans D., George J., George S., Gu L., He T., Krishnamurthy S., Luo L., Son S., Stankovic J., Stoleru R., Wood A.; EnviroTrack: "Towards an Environmental Computing Paradigm for Distributed Sensor Networks",
[13] Philippe Bonnet, Johannes Gehrke and Praveen Seshadri: "Querying the Physical World"
[14] Jonathan Beaver, Mohamed A. Sharaf, Alexandros Labrinidis, Panos K. Chrysanthis: "Location-Aware Routing for Data Aggregation in Sensor Networks"
[15] Wei Yuan, Srikanth V. Krishnamurthy, and Satish K. Tripathi: "Synchronization of Multiple Levels of Data Fusion in Wireless Sensor Networks"
[16] Bhaskar Krishnamachari, Deborah Estrin, Stephen Wicker: "Modelling Data-Centric Routing in Wireless Sensor Networks"
[17] Tarek Abdelzaher, Tian He, John Stankovic: "Feedback Control of Data Aggregation in Sensor Networks"
[18] Bhaskar Krishnamachari, Deborah Estrin, Stephen Wicker: "The Impact of Data Aggregation in Wireless Sensor Networks"
[19] A. Lim: "Distributed Services for Information Dissemination in Self-Organizing Sensor Networks"
4. Sicherheit, Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz von Sensornetzen
[20] K. Marzullo, M. Wood: "Making Real-Time Reactive Systems Reliable"
[21] F. Koushanfar, M. Potkonjak, A. Sangiovanni-Vincentelli: "Fault Tolerance Techniques for Wireless Ad Hoc Sensor Networks"
[22] Jonathan L. Brediny, Erik D. Demainez, Mohammad Taghi Hajiaghayiz, Daniela Rusz: " Deploying Sensor Networks with Guaranteed Capacity and Fault Tolerance"
[23] Nurcan Tezcan1, Erdal Cayirci2, and M. Ufuk Caglayan: " END-TO-END RELIABLE EVENT TRANSFER IN WIRELESS SENSOR NETWORKS"
[24] Tatiana Bokareva, Nirupama Bulusu, Sanjay Jha: "SASHA: Toward a Self-Healing Hybrid Sensor Network Architecture"
5 Zeit und Uhrensynchronisation
[25] Weilian Su, , Ian F. Akyildiz: " Time-Diffusion Synchronization Protocol for Wireless Sensor Networks"
[26] Jeremy Elson, Kay Römer: "Wireless Sensor Networks: A New Regime for Time Synchronization"
[27] Kay Römer: "Time Synchronization in Ad Hoc Networks"
[28] Jeremy Elson, Lewis Girod and Deborah Estrin: "Fine-Grained Network Time Synchronization using Reference Broadcasts"
[29] J. Elson, D. Estrin: "Time Synchronization for Wireless Sensor Networks"
6. Energieeffizienz und Energiemanagement
[30] Anantha Chandrakasan, Rex Min, Manish Bhardwaj, Seong-Hwan Cho, and Alice Wang: "Power Aware Wireless Microsensor Systems"
[31] Stephanie Lindsey and Cauligi S. Raghavendra: "PEGASIS: Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems"
[32] V. Raghunathan, C. Schurgers, S. Park, and M.B. Srivastava: "Energy-aware wireless microsensor networks"
[33] Paul J.M. Havinga, Lodewijk T. Smit, Gerard J.M. Smit, Martinus Bos, Paul M. Heysters: "Energy Management for Dynamically Reconfigurable Heterogeneous Mobile Systems"

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