Alexander Decker [email protected]
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
EmpfangschefBesucher fürbestimmtenMitarbeiter
Mitarbeiter
3
Gliederung
Klassifikation der LokalisierungstechnikenBeispielsysteme:
Active BadgeActive OfficeCricketRADAROverlapping connectivityApproximate point in triangleUsing 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
1 2 3 4
FIND(1) = ALOOK(B) = {2,3}WITH(2) = {3}NOTIFY(4)HISTORY(4)
8
Active Office
- Netzwerkbasiert- Medien: Radiowellen, Ultraschall- Verfahren: TDoA
1. Server sendet Radiowellen2. Sensor empfängt
Radiowellen, sendet Ultraschall
3. Anker empfangen Ultraschall
Radiowellen
Ultraschall
9
Cricket
- Terminalbasiert- Medien: Radiowellen, Ultraschall- Verfahren: TDoA
Radiowellen
Ultraschall
10
1 2
Cricket
11
1 2
Cricket
Problem: fehlende SynchronisationBeispiel: Funksignal von (1) Funksignal von (2) Ultraschall-Signal von (2) Ultraschall-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
0,00%2,00%4,00%6,00%8,00%
10,00%12,00%14,00%16,00%
0 10 20 30
OutToInInToOut
Fehlerhäufigkeit
Dichte des Netzwerks(Anzahl der Sensorknoten)
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Using angle of arrival information (AoA)
- Terminalbasiert - Medium: Radiowellen (Richtfunk)
23
AoA: Bestimmung der Winkel
24
12
AoA: Bestimmung des Winkels
)(
)(
12
21
tt
tt
Zeitpunkt: t1
25
Zusammenfassung
System KlassifikationPositions-
berechnungen notwendig
Active Badge Netzwerkbasiert nein
Active Office Netzwerkbasiert ja
Cricket Terminalbasiert ja / nein
RADAR Netzwerkbasiert nein
Overlapping Connectivity Terminalbasiert nein
APIT Terminalbasiert nein
AoA Terminalbasiert ja
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Zusammenfassung
System Medium Verfahren GenauigkeitActive Badge Infrarot - Raumgröße / 100%Active Office Radiowellen,
UltraschallTDoA 8 cm / 95%
Cricket Radiowellen, Ultraschall
TDoA 1,2 m / 100%
RADAR WLAN RSSI 3 m / 95%Overlapping Connectivity Radiowellen - 1/3
*(Ankerabstand) / 90%
APIT Radiowellen RSSI Größe der Überschneidungen /
85%AoA Richtfunk - 2 m / 100%
27
Ende
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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