Alexander Decker alexander.decker@student.uni-tuebingen.de

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%

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Ende

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit