idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instanz:
Teilen: 
24.01.2017 09:36

Sparsame Zeitsynchronisierung von Sensornetzen mittels Zeitreihenanalyse

Dr. Romy Müller UNI Services
Alpen-Adria-Universität Klagenfurt

    Für drahtlose Sensornetze gibt es viele Anwendungen, angefangen von der industriellen Prozessautomatisierung bis hin zur Umweltüberwachung. An der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt wurde nun ein Verfahren zur zeitlichen Synchronisierung entwickelt und experimentell getestet. Dieses lernt das Verhalten der Sensoruhren und ist damit besonders energie- und ressourcenschonend.

    Die Forschung arbeitet seit Jahrzehnten an der Verbesserung von Sensornetzen. Ein wichtiges Ziel ist es, die Kosten einzelner Sensoren (wie beispielsweise Kameras und Thermometer) so gering wie möglich zu halten, um große Netze mit Tausenden von vernetzten Sensoren zu ermöglichen. Der Nachteil ist dabei: Günstige Sensorgeräte haben beschränkte Energie- und Rechenkapazitäten. Daher sind Methoden, die das Beste aus den begrenzten Ressourcen herausholen, sehr wichtig.

    Eine wesentliche Rolle beim Einsparen von Energie- und Rechenkapazitäten spielt die Zeitsynchronisation. Eine enge Synchronisation kann den Energieverbrauch der Knoten reduzieren, indem die funkaktive Zeit verringert wird. Dadurch lässt sich die Lebensdauer erheblich verlängern. Hierzu haben Forscher am Institut für Vernetzte und Eingebettete Systeme der Alpen-Adria-Universität ein neues Synchronisationsverfahren entwickelt. Besonderer Wert wurde darauf gelegt, dass das Verfahren nicht zu viele Ressourcen verbraucht und somit die Vorteile der Synchronisierung nicht zu Nichte macht.

    „Stellen Sie sich vor, eine Gruppe von Freunden verabredet sich zu einem Treffen. Üblicherweise einigt man sich auf Ort und Zeit. Nun ist es häufig so, dass nicht alle pünktlich kommen, weswegen der Koordinator des Treffens die zu spät Kommenden anruft und nachfragt. Das bedeutet Aufwand“, erklärt Jorge Schmidt, Postdoc-Mitarbeiter in der Gruppe von Professor Bettstetter. Überträgt man dieses Beispiel auf die von ihm und seinen Kollegen beforschten Sensornetze, bedeutet dieser Aufwand einen Verlust an Energie und Rechenleistung für die einzelnen Sensoren.

    Zusammen mit dem Doktoranden Wasif Masood haben Schmidt und Bettstetter nun ein Verfahren entwickelt, das den Zusatzaufwand der Synchronisation zwischen den Oszillatoren der einzelnen Sensoren verringert. Schmidt erläutert dies anhand des Beispiels weiter: „Bei einer Gruppe von Freunden wissen wir von einzelnen bereits, wer üblicherweise zu spät kommt. Daher könnte der Koordinator eines solchen Treffens den einzelnen Freunden unterschiedliche Zeiten nennen, um so das Zuspätkommen abzufangen. Genau das leistet das neu entwickelte Verfahren: Es lernt mittels Zeitreihenanalyse das Verhalten der Sensoruhren und kann so zukünftige Verschiebungen vorhersagen bzw. korrigieren, bevor es überhaupt zu Asynchronitäten kommt. „Die Idee, das Verhalten zu beobachten und so zukünftige Korrekturen vorherzusagen, ist prinzipiell nicht neu. Wir konnten aber zeigen, dass die Verhaltensmodelle, die wir aus unserer Zeitreihenanalyse herausfiltern, sehr gut für handelsübliche drahtlose Sensorgeräte funktionieren“, erklärt Schmidt.

    Das Verfahren wurde sowohl im Labor als auch in der freien Natur unter Temperaturschwankungen mit handelsüblichen Sensorgeräten getestet.


    Weitere Informationen:

    http://www.aau.at


    Bilder

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, jedermann
    Informationstechnik
    überregional
    Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
    Deutsch


     

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).