Optimierung der Leistungsaufnahme eines solarbetriebenen Ad-Hoc-Netzwerk-Knotens

Art der Arbeit: Diplomarbeit oder Masterarbeit

Beschreibung: Hintergrund dieser Aufgabenstellung ist eine praktisch relevante Anforderung. Ein Netzwerkknoten in einem Ad Hoc Netzwerk soll autonom von der öffentlichen Stromversorgung arbeiten. Als Energiequelle dienen ein Solarpanel und ein konventioneller Bleiakkumulator. Der Energieverbrauch des Knotens kann in Grenzen gesteuert werden.

Die Verfügbarkeit des Knotens soll maximiert werden. Eine Verminderung der Leistungsaufnahme geht immer auch mit einer Reduzierung der Netzwerkqualität einher. Demgegenüber verursachen eine Erhöhung der Leistung des Solarpanels und der Batteriegröße überproportional steigende Kosten.

Es steht ein mobiler Knoten zur Verfügung. Dieser besteht aus einem handelsüberlichem Access Point, Linux-basiert mit OLSR Implementierung), Solarmodul, Solarcontroller (mit seriellem Anschluss und Auswertemöglichkeit) und Akkumulator. Abhängig vom Ladezustand des Akkus und eventuell anderer Faktoren (z.B. zu erwartende Sonnenbestrahlung abhängig vom Wetter, eventuell über Internet Wettervorhersage abfragen) sollen die Parameter des OLSR Daemons (z.B. Parameter Willingness) oder die Leistungs des Nodes angepasst werden. Das Verfahren soll so gewählt werden, dass andere durch Netzstrom versorgte Nodes nicht angepasst werden müssen. Die Implementierung soll idealerweise auf dem Access Point (MIPSEL Architektur, Linux OS) erfolgen, prototypisch ist die Verwendung eines PCs (x86) möglich, sollte die Implementierung auf dem AP scheitern.

Dabei sind folgende Teilaufgaben notwendig:

• Betrachtung des Standes der Technik
• Analyse mindestens zweier, teilweise vorgegebener Strategien zur Energieverwaltung
• Gegenüberstellen von naivem Ansatz und wahrscheinlichkeitsbasiertem Ansatz
• Vermessung der vorhandenen Technik
• Berechnung der zukünftig verfügbaren Energie gemäß einer Prognose vom Wetterdienst
• Prototypische Implementierung beider Strategien
• Test und abschließender Vergleich unter Realbedingungen

Die genaue Festlegung des Themas erfolgt in Abstimmung mit den Betreuern unter Berücksichtigung eventuell schon an andere Studenten vergebener Themengebiete. Eine gemeinsame Bearbeitung verschiedener Teilthemen durch mehrere Studenten ist unter Umständen möglich.

Literaturempfehlungen:

• Shah, R.C. and Rabaey, J.M., Energy aware routing for low energy ad hoc sensor networks, Berkeley Wireless Res. Center, California Univ., Berkeley, CA, Wireless Communications and Networking Conference, 2002. WCNC2002. 2002 IEEE, Volume: 1
• Jason Flinn and M. Satyanarayanan, Energy-aware adaptation for mobile applications, Proceedings of the seventeenth ACM symposium on Operating systems principles table of contents, Charleston, South Carolina, United States, 1999

Betreuer: Dr. Thomas Mundt

Kontakt: E-Mail an thm(at)informatik.uni-rostock.de

Voraussetzungen: Zur Bearbeitung dieses Themas sind Erfahrungen in Skriptsprachen und erste Erfahrungen mit Linux auf Kleingeräten erforderlich. Programmierkenntnisse in C sind unter Umständen von Vorteil.