Überlebensstrategien für einen solarbetriebene Knoten in einem Mesh Netzwerk

Art der Arbeit: Master- oder Diplomarbeit / Verschiedene Belege

Beschreibung: Ein Netzwerkknoten wird durch Solarzellen mit Strom versorgt. In der Nacht und in Zeiten knapper Sonneneinstrahlung übernimmt ein Akkumulator die Stromversorgung. Dieser hat eine begrenzte Kapazität. Ebenso ist die Größe und damit Leistung des Solarpanels beschränkt. Die Leistungsaufnahme des Netzwerkknotens (handeslüblicher WLAN Access Point oder embedded Hardware) lässt sich in gewissen Grenzen steuern. Routing-Parameter können so verändert werden, dass der Knoten seltener zur Weiterleitung von Paketen verwendet wird. Die Sendeleistung des WLAN-Moduls kann reduziert werden. Einzelne Komponenten des Knotens können abgeschaltet werden.

Diese Maßnahmen senken zwar die Leistungsaufnahme, führen aber auch dazu, dass der Knoten weniger am Datenverkehr des Netzes teilnimmt und das Netzwerk insgesamt weniger Durchsatz hat. Das liegt beispielsweise daran, dass mit reduzierter Leistung weniger Nachbarn direkt erreichbar sind.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein in Ansätzen vorhandenes Konzept zur Anpassung der Leistungsaufnahme eines Knotens in Abhängigkeit einer Strahlungsvorhersage (Sonnenintensität) implementiert und erweitert werden. Das Konzept basiert auf einem Naiven Bayesschen Klassifikator.

Das genannte Konzept berücksichtigt dabei nur die eigene Energiebilanz des Knotens. Unter Umständen ist es für das ganze Netzwerk sinnvoller, auch die Energiebilanz der umliegenden Knoten zu betrachten und eine Absprache zu treffen bzw. einzelne Knoten zu "opfern".

Dabei sind folgende Teilaufgaben notwendig:

  • Erfassen des State of the Arts.
  • Erweiterung des vorhandenen Konzepts.
  • Festlegung von Qualitätsparametern und -anforderungen.
  • Ermittlung der notwendigen Ressourcen (Speicherplatz für Modelle der Klassifikators).
  • Implementierung.
  • Tests und Evaluation gemäß der Anforderungen, ggfs. Simulation einzelner Teile.

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.

Literatur:

  • 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
  • T. Mundt, "Adjusting the Power Consumption of a Solar Energy powered Wireless Network Node in Accordance with Weather Forecasts," IEEE International Conference on Telecommunications and Networking 2007: Bridgeport, Dec. 12, 2007.
  • 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: Kenntnisse in einer für die Lösung des Problems geeigneten Programmiersprache. Idealerweise Kenntnisse in C / C++, da die Implementierung dann auf dem Knoten durchgeführt werden kann. Andere Sprachen sind ebenso möglich, wenn die