Wireless Sensor Networks
In der Entwicklung der Informatik stehen wir derzeit vor einem einschneidenden Paradigmenwechsel: Nach der Phase der zentralistischen Großsysteme und der darauf folgenden Phase der verteilten Client/Server-Systeme folgt nun eine Phase von kleinsten, mikrominiaturisierten, extrem preiswerten Systemen bis hin zum smart dust, Systemen, die unmittelbar in ihre Umgebung eingebettet und drahtlos miteinander vernetzt sind. Diese Systeme erbringen ihre Dienste in direkter Interaktion mit dem Menschen, d.h. ohne den Umweg über Tastatur, Bildschirm und Maus; die Interaktion erfolgt stattdessen z.B. über Sensoren und Aktoren. Produktionszahlen für Mikroprozessoren und -controller lassen diesen Trend schon heute überdeutlich erkennen: Im Jahre 2000 wurden ca. 7,2 Mrd. Microcontroller produziert, aber nur ca. 150 Mio. Mikroprozessoren.
Die AG Kommunikationssysteme leistet ihren Beitrag zu diesem Gebiet im Rahmen des SWARMS-Projekts, das wir gemeinsam mit dem Institut für Telematik der Universität Lübeck (Prof. Dr. Stefan Fischer) betreiben. Das SWARMS-Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen ihres Schwerpunktprogramms SPP 1140 "Basissoftware für selbstorganisierende Infrastrukturen für vernetzte mobile Systeme" gefördert.
Es geht um die Untersuchung von Paradigmen für die Kooperation und Kommunikation von kleinen und kleinsten Sensorsystemen, die per Funk miteinander kommunizieren und dabei in Rechenleistung, Speicherkapazität und Energievorrat sehr eng limitiert sind. Es wird hier vor allem das Paradigma des Distributed Virtual Shared Information Space untersucht.
Im Jahr 2006, in dem die Förderphase durch die DFG um weitere zwei Jahre verlängert wurde, stand im Mittelpunkt der Arbeiten der AG Kommunikationssysteme die praktische Erprobung dieses Paradigmas in sog. Feldversuchen: Dazu wurden mehrere Fahrzeuge mit Sensorknoten ausgestattet, die in der AG Kommunikationssysteme auf der Basis von Standardkomponenten entwickelt wurden. In ca. 2-stündigen Fahrten durch das Stadtgebiet von Kiel tauschten die Fahrzeuge dann "en passant" (d.h. bei zufällig stattfindenden Begnungen) die erfaßten Sensordaten aus. Nebenher wurde in den Sensorknoten ein Log-File geschrieben, anhand dessen sich nachvollziehen läßt, wie gut oder schlecht die Kommunikation funktioniert hat. Durch das Einspielen der Log-Files in ein eigens für diesen Zweck entwickeltes Visualisiererungssystem konnten die Kommunikationsvorgänge sehr gut sichtbar gemacht werden. Es ergaben sich dabei zahlreiche Hinweise für die Verbesserung des Kommunikationsverfahrens.
Außerdem wurde in der AG Kommunikationssysteme ein Simulationssystem definiert, das es gestattet, die Qualität der von den Kleinsystemen erfaßten Daten in Beziehung zu setzen zu dem dafür erforderlichen Kommunikationsaufwand.




