Σύνθεση και επεξεργασία πληροφορίας σε δίκτυα αισθητήρων

Abstract

Σε όλα τα συστήματα που καλούνται να λάβουν μια απόφαση, η οποία να συνδυάζει στοιχεία από πολλούς ανιχνευτές (Sensors), χρειάζεται κάποιος τρόπος ώστε να αξιολογηθούν τα υπάρχοντα στοιχεία και η βαρύτητα καθενός από αυτά, με μια παραγωγική διαδικασία παρόμοια με αυτήν του ανθρωπίνου εγκεφάλου, ώστε να ληφθεί η απόφαση για την πραγματική κατάσταση του συστήματος. Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή ως σύντηξη δεδομένων (Data Fusion) και είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη σε πολλά πεδία της επιστήμης και της τεχνολογίας. Παραδείγματα χρήσης της έχουμε σε συστήματα πρόγνωσης καιρού που συνδυάζουν πολλούς ανεξάρτητους μετρητές για την πρόγνωση του καιρού σε μια γεωγραφική περιοχή ή σε αμυντικά συστήματα που κάνουν αποτίμηση κινδύνου με βάση πολλαπλά δεδομένα παρατήρησης. Το παρόν κείμενο έχει οργανωθεί σε 8 κεφάλαια. Στο 1ο Κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στη λογική των Ασύρματων Δικτύων Αισθητήρων. Παρουσιάζονται τα κυριότερα προβλήματα - προκλήσεις που αντιμετωπίζονται σχεδιάζοντας δίκτυα αισθητήρων. Στο 2ο Κεφάλαιο γίνεται μια κατηγοριοποίηση και παρουσίαση των κύριων πρωτοκόλλων για δίκτυα αισθητήρων, καθώς επίσης και μια περιγραφή της κυριότερης τεχνολογίας, που χρησιμοποιείται στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων, την τεχνολογία ZigBee. Στο 3ο Κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στη λογική της Σύντηξης Δεδομένων και αναπτύσσεται ένα καθορισμός του τι ακριβώς είναι η Σύντηξη Δεδομένων, πώς χρησιμοποιείται στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων, καθώς επίσης και μια κατηγοριοποίηση βάσει των διάφορων πτυχών που μελετούνται. Στο 4ο Κεφάλαιο μελετώνται Μέθοδοι, Τεχνικές και Αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται στη Σύντηξη Δεδομένων που μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορα κριτήρια (επίπεδο αφαίρεσης, είδος δεδομένων κ.α.) Στο 5ο Κεφάλαιο παρουσιάζονται μοντέλα και αρχιτεκτονικές που έχουν προταθεί για να χρησιμεύσουν ως κατευθυντήριες γραμμές για το σχεδιασμό συστημάτων Σύντηξης Δεδομένων. Το τμήμα αυτό παρουσιάζει την εξέλιξη των μοντέλων και αρχιτεκτονικών για τα συστήματα αυτά. Στο 6ο Κεφάλαιο περιγράφονται ορισμένα σημαντικά ζητήματα για τη σχέση μεταξύ της σύντηξης και της επικοινωνίας δεδομένων. Στο 7ο Κεφάλαιο υλοποιείται μια σειρά από προσομοιώσεις ενός ασυρμάτου δικτύου αισθητήρων με τη χρήση του λογισμικού Opnet Modeler (Optimized Network Engineering Tools). Οι συγκεκριμένοι αισθητήρες μπορούν να συλλέγουν δεδομένα και να τα μεταδίδουν σε μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας, όπου υπόκεινται σε έλεγχο. Στην προσομοίωση θα μελετηθούν θέματα αρχιτεκτονικής του δικτύου, της ποσότητας και του ρυθμού μετάδοσης των δεδομένων. Στο 8ο Κεφάλαιο γίνεται μια παρουσίαση των συνολικών γραφημάτων, τα οποία αντιπαραβάλλουν τα σενάρια μεταξύ τους, έτσι ώστε να βρεθούν αποδοτικές λύσεις σε ότι αφορά στους παράγοντες του δικτύου που τέθηκαν προς μελέτη.