Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Volltext zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-798236
El Houssaini, Dhouha
Kanoun, Olfa (Prof. Dr.-Ing.) ; Thurow, Kerstin (Prof. Dr.-Ing. habil.) (Gutachter)
Energy-aware localization based on an optimized anchor deployment in wireless sensor networks
Energiebewusste Lokalisierung basierend auf einem optimierten Ankerknoteneinsatz in drahtlosen Sensornetzwerken
Kurzfassung in deutsch
Verschiedene Anwendungen von drahtlosen Sensornetzwerken (WSNs) erfordern eine genaue Lokalisierung von Sensorknoten. Die Anzahl und Standorte der Ankerknoten, die als Referenzpunkte für Entfernungsschätzungen dienen, sowie der Lokalisierungsprozess selbst beeinflussen die Lokalisierungsgenauigkeit. Da für die Lokalisierung zahlreiche Nachrichten zwischen den Knoten gesendet werden, muss außerdem der Energieverbrauch berücksichtigt werden. In dieser Arbeit wird eine energiebewusste und genaue Lokalisierungsmethode vorgestellt. Sie basiert auf einer Kombination aus effizienter Ankerknotennutzung und energiebewussterLokalisierung. Die richtige Anzahl und Verteilung von Ankern wurde untersucht, um eine vollständige Netzabdeckung und Konnektivität auf der Grundlage einer effizienten und heterogenen hexagonalen Verteilung zu erreichen. Später wird die energiebewusste Lokalisierung in drei Stufen durchgeführt: Initialisierung, Signalerfassung und Ankerauswahl. Der Initialisierungsschritt ermöglicht es dem Netzwerk, sich an plötzliche Veränderungen anzupassen, indem es die Verbindung zu den Ankern und die Liste der Nachbarn erstellt. Zunächst wird der Received Signal Strength Indicator (RSSI) für die Entfernungsmessung zwischen den Knoten verwendet, wobei ein Kalman-Filter implementiert wird, um Signalabschwächung und Rauschen zu reduzieren. Später erfolgt die Ankerauswahl mit Hilfe von Fuzzy-Logik und Inferenzparametern: RSSI, Knotendichte und Restenergie. Dieser Schritt stellt sicher, dass nur funktionsfähige Anker an der Lokalisierung teilnehmen, während Anker mit unzureichenden Energiequellen intakt bleiben, um ihre zukünftige Verfügbarkeit zu gewährleisten.
Kurzfassung in englisch
Various applications of Wireless Sensor Networks (WSNs) require accurate localization of sensor nodes. The quantity and locations of anchor nodes, which serve as reference points for distance estimates, as well as the localization process itself, affect the localization accuracy. Furthermore, because numerous communications are sent between nodes for localization, energy consumption must be considered. This work presents an energy-aware and accurate localization method. It is based on a combined anchor deployment and energy-aware localization. The proper number and distribution of anchors have been investigated to achieve full network coverage and connectivity based on an efficient and heterogeneous hexagonal deployment. Later, energy-aware localization is performed in three stages: Initialization, signal acquisition, and anchor selection. The initialization step allows the network to be adaptable to sudden changes by establishing anchor connectivity and creating the neighbors' list. Meanwhile, the Received Signal Strength Indicator (RSSI) is used for distance measurements between nodes, with the implementation of a Kalmanfilter to reduce signal attenuation and noise. Later, the anchor selection is done using fuzzy logic with inference parameters: RSSI, node density, and residual energy. This step ensures that only operable anchors engage in localization, while anchors with inadequate energy sources remain intact to ensure their future availability.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Mess- und Sensortechnik | |
| Fakultät: | Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Kanoun, Olfa (Prof. Dr.-Ing.) | |
| ISBN/ISSN: | 978-3-96100-170-5 ; ISSN 2509-5102 (print), ISSN 2509-5110 (online) | |
| URL/URN: | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-798236 | |
| Quelle: | Chemnitz : Universitätsverlag Chemnitz, 2022. - xvi, 159 S. - Scientific Reports on Measurement and Sensor Technology ; Volume 21 | |
| SWD-Schlagwörter: | Lokalisierung , Fuzzy-Logik , Energieverbrauch , Genauigkeit | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Drahtlose Sensornetzwerke , Einsatz , hexagonale Verteilung , Ankerauswahl , geringer Energieverbrauch , hohe Genauigkeit , Empfangssignalstärke , reale Implementierung | |
| Freie Schlagwörter (Englisch): | Wireless sensor networks , deployment , hexagonal distribution , localization , anchor selection , fuzzy logic , low energy consumption , high accuracy , received signal strength , real implementation | |
| DDC-Sachgruppe: | Ingenieurwissenschaften | |
| Sprache: | englisch | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 09.06.2022 | |
| OA-Lizenz | CC BY 4.0 |
