A Study on Low-power Wireless Sensor Networks that Operates with Low Administrative Cost

• Project/Area Number: 15H02691
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Information network
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: Yoshihiro Takuya 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (80362862)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 章宏 和歌山大学, 学術情報センター, 助教 (30711551) ; 川橋 裕 (泉裕) 和歌山大学, 学術情報センター, 講師 (50304192)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2017: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2016: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2015: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
• Keywords: センサネットワーク / MACプロトコル / 経路制御プロトコル / 低消費電力 / ネットワーク管理 / 無線センサネットワーク / ネットワーク / 高信頼ネットワーク / 情報通信工学 / 運用管理

Outline of Final Research Achievements

We developed a new communication protocol in combination with MAC and Routing protocols for sensor networks that enables us to maintain sensor networks with practical cost such as replacing batteries of a partial sensor nodes periodically. Our protocol dynamically and adaptively changes the collecting path of sensor data being aware of residual power of nodes to prolong the lifetime of sensor networks. Also, we designed a software that help administrators of sensor networks by collecting required data items periodically from the sensor networks and visualize it. The software enables us to watch networks and to find out the main causes of incidents in case of abnormal events.

Research Products

• [Journal Article] 受信ノード主導型MACプロトコルのビーコン削減に基づいた長寿命センサネットワーク (2018)
  • Author(s): 横谷晟人，吉廣卓哉
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 58(2) Pages: 473-485
  • NAID: 170000149275
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Scheduling Beacon Transmission to Improve Delay for Receiver-initiated-MAC Based Wireless Sensor Networks (2018)
  • Author(s): Akihiro Fujimoto, Yukari Masui, and Takuya Yoshihiro
  • Journal Title: Journal of Information Processing Volume: 26 Issue: 0 Pages: 140-147
  • DOI: 10.2197/ipsjjip.26.140
  • NAID: 130006351622
  • ISSN: 1882-6652
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Visualizing Wireless Sensor Networks for Practical Network Management (2017)
  • Author(s): Yuki Urata, Takuya Yoshihiro, Yutaka Kawahashi
  • Journal Title: International Journal of Informatics Society (IJIS) Volume: 9(2) Pages: 53-61
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Visualizing Wireless Sensor Networks for Practical Network Management (2017)
  • Author(s): Yuki Urata, Takuya Yoshihiro, Yutaka Kawahashi
  • Journal Title: International Journal of Informatics Society Volume: Vol.9
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 受信ノード主導型 MAC プロトコルに基づいた 管理コストが低い無線センサネットワーク (2016)
  • Author(s): 小島祥平，吉廣卓哉
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 57(2) Pages: 480-493
  • NAID: 170000130853
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 情報ネットワーク管理運用要求に基づいたWSNの状態可視化手法の提案 (2018)
  • Author(s): 浦田 佑貴，吉廣 卓哉，川橋 裕
  • Organizer: 情報処理学会第８６回モバイルコンピューティングとパーベイシブシステム（MBL）研究会
• [Presentation] 受信者主導型無線センサーネットワークにおける収集時間短縮のための転送負荷を考慮したビーコンスケジュールに関する一検討 (2018)
  • Author(s): 中野雄太・藤本章宏・吉廣卓哉・内尾文隆
  • Organizer: 電子情報通信学会NS研究会
• [Presentation] Beacon Scheduling in Receiver-initiated MAC Protocols for Low-delay and Energy-efficient WSNs (2017)
  • Author(s): Akihiro Fujimoto, Yukari Masui, Takuya Yoshihiro, Fumitaka Uchio
  • Organizer: IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC2017)
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2017-03-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 受信ノード主導型MACプロトコルに基づいたWSNのビーコン削減による長寿命化 (2017)
  • Author(s): 横谷 晟人, 吉廣 卓哉
  • Organizer: 第25回 マルチメディア通信と分散処理ワークショップ (DPSWS2017)
• [Presentation] 受信ノード主導型MACプロトコルのビーコン削減に基づいた長寿命センサネットワーク (2016)
  • Author(s): 横谷 晟人, 吉廣 卓哉
  • Organizer: マルチメディア通信と分散処理ワークショップ (DPSWS2016)
  • Place of Presentation: 雲仙
  • Year and Date: 2016-10-19
• [Presentation] Constructing Delivery Tree for Low-cost Management Sensor Networks (2016)
  • Author(s): Masato Yokotani, Shouhei Kojima, Takuya Yoshihiro
  • Organizer: The Ninth International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU2016)
  • Place of Presentation: Kaiserslautern, Germany
  • Year and Date: 2016-10-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Scheduling Beacon Transmissions in Receiver-Initiated MAC Protocols for Low-Delay Wireless Sensor Networks (2016)
  • Author(s): Akihiro Fujimoto, Yukari Masui, Takuya Yoshihiro, and Fumitaka Uchio
  • Organizer: The Ninth International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU2016)
  • Place of Presentation: Kaiserslautern, Germany
  • Year and Date: 2016-10-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Visualizing Wireless Sensor Networks for Practical Network Management (2016)
  • Author(s): Yuki Urata, Takuya Yoshihiro, and Yutaka Kawahashi
  • Organizer: International Workshop on Informatics (IWIN2016)
  • Place of Presentation: Riga, Estonia
  • Year and Date: 2016-10-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 管理コストセンサネットワークにおける障害発生時の部分的な配送木再構築手法 (2016)
  • Author(s): 横谷晟人、吉廣卓哉
  • Organizer: マルチメディア，分散，協調とモバイル(DICOMO2016)シンポジウム
  • Place of Presentation: 伊勢志摩
  • Year and Date: 2016-07-06
• [Presentation] 低管理コスト無線センサネットワークのシミュレーションによる消費電力評価 (2016)
  • Author(s): 小島 祥平，横谷 晟人，吉廣 卓哉
  • Organizer: 第50回ユビキタスコンピューティングシステム研究発表会
  • Place of Presentation: 台湾
  • Year and Date: 2016-05-28
• [Presentation] 低消費電力MACプロトコルのための無線センサネットワーク管理システム (2016)
  • Author(s): 浦田佑貴，吉廣 卓哉，川橋裕
  • Organizer: 第50回ユビキタスコンピューティングシステム研究発表会
  • Place of Presentation: 台湾
  • Year and Date: 2016-05-28
• [Presentation] 無線センサネットワークの受信者主導型MACプロトコルにおける遅延を低減するビーコンスケジューリング手法 (2016)
  • Author(s): 桝井優香里, 藤本章宏, 吉廣卓哉, 内尾文隆
  • Organizer: 電子情報通信学会ネットワークシステム研究会
  • Place of Presentation: 宮崎県シーガイア
  • Year and Date: 2016-03-03
• [Presentation] 管理コストが低い長寿命な無線センサネットワークにおけるトポロジ変化時の部分的な配送木の再構築手法 (2015)
  • Author(s): 横谷 晟人, 吉廣 卓哉
  • Organizer: 第23回 マルチメディア通信と分散処理ワークショップ (DPSWS2015)
  • Place of Presentation: 長崎市雲仙市
  • Year and Date: 2015-10-14
• [Presentation] 低管理コストな無線センサネットワークに向けた中継ノードの少ないデータ配送木の構築手法 (2015)
  • Author(s): 小島祥平, 吉廣卓哉
  • Organizer: マルチメディア，分散，協調とモバイル(DICOMO2015)シンポジウム
  • Place of Presentation: 岩手県八幡平市安比高原
  • Year and Date: 2015-07-08