2015 Fiscal Year Research-status Report
センサネットワークの稼働時間改善および低コスト実装に関する研究
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26330108
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
重井 徳貴 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (90294363)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮島 廣美 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (60132669)
寺村 正広 佐世保工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20713481)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 無線センサネットワーク / 移動型センサノード / 稼働時間の改善 / ニューラルネットワーク / 重心位置判定 / 強化学習 / エアコン制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の第一の目的は、移動可能なモバイルノードを有するモバイルWSN (Wireless Sensor Netowrk) において、長期間のデータ収集を可能にすることである。次の３つのモデルについて検討した。i) データを集積する「シンク」と観測ノードである「ソース」は固定であり、その他のノードが移動可能なモデル。ii)シンクのみが固定でそれ以外のノードはソースであり移動可能なモデル。iii)シンクのみが移動可能でそれ以外は固定されたモデル。i) は、複数のソースの中継経路を重複をさけることで稼働時間の改善した。ii) は、ノード全てが移動することでデータ収集時にネットワークを構築する。従来法である仮想レールを用いた手法と理想移動方式のハイブリッド手法を提案し、有効性を示した。iii) のモデルでは、シンク周辺の消費電力が大きくなってしまう問題を改善できる。本モデルに関して、人工蜂コロニー(ABC)アルゴリズムを用いた効果的な手法を提案した。
第二の目的は、WSNおよびモバイルWSNのための安価、省電力、高性能な実装法の開発、省エネアプリケーションのためのWSNシステムの開発、およびモバイルノードのプロトタイプ作成である。まず、回路による実装の基盤技術として、高速に重心位置を判定する安価に実装可能なニューラルネットワーク回路を提案し、その有効性を示した。また、焦電型赤外線センサのための省電力通信方式を提案した。省エネアプリケーションに関しては、強化学習に基づく感覚尺度を学習するエアコン制御システムにおいて、ユーザ数が多い場合に効果的な手法を提案した。また、焦電型赤外線センサを用いた通行方向・人物判定のためのシステムを作成し、評価を行った。モバイルノードのプロトタイプ作成に関しては、FPGAなどを使用し、Zigbeeの無線通信により、モデルカーの制御、および、センサデータの収集を行う回路の実装を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
第一の目的である、移動可能なモバイルノードを有するモバイルWSN (Wireless Sensor Netowrk) において、長期間のデータ収集を可能とする手法の実現に関しては、次の三つのモデルに対し手法を提案している。i) データを集積する「シンク」と観測ノードである「ソース」は固定であり、その他のノードが移動可能なモデル。ii)シンクのみが固定でそれ以外のノードはソースであり移動可能なモデル。iii)シンクのみが移動可能でそれ以外は固定されたモデル。i)については、査読付論文１編、ii)については、査読付論文１編、学会発表２件、iii)については、学会発表１件において研究成果を発表している。
第二の目的である、a)WSNおよびモバイルWSNのための安価、省電力、高性能な実装法の開発、b)省エネアプリケーションのためのWSNシステムの開発、およびc)モバイルノードのプロトタイプ作成に関しては、a)は、学会発表３件、b)は、査読付論文１編、学会発表１件、c)は、学会発表１件において研究成果を発表している。
各サブテーマについて論文発表や学会発表を実施しており、ほとんど全ての発表において提案手法等の有効性を示していることからおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、２つの目的を柱として、研究を推進する。１つ目の目的に関しては、レールを用いたネットワーク構築法の改善、クラスタリング型通信と移動型シンクを組合せたモデル、イベント駆動型WSNなどについて検討する予定である。２つ目の目的に関しては、モバイルノードの位置検出法、作成したモバイルノードのプロトタイプを実際に動作させての評価などに取り組む予定である。
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| Causes of Carryover |
予定していた用務が一泊少なくなったことによる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は少額であり、旅費に充当し有効に使用する。
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