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2013 年度 実績報告書

多様な情報源に対応する通信環境適応型センサネットワークの研究

研究課題

研究課題/領域番号 22500078
研究機関函館工業高等専門学校

研究代表者

藤原 孝洋  函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 教授 (80435388)

研究分担者 渡辺 尚  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (90201201)
河合 博之  函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 准教授 (90435389)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード無線センサネットワーク / ネットワークアーキテクチャ / 通信制御 / 環境適応型無線ネットワーク / 地震加速度 / グラフ理論
研究概要

本研究は,データ収集タイミングが異なる情報源(地震加速度と気温)や,データサイズが異なる情報源(センサデータと画像データ)のように,多様なデータの情報源から効率的に情報収集する通信環境適応型センサネットワークについて知見を得ることを目的とした.
センサネットワークの多様な情報源の1つとして地震の加速度を取り上げ,構造物ヘルスモニタリングのためのデータ収集の通信制御方式と,多数のノードから収集するためのネットワークアーキテクチャについて検討し,その評価のためにテストベッドを構築した.また,必要なサンプリングレートを調べるため,観測された地震震動の周波数特性を解析し,建築物の上層階の震動の帯域が数Hzであることを確認した.その結果に基づく通信制御によって省電力化の効果を示した.データ収集するエリアを拡大するための3階層ネットワークアーキテクチャをテストベッドに取り入れ,センサノードからデータベースへデータ収集する効率について特性を調べた.
通信環境適応型センサネットワークのための通信制御技術について,マルチホップセンサネットワークの送信レートの高速化のため,複数の周波数帯域の利用状況を考慮した通信方式を検討した.周波数帯域ごとに宛先までの遅延時間を求め,遅延時間の小さい周波数帯を優先する通信を提案し,単独の帯域に比べてスループットが最大約4.7倍に向上することを示した.
ネットワークの“無閉路構造”に関するグラフ理論的考察について,無線センサネットワークを有向グラフとしてモデル化し,送信・受信それぞれに対して有向グラフの辺彩色問題として扱った.有向グラフの基礎となる三つの辺彩色の型を導入することで,辺彩色という観点から無閉路構造を導くことができ,有向グラフDが4型無閉路辺彩色を持つならばそのラインダイグラフL(D)もまた4型無閉路辺彩色可能であることを示した.

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Model for Earthquake Acceleration Monitoring with Wireless Sensor Networks in a Structure2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fujiwara, Yugo Nakamura, Kousei Jinno, Taku Matsubara,Hideyuki Uehara
    • 雑誌名

      SPIE, Smart Structure/NDE 2014

      巻: Vol. 9061, 90612V ページ: pp. 1 - 6

    • DOI

      10.1117/12.2044929

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-tier Networks for Citywide Damage Monitoring in a Natural Disaster2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fujiwara, Takashi Watanabe
    • 雑誌名

      InTech, Natural Disasters - Multifaceted Aspects in Management and Impact Assessment,

      巻: ISBN 980-953-307-942-9 ページ: pp. 31-51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A scheme on multi-tier heterogeneous networks for citywide damage monitoring in an earthquake2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fujiwara, Takashi Watanabe, Masanobu Shinozuka
    • 雑誌名

      Techno Press, Smart Structures and Systems, An Int'l Journal,

      巻: Vol. 11, No. 5 ページ: pp. 1-14

    • 査読あり
  • [学会発表] 地震加速度分析と無線センサネットワーク通信制御に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      藤原孝洋,神能孝誠,中村優吾,松原拓,上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会信学技報, ASN2013-110, Vol. 113, No. 328, pp. 109-114
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20131128-20131129
  • [学会発表] 無線センサネットワークを適用した加速度データ収集システムに関する一検討2013

    • 著者名/発表者名
      神能孝誠, 中村優吾, 松原拓, 藤原孝洋, 上原秀幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会信学技報, ASN2013-74, Vol. 113. No. 132, pp. 147-152
    • 発表場所
      豊橋技科大
    • 年月日
      20130717-20130719
  • [備考] 函館工業高等専門学校 藤原研究室

    • URL

      http://www.hakodate-ct.ac.jp/~tkfujiwr/index.htm

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公開日: 2015-05-28  

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