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2013 年度 実績報告書

不安定な通信環境下で使用可能なセンサノード投げ込み型無線センサネットワークの研究

研究課題

研究課題/領域番号 23500095
研究機関会津大学

研究代表者

宮崎 敏明  会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (70404895)

キーワード無線センサネットワーク / 経路制御 / 省電力センサノード / FPGA / 0-1整数線形計画法 / ジオメトリックルーティング
研究概要

本研究では、不安定な通信環境下でも確実なセンサ情報の取得ができるために、複数基地局(シンク)の存在を前提とし、各センサノードがセンシングデータを搭載したパケットを,どの基地局に、どの経路を使用して送達するべきかを決定する自律分散型ジオメトリックルーティング法を考案した。また、それに先立ち、同条件で最適データ転送経路を見いだすことが可能な0-1整数線形計画法に基づく定式化も行った。さらに、本研究の最終適用先である災害現場監視用無線センサネットワークを想定し、複数の赤外線(IR)センサの反応パタンから、観測領域内にいる人の数と各人の移動軌跡を自動推定するアルゴリズムの開発も並行して進めた。
本年度は、上記アルゴリズムの実装基盤となるセンサノードの開発を中心に行った。昨年度一次試作したセンサノードを改良し、低消費電力と小型化を図った。具体的には、搭載している低性能な16bit CPUでは、その処理が困難な複数のセンサデータの処理を扱う省電力FPGA(Field Programmable Gate Array)を搭載し、サンプリングレート2KHzで取得したセンサデータでも処理可能とした。これは、センサノードに搭載したCPUでは処理出来ないデータ量であり、しかもFPGAの消費電力は、当該CPUのそれよりも小さい。また、試作したセンサノードの機能を容易にカスタマイズ出来るように、近隣センサノードの存在の有無や、それらの状態などを取得する関数ライブラリを用意した。ユーザは、それら関数ライブラリを呼ぶ形で、周囲の環境によってセンサノードの振る舞いを動的に変更するアプリケーションプログラムを容易に開発できる。本開発環境を用いて、前記したアルゴリズムの実装を試み、基本動作を確認した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013

すべて 学会発表 (14件)

  • [学会発表] Minimum-Energy Reprogramming with Guaranteed Quality-of-Sensing in Software-Defined Sensor Networks2014

    • 著者名/発表者名
      D. Zeng, P. Li, S. Guo, T. Miyazaki
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Communications (ICC2014)
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      20140611-20140614
  • [学会発表] 大規模センサネットワーク構築のためのシームレスなデータ共有2014

    • 著者名/発表者名
      岩田寛生,末松直樹,宮崎敏明
    • 学会等名
      情報処理学会第76回全国大会, 6W-2
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140311-20140313
  • [学会発表] シナリオ記述による無線センサネットワークの機能割り当て法2014

    • 著者名/発表者名
      小林広治,宮崎敏明
    • 学会等名
      情報処理学会第76回全国大会, 6W-3
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140311-20140313
  • [学会発表] 大規模センサネットワークのためのエミュレーション環境の構築2014

    • 著者名/発表者名
      馬場大輔,Deze Zeng,宮崎敏明
    • 学会等名
      情報処理学会第76回全国大会, 6W-4
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140311-20140313
  • [学会発表] 無線センサノードにおける省電力FPGAを用いたセンサデータ処理の提案2014

    • 著者名/発表者名
      山口翔一,宮崎敏明
    • 学会等名
      情報処理学会第76回全国大会, 6W-5
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140311-20140313
  • [学会発表] 大規模センサネットワークに好適なデータベースの比較検討(2014

    • 著者名/発表者名
      末松直樹,岩田寛生,宮崎敏明
    • 学会等名
      情報処理学会第76回全国大会, 6W-8
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140311-20140313
  • [学会発表] 大規模センサネットワーク向けユーザインタフェースとマッシュアップサーバの検討2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤隼佑,Deze Zeng,宮崎敏明
    • 学会等名
      情報処理学会第76回全国大会,3X-1
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140311-20140313
  • [学会発表] A Software Defined Wireless Sensor Network2014

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki, S. Yamaguchi, K. Kobayashi, J. Kitamichi, S. Guo, T. Tsukahara, T. Hayashi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC2014), pp.847-852
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      20140203-20140206
  • [学会発表] DASN: Demand-addressable Sensor Network for Active Information Acquisition2014

    • 著者名/発表者名
      T. Miyazaki, H. Iwata, K. Kobayashi, S. Yamaguchi, D. Zeng, S. Guo, J. Kitamichi, T. Hayashi, T. Tsukahara
    • 学会等名
      ACM the 8th International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication (IMCOM2014), DOI:10.1145/2557977.2557995
    • 発表場所
      Siem Reap, Cambodia
    • 年月日
      20140109-20140111
  • [学会発表] Evolution of Software-Defined Sensor Networks2013

    • 著者名/発表者名
      D, Zeng, T, Miyazaki, S, Guo, T. Tsukahara, J. Kitamichi, T. Hayashi,
    • 学会等名
      IEEE 9th International Conference on Movile Ad-hoc and Sensor Networks (MSN 2013), pp.410-413
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 年月日
      20131211-20131213
  • [学会発表] Programmable Wireless Sensor Node Featuring Low-power FPGA and Microcontroller2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaguchi, T. Miyazaki, J. Kitamichi, S. Guo, T. Tsukahara, T. Hayashi
    • 学会等名
      The 6th IEEE International Conference on Ubi-Media Computing (UMEDIA2013), pp.596-600
    • 発表場所
      Aizuwakamatsu, Japan
    • 年月日
      20131102-20131104
  • [学会発表] Schema in Cassandra for Large-scale Sensor Networks2013

    • 著者名/発表者名
      H. Iwata, T. Miyazaki, N. Suematsu
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会東北支部連合大会, 1B10
    • 発表場所
      会津若松
    • 年月日
      20130822-20130823
  • [学会発表] A Dynamic Role Assignment for Wireless Sensor Nodes2013

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, T. Miyazaki
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会東北支部連合大会, 1B11
    • 発表場所
      会津若松
    • 年月日
      20130822-20130823
  • [学会発表] Development of Wireless Sensor Node using FPGA2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yamaguchi, T. Miyazaki
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会東北支部連合大会, 2B04
    • 発表場所
      会津若松
    • 年月日
      20130822-20130823

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公開日: 2015-05-28  

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