1. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Energy-Efficient Surveillance System Using Wireless Sensor Networks 2006 년 5 월 17 일 허정수

2. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications 목차 개요 Motivation Application requirements System description and requirements System overview Time-driven system design Implementation Performance evaluation

3. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications 개요 감시 시스템 효율적인 에너지 관리 – 움직이는 물체 – 효율적인 에너지 관리와 은폐 기능 Trade off – 에너지 잔량 인식과 처리 능력 – 시스템 민감도의 조절

4. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Motivation 기술의 발전 – 장비의 소형화 – 군사적인 용도로 사용 – 정보 수집 – 사람이 하기 곤란한 일을 줄일 수 있음 전력 문제 – 전지의 용량은 35 년 동안 2 배 정도 증가

5. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Application Requirements 동기에 따른 시스템 요구 분석 –Longevity 몇 일에서 몇 달 –Adjustable Sensitivity 환경과 보안 요구도에 따라 조정 –Stealthiness 은폐 기능 RF 신호의 문제 –Effectiveness 감시 시스템의 유효성 정밀한 지역 평가 및 잠복

6. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications System description and requirements 70 개의 센서 장치 (MICA2) –433Mhz Chipcon 사 radio –255 단계의 선택 가능한 전송 전력 설정 – 먼 거리 전송을 위한 Repeater – 센서 Magnetic Acoustic Photo

7. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications System description and requirements

8. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications System overview

9. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications System overview TinyOS The lower-level components –The time synchronization module 베이스 스테이션과 동기화 –The localization module 각 센서의 위치 인식 –The routing component 센서와 베이스 스테이션들 간의 정보 교환

10. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications System overview High-level services –Power management The sentry service component –Subset 설정으로 에너지 보존 – 감지 시, group management 를 이용 » 주변 센서 깨움 –Collaborative detection The group management component – 그룹에 속한 센서를 직접 구성 – 그룹의 센서들과 협력 모드로 목표 트래킹

11. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Time-driven system design Phases I ~ IV – 초기화 단계 디자인 목표 –MICA2 의 작은 대역폭 – 센서 활성화 시 노출 시간을 최소화 – 균등한 에너지 소비를 위한 센서 간의 교대 – 시스템 사용 중의 새로운 센서 추가

12. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Time-driven system design

13. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Time-driven system design Phase I : Basic Initialization –Time synchronization 초기화 시작 은폐를 위해 Phase I 으로 제한 –Diffusion tree creation Mote failures – 하위 tree 비활성화 Asymmetric links –Dynamic reconfiguration

14. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Time-driven system design Phase II : Neighbor discovery – 주변 센서 –HELLO 메시지 보내는 센서의 정보 내장

15. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Time-driven system design Phase III : Sentry selection – 이웃 센서의 정보에 의해 보초가 될 것인지 내부적으로 결정 – 보초가 되기 위한 조건 Diffusion tree 의 내부 노드 이웃 센서들 중에 보초가 없을 때 – 경쟁 조건 초기에 충돌을 최소화하기 위해 랜덤 수로 지연 –Energy balancing and efficiency 에너지 잔량에 따라 선택 –Sensing coverage 센서의 범위

16. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Time-driven system design Phase IV : Status Report – 라우팅이 완료되면 각 센서는 자신의 상태 정 보를 베이스 스테이션에 통보

17. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Time-driven system design Phase V-A : Power management – 보초가 아닌 센서 sleep, wakeup

18. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Time-driven system design Phase V-B : Event tracking and reporting – 이벤트 발생 시 센서는 깨어나 트래킹 시작 센서가 속한 지역에 이벤트 발생 보고 베이스 스테이션에 통보 – 베이스 스테이션에서는 허위 여부 판별, 발생 위치 추측 센서 간의 거리가 가까우면 대량의 트래픽 발생 – 그룹과 경계값으로 해결 – 이벤트가 사라지면 전력 관리로 전환

19. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Implementation TinyOS –NesC MICA2 – 통신 범위를 위한 255 단계 전력 설정

20. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Implementation Software architecture

21. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Performance evaluation Evaluation of capability of MICA2 Radio

22. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Performance evaluation Evaluation of In-Network aggregation –The number of tracking reports

23. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Performance evaluation Evaluation of In-Network aggregation –The number of false alarms generated

24. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Performance evaluation Evaluation of In-Network aggregation –The latency in reporting an event

25. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Performance evaluation Evaluation of sentry service –Stealthiness of power management component

26. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Performance evaluation Evaluation of sentry service –Power savings

27. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Performance evaluation Evaluation of sentry service –Power savings

28. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications 결론 감시 시스템 –MICA2 –Magnetic – 에너지 잔량 인식에 따른 처리 Evaluation – 에너지 소비에 따른 민감도

29. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications 최근 논문 2005 년 12 월 발표 논문 –Achieving Long-Term Surveillance in VigilNet

30. Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications Q & A