Содержание и резюме
-
U. Grossmann, J. Sieck, A. Sikora.
Редакционная статья. - с. 7-8.
-
A. Fink, H. Beikirch, M. Voss.
Усовершенствованная локализация внутри помещения с разнообразием
и фильтрацией на основе измерения силы полученного сигнала. - с. 9-15.
-
M. Feist, B. Hebeisen, M. Prellwitz, J. Sieck.
Веб-технологии для мобильных музеев на основе мультимедиа. - с. 16-21.
-
J. Lategahn, F. Kuenemund, C. Roehrig.
Локализация мобильного робота с использованием беспроводной локальной сети,
одометрии и данных гироскопа. - с. 22-30.
-
A. Sikora.
Технология WEB2.0 для встроенной Веб-базированной платформы шлюзов
для простанственно-распределенных беспроводных сетей. - с. 31-36.
-
S. Gansemer, S. Pueschel, R. Frackowiak, S. Hakobyan, U. Grossmann.
Усовершенствованный алгоритм позиционирования Евклидового расстояния на
основе индикации уровня принятого сигнала для больших и динамических сред
беспроводной локальной сети. - с. 37-44.
-
Z. Karakehayov.
Использование встроенных эмуляторов для адаптации специфического
разворачивания сенсорных сетей. - с. 45-51.
-
E. Eren, K.-O. Detken.
Идентичность и управление обращением согласно выполнения проектов SIMOIT и TNC@FHH. - с. 52-61.
-
E. Kuehn, J. Sieck.
Проектирование и внедрение локационных и ситуационных сервисов
для проникающей мобильной приключенческой игры. - с. 62-69.
-
S. Saponara, F. Iacopetti, L. Fanucci, B. Neri.
Экспериментальная характеристика систем радиочастотной идентификации
для управления процессами в промышленных машинах обработки мрамора. - с. 70-79.
-
G. Fortino, S. Galzarano, R. Giannantonio, R. Gravina, A. Guerrieri.
Разработка использование обработки сигнала в среде узла в разнородных
беспроводных сенсорных сетях. - с. 80-89.
EDITORIAL
“Wireless Systems”
Guest Editors: Uwe Grossmann 1), Juergen Sieck 2), Axel Sikora 3)
1) University of Applied Sciences and Arts Dortmund
Emil-Figge-Strasse. 44, 44227 Dortmund, Germany
Email:uwe.grossmann@fh-dortmund.de
URL: www.mbms.fh-dortmund.de
2) Prof. Dr. Juergen Sieck
University of Applied Sciences Berlin
Treskowallee 8, 10313 Berlin, Germany
Email:j.sieck@htw-berlin.de
URL: inka.htw-berlin.de
3) Prof. Dr. Axel Sikora
Baden-Wuerttemberg Cooperative State University Loerrach<>
Hangstrasse 46-50, 79539 Loerrach, Germany
Email: sikora@dhbw-loerrach.de
URL: http://www.dhbwloerrach.de/index.php?id=sikora
This special issue of the International Scientific
Journal of Computing includes a selection of papers
presented within the Special Stream Wireless
Systems at the Fifth IEEE International Workshop
on Intelligent Data Acquisition and Advanced
Computing Systems: Technology and Applications
(IDAACS), which was held in Rende/Cosenza, Italy,
September 21st-23rd, 2009. The workshop was
organized by the Research Institute of Intelligent
Computer Systems, Ternopil National Economic
University, Ternopil, Ukraine and co-organized by
the University of Calabria Rende/Cosenza, Italy.
The IDAACS workshop series is established as a
forum for high quality reports on state-of-the-art
theory, technology and applications of intelligent
data acquisition and advanced computer systems.
These techniques and applications have experienced
a rapid expansion in recent years that have resulted
in more intelligent, sensitive, and accurate methods
of data acquisition and data processing.
Subsequently, these advances have been applied to:
manufacturing process control and inspection;
environmental and medical monitoring and
diagnostics; and intelligent information gathering
and analyses for the purpose security and safety.
The IDAACS’09 workshop sessions were
organized under the following topic areas: Advanced
Instrumentation and Data Acquisition Systems;
Intelligent Distributed Systems and Remote Control;
Virtual Instrumentation Systems; Advanced and
High Performance Computing Systems; Cluster and
Grid Technologies, Parallel Software Tools and
Environments; Embedded Systems; Artificial
Intelligence and Neural Networks for Advanced
Data Acquisition and Computing Systems;
Advanced Mathematical Methods for Data
Acquisition and High Performance Computing;
Industrial Signal and Image Processing; Data
Analysis and Dynamic Modelling; Intelligent
Information and Retrieval Systems; Robotics and
Autonomous Systems; Information Computing
Systems for Education and Commercial
Applications; Bio-Informatics and Homeland
Security; Safety, Security and Reliability of
Software; Wireless Systems – Special Stream.
The Special Stream – Wireless Systems was
convened for the second time in 2009. The papers
selected for this special issue reflect the broad
variety of research topics in the area of wireless
systems.
The paper "Identity and Access Management
According to the Implementation of the SIMOIT
Project and TNC@FHH" of Eren and Detken
considers identity and access management
mechanisms and adds new requirements for identity
management in mobile ubiquitous environments.
The authors present the state-of-the-art in identity
management standards, for example the TNC
approach as a solution to raise the security level in
mobile networks. The modular approach allows the
integration of vendor-neutral solutions such as VPN
gateways or firewalls.
The paper "Web Technologies For Multimediabased,
Mobile Museums" of Feist et al. presents a
web-based tour documentation system, where an
interactive map of Germany displays stations visited
by a mobile museum and future visits. Station details
and further information as well as various media
representation are visualized. A barrier-free HTML
version also provides editorial and administrative
functionality.
Within the paper "Improved Indoor Localization
with Diversity and Filtering based on Received
Signal Strength Measurements" by Fink et al. a
diversity concept with redundant data transmission
in different frequency bands to reduce the dropout
probability is discussed. They also use space
diversity and plausibility filtering to reduce the
location estimation error significantly. The results
presented show that an increased accuracy of the
location estimation can be achieved with the chosen
diversity concept and plausibility filtering. The
localization is more robust against signal fading and
frequency specific interference.
The paper "SPINE-Based Application
Development on Heterogeneous Wireless Body
Sensor Networks" by Fortino et al. presents a
framework that allows the programming of signal
processing applications on various base
architectures, e.g. EmberZNet, Z-Stack and TinyOSnodes,
and its integration under one single Spine
controller.
In the paper, "Improved RSSI-based Euclidean
Distance Positioning Algorithm for large and
dynamic WLAN Environments" from Gansemer et
al. an improvement to the indoor localization system
is presented that has been developed at the
University of Applied Sciences and Arts Dortmund
recently. With this improvement, the accuracy of
this inherently imprecise RSSI-based measurement
approach could be optimized, so that the median
Location estimation error (LEE) can be reduced to
the region of 2 m.
Karakehayov presents in his paper “Using
Embedded Simulators For Deployment-Specific
Adaptation of Sensor Networks” an embedded
simulation platform, which allows complex multihop
networks to be modelled and emulated. Their
behaviour is analysed with respect to computational
time and energy consumption.
The paper "Design and implementation of
location and situation based services for a pervasive
mobile adventure game" of Kuehn et al. presents
the design and implementation of a location and
situation based pervasive mobile adventure game
called Sportix. The prototype supports different
types of sensor data – including 3D acceleration and
XPS – to determine the current position and activity
of the player. Data and quests are retrieved from a
central information system and visualized on the
mobile device.
Through the paper "Mobile Robot Localization
Using WLAN, Odometry and Gyroscope Data" of
Kuenemund et al., a method for the estimation of
positions and motions of mobile robots in an indoor
environment is introduced. The authors use WLAN
signal strength to estimate the global position of a
mobile robot in a building. The paper presents a
multi sensor fusion using a Kalman filter, which
enhances the accuracy of fingerprinting algorithms
and tracking of the robots.
The paper "Experimental Characterization Of
RFID Systems For Process Control In Industrial
Marble Machines" of Saponara et al. presents an
experimental characterisation of different RFID
technologies. The application presented allows the
automatic detection of the presence of a marble slab
in different points of a marble machine.
The paper "WEB2.0 Technology For An
Embedded WEB-based Gateway Platform For
Spatially Distributed Wireless Networks" of Sikora
presents a communication platform for monitoring
and deployment of distributed wireless networks
using distributed embedded web servers connected
to RF-communication heads. Data exchange is
provided via XML-feeds between web servers acting
as distributed communication hubs with web2.0-
capable clients.
This selection of papers presents topics of
IDAACS'09. We hope the readers find them
interesting, useful and even enjoyable.
Top
УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЯ С РАЗНООБРАЗИЕМ
И ФИЛЬТРАЦИЕЙ НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ПОЛУЧЕННОГО СИГНАЛА
Andreas Fink, Helmut Beikirch, Matthias Voss
University of Rostock, Department of Computer Science and Electrical Engineering
A.-Einstein-Str. 2, D-18059 Rostock, Germany
{andreas.fink;helmut.beikirch;matthias.voss2}@uni-rostock.de
www.e-technik1.uni-rostock.de
Оценивание расстояния по оценке измерений RSSI является простым и хорошо известным
методом для прогнозирования позиции неизвестного узла. Таким образом, инфраструктура не должна
расширяться на дорогом оборудовании для синхронизации или аппроксимации направления. Однако,
с локализацией на базе измерений RSSI общепринятая и тестированная системы могут быть
использованы для инфраструктуры. Для внутренних сред на решения по выбору пути влияют
значительные изменения, особенно отсев сигнала конкретной частоты. Концепция разнообразия с
излишней передачей данных в разных диапазонах частот может уменьшить вероятность отсева. Если
используется также пространственное разнообразие и достоверная фильтрация, ошибка оценивания
локализации может быть значительно снижена. Исследования показывают, что хорошие показатели
по точности и доступности могут быть достигнуты с низкими инфраструктурными затратами.
Top
ВЕБ-ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ МУЗЕЕВ НА ОСНОВЕ МУЛЬТИМЕДИА
Manuela Feist 1), Benedikt Hebeisen 2), Matthias Prellwitz 3), Juergen Sieck 4)
HTW Berlin (University of Applied Sciences),
Treskowallee 8, 10318 Berlin, Germany,
1) manuela.feist@htw-berlin.de, 2) b.hebeisen@htw-berlin.de, 3) matthias.prellwitz@htw-berlin.de,
4) j.sieck@htw-berlin.de, http://inka.htw-berlin.de/
В статье описана Веб-базированная документация тура. Интерактивная карта Германии
показывает станции, посещенные мобильным музеем и которые еще запланированы. Станция
предлагает детальную дополнительную информацию, а также разное представление медиа-
информации. Барьерная бесплатная версия HTML также предоставляет редакционные и
административные функции.
Top
ЛОКАЛИЗАЦИЯ МОБИЛЬНОГО РОБОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЕСПРОВОДНОЙ
ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ, ОДОМЕТРИИ И ДАННЫХ ГИРОСКОПА
Julian Lategahn, Frank Kuenemund, Christof Roehrig
University of Applied Sciences
Dortmund, Emil-Figge-Str. 42,
44227 Dortmund, Germany
roehrig@ieee.org
В данной статье представлен метод оценки локализации и движения мобильного робота в среде
помещения. Предложенный метод использует усиление сигнала WLAN для оценивания глобальной
локализации мобильного робота в офисном здании. Таким образом, усиленный сигнал от полученных
точек доступа хранится в радио-карте в фазе калибрования. На этапе локализации сохраненные
значения сравниваются с фактическими измеренными. Поэтому используется представленный ранее
дактилоскопический алгоритм. Улучшением представленной работы является мультисенсорное
слияние с помощью фильтра Кальмана, что улучшает точность дактилоскопических алгоритмов и
отслеживание робота. По этой причине данные одометрического и гироскопического датчиков
робота сливаются с оцененной позицией дактилоскопического алгоритма. В статье представлены
результаты экспериментальных измерений, проведенных в офисном здании.
Top
ТЕХНОЛОГИЯ WEB2.0 ДЛЯ ВСТРОЕННОЙ ВЕБ-БАЗИРОВАННОЙ
ПЛАТФОРМЫ ШЛЮЗОВ ДЛЯ ПРОСТАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫХ
БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ
Axel Sikora
Baden-Württemberg Cooperative State University Lörrach,
Hangstraβe 46-50.
79539 Lörrach, Germany
sikora@dhbw-loerrach.de,
http://www.dhbw-loerrach.de
Представлена новая коммуникативная платформа, которая помогает в процессе мониторинга и
разворачивания распределенной беспроводной сети. Ее основная часть базируется на
распределенных встроенных Веб-серверах подключенных к узлам ВЧ-связи. Веб-серверы действуют
как распределенные узлы связи и обмена данными через XML-каналы с Web2.0-способными
клиентами.
Первое внедрение сосредотачивает свое внимание на направлении мониторинга, поскольку такой
подход облегчает контроль пространственно распределенных беспроводных сетей, а также разрешает
бесшовный удаленный мониторинг. Но она также способна заполнить кадры данных в беспроводных
сетях.
Платформа уже поддерживает протоколы, такие как беспроводные M-Bus и EnOcean Радио
протокол (ERP), но является гибкой, чтобы интегрировать произвольные протоколы. Кроме всего, это
– за данными авторов – самая первая реализация AJAX на тонком встроенном Веб-сервере.
Top
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ АЛГОРИТМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ЕВКЛИДОВОГО
РАССТОЯНИЯ НА ОСНОВЕ ИНДИКАЦИИ УРОВНЯ ПРИНЯТОГО СИГНАЛА ДЛЯ
БОЛЬШИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ СРЕД БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ
S. Gansemer 1), S. Pueschel 2), R. Frackowiak 3), S. Hakobyan 4), U. Grossmann 5)
University of Applied Sciences and Arts Dortmund,
Emil-Figge-Str. 44, 44227 Dortmund,
http://mbms.fh-dortmund.de
1) sebastian.gansemer@fh-dortmund.de, 2) steffen.pueschel@fh-dortmund.de, 3) robert@frackowiak.de
4) syuzanna.hakobyan@fh-dortmund.de, 5) uwe.grossmann@fh-dortmund.de
Данная статья представляет алгоритм позиционирования отпечатка пальца RSSI на основе
Евклидова расстояния для использования в априорно существующих больших и динамически
переменчивых WLAN инфраструктурах среды. Симптоматически для таких сред изменяется набор
базовых станций для разных точек калибрования на этапе калибрования и позиционирования.
Представленный алгоритм имеет точность 2.06m медианной оценки погрешности расположения.
Алгоритм использует четыре параметра порога адаптации расчета на конкретную среду измерения.
Кроме того исследуется сокращение затрат на калибрование. Показано, что расширение размеров
сетки калибрования от 1м до 6м увеличению средней оценки погрешности места, с 2.06м до 3.5м.
Регулярное калибрование измерения включает измерение в четырех прямоугольных пеленгах.
Сокращения количества пеленгов калибрования дают в результате меньшие затраты на калибрование,
но ухудшают качество оценки.
Top
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВСТРОЕННЫХ ЭМУЛЯТОРОВ ДЛЯ АДАПТАЦИИ
СПЕЦИФИЧЕСКОГО РАЗВОРАЧИВАНИЯ СЕНСОРНЫХ СЕТЕЙ
Zdravko Karakehayov
Technical University of Sofia,
Kliment Ohridski 8, Sofia-1000, Bulgaria,
e-mail: zgk@tu-sofia.bg, www.tu-sofia.bg
В данной статье представлен метод развертывания конкретной адаптации беспроводной
специальной сети. Метод использует сложные узлы, которые моделируют подписи сети для
фактического развертывания и путей маршрутизации. Поскольку мощность передачи является
фиксированной, много узлов не могут сохранить энергию от коммуникации. В то же время, все узлы
экономят энергию на расчетах, а количество сигналов маяка можно контролировать. Узлы со
встроенными имитаторами контролируют баланс между временем жизни и производительностью в
реальном времени. Кроме того, некоторые маршруты были изменены, во избежание дальности связи
и экономии энергии. Пример показывает значительное снижение энергии и повышение
производительности в реальном времени.
Top
ИДЕНТИЧНОСТЬ И УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЩЕНИЕМ СОГЛАСНО ВЫПОЛНЕНИЯ
ПРОЕКТОВ SIMOIT И TNC@FHH
Evren Eren 1), Kai-Oliver Detken 2)
1) FH Dortmund, Emil-Figge-Straβe 42, D-44227 Dortmund,
eren@fh-dortmund.de, http://www.fh-dortmund.de
2) DECOIT GmbH, Fahrenheitstraβe 9, D-28359 Bremen,
detken@decoit.de, http://www.decoit.de
Данная статья рассматривает некоторую идентификацию и механизмы управления доступом, и
добавляет к этому новые требования, которые создаются при управление идентификацией в
распространенной мобильной среде. Авторы представляют современное состояние дел в отрасли
стандартов управления идентификацией и внедрением инициатив в рамках проектов SIMOIT и
TNC@FHH. Кроме того, в статье рассмотрен вопрос о результатах, достигнутых в рамках этих
проектов по отношению к общим требованиям при разных сценариях и сравнены полученные
результаты.
Top
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ ЛОКАЦИОННЫХ И СИТУАЦИОННЫХ СЕРВИСОВ
ДЛЯ ПРОНИКАЮЩЕЙ МОБИЛЬНОЙ ПРИКЛЮЧЕНЧЕСКОЙ ИГРЫ
Eileen Kuehn, Juergen Sieck
University of Applied Sciences Berlin,
Treskowallee 8, 10318 Berlin, Germany,
Eileen.Kuehn@HTW-Berlin.de / J.Sieck@HTW-Berlin.de, http://inka.htw-berlin.de
В данной статье описывается разработка и внедрение локализационно-ситуационной поисковой
приключенческой мобильной игры под названием “Sportix”. Прототип использует разные типы
датчиков – в том числе ускорения данных 3D-графики и XPS – для определения текущей позиции и
активности игроков. В зависимости от классификации фирмы, данные и квесты получены
соответственно от центральной информационной системы и визуализированы для игроков на
мобильном устройстве. Решая квесты и проводя спортивные соревнования, игрок имеет возможность
принять участие в игре.
Top
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ РАДИОЧАСТОТНОЙ
ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ В ПРОМЫШЛЕННЫХ
МАШИНАХ ОБРАБОТКИ МРАМОРА
Sergio Saponara, Fabrizio Iacopetti, Luca Fanucci, Bruno Neri
Department of Information Engineering, University of Pisa, Via Caruso, 16, I-56122, ITALY,
{sergio.saponara, fabrizio.iacopetti, luca.fanucci, b.neri}@iet.unipi.it, www.iet.unipi.it
В статье представлены экспериментальные характеристики беспроводных систем, в частности,
RFID технологий, которые применяются для контроля процесса полирования / обработки в
промышленности по обработке мрамора. Применение систем RFID имеет конечную цель, которая
дает возможность автоматического и бесконтактного выявления наличия мраморных плит в разных
точках машины по обработке мрамора, снаружи и / или внутри, пытаясь преодолеть некоторые
ограничения детекторов приближения, которые используются в настоящее время. Плиты выявления
необходимы для управления процессом с целью обеспечения надлежащего включения абразивных и
режущих головок машины. Четыре систем RFID на 125 кГц, 13,56 МГц, 868 МГц и 2,45 ГГц были
испытаны с разными настройками в разных машинах по обработке мрамора. Исходя из коммерчески
доступных тэгов, считчиков и антенн, специальных, разработанных или адаптированных аппаратных
средств и программного обеспечения были использованы для экспериментальной программы
испытаний, которая была проведена также при использовании грязной и мокрой рабочей среды,
которые можно найти при реальном использовании.
Top
РАЗРАБОТКА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБРАБОТКИ СИГНАЛА В СРЕДЕ УЗЛА
В РАЗНОРОДНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ СЕНСОРНЫХ СЕТЯХ
Giancarlo Fortino 1), Stefano Galzarano 1), Roberta Giannantonio 2),
Raffaele Gravina 1, 3), Antonio Guerrieri 1)
1) Dept. of Electronics, Informatics, and Systems (DEIS), University of Calabria, Rende (CS), Italy,
e-mail: g.fortino@unical.it, galzarano@si.deis.unical.it, aguerrieri@deis.unical.it
2) TILAB, Telecom Italia, Torino, Italy, e-mail: roberta.giannantonio@telecomitalia.it
3) WSN Lab Telecom Italia, Berkeley, CA 94704,
e-mail: rgravina@deis.unical.it
Беспроводные сенсорные сети (WSNs) являются новейшей технологией, которая дает новые
классы дополнений и систем для распространенных и проникающих вычислений. В частности, WSNs
для человеческого организма, также известные как беспроводные сенсорные сети органов (WBSNs),
разрешит не только непрерывный, многоцелевой мониторинг людей, но и будет поддерживать
социальное взаимодействие людей, которые вступают в физический контакт. В этих контекстах,
программы требуют широкого спектра функциональных возможностей, с точки зрения типов
датчиков, производительности обработки, коммуникационных возможностей. Кроме того, разработка
таких программ имеет дело с проблемой обработки гетерогенной WBSNs поскольку разные
архитектуры сенсоров узла могут быть необходимы для выполнения всех требований приложений. В
данной статье предлагается подход, основанный на рамках SPINE (SPINE1.x и SPINE2) для
программирования дополнений обработки сигналов на гетерогенных платформах беспроводных
датчиков. В частности, описаны два интегрированных подхода, основанные на предложенных
структурах, что дает возможность разрабатывать программы для WBSNs, состоящих из гетерогенных
узлов датчиков. Подходы являются примерами через системы распознавания человеческой
деятельности на основе WBSN, состоящих из двух типов сенсорных узлов, гетерогенных по
отношению к базе программных и аппаратных средств.
Top
|