Зміст і резюме
-
U. Grossmann, J. Sieck, A. Sikora.
Редакційна стаття. - с. 7-8.
-
A. Fink, H. Beikirch, M. Voss.
Вдосконалена локалізація всередині приміщення з різноманітністю
і фільтруванням на основі вимірювання сили отриманого сигналу. - с. 9-15.
-
M. Feist, B. Hebeisen, M. Prellwitz, J. Sieck.
Веб-технології для мобільних музеїв на основі мультимедіа. - с. 16-21.
-
J. Lategahn, F. Kuenemund, C. Roehrig.
Локалізація мобільного робота з використанням безпровідної локальної мережі,
одометрії і даних гіроскопа. - с. 22-30.
-
A. Sikora.
Технологія WEB2.0 для вбудованої Веб-базованої платформи шлюзів
для просторово поширюваних безпровідних мереж. - с. 31-36.
-
S. Gansemer, S. Pueschel, R. Frackowiak, S. Hakobyan, U. Grossmann.
Вдосконалений алгоритм позиціювання Евклідової відстані на основі індикації рівня
прийнятого сигналу для великих і динамічних середовищ безпровідної локальної мережі. - с. 37-44.
-
Z. Karakehayov.
Використання вбудованих емуляторів для адаптації специфічного
розгортання сенсорних мереж. - с. 45-51.
-
E. Eren, K.-O. Detken.
Ідентичність і управління звертанням згідно виконання проектів SIMOIT і TNC@FHH. - с. 52-61.
-
E. Kuehn, J. Sieck.
Проектування і впровадження локаційних і ситуаційних сервісів
для проникаючої мобільної пригодницької гри. - с. 62-69.
-
S. Saponara, F. Iacopetti, L. Fanucci, B. Neri.
Експериментальна характеристика систем радіочастотної ідентифікації
для управління процесами в промислових машинах обробки мармуру. - с. 70-79.
-
G. Fortino, S. Galzarano, R. Giannantonio, R. Gravina, A. Guerrieri.
Розробка застосування обробки сигналу в середовищі вузла в різнорідних
безпровідних сенсорних мережах. - 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
ВДОСКОНАЛЕНА ЛОКАЛІЗАЦІЯ ВСЕРЕДИНІ ПРИМІЩЕННЯ З РІЗНОМАНІТНІСТЮ І
ФІЛЬТРУВАННЯМ НА ОСНОВІ ВИМІРЮВАННЯ СИЛИ ОТРИМАНОГО СИГНАЛУ
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
Оцінювання відстані за оцінкою вимірювань RSSI є простим і добре відомим методом для
прогнозування позиції невідомого вузла. Таким чином, інфраструктура не повинна розширюватися на
дорогому обладнанні для синхронізації або апроксимації напрямку. Однак, з локалізацією на основі
вимірювань RSSI загальноприйнята і апробована системи можуть бути використані для
інфраструктури. Для внутрішніх середовищ на рішення по вибору шляху впливають значні зміни,
особливо відсіву сигналу конкретної частоти. Концепція різноманітності з надмірною передачею
даних в різних діапазонах частот може зменшити ймовірність відсіву. Якщо використовуються також
просторова різноманітність і достовірна фільтрація, помилка оцінювання локалізації може бути
значно знижена. Дослідження показують, що хороші показники по точності та доступності можуть
бути досягнуті з низькими інфраструктурними затратами.
Top
ВЕБ-ТЕХНОЛОГІЇ ДЛЯ МОБІЛЬНИХ МУЗЕЇВ НА ОСНОВІ МУЛЬТИМЕДІА
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 статті описано Веб-базовану документацію туру. Інтерактивна карта Німеччини показує станції
відвідані мобільним музеєм і які ще заплановано. Станція пропонує докладну додаткову інформацію,
а також різне представлення медіа-інформації. Бар’єрна-безкоштовна версія HTML також надає
редакційні та адміністративні функції.
Top
ЛОКАЛІЗАЦІЯ МОБІЛЬНОГО РОБОТА З ВИКОРИСТАННЯМ БЕЗПРОВІДНОЇ
ЛОКАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ, ОДОМЕТРІЇ І ДАНИХ ГІРОСКОПА
Julian Lategahn, Frank Kuenemund, Christof Roehrig
University of Applied Sciences
Dortmund, Emil-Figge-Str. 42,
44227 Dortmund, Germany
roehrig@ieee.org
В даній статті представлено метод оцінки локалізації та руху мобільного робота в середовищі
приміщення. Запропонований метод використовує підсилення сигналу WLAN для оцінювання
глобальної локалізації мобільного робота в офісній будівлі. Таким чином підсилений сигнал від
отриманих точок доступу зберігається в радіо-карті у фазі калібрування. На етапі локалізації
збережені значення порівнюються з фактично виміряними. Тому використовується представлений
раніше дактилоскопічний алгоритм. Покращенням представленої роботи є мультисенсорне злиття за
допомогою фільтра Кальмана, що підвищує точність дактилоскопічних алгоритмів і відстеження
робота. З цієї причини дані одометричного та гіроскопічного датчиків робота зливаються з оціненою
позицією дактилоскопічного алгоритму. У статті представлені результати експериментальних
вимірювань, виконаних в офісній будівлі.
Top
ТЕХНОЛОГІЯ WEB2.0 ДЛЯ ВБУДОВАНОЇ ВЕБ-БАЗОВАНОЇ ПЛАТФОРМИ
ШЛЮЗІВ ДЛЯ ПРОСТОРОВО ПОШИРЮВАНИХ БЕЗПРОВІДНИХ МЕРЕЖ
Axel Sikora
Baden-Württemberg Cooperative State University Lörrach,
Hangstraβe 46-50.
79539 Lörrach, Germany
sikora@dhbw-loerrach.de,
http://www.dhbw-loerrach.de
Представлена нова комунікативна платформа, котра допомагає в процесі моніторингу і
розгортання розподіленої безпровідної мережі. Її основна частина базується на розподілених
вбудованих Веб-серверах підключених до вузлів ВЧ-зв’язку. Веб-сервери діють як розподілені вузли
зв’язку та обміну даними через XML-канали з Web2.0-спроможними клієнтами.
Перше впровадження зосереджує свою увагу на напрямку моніторингу, оскільки такий підхід
полегшує контроль просторово розподілених безпровідних мереж, а також дає змогу безшовного
віддаленого моніторингу. Але вона також здатна заповнити кадри даних у безпровідних мережах.
Платформа вже підтримує протоколи, такі як безпровідні M-Bus і EnOcean Радіо протокол (ERP),
але є гнучкою, щоб інтегрувати довільні протоколи. Крім всього, це – за даними авторів – найперша
реалізація AJAX на тонкому вбудованому Веб-сервері.
Top
ВДОСКОНАЛЕНИЙ АЛГОРИТМ ПОЗИЦІЮВАННЯ ЕВКЛІДОВОЇ ВІДСТАНІ
НА ОСНОВІ ІНДИКАЦІЇ РІВНЯ ПРИЙНЯТОГО СИГНАЛУ ДЛЯ ВЕЛИКИХ
І ДИНАМІЧНИХ СЕРЕДОВИЩ БЕЗПРОВІДНОЇ ЛОКАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ
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
Дана стаття представляє алгоритм позиціювання відбитка пальця RSSI на основі Евклідової
відстані для використання в апріорно існуючих великих та динамічно мінливих WLAN
інфраструктурах середовища. Симптоматично для таких середовищ змінюється набір базових станцій
для різних точок калібрування на етапі калібрування і позиціювання. Представлений алгоритм має
точність 2.06m медіанної оцінки похибки розташування. Алгоритм використовує чотири параметри
порогу адаптації розрахунку на конкретне середовище вимірювання.
Крім того досліджується скорочення затрат на калібрування. Показано, що розширення розмірів
сітки калібрування від 1м до 6м збільшення середньої оцінки похибки місця, з 2.06м до 3.5м.
Регулярне калібрування вимірювання включає вимірювання в чотирьох прямокутних пеленгах.
Скорочення кількості пеленгів калібрування дають в результаті менші затрати на калібрування, але
погіршують якість оцінки.
Top
ВИКОРИСТАННЯ ВБУДОВАНИХ ЕМУЛЯТОРІВ ДЛЯ АДАПТАЦІЇ
СПЕЦИФІЧНОГО РОЗГОРТАННЯ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ
Zdravko Karakehayov
Technical University of Sofia,
Kliment Ohridski 8, Sofia-1000, Bulgaria,
e-mail: zgk@tu-sofia.bg, www.tu-sofia.bg
В даній статті представлено метод розгортання конкретної адаптації безпровідної спеціальної
мережі. Метод використовує складні вузли, які моделюють підписи мережі для фактичного
розгортання і шляхів маршрутизації. Оскільки потужність передачі є фіксованою, багато вузлів не
можуть зберегти енергію від спілкування. У той же час, всі вузли економлять енергію на
розрахунках, а кількість сигналів маяка можна контролювати. Вузли з вбудованими імітаторами
контролюють баланс між життєвим часом і продуктивністю в реальному часі. Крім того, деякі
маршрути були змінені, щоб уникнути дальності зв’язку та економити енергію. Приклад показує
значне зниження енергії і підвищення продуктивності в реальному часі.
Top
ІДЕНТИЧНІСТЬ І УПРАВЛІННЯ ЗВЕРТАННЯМ ЗГІДНО ВИКОНАННЯ
ПРОЕКТІВ SIMOIT І 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
Дана стаття розглядає деяку ідентифікацію і механізми управління доступом, і додає до цього нові
вимоги, що створюються при управління ідентифікацією в розповсюдженому мобільному
середовищі. Автори представляють сучасний стан справ в галузі стандартів управління
ідентифікацією та впровадженням ініціатив у рамках проектів SIMOIT і TNC@FHH. Крім того, в
статті розглянуто питання про результати, досягнуті в рамках цих проектів по відношенню до
загальних вимог при різних сценаріях і порівняні отримані результати.
Top
ПРОЕКТУВАННЯ І ВПРОВАДЖЕННЯ ЛОКАЦІЙНИХ І СИТУАЦІЙНИХ
СЕРВІСІВ ДЛЯ ПРОНИКАЮЧОЇ МОБІЛЬНОЇ ПРИГОДНИЦЬКОЇ ГРИ
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 даній статті описується розробка та впровадження локалізаційно-ситуаційної пошукової
пригодницької мобільної гри під назвою “Sportix”. Прототип використовує різні типи датчиків – у
тому числі прискорення даних 3D-графіки і XPS – для визначення поточної позиції і активності
гравців. Залежно від класифікації фірми, дані та квести отримано відповідно від центральної
інформаційної системи та візуалізовано для гравців на мобільному пристрої. Вирішуючи квести та
проводячи спортивні змагання гравець має можливість взяти участь в грі.
Top
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ РАДІОЧАСТОТНОЇ ІДЕНТИФІКАЦІЇ
ДЛЯ УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСАМИ В ПРОМИСЛОВИХ МАШИНАХ ОБРОБКИ МАРМУРУ
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
У статті представлені експериментальні характеристики безпровідних систем, зокрема, RFID
технологій, які застосовуються для контролю процесу полірування / обробки в промисловості з
обробки мармуру. Застосування систем RFID має кінцеву мету, що дає можливість автоматичного і
безконтактного виявлення наявності мармурової плити в різних точках машини з обробки мармуру,
зовні і / або всередині, намагаючись подолати деякі обмеження детекторів наближення, що
використовуються в даний час. Плити виявлення необхідні для управління процесом з метою
забезпечення належного включення абразивних та ріжучих головок машини. Чотири систем RFID на
125 кГц, 13,56 МГц, 868 МГц та 2,45 ГГц були випробувані з різними настройками в різних машинах
з обробки мармуру. Виходячи з комерційно доступних тегів, зчитувачів і антен, спеціальних,
розроблених або адаптованих апаратних засобів та програмного забезпечення були використані для
експериментальної програми випробувань, яка була проведена також при використанні брудного і
мокрого робочого середовища, які можна знайти при реальному застосуванні.
Top
РОЗРОБКА ЗАСТОСУВАННЯ ОБРОБКИ СИГНАЛУ В СЕРЕДОВИЩІ ВУЗЛА
В РІЗНОРІДНИХ БЕЗПРОВІДНИХ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖАХ
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
Безпровідні сенсорні мережі (WSNs) є новітньою технологією, що дає нові класи додатків і систем
для поширених і проникаючих обчислень. Зокрема, WSNs для людського організму, також відомі як
безпровідні сенсорні мережі органів (WBSNs), дозволить не тільки безперервний, багатоцільовий
моніторинг людей, а й буде підтримувати соціальну взаємодію людей, що вступають у фізичний
контакт. У цих контекстах, програми вимагають широкого спектру функціональних можливостей, з
точки зору типів датчиків, продуктивності обробки, комунікаційних можливостей. Крім того,
розробка таких програм має справу з проблемою обробки гетерогенної WBSNs оскільки різні
архітектури сенсорів вузла можуть бути необхідні для виконання всіх вимог додатків. У даній статті
пропонується підхід, заснований на рамках SPINE (SPINE1.x і SPINE2) для програмування додатків
обробки сигналів на гетерогенних платформах безпровідних датчиків. Зокрема, описані два
інтегрованих підходи, засновані на запропонованих структурах, що дає змогу розробляти програми
для WBSNs, що складаються з гетерогенних вузлів датчиків. Підходи є прикладами через системи
розпізнавання людської діяльності на основі WBSN складаються з двох типів сенсорних вузлів,
гетерогенні по відношенню до бази програмних і апаратних засобів.
Top
|