Opportunistic Sensing in Train Safety Systems

Train safety systems are complex and expensive, and changing them requires huge investments. Changes are evolutionary and small. Current developments, like faster - high speed - trains and a higher train density on the railway network, have initiated research on safety systems that can cope with the new requirements. This paper presents a novel approach for a safety subsystem that checks the composition of a train, based on opportunistic sensing with a wireless sensor network. Opportunistic sensing systems consist of changing constellations sensors that, for a limited amount of time, work together to achieve a common goal. Such constellations are selforganizing and come into being spontaneously. The proposed opportunistic sensing system selects a subset of sensor nodes from a larger set based on a common context.We show that it is possible to use a wireless sensor network to make a distinction between carriages from different trains. The common context is acceleration, which is used to select the subset of carriages that belong to the same train out of all the carriages from several trains in close proximity. Simulations based on a realistic set of sensor data show that the method is valid, but that the algorithm is too complex for implementation on simple wireless sensor nodes. Downscaling the algorithm reduces the number of processor execution cycles as well as memory usage, and makes it suitable for implementation on a wireless sensor node with acceptable loss of precision. Actual implementation on wireless sensor nodes confirms the results obtained with the simulations

Wireless sensor networks applications and design of a sensor node

Yüksek Lisans Teziİletişim teknolojilerindeki gelişmeler ve ihtiyaçların kablosuz ortama doğru kayması sonucunda günümüzde iletişim yöntemleri, kablosuz iletişim teknolojilerinin üzerine yoğunlaşılmasına neden olmuştur. Son yıllarda iletişim teknolojilerinde en çok gelişme ise Kablosuz Algılayıcı Ağlar üzerinde olduğu görülmektedir. Kablosuz Algılayıcı Ağları diğer ağlara göre farklılıklar göstermektedir. En belirgin özellikleri arasında; diğer kablosuz ağlarda tek taraflı iletişim var iken, veri gönderme veya alma, kablosuz algılayıcı Ağlarda ise çift taraflı iletişim söz konusudur. Ayrıca Kablosuz Algılayıcı Ağlar diğer ağlara göre Akıllı Ağ (Smart Network) sınıfına girmektedir. Bu ağlar; veriyi alma, gönderme ve yorumlama özelliklerine de sahiptirler. Kablosuz Algılayıcı Ağlar ilk zamanlarda özellikle askeri alanda yoğun olarak kullanılmaya başlanmıştır. Buna ek alarak teknolojik gelişmeler ve algılayıcı fiyatlarındaki düşüş nedeniyle sağlık, çevre ve habitat izleme alanında yoğunlaşmıştır. Daha sonra ise Tarım, Endüstri, Trafik, Eğitim gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaya başlamış ve neredeyse bütün sektörlere yayılmıştır. Bu tezde Kablosuz Algılayıcı Ağları'nın geçmişten günümüze kullanım alanları detayları olarak incelenmiştir. Bu inceleme sonuçları sektörel bazda sınıflandırılarak detaylı olarak anlatılmıştır. Bu tezde PIC tabanlı bir Kablosuz Algılayıcı Düğümü tasarlanmıştır. Bu düğüm bir Algılayıcı Düğüm ve bir Ana Düğümden oluşmaktadır. Düğümlerde PIC'ler C dili ile kodlanmıştır. Algılayıcı düğümde sıcaklık algılayıcı kullanılmaktadır. Alınan sıcaklık bilgisi RF aracılığıyla kablosuz olarak Ana Düğüme iletilmektedir. Yapılan düğüm tasarımının veri iletişimi bir insan üzerinde incelenmiştir. Alınan verilerin analizi için bir Seriport Arayüz Programı (Kablosuz Algılayıcı Uygulaması) C# programlama dilinde yazılmış ve verilerin bilgisayar ortamında grafik analizi ve veritabanına kaydedilmesi gerçekleştirilmiştir.AbstractToday communication methods, as a result of the developments and necessities moving towards wireless environment in communication technologies, resulted in focusing on wireless communication technologies. In recent years, a great progress has been seen on wireless sensor networks in communication technologies. Wireless sensor networks show differences compared to other networks. The most distinct features present; while there is a one-sided communication in other networks,whether sending or receiving data, in wireless sensor networks there is a mutual communication. Besides wireless sensor networks are classified in Smart Network class when compared to other networks. These networks have features such as receiving, sending and interpreting the data. In the beginning, wireless sensor networks were intensively used particularly for military use. In addition to this, as a result of the technological developments and decline in the prices of sensors, wireless sensor networks started to be used densely in health, environment and monitoring habitat areas. Later on, they have been widely used in Agriculture, Industry, Traffic and Education and penetrated to nearly all fields. In this thesis, areas of use of Wireless Sensor Networks was examined from past to present in a detailed way. These examination results was put forward via classifying in sectoral basis elaboratively. In this thesis, a PIC based Wireless Sensor Node was designed. This node is composed of a Sensor Node and a Main Node. In the nodes, PIC?s were coded via C. Temperature Detector is used in sensor node. The temperature data is transmitted into Main Node wirelessly via RF. The data communication of node design was examined on a human. A Serial Port Interface Programme (Wireless Sensor Application) was written in C# for the analysis of the data taken and graphical analysis and saving of the data to data base in computer environment was executed