Energieeffiziente Anpassung des Arbeitszyklus in drahtlosen Sensornetzen

Drahtlose Sensornetze können Zustände physikalischer Größen messen und an eine Basisstation (Datensenke) melden. Durch die geographische Verteilung der Sensorknoten und die Bedingungen bei der Mehrwegeausbreitung kann die Situation auftreten, dass nicht alle Sensorknoten direkten Kontakt zur Basisstation aufbauen können. Sie müssen andere Sensorknoten als Vermittlungsstation in Anspruch nehmen, um die Nachrichten an die Basisstation zu befördern. Um den Energieverbrauch zu verringern, werden Nachrichten zum einen ereignisbasiert generiert und zum anderen zeitbasiert vermittelt. Dabei beschreibt der Arbeitszyklus den Anteil der Vermittlungsaktivität am Gesamtzyklus. Derzeit verfügbare Methoden berücksichtigen allerdings nicht die Verknüpfung zwischen dem von der Anwendung generierten Verkehr und der Vermittlungshäufigkeit. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem der Arbeitszyklus zur Laufzeit automatisch eingestellt werden kann. Dafür wird in der Vermittlungsstation die Verkehrscharakteristik gemessen und für die Einstellung des Arbeitszyklus benutzt. Die Leistungsfähigkeit der Anpassung des Arbeitszyklus wird mit Simulationen untersucht. Sie zeigen, wie sich der Ansatz bei verschiedener Parametrierung in statischen und dynamischen Szenarien verhält. Um dem späteren Anwender der Anpassung eine Abschätzung des Verhaltens zu ermöglichen, werden zusätzlich analytische Modelle für die Analyse des statischen und dynamischen Verhaltens entwickelt. Ferner wird gezeigt, dass der entwickelte Ansatz für etablierte Standardtechniken (z. B. IEEE 802.15.4) eingesetzt werden kann.Wireless Sensor Networks support flexible measuring of physical values. Due to the geographical distribution and multipath scattering the base station in such a network might not be reached by all sensors. Hence, other sensor nodes have to work as relay stations. At the same time, each sensor node is forced to consume as low energy as possible. In order to save energy the messages are generated event based in each sensor node and forwarded with a time triggered approach. Thereby, the duty cycle describes the portion of the relay activities in relation to the overall cycle. Currently available approaches do not properly adapt these two paradigms, event and time triggered, to each other. In this work a method to adapt the duty cycle according to the traffic is proposed. Therefore, the traffic is monitored and evaluated for traffic adaptation. Furthermore, the performance of the duty cycle adaptation is assessed using simulations. They show the behavior of the adaptation algorithm in static and dynamic scenarios with different parametrizations. The supplemental analytical models enable to easily estimate the behavior of the adaptation, in static as well as in dynamic scenarios. Also, it is shown how the duty cycle adaptation can be deployed for standard technologies like IEEE 802.15.4

Adaptierbare und adaptive Fragebögen für virtuelle Organisationen

Die vorliegende Dissertation präsentiert neue wissenschaftliche Konzepte und Lösungen zur Erstellung, Durchführung und Auswertung von Befragungen, die sich einfacher an unterschiedliche Nutzungsszenarien anpassen lassen und für den Einsatz in virtuellen Organisationen besser geeignet sind als herkömmliche Online-Befragungen. Die dabei berücksichtigten Adaptionsaspekte umfassen Inhalt und Umfang der Befragung, die Umsetzung in unterschiedliche Präsentationsmedien, -formate und Befragungsmodi sowie das adaptive Verhalten während der Interaktion. Eine wesentliche Grundlage bildet die inhaltsorientierte Beschreibung adaptiver und adaptierbarer Befragungen durch die hier vorgeschlagene deklarative Beschreibungssprache AXSML. Diese berücksichtigt insbesondere die Wechselwirkungen der unterschiedlichen Adaptionsaspekte in Verbindung mit der Forderung nach einer medien- und modusübergreifenden Vergleichbarkeit der Ergebnisse multimodaler Befragungen. Für diese Beschreibungssprache werden Transformationsregeln vorgestellt, die eine adäquate Umsetzung einer Befragung in verschiedene Präsentationsmedien und Befragungsformen ermöglichen. Eine damit einhergehende inhaltliche Anpassung an das Einsatzszenario erfolgt automatisiert und erfordert keine speziellen Fachkenntnisse auf dem Gebiet des Befragungsdesigns. Die Auswertung der Befragungsrückläufe wird ebenfalls deklarativ beschrieben, berücksichtigt adaptionsbedingte Fehlwerte und erlaubt die Nutzung verschiedenster Berechnungsmodelle zur Aggregation der Rücklaufdaten. Da Erstellung und Wartung adaptiver und adaptierbarer Befragungen sehr komplex sind, werden Konzepte und Lösungen zur Unterstützung des Autorenprozesses vorgestellt, die den notwendigen Aufwand reduzieren. Um die gleichzeitige Durchführung einer großen Zahl von Untersuchungen in vielen unterschiedlichen Teams und die Anpassung der Befragung durch Nicht-Fachexperten zu gewährleisten, wurde eine IT-Stützung des Befragungsprozesses konzipiert und umgesetzt, welche den Anforderungen an die organisatorische Einbindung der Befragung in virtuellen Unternehmen gerecht wird

ServiceStadt Berlin 2016

SERVICESTADT BERLIN 2016 ServiceStadt Berlin 2016 / Grabow, Busso (Rights reserved) ( -

Entwurf und Modellierung einer universellen Telearbeitsumgebung auf Basis einer serviceorientierten Architektur

Teleworking is the key to a more flexible design of working time and places of work. To reach the flexibility for working anywhere and anytime a virtual working environment is needed which is reached from any place having a browser and internet access, at home, on the road or in the office. The goal of our activities is to develop a set of technologies fitting in the web architecture in order to bring teleworking applications to their full potential. Our new concept is to combine different web services in a new integrated man-machine environment that enables access to all necessary services. So it will be easier for the teleworker to handle the different applications and techniques. The teleworking portal provides them access to various resources: office applications, multimedia objects and documents, communication tools such as email and conferences, collaboration and group work systems or educational software and training tools. In order to promote interoperability and extensibility among these applications, as well as to allow them to be combined to perform more complex operations, a standard reference architecture for such services is needed. Consequently our approach is based on the Service Oriented Architecture (SOA) and the web service technology.Telearbeit ist der Schlüssel zu einer flexibleren Arbeitsplatz- und Arbeitszeitgestaltung und eröffnet vielfältige Möglichkeiten und ökonomische Potentiale. Nach zahlreichen Kontroversen über die Vor- und Nachteile haben vor allem die Entwicklung kostengünstiger Informations- und Kommunikationstechniken, aber auch der Handlungsdruck einer zunehmend globalisierten Wirtschaft das Thema Telearbeit in den letzten Jahren neu belebt. Im Rahmen vorangegangener Projekte wurden vielfältige Forschungen zum Thema Telearbeit durchgeführt. Bei der bisherigen Umsetzung von Telearbeit in der Praxis ergaben sich vor allem Probleme im Umgang mit den verschiedenen Arbeitsumgebungen im Büro und am Telearbeitsplatz und dem Abgleich der Arbeitsstände und -ergebnisse. Ziel der Arbeit ist die prototypische Entwicklung einer webbasierten, flexiblen und modular aufgebauten Arbeitsumgebung, die eine effektive Anpassung an die Arbeitsweise des jeweiligen Telearbeiters und Unternehmens ermöglicht. Dabei wurde neben der Definition und Anforderungsanalyse von Telearbeit ein Architekturmodell für eine integrierte Arbeitsumgebung entworfen. Durch die umgesetzte Bausteinarchitektur wird eine flexible Anpassung der Umgebung an die Bedürfnisse der Telearbeiter und der Unternehmen erreicht. Weiterhin werden im Rahmen der Arbeit existierende Ansätze zur Unterstützung von Telearbeit analysiert und klassifiziert, um die eigene Arbeit abzugrenzen. Zur praktischen Umsetzung des Konzeptes wurden vorhandene internetbasierte Protokolle auf ihre Nutzbarkeit für Telearbeitsumgebungen untersucht. Als sehr gut geeignete und innovative Technologien erwiesen sich die Web Services. Deshalb werden die Basisprotokolle und grundlegenden Technologien für Web-Service-Lösungen im Rahmen der Arbeit spezifiziert und auf ihre Nutzbarkeit im Telearbeitskontext untersucht. Abschließend erfolgte eine prototypische Umsetzung der vorgeschlagenen Lösung und eine Validierung in verschiedenen Anwendungsszenarien, um die Praxistauglichkeit des Konzeptes nachweisen zu können