On performance modeling of 3D mobile ad hoc networks

指導教員：姜 暁

Signals in the Soil: Subsurface Sensing

In this chapter, novel subsurface soil sensing approaches are presented for monitoring and real-time decision support system applications. The methods, materials, and operational feasibility aspects of soil sensors are explored. The soil sensing techniques covered in this chapter include aerial sensing, in-situ, proximal sensing, and remote sensing. The underlying mechanism used for sensing is also examined as well. The sensor selection and calibration techniques are described in detail. The chapter concludes with discussion of soil sensing challenges

Intrusion detection based on embedded processing of received signal strength indicator

Langattomien anturiverkkojen yhteydessä, vastaanotetun signaalin voimakkuuden indikaattoria (RSSI, received signal strength indicator) on perinteisesti käytetty langattomien anturien paikallistamiseen, etäisyyden estimointiin ja radiolinkin hyvyyden arviointiin. Viimeaikainen tutkimus on osoittanut, että RSSI:n vaiheluita voidaan käyttää myös havaitsemaan ihmisten läsnäolo langattoman anturiverkon läheisyydessä. Sen lisäksi ihmisen kulkema reitti valvotulla alueella voidaan uudelleen rakentaa antureiden keräämistä RSSI mittauksista. Tämä menettely on toimiva, mutta se vaatii kaikkien RSSI mittausten lähettämistä keskussolmulle erillistä prosessointia varten ja täten se kasvattaa anturiverkon latenssia ja energian kulutusta. Diplomityön tavoitteena on käyttää RSSI mittauksia sisätilojen valvontaa varten prosessoimalla mittaukset hajautetusti anturitasolla. Hajautetulla prosessoinnilla anturiverkon solmut kykenevät itsenäisesti havaitsemaan henkilön ja seuraamaan hänen liikkeitään. Lähettämällä keskussolmulle vain hälytykset jotka liittyvät merkittäviin tapahtumiin, järjestelmän latenssi sekä energiankulutus pystytyään minimoimaan. Lisäksi järjestelmän käyttämä tarkka aikasynkronointiprotokolla mahdollistaa solmujen pitämään radionsa suljettuna yli puolet ajasta kasvattaen järjestelmän elinikää entisestään. Kokeiden aikana, esitetty järjestelmä kykeni havaitsemaan valvotulle alueelle tunkeutuneen ihmisen ja seuraamaan hänen liikkeitään reaaliajassa. Järjestelmän mahdollisia sovelluskohteita ovat kriittisen rakennusten valvonta, työntekijöiden turvallisuuden lisääminen teollisuudessa, edesauttaa pelastustyöntekijöitä löytämään ihmiset esimerkiksi tulipaloissa ja maanjäristyksissä, sekä avustamaan poliiseja panttivankitilanteissa tai terroristihyökkäyksissä.In the context of wireless sensor networks (WSNs), the received signal strength indicator (RSSI) has been traditionally exploited for nodes localization, distance estimation, and link quality assessment. Recent research has shown that variations of the RSSI in indoor environments where nodes have been deployed can be exploited to detect movements of people. Moreover, the time-histories of the RSSI of multiple links allow reconstructing the path followed by the person inside the monitored area. This approach, though effective, requires the transmission of multiple raw RSSI time-histories to a central sink node for off-line analysis, consistently increasing latency and power consumption of the system. This thesis aims at applying distributed processing of the RSSI measurements for indoor surveillance purposes. Through distributed processing, the nodes are able to autonomous-ly detect and track a moving person, minimizing latency and power consumption of the system by transmitting to the sink node only the alerts raised by significant events. More-over, a high accuracy time synchronization protocol allows the nodes to keep the radio off for over half of the time, increasing the life time of the system. During the tests, the proposed system was able to detect the intrusion of a person walking inside the monitored area, and to correctly keep track in real-time of the path he had followed. Possible applications of such a system include surveillance of buildings, enhancement of workers safety in factories, support to emergency workers in locating people e.g. during fires and earthquakes, and to police in hostage situations or terrorist attacks