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Advances in Distributed Real-Time Sensor/Actuator Systems Operation - Operating Systems, Communication, and Application Design Concepts -

Fortschritte im Betrieb drahtloser Sensor/Aktuator Netzwerke

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-76489
  • This work takes a close look at several quite different research areas related to the design of networked embedded sensor/actuator systems. The variety of the topics illustrates the potential complexity of current sensor network applications; especially when enriched with actuators for proactivity and environmental interaction. Besides their conception, development, installation and long-term operation, we'll mainly focus on more "low-level" aspects: Compositional hardware and software design, task cooperation and collaboration, memoryThis work takes a close look at several quite different research areas related to the design of networked embedded sensor/actuator systems. The variety of the topics illustrates the potential complexity of current sensor network applications; especially when enriched with actuators for proactivity and environmental interaction. Besides their conception, development, installation and long-term operation, we'll mainly focus on more "low-level" aspects: Compositional hardware and software design, task cooperation and collaboration, memory management, and real-time operation will be addressed from a local node perspective. In contrast, inter-node synchronization, communication, as well as sensor data acquisition, aggregation, and fusion will be discussed from a rather global network view. The diversity in the concepts was intentionally accepted to finally facilitate the reliable implementation of truly complex systems. In particular, these should go beyond the usual "sense and transmit of sensor data", but show how powerful today's networked sensor/actuator systems can be despite of their low computational performance and constrained hardware: If their resources are only coordinated efficiently!show moreshow less
  • Diese Arbeit behandelt einige sehr unterschiedliche Forschungsbereiche bezüglich des Designs vernetzter und eingebetteter Sensor/Aktuator-Systeme. Die Vielfalt der Themen zeigt die potenzielle Komplexität aktueller Sensornetzwerk-Anwendungen, insbesondere wenn sie mit Aktuatoren zur Interaktion mit der Umwelt ausgestattet sind. Neben deren Konzeption, Entwicklung, Installation und dem langfristigen Betrieb wird besonders auf diverse "low-level" Aspekte eingegangen: Kompositionelles Hardware- und Software-Design, Task Kooperation undDiese Arbeit behandelt einige sehr unterschiedliche Forschungsbereiche bezüglich des Designs vernetzter und eingebetteter Sensor/Aktuator-Systeme. Die Vielfalt der Themen zeigt die potenzielle Komplexität aktueller Sensornetzwerk-Anwendungen, insbesondere wenn sie mit Aktuatoren zur Interaktion mit der Umwelt ausgestattet sind. Neben deren Konzeption, Entwicklung, Installation und dem langfristigen Betrieb wird besonders auf diverse "low-level" Aspekte eingegangen: Kompositionelles Hardware- und Software-Design, Task Kooperation und Kollaboration, Speicher-Verwaltung und Echtzeit-Betrieb werden aus lokaler Sicht der Sensorknoten betrachtet. Im Kontrast werden Knoten-Synchronisation, Kommunikation, sowie Sensordatenerfassung, -aggregation und -fusion aus globaler Netzwerk-Sicht diskutiert. Die Vielfalt der behandelten Konzepte wurde bewusst in Kauf genommen, um letztlich die zuverlässige Umsetzung sehr komplexer Systeme zu erleichtern. Insbesondere sollte dies über das übliche "Erfassen und Übertragen von Sensordaten" hinausgehen, und zeigen, wie mächtig heutige vernetzte Sensor/Aktuator-Systeme trotz ihrer geringen Rechenleistung und eingeschränkten Hardware sein können: Wenn ihre Ressourcen effizient koordiniert werden!show moreshow less

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Metadaten
Author: Marcel Baunach
URN:urn:nbn:de:bvb:20-opus-76489
Document Type:Doctoral Thesis
Granting Institution:Universität Würzburg, Fakultät für Mathematik und Informatik
Faculties:Fakultät für Mathematik und Informatik / Institut für Informatik
Date of final exam:2012/10/30
Language:English
Year of Completion:2012
Dewey Decimal Classification:0 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / 00 Informatik, Wissen, Systeme / 004 Datenverarbeitung; Informatik
GND Keyword:Eingebettetes System; Drahtloses Sensorsystem; Echtzeitsystem
Tag:Betriebssystem; Dynamische Speicherverwaltung; Fernwartung; Lokalisation; Ressourcenallokation; Verteiltes System
Dynamic Memory Management; Embedded Systems; Localization; Real-Time Operating Systems; Wireless Sensor/Actuator Systems
Release Date:2013/02/19
Advisor:Prof. Dr. Reiner Kolla
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht