Scopes in drahtlosen Sensornetzwerken

Diplomarbeit aus dem Jahr 2006 im Fachbereich Informatik - Internet, neue Technologien, Note: 1,3, Technische Universität Darmstadt (Datenbanken und Verteilte Systeme), Sprache: Deutsch, Abstract: Drahtlose Sensornetze bestehen aus vielen kleinen, separaten Computern, den so genannten Sensorknoten. Sie sind in der Regel kleiner als eine Zigarettenschachtel und verfügen über weniger Prozessorkapazität als beispielsweise ein aktueller Game Boy. Dafür besitzen sie eine lange Lebensdauer und kommen mit der Leistung von zwei Mignon Batterien häufig bis zu einem Jahr aus. Kommunizieren können diese kleinen Maschinen über eine Funkschnittstelle miteinander. Das alles macht Sensorknoten sehr billig und flexibel in der Anwendung. Durch ihre beschränkten Ressourcen müssen die für sie entwickelten Anwendungen allerdings stark spezialisiert und auf Effizienz optimiert werden. Daher werden Sensornetze meist für eine einziges Szenario entwickelt. Dies geht auf Kosten der Flexibilität und führt zudem zu einer starken Kostensteigerung. Dennoch stellen viele Anwendungsgebiete für Sensornetzwerke einen hohen Anspruch gerade an die Flexibilität. Überwachung ist z.B. eine der Killerapplikationen für Sensornetze (vgl. [36]): Es können die unterschiedlichsten Daten, über lange Zeiträume z.B. in den unzugänglichsten Gebieten, überwacht werden. Während der Laufzeit kann auf neue Entwicklungen reagiert werden oder es können die Überwachungsparameter geändert werden, wenn andere Sensorwerte interessant werden. Dies ist mit Sensornetzen, die für ein Szenario entworfen worden sind, nicht möglich. Eine Lösung für dieses (Flexibilitäts-)Problem sind Mehrzweck-Sensornetze, die auf Kosten von etwas leistungsfähigerer Hardware, die benötigte Flexibilität wieder bereitstellen und durch das Einführen einer zusätzlichen Abstraktionsschicht die Entwicklung von Anwendungen vereinfachen.
Einen Teil dieser Flexibilität stellt das gezielte Ansprechen einer Gruppe von Knoten dar. Dies kann mit Hilfe von Scopes sogar während der Laufzeit erreicht werden. Über frei definierbare Eigenschaften können auf dieseWeise Knoten zu Gruppen (sog. Scopes) zusammengefasst werden. Das Festlegen der Eigenschaften eines Scopes geschieht auf dem sogenannten Wurzelknoten, von dem die Erstellung des Scopes dann auch ausgeht. Die Scopes ermöglichen es auf aktuelle Ereignisse oder geänderte Überwachungsparameter im Sensornetz flexibel zu reagieren.
Da Sensornetze in vielen Fällen an nur schwer zugänglichen Orten angebracht sind, sind die angesprochenen Laufzeiten ein wichtiges Kriterium. Genauso wichtig ist auch das Erweitern oder Umprogrammieren des Sensornetzes im laufenden Betrieb.