Using Existing Infrastructure as Support for Wireless Sensor Networks

Abstract: Denna avhandling handlar om hur befintliga datorinfrastrukturer i t.ex. sjukhus och industrier kan avlasta sensornätverk med energikrävande uppgifter. Vi har forskat på olika aspekter som gör det möjligt att förlänga livslängden på dessa sensornätverk. Avhandlingen presenterar en ny plattform för sensornätverk tillsammans med inledande simuleringar som påvisar att vår plattform ökar livslängden på dessa typer av nätverk.Generella sensornätverk är uppbyggda av tätt grupperade, trådlösa, batteridrivna datorer som kan vara så små som en kubikmillimeter. Datorerna kallas för sensorer eller sensornoder eftersom de har en eller flera inbyggda sensorer som känner av sin omgivning. En sensor har till uppgift att samla information från sin omgivning, t.ex. temperatur, fuktighet, vibrationer, hjärtslag eller bilder. Sensorerna skickar sedan informationen till en insamlingsstation någonstans i nätverket.I de typer av tillämpningar vi tittar på är det viktigt att minimera energiförbrukningen, så att man maximerar livslängden på sensornätverket. Avhandlingen presenterar en lösning där befintlig datorinfrastruktur fungerar som hjälpdatorer/avlastare till ett sensornätverk. Hjälpdatorerna, eller basstationerna som vi kallar dem i avhandlingen, hanterar energikrävande uppgifter som t.ex. vilken sensor som ska kommunicera med vem samt vid vilken tidpunkt etc. Då kan sensorerna i nätverket fokusera på att utföra sina egna uppgifter tills dess att basstationen säger att uppgifterna ändrats.Simuleringar visar att vår plattform kan skicka upp till 97 % mera information till basstationen än en jämförbar plattform med samma energimängd. 88 % av våra sensorer är fortfarande vid liv när den andra plattformens sensorer förbrukat all sin energi.Ett exempel på hur dessa typer av nätverk kan användas är att övervaka patienters hälsa och kondition i sjukhus eller sjukhem. Patienter behöver inte ha en fast sängplats där en viss typ av medicinskt övervakningsinstrument finns tillgänglig utan kan placeras där det finns en ledig sängplats. Via trådlös kommunikation skickar sensorerna sedan hälsoinformation som t.ex. hjärtfrekvens och blodtryck till en basstation som i sin tur skickar vidare till ett centralt övervakningsinstrument någonstans på sjukhuset. Övervakningsinstrumentet behandlar informationen och larmar personal med rätt kompetens vid behov. Larmet kan skickas till en mobiltelefon eller en liten handdator som personalen alltid bär med sig. Med larmet skickas även information om var patienten befinner sig och all nödvändig data för att personalen snabbt ska kunna ställa en första diagnos. På detta sätt kan man spara in på antalet specialbyggda sängplatser och slippa dyrbara installationer av medicintekniska utrustningar knutna till en sängplats.