Metoda wyznaczania współrzędnych położenia węzłów bezprzewodowej sieci sensorycznej zbudowanej w oparciu o standard IEEE 802.15.4

• Autorzy: Wawryszczuk M.

Warianty tytułu

EN

A method of assigning coordinates of IEEE 802.15.4 wireless sensor network

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia zaproponowany przez autora sposób identyfikacji współrzędnych położenia węzłów sieci sensorycznej. Zakłada się, że sieć zbudowana będzie w oparciu o nieskomplikowane urządzenia Chipcon CC2420, posiadające wbudowany stos protokołów IEEE 802.15.4. Węzły sieci nie znają swoich współrzędnych położenia, a do ich określenia wykorzystuje się węzły referencyjne, znające swoje współrzędne. W referacie przyjęto pomiar poziomu mocy odebranego sygnału (Received Signal Strength - RSS) jako parametr służący do wyznaczania odległości od danego węzła do węzła referencyjnego. Następnie współrzędne szacowane są w oparciu o rozszerzoną metodę największego spadku (Enchanced Steepest Descent - ESD). W artykule wykazano również, że parametr RSSI (Received Signal Strength Indicator) jest dobrą metryką wyznaczania odległości w propagacji przyziemnej na niezabudowanym, płaskim terenie.

EN

This paper presents a concept of building wireless sensor network, using simple devices Chipcon CC2420, with built-in IEEE 802.15.4 protocols stack. It is assumed that the nodes do not know their coordinates and they can calculate them using referential nodes (which know their position). Nodes measure the distance to the referential nodes using Received Signal Strength Indicator (RSSI) parameter and after that acquire their coordinates involving Enhanced Steepest Descent optimization method. In the article, it is shown that RSSI parameter can be a good estimator of the distance measurement in uniform area, in ground-level propagation model.

Słowa kluczowe

PL

sieci sensoryczne; wyznaczanie współrzędnych; RSSI; ESD

EN

sensor networks; coordinates assignment; RSSI; ESD

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 59, nr 3
• Strony: 407--420
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wawryszczuk M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Telekomunikacji, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] Chipcon CC2420 2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee-ready RF Transceiver, TI document.
• [2] W. Su, M. Alzaghal, Channel Propagation Measurement and Simulation of MICAz mote, WSEAS Transactions on Computer, Issue 4, 7, April 2007.
• [3] J. M. Molinda-Garcia-Padro, A. Martinez-Sala, M. V. Bueno Delgado, E. Egea-Lopez, L. Juan-Llacer, J, Garcia-Haro, Channel Model at 868 MHz for Wireless Sensor Networks in Outdoor Scenarios, Spain, Cartagena, 2005.
• [4] K. Tor-Inge, Range Measurements in an Open Field Environment, Texas instruments Design Note DNO18 SWRA169A.
• [5] D. Lymberopoulus, Q. Lindsey, A. Saavides, An Empirical Characterization of Radio Signal Strength Variability in 3-D IEEE 802.15.4 Networks Using Monopole Antennas, Yale University, New Haven, CT 06520, USA.
• [6] P. Bahl, V. N. Padmanabhan, RADAR: An In-building RF-based User Location and Tracking System, In Proc. IEEE Infocom, Tel-Aviv, Israel, April 2000, 775-784.
• [7] M. Berna, B. Lisien, B. Sellner, G. Gordon, F. Pfenning, S. Thrun, A Learning Algorithm for Localizing People Based on Wireless Signal Strength that Uses Labeled and Unlabeled Data, In Proceedings of IJCAI 03, 2003, 1427-1428.
• [8] P. Castro, P. Chiu , T. Kremenek, R. Muntz, A Probabilistic Location Service for Wireless Network Environments, Ubiquitous Computing 2001, September 2001.
• [9] http://www.chipcon.com.
• [10] D. Niculescu, B. Nath, Vor Base Stations for Indoor 802.11 Positioning, In Proceedings of Mobicom, 2004.
• [11] E. Elnahrawy, X. Li, R. M. Martin, The Limits of Localization Using Signal Strength: A Comparative Study, In Proceedings of Sensor and Ad-Hoc Communications and Networks Conference (SECON), Santa Clara California, October 2004.
• [12] R. Want, A. Hopper, V. Falco, J. Gibbons, The active badge location system, ACM Transaction on Information Systems, 10, 1, Jan 1992, 91-102.
• [13] S. Tennina, M. Di Renzo, F. Santucci, F. Grazisco, On the Distribution of Positioning Errors in Wireless Sensor Networks: A Simulative Comparison of Optimization Algorithms, IEEE WCNC, 2008, 2075-2080.
• [14] M. Wawryszczuk, The Concept of Building Dense K-Covering Wireless Sensor Networks, SECON 2009, Military University of Warsaw.
• [15] S. Osowski, Sieci neuronowe do przetwarzania informacji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2006, 56-57.
• [16] M. Lowton, J. Brown, J. Finney, Finding NEMO: On the Accuracy of Inferring Location in IEEE 802.15.4 Network, REALWSN'06, 2006, Uppsala, Sweden.
• [17] A. Award, T. Frunzke, F. Dressler, Adaptive Distance Estimation and Localization in WSN using RSSI Measurement, DSD 2007, August 2007, 471-478.
• [18] K. Benkic, M. Malajner, P. Planinsic, Z. Cucej, Using RSSI Value for Distance Estimation in Wireless Sensor Networks Based on ZigBee, Systems, Signals and Image Processing, IWSSIP, 15th International Conference on 25/07/2008.
• [19] S. Hara, D. Zhao, K. Yanagihara, J. Taketsugu, Propagation Characteristics of IEEE 802.15.4 Radio Signal and Their Application for Location Estimation, IEEE Xplore, 2005.
• [20] D. Lymberpolus, Q. Lindsey, A. Savvides, An Empirical Characterization of Radio Signal Strangth Variability in 3-D IEEE 802.15.4 Network Using Monopole Antennas, EWSN 2006, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006, 326-341.
• [21] M. Srbinovska, C. Gavrovski, V. Dimcev, Localization Estimation System Using Measurement of RSSI Based on ZigBee Standard, ELECTRONICS, Sozopol, Bulgaria, 2008.
• [22] A. Charytoniuk, Anteny i Propagacja Fal Radiowych, WAT, Warszawa, 1993.