高容錯感測網路之研究類別 ( 主持人或共同主持人 ) 姓名單位與職稱在本計畫中負責之工作與負責工作相關之重要簡歷總主持人俞征武副教授總計劃之推動及子計劃間之協調計算機中心主任子計劃一主持人王俊鑫助理教授主持無線感測網路之省電及安全通訊協定之設計計算機中心網路學習組長子計劃一主持人歐陽雯助理教授主持.

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高容錯感測網路之研究類別 ( 主持人或共同主持人 ) 姓名單位與職稱在本計畫中負責之工作與負責工作相關之重要簡歷總主持人俞征武副教授總計劃之推動及子計劃間之協調計算機中心主任子計劃一主持人王俊鑫助理教授主持無線感測網路之省電及安全通訊協定之設計計算機中心網路學習組長子計劃一主持人歐陽雯助理教授主持無線感測網路之省電及安全通訊協定之設計 Nortel Networks 通訊網路資深研究員 ( 曾任 ) 子計劃二主持人梁秋國副教授主持無線感測網路之連接及覆蓋問題計算機中心主任 ( 曾任 ) 子計劃三主持人許慶賢助理教授主持無線感測網路與視訊格網資料管理之整合性平台計算機中心系統網路組組長

子計劃一：無線感測網路之省電及安全通訊協定之設計具有下列的特點 : – 採用叢集式 (cluster) 的管理 – 移動式的節點可快速加入所經過的叢集，以進行資料的傳輸存取 – 採用 TDMA+CDMA 的機制，避免傳送資料時，不必要的衝撞發生 (collision) – 可依據節點的傳輸需求，最佳化的動態排程各節點的傳送與接收資料的時間，達節省電源消耗的目的 – 可依節點所剩餘的電源量，適當的選擇叢集中 (cluster) 的中繼傳輸節點 (cluster head) ，以延續感測網路的存活時間

MAC Frame 的架構

Frame 架構說明 Sync: 用於同步移動式節點及新增之固定節點。 Join Window ：移動式的節點傳送加入訊息至 Cluster head 。 Join Confirm Window :Cluster head 回應節點加入結果。 Beacon: 由 Cluster head 廣播至所有節點，並告知 Request Window 與 Request Confirm Window 的長度。

Frame 架構說明 (cont.) Request Window: 當節點需傳送訊息時，在此時段中提出要求傳送之訊息的長度、優先權及剩餘電量 (Energy Level) 等相關資訊。 Request Confirm Window: 當 Cluster head 接收到來自 Request Window 中各節點所需的訊息長度與優先權等相關資訊後，進行傳輸需求排程 (Request Scheduling) ，將排程結果傳送給相關的節點。 Control Window: Cluster head 以廣播方式告知該叢集中所有之節點的相關資訊，如下一個 Frame 的 Cluster Head 的變動等訊息。 Data slot: 叢集中的節點根據 Request Confirm Window 中所收到的訊息，在被排程的時間進行傳送資料至 Cluster head 。

系統運作的流程 1:Frame 啟始 2.SYNC 同步完成 3. 進入 Join Window 4. 進入 Join Confirm Window 5. 進入 Request Window 6. 進入 Request Confirm Window 7. 進入 Control Window 8. 進入 Data Slot

7 子計劃二：無線感測網路之連接及覆蓋問題研究重點 : – 在靜態的 Sensor Network 環境, 且感測點可分佈在任意位置的情況下, 如何分辨或偵測發生錯誤的感測點，並將之過濾，以確保傳回基地台之資料的正確性 – 例 : 正常讀數為溫度 15-17, 須將錯誤讀數排除

8 無線感測網路之連接及覆蓋問題研究方向 ( 一 ): Centralized algorithms – 可將感測點的讀數先傳回基地台，再由基地台判斷出錯誤的讀數及感測點 – 缺點 : 錯誤的讀數須傳回基地台，將會佔用大量無線通訊的頻寬耗用大量的電力，減短整體網路的使用壽命研究方向 ( 二 ): Distributed algorithms – 每一感測點利用其感測能力範圍內其它敢測點的資訊來進行判斷與過濾的工作 –Localized approach

9 無線感測網路之連接及覆蓋問題前人研究成果 : – 利用統計上的技巧將感測點的讀數進行分析，以判斷出其正確性 – 缺點 : 偵錯之準確性不高會有誤判的情況吾人研究成果 – 利用分群 (clustering) 的技巧將感測點的讀數進行分群，再根據分群後的結果加以判斷讀數是否正確或錯誤 – 優點 : 偵錯之準確性提高幾乎沒有誤判

10 無線感測網路之連接及覆蓋問題利用 Maximum Spanning Tree 技巧進行分群

11 無線感測網路之連接及覆蓋問題 Detection Accuracy: 1024 nodes A sensor distribution A  represents a sensor A + represents a faulty sensor. 前人結果吾人結果

12 無線感測網路之連接及覆蓋問題 Detection Accuracy False alarm rate 誤判率

子計劃三：無線感測網路與視訊格網資料管理之整合性平台 Localized communication enhances performance of parallel applications on computational grid Resource information services provide useful information for node selection

Main Items Communication Localization Techniques in Cluster-Based Grid System –Identical Cluster & Non-identical Cluster –In-Core & Out-of-Core Web-Based Resource Monitoring System –MRTG Status Report Tool –Dynamic Selection Interface Storage Resource Broker File System

Subproject Progress & Results Localization Techniques –Developed both in-core and out-of-core communication localization techniques for various cluster grid topologies –Ratio of progress: 100%

Subproject Progress & Results Resource Information Service –Developed MRTG- based resource monitoring system –Ratio of progress: 80% (lack of dynamic selection interface)

Subproject Progress & Results Data Grid –Developed storage resource broker file system –Ratio of progress: 80% (to integrate into Taiwan UniGrid)

Goals to achieve by the end of year Localization Techniques –Real application simulation –Optimization of Data Partitioning Algorithm Resource Information Services –Dynamic Selection Tool SRBFS –Integration with Taiwan UniGrid