Efficient Sleep-Awake Scheduling Mechanism for Target Coverage Problem and It's Implementation

Abstract

Target Coverage 是無線感測網路 (Wireless Sensor Networks)重要的應用之 一，當靠近監控目標(Target)的Sensors 感 測到事件發生，必須立即將感測的資料回 傳至主控中心(Sink)，進而對發生的事件進 行即時性的處理。因此，主控中心與監控 目標間通訊上的連通性，是Target Coverage 不可或缺的條件。本論文針對一 已佈建完成的無線感測網路，提出分散式 的排程協定，以達到延長網路生命期與維 持網路通訊連通性等雙重目的。我們將整 個網路依位置資訊劃分為許多Cell，並在 以Cell為基礎的網路上探討共享通訊路徑 及網路連通性等特性，根據這些特性，我 們安排多組可同時醒來或睡眠的Sensor集 合，依時間的變化加以輪替醒睡，以達到 回傳資料時，能維持網路連通性，並兼顧 電量的消耗可以平均分散於相異路徑間之 要求，進而延長整體的Network Lifetime。 另外，為了具體實現本論文所研發的 Target Coverage 技術，本論文實作一套校 園即時監控系統。本系統整合紅外線感 應、光感應、無線傳輸、視訊遠端監控之 自動開啟及關閉等多種先進技術。首先， 我們在校園監控區建置紅外線感應照明燈 及具有光感應功能之感測器，以維護校園 某些重要地方(即本論文之Target)的安全 性。當感應照明燈以紅外線感應到闖入者 時，無線感測器將感應到光度的變化，並 以無線的方式通知網路伺服器，伺服器會 透過Ethernet 發送監控指令控制攝影機的 轉動、拍照與錄影及停止錄影，並可將此 警訊同時透過本論文所研發的共享路徑傳遞至警衛室或巡邏者。本系統以nesC及C 分別實作於MICA2 Sensor Node及Stargate Gateway 以實現本論文所研發之醒睡安排 技術。