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TINYGIS: un'estensione del TinyDB per la trattazione dei dati geografici su reti di sensori wireless

Informazioni tesi

  Autore: Massimo Ianni
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2006-07
  Università: Università degli Studi dell'Aquila
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria informatica
  Relatore: Paolino Di Felice
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 180

L'approccio dichiarativo nelle reti di sensori è stato introdotto in diverse forme, ad esempio per i sensori che utilizzano il sistema operativo TinyOS esiste il TinyDB che permette di vedere una rete di sensori wireless come se essa fosse la tabella di una base di dati relazionale e mette a disposizione un linguaggio dichiarativo d’interrogazione simile all'SQL: il TinySQL, che permette d'interrogare le letture date dai sensori sui nodi, con particolare attenzione ai consumi energetici degli stessi.
I dati trattati dal TinySQL sono solamente alfanumerici, non esiste cioè un tipo di dato che possa rappresentare le geometrie che descrivono la topologia della rete di sensori né sono presenti operatori capaci di trattare dati spaziali. In sostanza il TinyDB non supporta la georeferenziazione dei nodi sensore, tipica del mondo GIS.
In questo lavoro ci si è posto il problema di come analizzare i dati forniti dalla rete di sensori congiuntamente alla loro provenienza geografica, ossia alla georeferenziazione dei nodi sensore.
Si è trattato, innanzitutto, di estenderne gli “attributi descrittivi” aggiungendo a quelli usuali del TinyDB (luminosità, temperatura, …) longitudine e latitudine onde creare le premesse per la georeferenziazione dei nodi sensore. Quindi si sono prodotte e messe a confronto due soluzioni.
La prima è consistita nel far confluire tutti i dati provenienti dalla rete di sensori, compresi longitudine e latitudine, in una base dati relazionale dotata di estensione spaziale. Come vedremo, tale soluzione implica elevato consumo energetico a carico dei nodi e la necessità di convertire nel formato geometrico proprietario del SGBD scelto i dati che rappresentano le coordinate dei nodi della rete.
La seconda soluzione è consistita nell’operare direttamente sul TinyDB aggiungendo ad esso operatori spaziali idonei, quindi, al trattamento di dati georeferenziati. L'estensione del TinyDB prodotta consente, evidentemente, di trattare anche gli attributi spaziali in modo dichiarativo. Tale estensione sarà denominata nel presente documento TinyGIS.
Il lavoro svolto, ed in particolare la realizzazione degli operatori spaziali proposti, è stato guidato dalla consapevolezza delle forti limitazioni in termini di consumi energetici che caratterizzano le reti di sensori wireless e dalle limitate potenze di calcolo coinvolte.

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Capitolo 1 Introduzione I recenti progressi nei settori delle comunicazioni radio e della microelettronica hanno consentito la realizzazione di sensori capaci di ”osservare” l’ambiente in cui sono inseriti, di elaborare localmente i dati acquisiti e di comunicare wireless con il resto del sistema. Le reti di questi dispositivi, le wireless sensor networks (WSN), costituiscono l’infrastruttura wireless per la raccolta, fusione, aggregazione dei dati immagazzinati nei nodi-sensore e relativi al processo osservato. Sistemi interconnes- si di sensori, a basso consumo energetico, auto-aggreganti ed a scarsa manutenzione si prestano alla realizzazione di sistemi facilmente accessibili da comode postazioni remote di sorveglianza per la raccolta dei dati grezzi e/o aggregati. Cio` rende le WSN particolarmente adatte a diversi campi applicativi, fra cui il controllo della salute del cittadino, la sicurezza, il controllo ambientale e del traf- fico, oltre a quelle in ambito militare, con soluzioni nuove e ad elevato contenuto di innovazione. L’esigenza di garantire basso consumo energetico e di operare in un ambiente a limitate risorse differenzia le WSN da qualsiasi altro sistema di rete al punto che la ricerca nel settore sta seguendo un percorso autonomo che ha gia` 10

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