Node identification in ir band images: Localization with wireless sensor networks

Abstract

Telsiz sensor ağlarındaki temel ihtiyaç sahip olduğu sensör düğümlerinin konumlandırılmasıdır. Sensörler tarafından yapılan ölçümler çoğu zaman konum bilgileriyle anlam kazanırlar. Hatta bazı sensor ağlarında konum bilgisi bir gereklilik durumundadır. Kullanımda olan konumlandırma teknikleri radyo sinyalinin sönümlenmesi ya da sesin hızı gibi uzaklık ve konum ile dolaylı olarak bağlantılı olan verilere dayanmaktadır. Bu nedenle bu konumlandırma tekniklerinin direkt olarak uzaklığın bir fonksiyonu şeklinde olmamaları hatalı yapılan ölçümler için başlıca bir hata kaynağı olmaktadır. Görüntü temelli sistemler ise doğrudan konum ile bağlantılı olmalarına rağmen bu sistemlerde arzu edilen sensör düğümlerinin ilgisiz bileşenlerden ayrılması çok zordur. Ancak birçok işlemin ardarda gerçeklenmesiyle bu başarılabilmektedir ve buda sistem için fazla bir yük olduğundan tercih edilmemektedir.Bu tezde telsiz sensor ağlarının konumlandırılması konusunda yeni bir yaklaşım önerilmektedir. Bu yaklaşım temel olarak çeşitli değişken boyutların eklenebilirliği ve bu değişken boyutlara uygulanan filtreleme işlemleriyle farklı sensör düğümlerinin belirlenebilirliği üzerine dayanmaktadır. Bu amaçla, IR bandı resimleri ve bu resimler içerisinde sensor düğümlerinin zamanın bir fonksiyonu şeklindeki varlıkları kullanılır. Sensör düğümlerine de, kendilerini diğer kızılötesi sinyal kaynaklarından ayırt edilebilir hale getirmeleri amacı ile belirli bir period ile kızıl ötesi sinyal yayınımı yaptırtılır. Bu sayede hatalı konum bilgisi yaratabilecek diğer ilgisiz kaynaklar elenmiş olur ve periyodu bilinen bir kızılötesi yayınım yapan sensor düğümü ayrıştırılarak konum bilgisi belirlenir.

Localization of sensor nodes is the main aspect of wireless sensor networks. Measurements of sensory systems are meaningless without location information. Location of a sensory measurement is a must have information in most of the systems. Current localization techniques depend on data like radio signal strength attenuation or speed of sound which are indirectly related to distance and location. These measurement?s disadvantage, which is not being a function of distance alone, is the main source for erroneous location estimations. An image based system would include direct location information but it is hard to distinguish desired sensor nodes from irrelevant entities. A series of operations are used to tackle this problem.A new approach for localization at wireless sensor networks is proposed in this thesis. The proposed method depends on addition of new change dimensions and filters applied to those dimensions that result in identification of unique sensor nodes. In that matter, IR band images and existence of sensor nodes at those images as a function of time are used. Sensor nodes are instructed to toggle emitting infrared signals at a specific period in order to distinguish themselves from other infrared signal sources while irrelevant signal sources are eliminated from the list of possible candidates.