Sensornetzwerke und Middleware-Plattformen

Die Forschungsgruppe Sensornetze und Middleware Plattformen untersucht mit einem ganzheitlichen Ansatz drahtlose Sensornetze im Sinne von cyber-physischen Systemen von Systemen.

Die Herausforderung ist, dass drahtlose Sensornetze (WSN) aus kostengünstigen Komponenten mit beschränkten Ressourcen bestehen, diese aber trotzdem eine hohe Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und ein hohes Maß an IT-Sicherheit erreichen müssen. Diese Anforderungen ergeben sich aus den Anwendungsgebieten wie dem Future Internet oder dem Internet of Things (IoT), Umweltmonitorings, Smart City, Industrieautomatisierung und den Bereichen Telemedizin und Telerehabilitation.

Für die Einbindung drahtloser Sensornetze in größere Systeme, z. B. im Rahmen des IoT, werden Softwarearchitekturen wie Middleware, Betriebssystem-Abstraktionen, sicheres Code-update und Softwareentwicklungsumgebungen untersucht und umgesetzt. Für die Evaluierung dieser Konzepte werden Testnetze im IHP-Gebäude mit bis zu 100 Geräten und auch in realen Umgebungen, vgl. auch das Projekt Smartriver, aufgebaut.

Seit 2018 untersucht die Abteilung die Integration von Methoden der Künstlichen Intelligenz in die oben genannten Anwendungsgebiete. Die Herausforderung dabei ist es, energieeffiziente Implementierungen geeigneter KI-Methoden zu entwickeln. Für die Bereiche IT-Sicherheit und E-Health wurden bereits erste Methoden untersucht. Hier gibt es eine sehr enge Kooperation mit der Gruppe Totale Resilienz. Weitere Projekte sind in der Vorbereitung.

Forschungsziele

  • Low Power Protocols
  • Design Methodologies für komplexe Hardware-Software-Systeme 
  • Context Sensitive Middleware
  • energieeffiziente KI-Implementierungen

Forschungsschwerpunkte

  • Elastic Computing
  • Protocol Design & In Network Processing 
  • Middleware 
  • KI-​basierte Erkennung von Angriffen gegen Netzwerke und einzelne Geräte
  • extrem leichtgewichtige IDS-Realisierungen für eingebettete Systeme
  • energieeffiziente Protokolle und Middleware-Implementierungen
  • IT-​Sicherheit; Schutz der Privatsphäre
  • Systemintegration Soft- und Hardware
  • Anwendungsentwicklung

Forschungsergebnisse

MyAirCoach-Adapter für Asthma-Inhalatoren: Die Nutzung des Adapters hat im Rahmen einer kleinen Feldstudie mit ca. 45 Teilnehmern zu einer signifikanten Verbesserung des Gesundheitszustandes der Studienteilnehmer geführt.

WISDOM-Plattform: Werkzeug zur Messung des Energieverbrauchs von Sensorknoten im Feld, erlaubt sehr detailliertes Profiling des Energieverbrauchs der ausgeführten Software (Best Paper Award SPS 2017); Nutzung in aktuellen IHP-Projekten, an der Universität Potsdam und der Universität Javeriana, Kolumbien

Im Rahmen des EU-Projektes e-balance wurde eine Software entwickelt, die selbstständig Haushaltsgeräte entsprechend der Verfügbarkeit von Energie aus erneuerbaren Quellen an- bzw. abschaltet. Diese wurde in 25 Ferienhäusern, deren Bewohner Laien sind, für mehrere Monate zur Nutzung bereitgestellt.

Dr.-Ing. Krzysztof Piotrowski

IHP 
Im Technologiepark 25
15236 Frankfurt (Oder)
Deutschland

Telefon: +49 335 5625 756
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