{"created":"2023-06-20T13:21:17.520842+00:00","id":1436,"links":{},"metadata":{"_buckets":{"deposit":"5f5bbb27-ca3a-4f17-9d14-394d0b36c806"},"_deposit":{"created_by":21,"id":"1436","owners":[21],"pid":{"revision_id":0,"type":"depid","value":"1436"},"status":"published"},"_oai":{"id":"oai:ir.soken.ac.jp:00001436","sets":["2:429:19"]},"author_link":["0","0","0"],"item_1_creator_2":{"attribute_name":"著者名","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"末永, 俊一郎"}],"nameIdentifiers":[{}]}]},"item_1_creator_3":{"attribute_name":"フリガナ","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"スエナガ, シュンイチロウ"}],"nameIdentifiers":[{}]}]},"item_1_date_granted_11":{"attribute_name":"学位授与年月日","attribute_value_mlt":[{"subitem_dategranted":"2009-03-24"}]},"item_1_degree_grantor_5":{"attribute_name":"学位授与機関","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreegrantor":[{"subitem_degreegrantor_name":"総合研究大学院大学"}]}]},"item_1_degree_name_6":{"attribute_name":"学位名","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreename":"博士（情報学）"}]},"item_1_description_12":{"attribute_name":"要旨","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"　無線センサネットワーク（Wireless Sensor Networks: WSN）は、センサデータを取得できる多数のノードが無線によって接続されるネットワークである。WSNはノードを物理的に敷設するだけでセンサデータの取得を可能にすることから、有線ネットワークを敷設することが困難であった場所における適用が期待されている。従来、WSNは特定のアプリケーションのために敷設し、そのアプリケーションだけのために運用されるのが一般的であった。WSNの実用化が進む将来においては、費用対効果の観点から、WSNが予め敷設された環境下で、複数のアプリケーションを運用する形態が現実的となる。<br />　WSNのアプリケーションは、アプリケーションを実現できるプログラムをWSNを構成するノードに配備することによって実現される。敷設されたWSNで複数のアプリケーションを運用する場合、アプリケーションを追加する際にはプログラムをWSNに追加すること、アプリケーションを削除する際にはプログラムをWSNから削除すること、アプリケーションの動作を変更する場合には配備されたプログラムを変更する必要が生じる。こうした運用形態においては、アプリケーションを構成するプログラムを動的にノードに配備する手法が有効であると既存研究によって示されている。<br />　本研究では、WSN内部でアプリケーション固有の計測を行い、WSN内部でアプリケーション固有の処理を行うアプリケーションを複数構成することを想定する。これらのアプリケーションは空間的な計測を必要とするため複数のプログラムで構成される。本論文では、こうしたアプリケーションをLCA(Locally Centralized Applications)と定義する。既存研究は、LCAを構成する際に以下の2つの課題を抱える。<br />　(課題1)　LCAのようにWSN内部で複数のプログラムが連携するアプリケーションを構築する際に、プログラマにアドホックな実装を強制し、その結果、LCAの継続的な構成を困難にする課題がある。WSN内部でアプリケーション固有の処理を実施するLCAを継続的に構成するために適したアーキテクチャが必要となる。<br />　(課題2)　LCAが稼動場所を変更する場合、既存研究では複数のプログラム間で通信を実施し、移動の同期を行う必要が生じる。WSNではノード間の通信の際にパケットロスがあることが良く知られている。複数のプログラムが移動を行う際に通信に高く依存をした手法をとると、一部のプログラムが移動を開始できない可能性、移動に失敗する可能性が生じる。この結果、アプリケーションは、新たな稼動場所におきプログラム数の不足により処理を継続できない課題がある。<br />　本研究ではこれらの課題を解決し、WSNの実利用を促進するために、LCAの経続実行を目標とし、以下2つの提案を行う。<br />　(提案1)　アプリケーション(LCA)を構成する際のアーキテクチャの提案　Master、Slave−S、Slave−Mの3つのコンポーネント化されたプログラムから構成されるアーキテクチャを用いてLCAを構成する。<br />　(提案2)　複数プログラムの動的配備手法の提案　<br />　一つのプログラム側(Master)が他のプログラム (Slave−M,　Slave−S)を生成し、複数プログラムを動的に配備する手法を提案する。<br />　本研究ではこれら提案に対する評価をシミュレーション環境を用いて実施した。提案するアーキテクチャによって既存手法よりLCAの継続的な構成を行う際の信頼性を、約15%〜50%向上した。また、提案する動的配備手法によって, 動的配備の成功率を約20%〜40%向上した。以上の結果から、提案手法は、複数のプログラムで構成されるアプリケーション（LCA）を既存のWSN内で複数運用する際の有効な手段の一つとなることがわかった。<br /><br /><b>Abstract</b><br />　Wireless Sensor Networks (WSN) are large-scale networks consisting of spatially dis-tributed nodes with sensing capabilities to monitor conditions of the physical environ-ment . They are deployed in environments that are difficult to access by traditional wired networks. In the past such WSNs have mostly been designed and deployed with spe-cific applications in mind. Recent developments however show an increasing demand for WSNs to provide a shared network infrastructure for a multitude of different applications running in parallel.<br />　Applications in WSNs are realized by deploying and executing distributed program modules on multiple nodes of the network. The simultaneous operation of multiple applications thus makes it necessary to enable dynamic adding, modifying and deleting of program modules throughout the network. Existing work so far has dealt with this issue by proposing dynamic deployment methods to effectively reprogram the nodes at run-time.<br />　In our work we assumed the scenario of multiple applications running in a given WSN, each of which consist of multiple program modules running on specific nodes to conduct sensing and data processing tasks. We call such applications <i>LCAs</i> (Locally Centralized Applications) in this paper. Existing solutions suffer from two drawbacks considering the deployment and execution of <i>LCAs</i>.<br /><b>Problem 1:</b>　Related work lacks a proper architecture for structuring <i>LCAs</i>, resulting in an ad-hoc development of <i>LCAs</i> and difficulties in their continued execution.<br /><b>Problem 2:</b>　When a <i>LCA</i> needs to change its deployment location, existing work re-quires communication and synchronization between the program modules that need re-location. On the other hand, WSN are a highly unstable communication environment and thus entail two risks. For one, message loss can result in certain program modules to fail receiving the relocation instructions from the controlling process and thus will not relocate correctly. 　Furthermore, communication failures during the migration process itself can result in certain program modules to be lost.<br />　To address the above issues and improve the practical development of <i>LCAs</i> we pro-pose two novel approaches.<br /><b>approach 1:</b>　An architecture for structuring <i>LCAs.</i>We propose constructing a <i>LCA</i> by dividing responsibilities into three components, namely <i>a Master, Slave-S and Slave-M.</i><br /><b>approach 2:</b>　A dynamic deployment process for distributed program modules.<br />The <i>Master</i> component generates the other component programs (<i>Slave-S, Slave-M</i>) and controls their deployment dynamically.<br />　We evaluated the efficiency of our proposal in a simulation environment. The results show that the architecture achieves a success rate of constructing <i>LCAs</i> 15% to 50% higher than in existing solutions. In addition, the dynamic deployment process reached deployment success rates 20% to 40% higher than in related work. We conclude that the proposed approaches are an effective way to operate multiple <i>LCAs</i> simultaneously in WSN environments.","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_description_18":{"attribute_name":"フォーマット","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"application/pdf","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_description_7":{"attribute_name":"学位記番号","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"総研大甲第1243号","subitem_description_type":"Other"}]},"item_1_select_14":{"attribute_name":"所蔵","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"有"}]},"item_1_select_8":{"attribute_name":"研究科","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"複合科学研究科"}]},"item_1_select_9":{"attribute_name":"専攻","attribute_value_mlt":[{"subitem_select_item":"17 情報学専攻"}]},"item_1_text_10":{"attribute_name":"学位授与年度","attribute_value_mlt":[{"subitem_text_value":"2008"}]},"item_creator":{"attribute_name":"著者","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"SUENAGA, Shunichiro","creatorNameLang":"en"}],"nameIdentifiers":[{}]}]},"item_files":{"attribute_name":"ファイル情報","attribute_type":"file","attribute_value_mlt":[{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2016-02-17"}],"displaytype":"simple","filename":"甲1243_要旨.pdf","filesize":[{"value":"261.1 kB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_11","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"要旨・審査要旨","url":"https://ir.soken.ac.jp/record/1436/files/甲1243_要旨.pdf"},"version_id":"ba6db9dc-5734-4ad8-aa50-61a873915056"},{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2016-02-17"}],"displaytype":"simple","filename":"甲1243_本文.pdf","filesize":[{"value":"5.9 MB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_11","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"本文","url":"https://ir.soken.ac.jp/record/1436/files/甲1243_本文.pdf"},"version_id":"1b75da9d-e58d-4a24-986d-d1ba3cd13034"}]},"item_language":{"attribute_name":"言語","attribute_value_mlt":[{"subitem_language":"jpn"}]},"item_resource_type":{"attribute_name":"資源タイプ","attribute_value_mlt":[{"resourcetype":"thesis","resourceuri":"http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec"}]},"item_title":"無線センサーネットワークにおけるプログラムの動的配備","item_titles":{"attribute_name":"タイトル","attribute_value_mlt":[{"subitem_title":"無線センサーネットワークにおけるプログラムの動的配備"},{"subitem_title":"Dynamic Deployment of Programs in Wireless Sensor Networks","subitem_title_language":"en"}]},"item_type_id":"1","owner":"21","path":["19"],"pubdate":{"attribute_name":"公開日","attribute_value":"2010-03-24"},"publish_date":"2010-03-24","publish_status":"0","recid":"1436","relation_version_is_last":true,"title":["無線センサーネットワークにおけるプログラムの動的配備"],"weko_creator_id":"21","weko_shared_id":-1},"updated":"2023-06-20T15:54:00.933983+00:00"}