渡辺研究室 静岡大学情報学部情報科学科

学内向け
分散システム、コンピュータネットワークの基礎技術を研究

研究プロジェクト

自然環境への負荷の小さいサステイナブルセンサーネットワークに関する研究

文部科学省科学研究費補助金　挑戦的萌芽　平成21年度～平成23年度


[概要]

　本研究では，自然環境への負荷が小さいサスティナブルセンサネットワーク（Sustainable Sensor Networks with Less Impact to Nature）を構築する基礎技術を開発することを目的とする．特に、通信プロトコルを中心とした学術的な対処法を開発する．


[詳細]

　近年，環境モニタリング等への応用を目的としたセンサネットワークが各所で研究されている．本研究では，自然環境への負荷が小さいサスティナブルセンサネットワーク（Sustainable Sensor Networks with Less Impact to Nature）を構築する基礎技術を開発することを目的とする．本研究では，まず「人が自然領域に立ち入ることによって自然破壊が生じる」と捉え，自然領域に人が立ち入ることを極力少なくしつつ所望のセンシング機能を達成する方式を次のアプローチで開発する．

A）
通常のバッテリ駆動（BT）ノードを用い，自然領域中のノードの交換回数を少なくするアプローチ
B）
エナジーハーベスティング駆動（EH）ノードを用い，バッテリ交換を不要としつつ不安定な電力供給でも効率的通信を可能とするアプローチ．
C）
BTノードとEHノードを混在させネットワークの構築に必要なノード数を最小限にするアプローチ

　各アプローチでは，ルーティング，メディアアクセス制御，ノード同期などの通信工学的手法を開発する．波及効果として，自然保護への適用だけではなく，人が立ち入ることが困難な領域，例えば放射線で汚染された原発内へも適用できることが期待できる．



Wireless Sensor Networks (WSNs) have been becoming a key technology for natural environment monitoring. We are developing wireless communication technologies for sustainable sensor networks with less impact to nature. In this research, entering nature, e.g., trespassing forest, by people and vehicles incurs negative impact, or damage to nature. The topic consists of the following three subjects.

(1)
Routing protocol reducing the number of replace of battery-driven (BT) nodes
(2)
Efficient collection of sensed data with energy-harvesting (EH) nodes
(3)
Communication protocols with least number of nodes using BT and EH nodes

Those protocols can be applied not only to monitoring nature but monitoring radiation in nuclear plant where people can not go into frequently.

研究会・全国大会

  • ビームパターンの組み合わせを用いるメディアアクセス制御方式について (PDF)

    木村真樹, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会, 信学技報, AN2011-57（2012-1）. pp. 13-18, 2012.01

  • アドホックネットワークにおけるスマートアンテナの適応制御方式について (PDF)

    青木 勇太, 萬代 雅希, 渡辺 尚

    電子情報通信学会, 信学技報, AN2011-56（2012-1）. pp. 7-12, 2012.01

  • エナジーハーベストを用いた災害時LAN通信の実証的考察 (PDF)

    山崎 景太, 荒木 拓也,　杉山 佑介, 渡辺 尚

    WiNF 2011 第9回 情報学ワークショップ, pp. 171-176, 2011.11

  • エナジーハーベスティング無線センサネットワークにおける確率的データ収集手法について (PDF)

    吉田 将也, 渡辺 尚

    電子情報通信学会, 信学技報, AN2011-49(2011-10). pp.165-170, 2011.10

  • エナジーハーベストを用いた災害時情報通信について (PDF)

    渡辺 尚, 吉田 将也, 千葉 義人

    日本社会情報学会（JSIS&JASI）合同研究大会, pp. 95-100, 2011.09

  • 無線センサーネットワークにおけるデータ集約方式に関する考察 (PDF)

    河合 佑介, 李 烏雲格日楽, 木谷 友哉, 萬代 雅希, 渡辺 尚

    情報処理学会マルチメディア, 分散, 協調とモバイルDICOMO2011シンポジウム, pp. 871-877, 2011.07

  • 環境発電によって電力供給を行うセンサネットワークでのデータ収集方式 (PDF)

    吉田 将也, 木谷 友哉, 萬代 雅希, 渡辺 尚

    情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル（DICOMO2010）シンポジウム, 4H-1 pp. 1037-1048, 2010.07

  • エナジーハーベストを用いたセンサネットワークにおける冗長データ収集について (PDF)

    吉田 将也, 木谷 友哉, 萬代 雅希, 渡辺 尚

    電子情報通信学会（AN研）, ＡＮ2009-67　pp.113-118, 2010.01

  • Analysis of Partial Data Aggregation in Wireless Sensor Networks (PDF)

    WuyungerileLi, Daisuke Okamura, Masaki Bandai, Takashi Watanabe

    電子情報通信学会（NS研）, NS2009-80　pp. 19-24, 2009.10

  • [奨励講演]移動シンクを用いた協調型データ蓄積方式 (PDF)

    高田悠, 萬代雅希, 木谷友哉,渡辺尚

    電子情報通信学会（NS研）, NS2009-99　pp. 127-132. [奨励講演], 2009.10

  • 移動シンクを利用した協調型データ蓄積方式について (PDF)

    高田悠、萬代雅希、木谷友哉、渡辺尚

    情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル（DICOMO2009）シンポジウム, セッション 7G-F3センサネット（1）（UBI) pp. 1592-1603, 2009.07

  • Discussions on Data Aggregation in Wireless Sensor Networks (PDF)

    Daisuke Okamura, Masaki Bandai, Takashi Watanabe.

    情報処理学会（MBL研究会）, 2009-ＭＢＬ-49　№4, pp. 1-7, 2009.04

  • センサネットワークにおける協調型データ蓄積方式について (PDF)

    高田悠, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会（ＮＳ研究会）, 信学技報vol. 108 no. 258, NS2008-76 pp. 55-60, 2008.10

  • 複数シンクセンサネットワークにおける非対称トポロジでの負荷分散方式について (PDF)

    大石忠央, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会（ＡＮ研究会）, 信学技報AN2008-46 pp. 99-104, 2008.10

  • スマートアンテナを用いるアドホックネットワークのさらし端末問題に関する一検討 (PDF)

    河村直哉, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会（ＡＮ研究会）, pp. 31-36, 2008.07

  • 連鎖型センサネットワークにおけるデータ集約の性能評価について (PDF)

    岡村大輔, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会（ＡＮ研究会）, pp. 1-6, 2008.07

  • センサネットワークにおける大容量データ通信方式について (PDF)

    高田悠, 萬代雅希, 渡辺尚

    情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル（DICOMO2008）シンポジウム, セッション1E-1 センサネット（ＭＢＬ） pp. 112-119, 2008.07

  • 自然観測のためのセンサネットワーク構築方式について (PDF)

    高橋慶太, 萬代雅希, 渡辺尚

    情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル（DICOMO2008）シンポジウム, セッション1E-4センサネット（ＭＢＬ） pp. 137-144, 2008.07

  • 自然環境への影響を少なくするセンサネットワークの環境影響度と構築方式について (PDF)

    高橋慶太, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会2008年総合大会, pp. 575, 2008.03

  • 移動シンクを用いた大容量センサネットワークの構築方式について (PDF)

    高田悠, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会2008年総合大会, pp. 564, 2008.03

  • センサネットワークにおける衝突回避送受信スケジュールについて (PDF)

    赤嶺涼, 渡辺尚

    電子情報通信学会（AN研究会）報告, 信学技報 Vol. 107, No.293(AN2007-45), pp. 63-67, 2007.10

  • ノードの負荷を考慮した複数シンクセンセネットワークのパケット分配送信方式に関して (PDF)

    大石忠央, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会（AN研究会）報告, 信学技報 Vol. 107, No.293(AN2007-44), pp. 57-62, 2007.10

  • 連鎖型センサネットワークにおけるデータ集約について (PDF)

    岡村大輔, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会（AN研究会）報告, 信学技報 Vol. 107, No.293(AN2007-34), pp. 1-6, 2007.10

  • ノードの負荷を考慮した複数シンクセンセネットワークのパケット分配送信方式について (PDF)

    大石忠央, 萬代雅希, 渡辺尚

    情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル（DICOMO2007）シンポジウム, セッション5C　センサネットワーク制御2（MBL） Vol. 2007, pp. 957-965, 2007.07

  • 連鎖型センサネットワークにおけるデータ集約の効果について (PDF)

    岡村大輔、萬代雅希、渡辺尚

    情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル（DICOMO2007）シンポジウム, セッション1C　センサネットワーク１（UBI） Vol. 2007, pp. 74-81, 2007.07

  • センサネットワークにおけるボトルネックノードの消費電力均衡化方式について (PDF)

    大石忠央, 鈴木孝明, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会2007年総合大会, pp. 203, 2007.03

  • 連鎖型センサネットワークにおけるデータ集約の効果について (PDF)

    岡村大輔, 萬代雅希, 渡辺尚

    電子情報通信学会2007年総合大会, pp. 202, 2007.03

  • [招待講演]センサーネットワークプロトコルの基礎技術 (PDF)

    渡辺尚

    平成18年度電気関係学会東海支部連合大会, S4-2. [招待講演], 2006.09

  • 高出力アクセスポイントを利用する非対称マルチホップネットワークについて (PDF)

    赤嶺涼, 西井龍五, 萬代雅希, 渡辺尚

    情報学ワークショップ2006（WiNF2006）, pp. 115-118, 2006.09

  • ［奨励講演］パケット分配送信による複数シンクセンサーネットワークの省電力化について (PDF)

    鈴木孝明、萬代雅希、渡辺尚

    電子情報通信学会（NS研究会）報告, Vol. 105 No. 562 pp. 13-16 , 2006.03

  • 複数シンクを用いたセンサネットワークの省電力化について (PDF)

    鈴木孝明、萬代雅希、 渡辺尚

    電子情報通信学会（NS研究会）報告, Vol. 105 No. 195 NS2005 pp. 45-48, 2005.11

  • 複数指向性アンテナを用いたセンサネットワークについて (PDF)

    崎山朝彦、萬代雅希、渡辺尚

    電子情報通信学会（NS研究会）報告, Vol. 105 No. 195 NS2005 pp. 41-44., 2005.09

  • ノードの交換が容易なセンサネットワークの構築 (PDF)

    湯浅雄一、萬代雅希、 渡辺尚

    情報処理学会 ﾏﾙﾁﾒﾃﾞｨｱ,分散,協調とモバイル（DICOMO2005）シンポジウム, IPSJ Symposium Series Vol. 2005 no. 6 pp. 261-264, 2005.09

国際会議

  • An Optimal Sleeping Time for Pseudo-Synchronization Protocol in Energy Harvesting Wireless Sensor Networks (PDF)

    KAWAI Yusuke and WATANABE Takashi

    International Symposium on EcoTopia Science (ISETS'11), 10F04-05(7209) p. 103, 2011.12

  • A Data Collection Protocol for Wireless Sensor Networks Powered by Ambient Energy Harvesting (PDF)

    Masaya Yoshida and Takashi Watanabe

    International Symposium on EcoTopia Science (ISETS'11), 10F04-04(7135) p. 102, 2011.12

  • Probabilistic Data Collection Protocols for Energy Harvesting Sensor Networks (PDF)

    Masaya Yoshida, Tomoya Kitani, Masaki Bandai, Takashi Watanabe, Pai H. Chou and Winston K. G. Seah

    The 36th IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN) , CD-ROM pp. 370-377, 2011.10

  • Discussion on Tradeoffs among Delay, Energy and Accuracy of Data Aggregation for Multi-Robot Sensor Networks (PDF)

    Wuyungerile Li, Masaki Bandai, Takashi Watanabe

    ICMA The International Conference on Mechatronics and Automation, CD-ROM, 2010.08

  • Least Impact Routing towards Sustainable Sensor Networks Enhanced by Energy Harvesting (PDF)

    K. Takahashi, M. Bandai, H. P. Tan, , W. K. G. Seah and T. Watanabe

    The 5th International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU 2010), CD-ROM, 2010.04

  • Tradeoff between Delay Energy and Consumption of Partial Data Aggregation in Wireless Sensor Networks (PDF)

    Wuyungerile Li, Daisuke Okamura, Masaki Bandai, Takashi Watanabe

    The 5th International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU 2010), CD-ROM, 2010.04

  • Tradeoffs among Delay,Energy and Accuracy of Partial Data Aggregation in Wireless Sensor Networks (PDF)

    Wuyungerile Li, Masaki Bandai, Takashi Watanabe

    IEEE The International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA2010), CD-ROM, 2010.04

  • FUNDAMENTAL ANALYSIS TOWARDS PARTIAL DATA AGGREGATION IN WIRELESS SENSOR NETWORKS (PDF)

    Daisuke Okamura, Wuyungerile Li, Masaki Bandai,Takashi Watanabe

    The 12th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications（WPMC'09), CD-ROM, 2009.09

  • A Routing Protocol towards Sustainable Sensor Networks for Nature Monitoring

    Keita Takahashi, Masaki Bandai, Takashi Watanabe

    R'09 Twin World Congress, CD-ROM, 2009.09

  • FUNDAMENTAL ANALYSIS TOWARDS PARTIAL DATA AGGREGATION IN WIRELESS SENSOR NETWORKS (PDF)

    Daisuke Okamura, Wuyungerile Li, Masaki Bandai,Takashi Watanabe

    The 12th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications（WPMC'09), CD-ROM, 2009.09

  • Dispersive Packet Transmission to Multiple Sinks to Reduce the Load of Individual Nodes in Sensor Networks (PDF)

    T.Oishi, M.Bandai and T.Watanabe

    ICMU International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking, pp.140-145, 2008.06

  • DispersiveCast: Dispersive Packets Transmission to Multiple sinks for Energy Saving in Sensor Networks (PDF)

    Takaaki SUZUKI, Masaki BANDAI and Takashi WATANABE

    The 17th Annual IEEE Nmternational Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC'06), CD-ROM, 2006.09

  • Routing Protocol of Sustainable Sensor Networks with High Exchangeability of Nodes (PDF)

    Yuichi Yuasa, Masaki Bandai, Takashi Watanabe

    The 2006 IEEE 63rd Vehicular Technology Conference (VTC2006), CD-ROM, 2006.05

論文誌

  • 環境発電によって電力供給を行うセンサネットワークでのデータ収集方式 (PDF)

    吉田将也, 木谷友哉, 萬代雅希, 渡辺尚

    情報処理学会論文誌, Vol. 52. No 3. pp. 997-1009. , 2011.03

  • Cooperative Data Buffering with Mobile Sinks for Wireless Multimedia Sensor Network (PDF)

    Yu Takada, Masaki Bandai, Tomoya Kitani,Takashi Watanabe

    Information Porceeding Society of Japan(IPSJ), Vol .3. pp. 856-869 , 2010.03

  • A Routing Protocol with High Node Exchangeability for Sustainable Sensor Networks (PDF)

    Yuichi YUASA, Masaki BANADAI, and Takashi WATANABE

    IEICE Transactions on Communications , Vol. E90-A No. 7 pp. 1353-1361, 2007.07