Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Performance evaluation of time synchronization and clock drift compensation in wireless personal area networks
KTH, Skolan för teknik och hälsa (STH), Data- och elektroteknik (Stängd 20130701).ORCID-id: 0000-0003-1668-9896
KTH, Skolan för teknik och hälsa (STH), Data- och elektroteknik (Stängd 20130701).
KTH, Skolan för teknik och hälsa (STH), Centra, Centrum för teknik i medicin och hälsa, CTMH.
KTH, Skolan för teknik och hälsa (STH), Data- och elektroteknik (Stängd 20130701).
2012 (Engelska)Ingår i: BodyNets '12 Proceedings of the 7th International Conference on Body Area Networks, ICST , 2012, s. 153-158Konferensbidrag, Publicerat paper (Refereegranskat)
Abstract [en]

Efficient algorithms for time synchronization, including compensation for clock drift, are essential in order to obtain reliable fusion of data samples from multiple wireless sensor nodes. This paper evaluates the performance of algorithms based on three different approaches; one that synchronizes the local clocks on the sensor nodes, and a second that uses a single clock on the receiving node (e.g. a mobile phone), and a third that uses broadcast messages. The performances of the synchronization algorithms are evaluated in wireless personal area networks, especially Bluetooth piconets and ZigBee/IEEE 802.15.4 networks. A new approach for compensation of clock drift and a realtime implementation of single node synchronization from the mobile phone are presented and tested. Finally, applications of data fusion and time synchronization are shown in two different use cases; a kayaking sports case, and monitoring of heart and respiration of prematurely born infants. 

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
ICST , 2012. s. 153-158
Nyckelord [en]
Time synchronization, clock drift, data fusion, Bluetooth, IEEE 802.15.4.
Nationell ämneskategori
Kommunikationssystem
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-123218DOI: 10.4108/icst.bodynets.2012.250342Scopus ID: 2-s2.0-84908592912ISBN: 978-193696860-2 (tryckt)OAI: oai:DiVA.org:kth-123218DiVA, id: diva2:625488
Konferens
7th International Conference on Body Area Networks, BODYNETS 2012, Oslo, Norway, 24 September 2012 through 26 September 2012
Anmärkning

QC 20130605

Tillgänglig från: 2013-06-04 Skapad: 2013-06-04 Senast uppdaterad: 2018-08-20Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Performance Monitoring and Control in Wireless Sensor Networks
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Performance Monitoring and Control in Wireless Sensor Networks
2012 (Engelska)Licentiatavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Wireless personal area networks have emerged as an important communication infrastructure in areas such as at-home healthcare and home automation, independent living and assistive technology, as well as sports and wellness. Wireless personal area networks, including body sensor networks, are becoming more mature and are considered to be a realistic alternative as communication infrastructure for demanding services. However, to transmit data from e.g., an ECG in wireless networks is also a challenge, especially if multiple sensors compete for access. Contention-based networks offer simplicity and utilization advantages, but the drawback is lack of predictable performance. Recipients of data sent in wireless sensor networks need to know whether they can trust the information or not. Performance measurements, monitoring and control is of crucial importance for medical and healthcare applications in wireless sensor networks.

This thesis focuses on development, prototype implementation and evaluation of a performance management system with performance and admission control for wireless sensor networks. Furthermore, an implementation of a new method to compensate for clock drift between multiple wireless sensor nodes is also shown. Errors in time synchronization between nodes in Bluetooth networks, resulting in inadequate data fusion, are also analysed.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2012. s. vi, 21
Serie
TRITA-STH : report, ISSN 1653-3836 ; 2012:3
Nyckelord
body sensor networks, wireless sensor networks, performance monitoring, performance control, admission control, Bluetooth performance, clock drift compensation, time synchronization
Nationell ämneskategori
Medicinteknik Kommunikationssystem
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-94545 (URN)978-91-7501-354-1 (ISBN)
Presentation
2012-06-05, Sal 3-221, Alfred Nobels allé 10, Huddinge, 11:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Anmärkning

QC 20120529

Tillgänglig från: 2012-05-29 Skapad: 2012-05-10 Senast uppdaterad: 2016-02-22Bibliografiskt granskad
2. Multi-Sensor Data Synchronization using Mobile Phones
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Multi-Sensor Data Synchronization using Mobile Phones
2013 (Engelska)Licentiatavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Body sensor networking is a rapidly growing technology. Today wearable sensors are used to measure and monitor e.g. pulse, temperature, skin conductance, heart activity, and movement (through GPS or inertial measurement units). Mobile phones can act as coordinating nodes in wireless personal area networks used in home automation, healthcare, sport and wellness e.g. to measure pulse and distance. Integration of data from multiple sources sensors (data fusion) means that data from each sensor node needs to be associated with data from other sensor nodes sampled at approximately the same time. Accurate methods for time synchronization are therefore a necessary prerequisite for reliable data fusion.

This thesis studies time synchronization problems in Bluetooth piconets between multiple wireless sensor nodes connected to a mobile phone that acts as coordinating node. Three different algorithms to enable correct data fusion have been developed, implemented and evaluated. The first is a single clock solution that synchronizes multiple wireless sensor nodes based solely on the mobile phone’s clock. The other two algorithms synchronize the clocks in sensor nodes to the clock in the coordinating node. 

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2013. s. 17
Serie
Trita-STH : report, ISSN 1653-3836 ; 2013:5
Nyckelord
wireless body sensor networks, wireless personal area network, sport technology, Bluetooth performance, time synchronization, data fusion, mobile phone application.
Nationell ämneskategori
Kommunikationssystem
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-123222 (URN)978-91-7501-780-8 (ISBN)
Presentation
2013-06-12, LH3-515, Alfred Nobels allé 10, Huddinge, 14:15 (Engelska)
Opponent
Handledare
Anmärkning

QC 20130605

Tillgänglig från: 2013-06-05 Skapad: 2013-06-04 Senast uppdaterad: 2013-06-05Bibliografiskt granskad
3. Technical Solutions for Internet-based Wireless Sensor Networks in e-Health Applications
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Technical Solutions for Internet-based Wireless Sensor Networks in e-Health Applications
2018 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

E-Health technology has developed rapidly in the last decade. Body-worn sen- sors have developed from an idea to a reality. Today, wireless sensors can perform functions from measuring heartbeats to advanced motion recognition. However, the integration of the various available solutions is still lacking. The research presented in this thesis examined important issues in wireless sensor networks and mobile phone systems for e-Health applications. The dissertation covers four essential areas for successful integration of IoT communication systems for e-Health. The first area is fusion of sensor data. In the previous licentiate thesis (2013), three algo- rithms were developed to synchronise data from multiple wireless sensors. The dissertation presents a method to merge data from wireless sensors with video streams. That was subsequently applied for automatic fall prevention and fall detec- tion using inertial sensors and a depth camera. The second area is mobile phone centric systems for Wi-Fi device-to-device sensor communication enabling mobility in ambient assisted living (AAL) services. The third area is a real-time monitoring and control system for Bluetooth wireless communication networks. Lastly, the dissertation presents a software framework to iteratively develop, tune and deploy functions in wireless sensor network using dynamic software updating.

Abstract [sv]

Teknikanvändandet inom hälsa har förändrats mycket under det senaste tio åren. Kroppsnära sensorer har gått från att vara en idé till att bli en verklighet. Idag finns trådlösa sensorer som kan mäta allt från hjärtslag till avancerad rörelseigenkänning. Integreringen av de olika tillgängliga lösningarna saknas emellertid fortfarande. Forskningen som presenterades i denna avhandling undersökte viktiga frågor i tråd- lösa sensornät och mobila system för e-hälsovård. Avhandlingen omfattar fyra viktiga områden för framgångsrik integrering av IoT-kommunikationssystem för e- hälsa. Det första området är synkronisering av sensordata. I den tidigare licentiat- uppsatsen (2013) utvecklades tre algoritmer för att synkronisera data från flera trådlösa sensorer. Avhandlingen presenterar även en metod för synkronisering av data från trådlösa sensorer med videoströmmar. Den användes därefter för automa- tisk fallhantering och falldetektering med hjälp av tröghetssensorer och en djupka- mera. Det andra området är analys av sensorkommunikation med Wi-Fi till mobilte- lefon för användarmobilitet. Det tredje området är ett realtidsövervaknings- och kontrollsystem för trådlösa Bluetooth-nätverk. Slutligen presenteras avhandlingen en mjukvara för att iterativt utveckla, ställa in och distribuera funktioner i trådlöst sensornätverk med dynamisk mjukvaruuppdatering.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm, Sverige: KTH Royal Institute of Technology, 2018. s. 28
Nyckelord
e-Health, ambient assisted living, Internet of things, wireless body sensor networks, sports technology, Bluetooth, Wi-Fi, time synchronisation, sensor data fusion, mobile phone sensor communication, device-to-device communication, E-hälsa, Internet of things, trådlösa kroppsnära sensornät, idrottste- knologi, Bluetooth, Wi-Fi, tidssynkronisering, dynamisk mjukvaruuppdatering
Nationell ämneskategori
Kommunikationssystem Hälso- och sjukvårdsorganisation, hälsopolitik och hälsoekonomi
Forskningsämne
Teknik och hälsa
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-233473 (URN)978-91-7729-899-1 (ISBN)
Disputation
2018-09-26, T2, Hälsovägen 11, Huddinge, 16:23 (Engelska)
Opponent
Handledare
Anmärkning

QC 20180821

Tillgänglig från: 2018-08-21 Skapad: 2018-08-20 Senast uppdaterad: 2018-08-21Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

PaperIII(569 kB)467 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 569 kBChecksumma SHA-512
68fc71ad55b356c4983df64ae7998d956ce54b2c1d09529d4c881287427cd956dc310f239cd6b86f3e237a3b94f751b6ba95615018b8a58c9b41fd930302de31
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopusACM Digital Library

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Wåhslén, JonasOrhan, IbrahimSturm, DennisLindh, Thomas
Av organisationen
Data- och elektroteknik (Stängd 20130701)Centrum för teknik i medicin och hälsa, CTMH
Kommunikationssystem

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 467 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
isbn
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
isbn
urn-nbn
Totalt: 870 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf