An Evaluation of Compression Schemes for Wireless Networks

Data gathering, either for event recognition or for monitoring applications is the primary intention for sensor network deployments. In many cases, data is acquired periodically and autonomously, and simply logged onto secondary storage (e.g. flash memory) either for delayed offline analysis or for on demand burst transfer. Moreover, operational data such as connectivity information, node and network state is typically kept as well. Naturally, measurement and/or connectivity logging comes at a cost. Space for doing so is limited. Finding a good representative model for the data and providing clever coding of information, thus data compression, may be a means to use the available space to its best. In this paper, we explore the design space for data compression for wireless sensor and mesh networks by profiling common, publicly available algorithms. Several goals such as a low overhead in terms of utilized memory and compression time as well as a decent compression ratio have to be well balanced in order to find a simple, yet effective compression scheme.

SNOMC: An overlay multicast protocol for Wireless Sensor Networks

Using multicast communication in Wireless Sensor Networks (WSNs) is an efficient way to disseminate the same data (from one sender) to multiple receivers, e.g., transmitting code updates to a group of sensor nodes. Due to the nature of code update traffic a multicast protocol has to support bulky traffic and end-to-end reliability. We are interested in an energy-efficient multicast protocol due to the limited resources of wireless sensor nodes. Current data dissemination schemes do not fulfill the above requirements. In order to close the gap, we designed and implemented the SNOMC (Sensor Node Overlay Multicast) protocol. It is an overlay multicast protocol, which supports reliable, time-efficient, and energy-efficient data dissemination of bulky data from one sender to many receivers. To ensure end-to-end reliability, SNOMC uses a NACK-based reliability mechanism with different caching strategies.

AGROFORESTRY ADDRESSING SOCIAL AND ENVIRONMENTAL ISSUES IN PARAGUAY

Paraguay is characterized in part by an economy reliant on a massive soy industry and as facing social and economic challenges resulting from highly inequitable distribution of wealth and land ownership, particularly for smallholder farmers in the rural areas of the country. Yerba mate (Ilex paraguariensis), a native tree of which the leaves are used in tea, has become an increasingly common crop grown among common among smallholder farmers (owners of 10 hectares or less) as a viable alternative to soy production on a small scale. In the rural agricultural community of Libertad del Sur, located in the heart of the severely deforested Bosque Atlántico del Alto-Paraná, a series of development initiatives including tree nurseries and agroforestry projects with yerba mate were implemented with involvement of several governmental and nongovernmental organizations. Research was conducted to identify effectiveness of an agroforestry strategy to promote reforestation activities and sustainable agriculture to achieve economic and subsistence goals of the rural population. Despite a severe drought impacting initial research goals, important lessons are considered regarding promotion of development work within the community as well as community perceptions towards development agencies. Pursuit of compromise between community member and agency goals using sustainable agricultural practices is identified as an effective means to promote mutually beneficial development strategies.

Water Quality Issues in the Williston Basin, Montana and North Dakota

The Williston basin has been producing oil and gas since the 1950s, but production has increased recently due to use of hydraulic fracturing and horizontal drilling technologies to extract oil and gas from the Bakken and Three Forks Formations. As concern about effects of energy production on surface-water and groundwater quality increases, the characterization of current water-quality conditions is highly important to the scientific community, resource managers, industry, and general public.

Exploiting Runtime Information in the IDE

Developers rely on the mechanisms provided by their IDE to browse and navigate a large software system. These mechanisms are usually based purely on a system's static source code. The static perspective, however, is not enough to understand an object-oriented program's behavior, in particular if implemented in a dynamic language. We propose to enhance IDEs with a program's runtime information (eg. message sends and type information) to support program comprehension through precise navigation and informative browsing. To precisely specify the type and amount of runtime data to gather about a system under development, dynamically and on demand, we adopt a technique known as partial behavioral reflection. We implemented navigation and browsing enhancements to an IDE that exploit this runtime information in a prototype called Hermion. We present preliminary validation of our experimental enhanced IDE by asking developers to assess its usefulness to understand an unfamiliar software system.

Laser-Sintern. Die Schluesseltechnologie des e-Manufacturing TM

e-Manufacturing™, das ist die schnelle, flexible und kostengünstige Fertigung von Produkten, Formen/Werkzeugen oder Modellen direkt aus elektronischen Daten. e-Manufacturing™ schließt Rapid Prototyping, Rapid Tooling oder Rapid Manufacturing ein, geht aber zugleich weit über den Gedanken der schnellen Verfügbarkeit hinaus. Zwar wird auch in Zukunft die schnelle Produktentwicklung eine immer wichtigere Rolle spielen, bei der e-Manufacturing™ für ein verkürztes Time to Market sorgt, Entwicklungskosten verringert und zur Risikominimierung beiträgt. Darüber hinaus entstehen aber auch neue Geschäftsmodelle, da Kleinserienproduktion, steigende Variantenvielfalt und eine individualisierte Produktion (Mass Customization) plötzlich möglich und wirtschaftlich sind und sich neue Logistikkonzepte wie (Spare) parts on demand entwickeln. Die neue Konstruktionsfreiheit des Laser-Sinterns ermöglicht neue Produktkonzepte. Minimale Einschränkungen durch das Fertigungsverfahren erlauben funktionelle Integration und die Fertigung des „Unmöglichen“, da kreisförmige und lineare Werkzeugbewegungen das Produktdesign nicht mehr beeinflussen bzw. limitieren. Auch die Fertigungskonzepte unterliegen einem Wandel und werden deutlich flexibler. Werkzeuglose Produktion, losgrößenangepasste Fertigung und dezentrale Fertigung on demand sind die Schlagworte der Zukunft. Der vorliegende Beitrag zeigt Beispiele für den erfolgreichen kommerziellen Einsatz von Laser-Sintern in allen Phasen des Produktlebenszyklus. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der direkten Herstellung von Funktionsteilen in der Serienfertigung. Die entscheidenden Faktoren für eine erfolgreiche Einführung und Anwendung von e-Manufacturing™ werden diskutiert. Der Beitrag zeigt auf, wie die neuesten technologischen Innovationen im Laser-Sintern, speziell zur Produktivitätssteigerung, das Spektrum der Anwendungsfelder erweitern, in denen dieses Fertigungsverfahren kostengünstige Lösungen bietet.

Neue Dimensionen in der 3D-Drucktechnologie

Die heute kommerziell verfügbaren generativen Fertigungsverfahren und deren Folgeprozesse ermöglichen die Verarbeitung einer Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe. Bei der Herstellung von funktionalen Prototypen werden die Leistungsgrenzen dieser Technologien jedoch schnell erreicht, sodass Kompromisse und Einschränkungen beim Einsatz der Prototypen in Kauf genommen werden müssen. Die Gründe hierfür liegen bei den sehr hohen Anforderungen, die sowohl an das Serienteil als auch an die Prototypen gestellt werden. Alle Forderungen bezüglich der mechanischen, topographischen und physikalischen Eigenschaften zu erfüllen, ist aus technologischer Sicht nicht möglich, da die RP-Verfahren nicht die Fertigungsbedingungen in der Serienproduktion abbilden können. Um dennoch der steigenden Nachfrage speziell der kunststoffverarbeitenden Industrie nach serienidentischen Prototypen und funktionalen Kleinserien nach zu kommen, wurde ein neues Werkstoff-, Technologie- und Maschinenkonzept basierend auf der 3D-Drucktechnologie entwickelt.