Hardwareplattformfür Positionsbestimmunginnerhalb von Gebäuden

AW2 – Edyta Kutak

23.11.2006 Edyta Kutak 2

Agenda

Überblick auf unterschiedliche Systeme Mote Cricket IMAPS

Hardwareplattform (Mote, Cricket, IMAPS) Einsatzgebiet Entwicklung von verschiedenen Modulen Eigenschaften

Szenario Der Flughafen in Frankfurt Quellen

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Cricket und seine Geschichte

MOTE

Das sind kleine Sensorknoten, die an der University of California in Berkeley in Zusammenarbeit mit den Firmen Crossbow und MoteIV entwickelt wurde.

Cricket

Das Cricket System wurde im Jahr 1999als Teil des „Oxygen“ - Projektes am Massachusetts Institute of Technologyentwickelt.

IMAPS

IMAPS wurde im Jahr 2006 an der Hochschule für Angewandte Informatik von Sebastian Gregor entwickelt.

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Einsatzmöglichkeiten von MOTEs

Automobilindustrie Ausstattung von Fahrzeuge mit Sensorknoten (z.B. Unfallwarnung,

multimediale Unterhaltung/Informationsbeschaffung) Telekommunikation (die Firma FMN) Umweltüberwachung

Feuchtigkeitsmessung z.B. in einen Deich Analyse den Aktivitäten an Gebäude Gesundheitsüberwachung einer Person

(das Fraunhofer Institut) militärische Nutzung

Structure andeartquake

monitoring

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Die Entwicklung von MOTEs

MOTEs sind winzige, intelligente, kostengünstige Sensorknoten Hauptkomponente: CPU, Speicher, FLASH, Radio

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Eigenschaften von MOTEs

völlig eigenständig (einmal in einer Umgebung ausgesetzt )

modular aufgebaut Prozessor-Board Sensor-Board (Mikrofon, Ultraschall, Ton-Detektor,

Temperatur, Magnetfeldmessung, …) einfach zu programmieren geringe Stromversorgung Grundsysteme von Sensornetzwerken

Ad Hoc Netze – spontane Vernetzung keine feste Infrastruktur kleine Baumform und der geringe Energieverbrauch

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Beispielsysteme von Crickets

Indoor Navigation System Beobachtung der Position des Benutzer Navigierung bis zum gewünschten Ziel Suche nach der in der Nähe liegenden Objekte

(Dienste, Geräte) Analyse von Robotbewegungen

Spiele Zeitplan

Suche nach einer Kollege innerhalb des Büros(auf dem Display gezeigt)

Abspielung neuer Melodie in dem betretenen Raum (Suche nach der nah liegenden Lautsprecher)

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Die Entwicklung von Cricket

v1 v2

v2 Crossbow Compass

v1 – existierende Dienste in der Nähe von einer Person (4 MHz Atmel Processor, 418 MHzAM-based Lynx Radio)

v2 – Privatsphäre (LID – location id) v2 mit Crossbow Technologie Cricket Compass - Bestimmung der Orientierung

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Eigenschaften von Cricket (1)

Cricket System besitzt zusätzlich Funk-Transceiver und Ultraschall-Sensoren, deren Zusammenspiel eine genaue Abstandsmessung ermöglicht.

eine Technologie für Positionsermittlung

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Eigenschaften von Cricket (2)

Vorteile: gut für Indoor-Aufgaben geeignet günstig (10 Dollar für eine Hardware Einheit)

und genau (9 cm) einfache Einsatz Privatsphäre

Nachteile: hohe Energieverbrauch Interferenzen der Ultraschallsignal durch die

Reflektion

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Einsatzmöglichkeiten von IMAPS

Navigation einer Person Roboternavigation Collaborative Workplace Location Based Service Spieleindustrie

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Eigenschaften von IMAPS

vereinfache Plattform Hauptkomponenten:

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Szenario

Layout absolute Position (jede 1,2 Meter) symbolische Position

Unsere Office

BP2

BP4

BP5

BP6

BP8

BP11

10 qm

2.25m 4.85m 3.55m

14.15m1.2

cm

2.10

m

P0

BP1

BP9

BP3

BP7

BP10

3m

BP13

BP12

BP14

BP15

BP18

BP17

BP16

BP26

B

BP23

BP22

BP21

BP20

BP19

BP25

BP24

Raum_1 Raum_2 Raum_3

Flur

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Szenario (2)

Hardware-Test hohe Genauigkeit hohe Batterieverbraucht (5 V) keine ständige Signal (min. 3 Beacons)

zusätzliche Umgebungen (keine absolute Position)

zusätzliche Filterung Umsetzung in C#

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Der Flughafen in Frankfurt (1)

Ein großes Gelände – 4 Terminals (19,4 qkm)

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Der Flughafen in Frankfurt (2)

Problemen bei der Einsetzung von IMAPS zu große Halle

(Signalstärke, Anzahl des Moduls, Kosten, Genauigkeit der Positionsmessung) ?

zu großer Abstand zwischen Sender und Empfänger ?

symbolische Positionsbestimmung ? interessante Ideen:

Navigation einer Person und den Gepäck Stauerkennung (zusätzliche Wege) Werbezone (spezielles Gebiet) ein „intelligentes“ Schild

(Erkennung einer Person)

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Quellen Sebastian Gregor „Entwicklung einer Hardwareplattform für die

Ermittlung von Positionsdaten innerhalb von Gebäuden“ HAW Hamburg, August 2006

J. Polastre, R.Szewczyk, C.Sharp, D.Culler “The Mote Revolution: Low Power Wireless Sensor Network Devices” University of California

R.Kling “Intel Mote & Sensor Networks” Intel Corporation Research Santa Clara

CSAIL “Lesson from Developing and Deploying the Cricket Indoor Location System”, November 2003

W.Maier, B.Kogan “Entwicklung eines mobilen Innenraum Routenplaners als Web Service mit Nutzung von Ad-hoc auftretenden Diensten” HAW Hamburg, August 2006

F.Jakubowsky “MOTEs – Evaluation und exemplarische Anwendung einer neuen Technologie”, HAW Hamburg, 2005

Intel MOTEs - http://www.intel.com/research/exploratory/motes.htm A.Herglotz “Lokalisierung und Orientierung in Gebäuden - IMAPS und

Headmounted Display im Einsatz als Museumsführer”, HAW Hamburg, Juli 2006

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Vielen Dank Für die Aufmerksamkeit