Post on 06-Jan-2016
description
transcript
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
23.11.2006 Edyta Kutak 3
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.
23.11.2006 Edyta Kutak 4
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
23.11.2006 Edyta Kutak 5
Die Entwicklung von MOTEs
MOTEs sind winzige, intelligente, kostengünstige Sensorknoten Hauptkomponente: CPU, Speicher, FLASH, Radio
23.11.2006 Edyta Kutak 6
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
23.11.2006 Edyta Kutak 7
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)
23.11.2006 Edyta Kutak 8
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
23.11.2006 Edyta Kutak 9
Eigenschaften von Cricket (1)
Cricket System besitzt zusätzlich Funk-Transceiver und Ultraschall-Sensoren, deren Zusammenspiel eine genaue Abstandsmessung ermöglicht.
eine Technologie für Positionsermittlung
23.11.2006 Edyta Kutak 10
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
23.11.2006 Edyta Kutak 11
Einsatzmöglichkeiten von IMAPS
Navigation einer Person Roboternavigation Collaborative Workplace Location Based Service Spieleindustrie
23.11.2006 Edyta Kutak 12
Eigenschaften von IMAPS
vereinfache Plattform Hauptkomponenten:
23.11.2006 Edyta Kutak 13
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
23.11.2006 Edyta Kutak 14
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#
23.11.2006 Edyta Kutak 15
Der Flughafen in Frankfurt (1)
Ein großes Gelände – 4 Terminals (19,4 qkm)
23.11.2006 Edyta Kutak 16
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)
23.11.2006 Edyta Kutak 17
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
23.11.2006 Edyta Kutak 18
Vielen Dank Für die Aufmerksamkeit