Hardwareplattform für Positionsbestimmung innerhalb von Gebäuden

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1 Hardwareplattform für Positionsbestimmung innerhalb von Gebäuden AW2 Edyta Kutak Agenda Überblick auf unterschiedliche Systeme Mote Cricket IMAPS Hardwareplattform (Mote, Cricket, IMAPS) Einsatzgebiet Entwicklung von verschiedenen Modulen Eigenschaften Szenario Der Flughafen in Frankfurt Quellen Edyta Kutak 2 1

2 Cricket und seine Geschichte Edyta Kutak 3 Einsatzmöglichkeiten von MOTEs Automobilindustrie Ausstattung von Fahrzeuge mit Sensorknoten (z.. Unfallwarnung, multimediale Unterhaltung/Informationsbeschaffung) Telekommunikation (die Firma FMN) Umweltüberwachung Feuchtigkeitsmessung z.. in einen Deich Analyse den Aktivitäten an Gebäude Gesundheitsüberwachung einer Person (das Fraunhofer Institut) militärische Nutzung Structure and eartquake monitoring Edyta Kutak 4 2

3 Die Entwicklung von MOTEs MOTEs sind winzige, intelligente, kostengünstige Sensorknoten Hauptkomponente: CPU, Speicher, FLASH, Radio Edyta Kutak 5 Eigenschaften von MOTEs völlig eigenständig (einmal in einer Umgebung ausgesetzt ) modular aufgebaut Prozessor-oard Sensor-oard (Mikrofon, Ultraschall, Ton-Detektor, Temperatur, Magnetfeldmessung, ) einfach zu programmieren geringe Stromversorgung Grundsysteme von Sensornetzwerken Ad Hoc Netze spontane Vernetzung keine feste Infrastruktur kleine aumform und der geringe Energieverbrauch Edyta Kutak 6 3

4 eispielsysteme von Crickets Indoor Navigation System eobachtung der Position des enutzer 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 üros (auf dem Display gezeigt) Abspielung neuer Melodie in dem betretenen Raum (Suche nach der nah liegenden Lautsprecher) Edyta Kutak 7 Die Entwicklung von Cricket v1 v2 v2 Crossbow Compass v1 existierende Dienste in der Nähe von einer Person (4 MHz Atmel Processor, 418 MHz AM-based Lynx Radio) v2 Privatsphäre (LID location id) v2 mit Crossbow Technologie Cricket Compass - estimmung der Orientierung Edyta Kutak 8 4

5 Eigenschaften von Cricket (1) Cricket System besitzt zusätzlich Funk-Transceiver und Ultraschall-Sensoren, deren Zusammenspiel eine genaue Abstandsmessung ermöglicht. eine Technologie für Positionsermittlung Edyta Kutak 9 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 Edyta Kutak 10 5

6 Einsatzmöglichkeiten von IMAPS Navigation einer Person Roboternavigation Collaborative Workplace Location ased Service Spieleindustrie Edyta Kutak 11 Eigenschaften von IMAPS vereinfache Plattform Hauptkomponenten: Edyta Kutak 12 6

7 Szenario Layout absolute Position (jede 1,2 Meter) symbolische Position P23 P24 P25 P26 Unsere Office P19 P20 P21 P22 Raum_1 Raum_2 Raum_3 P15 P16 P17 P18 P3 P7 P m 4.85m 3.55m P10 P13 P14 3m 2.10m P1 P2 P4 P5 Flur P6 P8 P9 P11 P0 1.2 cm 14.15m 10 qm Edyta Kutak 13 Szenario (2) Hardware-Test hohe Genauigkeit hohe atterieverbraucht (5 V) keine ständige Signal (min. 3 eacons) zusätzliche Umgebungen (keine absolute Position) zusätzliche Filterung Umsetzung in C# Edyta Kutak 14 7

8 Der Flughafen in Frankfurt (1) Ein großes Gelände 4 Terminals (19,4 qkm) Edyta Kutak 15 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) Edyta Kutak 16 8

9 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,.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 - A.Herglotz Lokalisierung und Orientierung in Gebäuden - IMAPS und Headmounted Display im Einsatz als Museumsführer, HAW Hamburg, Juli Edyta Kutak 17 Vielen Dank Für die Aufmerksamkeit Edyta Kutak 18 9

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