AUFBAU EINES SENSORNETZES

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1 Forschungsseminar Sensornetze Prof. J. Vogt Thomas Bettermann, Martin Doenicke, Angelos Drossos, Robert Krampe, Hermann Lorenz, Ulrich Meckel AUFBAU EINES SENSORNETZES

2 ZIEL Aufbau eines drahtlosen Sensornetzes Heimautomatisierungssystem möglichst umfangreiche Steuerung und Überwachung des Hauses / Wohnung von überall via Internet der Mensch ist faul steigende Energiepreise Forschungsseminar Sensornetze 2

3 WARUM DRAHTLOS? Kabelverlegung nur bei Neubau sinnvoll keine Störenden Leitungen einfache Erweiterung oder Umstrukturierung möglich komfortable Ersteinrichtung Forschungsseminar Sensornetze 3

4 ANFORDERUNGEN Zugangskontrolle / Verschlüsselung Energieeffizienz Nutzung von Open-Source-Lizenzen einfache Erweiterung Forschungsseminar Sensornetze 4

5 DAS INTELLIGENTE HAUS Forschungsseminar Sensornetze 5

6 Forschungsseminar Sensornetze 6

7 POTENTIAL Erhöhter Wohnkomfort: Optimale Heizungsregelung Beleuchtungs- und Gerätesteuerung Unabhängigkeit von der Elektroinstallation Anwesenheitserkennung sowie Zutrittssteuerung Sicherheit: Informationen über: Alarmanlage, Fenster, Türen, Niederschlag, Gas, Rauch, Zentralausschaltung, Energieeinsparung: Heizungsregelung, Stromverbrauchsreduktion durch Analyse der Verbraucher Forschungsseminar Sensornetze 7

8 SICHERHEITSASPEKTE Störanfälligkeit Zuverlässigkeit Manipulationssicherheit Individualität Forschungsseminar Sensornetze 8

9 DERZEITIGER STAND selbst bei Neubau noch unerschlossen Fertiglösungen teuer + proprietär kabelgebunden bzw. unverschlüsselt Eigenbau sehr aufwändig + pflegeintensiv gesucht: günstige, freie Lösungen für den Massenmarkt Forschungsseminar Sensornetze 9

10 TEILAUFGABEN welche Funktionen und Dienste muss der zentrale Server zur Verfügung stellen? Sensoransteuerung welche Sensoren? wie werden diese angesteuert? Betriebssystem, mit dem die Sensorknoten betrieben werden Forschungsseminar Sensornetze 10

11 HEIMAUTOMATISIERUNGSSERVER Anforderungen Loggen von Sensordaten in Datenbank Steuerung von Aktoren (Schalter, Steckdosen etc.) Berechnung/Anzeige von Statistiken Bereitstellung einer API für externe Abfragen Bereitstellung eines Webservers Gateway zum Sensornetz Steuerung mit Regeln (Fenster auf Heizung aus) zeitgesteuertes Verhalten (Nachts Heizung aus) Forschungsseminar Sensornetze 11

12 HEIMAUTOMATISIERUNGSSERVER Randbedingungen aktuell keine wirklich brauchbare Software vorhanden sollte relativ geringe Hardwareanforderungen stellen Betrieb bevorzugt auf Router oder NAS Forschungsseminar Sensornetze 12

13 SENSORANSTEUERUNG Sensoren: Temperatur-/Feuchtigkeitssensor Beschleunigungssensor Drucksensor Windgeschwindigkeitssensor Niederschlagssensor Windrichtungssensor Forschungsseminar Sensornetze 13

14 SENSORANSTEUERUNG Betrieb der Sensoren mit Batterie Energieeffizienz Untersuchung von Forschungsseminar Sensornetze 14

15 SENSORANSTEUERUNG Anwendungen: Fenster bei Regen oder Sturm schließen Heizung regulieren Kontrolle von Türen, Bügeleisen, Kaffeemaschine welcher Anwendungsfall? Soll der Windgeschwindigkeitssensor: durchschnittliche Windgeschwindigkeit erfassen jede Böe erfassen Forschungsseminar Sensornetze 15

16 CONTIKI OS freies internetfähiges Betriebssystem für Mikrocontroller Grundlage für alle Controller und Sensoren TCP/IP- und IPv6-Support Forschungsseminar Sensornetze 16

17 CONTIKI OS vorgefertigte Beispiele für unterschiedliche Plattformen Problem: schlechtes Debugging für Sensor- Boards von dresden elektronik Umstieg auf Raven -Entwicklungsplattform Forschungsseminar Sensornetze 17