Hardwareplattform für Positionsbestimmung innerhalb von Gebäuden

1. Hardwareplattformfür Positionsbestimmunginnerhalb von Gebäuden AW2 – 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 Edyta Kutak

3. Cricket und seine Geschichte 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 and eartquake monitoring Edyta Kutak

5. Die Entwicklung von MOTEs • MOTEs sind winzige, intelligente, kostengünstige Sensorknoten • Hauptkomponente: CPU, Speicher, FLASH, Radio 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 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) 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 MHz AM-based Lynx Radio) • v2 – Privatsphäre (LID – location id) • v2 mit Crossbow Technologie • Cricket Compass - Bestimmung der Orientierung 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 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 Edyta Kutak

11. Einsatzmöglichkeiten von IMAPS • Navigation einer Person • Roboternavigation • Collaborative Workplace • Location Based Service • Spieleindustrie Edyta Kutak

12. Eigenschaften von IMAPS • vereinfache Plattform • Hauptkomponenten: Edyta Kutak

13. Szenario • Layout • absolute Position (jede 1,2 Meter) • symbolische Position 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# Edyta Kutak

15. Der Flughafen in Frankfurt (1) • Ein großes Gelände – 4 Terminals (19,4 qkm) 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) 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 Edyta Kutak

18. Vielen Dank Für die Aufmerksamkeit Fragen ? Edyta Kutak