Praktikum: Sensornetze (SS2012)
Übersicht
Seit 2005 beschäftigt sich der Lehrstuhl für Informatik V mit drahtlosen Sensornetzwerken (Wireless Sensor Networks, WSN). Diese bestehen aus Sensorknoten, die zwar - jeder für sich genommen - nur geringen Speicher und Rechenleistung haben, aber in ihrer Gesamtheit dennoch außergewöhnliche Leistungen vollbringen können. Eine zentrale Voraussetzung dafür ist ihre Kommunikationsfähigkeit, d.h. jeder Sensorknoten besitzt eine Funkschnittstelle und ggf. weitere Schnittstellen zum Informationsaustausch untereinander.
In diesem Praktikum sollen grundlegende Kenntnisse der Software-Entwicklung für eingebettete Systeme am Beispiel eines drahtlosen Sensornetzes vermittelt werden. Als Hardware-Grundlage für die Sensorknoten dienen in diesem Praktikum die aus Studienbeiträgen finanzierten tragbaren Wireless-Entwicklungssysteme eZ430-Chronos von Texas Instruments (TI). Auf diesen Uhren soll das am Lehrstuhl für Informatik V entwickelte Betriebssystem SmartOS zum Einsatz kommen.
Organisatorisches
Am Dienstag, den 17.04.2012, findet um 14:00 Uhr eine Einführungsveranstaltung im Raum BH003 statt. Dort werden die unten aufgeführten Praktikumsthemen noch einmal detailliert erläutert sowie die freien Themen vergeben. Jedes Thema kann in Gruppen von 2-3 Studenten bearbeitet werden. Wer Interesse an einem der angebotenen Themen hat, kann sich dieses ab sofort (persönlich oder per Email: A. Runge bzw. C. Mühlberger) reservieren lassen.
Die Betreuer stehen bei Fragen, die während der Einarbeitung und der Praktikumsdurchführung auftauchen, gerne zur Verfügung! Weitere Informationen zu den einzelnen Themen stehen den Praktikumsteilnehmern (bei Bedarf) auf der WueCampus-Seite des Praktikums bereit. Der dafür notwendige Zugangsschlüssel wird in der Einführungsveranstaltung bekannt gegeben.
Die erfolgreiche Teilnahme wird durch einen Leistungsschein belohnt. Für weitere Auskünfte stehen die Betreuer gerne zur Verfügung!
Themenübersicht
- Analyse diverser Timer-Konzepte - abgeschlossen Da die eZ430-Chronos keine 1 MHz Clock besitzt, das zu verwendende Betriebssystem SmartOS allerdings auf einer 64 Bit großen Timeline mit 1µs Auflösung basiert, gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, diese Zeitauauflösung - mehr oder weniger gut - mit der zur Verfügung stehenden Hardware darzustellen. Ziel ist es, eine differenzierende Gegenüberstellung verschiedener Realisierungen zu erarbeiten.
- Treiber für die drahtlose Kommunikation Das Herz der eZ430-Chronos bildet der
Mikrocontroller CC430F6137. Dieser hat bereits einen CC1101 Funkchip integriert, der
eine drahtlose Kommunikation ermöglicht. Ziel dieser Arbeit ist es, einen SmartOS-Treiber für ebendiesen Funkchip zu implementieren, um so den Datenaustausch mit anderen Sensorknoten zu etablieren. - Armbanduhr-Funktionalität Da sich die eZ430-Chronos wie eine Armbanduhr am
Handgelenk tragen läßt, liegt es nahe, eine Uhren-Funktionalität zu implementieren. Dies beinhaltet neben der sekundengenauen Zeitangabe auch die Verwaltung des Datums, sowie diverse Zusatzfunktionen wie Stopp-Uhr, Timer oder Alarm. Ziel ist es, oben genannte Funktionen mit SmartOS zu realisieren, sowie den dazugehörigen Display-Treiber für die Anzeige der diversen Daten zu implementieren. - Sensorik Die eZ430-Chronos bietet als Entwicklungssystem natürlich auch eine Reihe von Sensoren. In dieser Arbeit sollen SmartOS-Treiber für den Temperatur-, den Luftdruck- (bzw. Höhenmesser), den 3-Achsen Beschleunigungs- und den Batteriespannungssensor implementiert werden.
- Drahtlose Kommunikation mit dem PC Die eZ430-Chronos werden mit einem USB-Stick geliefert, der per se die drahtlose Kommunikation mit den Uhren erlaubt. Dieser
Stick verwendet den CC1111 Funkchip von TI. Ziel ist es zunächst, eine drahtlose Kommunikation zwischen zwei solchen USB-Sticks zu etablieren, um im Anschluß daran den Datenaustausch zwischen einem PC und einer eZ430-Chronos zu ermöglichen.
