Systemsoftware und Verteilte Systeme

Entwicklung eines Sensornetzwerk-basierten Sprechfunksystems

Masterarbeit

Abgeschlossen von Eike Baran im September 2015.

Hintergrund

Sensorwerke sind verteilte Rechensysteme bei denen die einzelnen
Rechner aus autonomen, i.d.R. batteriebetriebenen Kleinstrechnern
bestehen, die mit den übrigen Kleinstrechnern mittels Funkverbindung
Informationen austauschen können. An diese sog. Sensorknoten können
nahezu beliebige Sensoren (wie z.B. Ultraschall- oder Helligkeits- und
Temperatur oder Mikrofone) und Aktoren wie Lautsprecher angebracht und
betrieben werden. Mit Sensornetzwerken lassen sich u.a. autonom
verteilte Phaenomene beobachten und unterstützen, z.B. eine
Helligkeitsverteilung über eine Region, das Eindringen und Fortbewegen
von Subjekten in einem Areal aber auch der kontinuierliche Senden und
Empfangen von Nachrichten einzelner Sensorknoten, die sich relativ zu
anderen Sensorknoten des Sensornetzwerks bewegen. Die Abteilung
Systemsoftware und verteilte Systeme verfügt über 120+ Sensorknoten
vom Typ MTM-CM5000-MSP mit TI MSP430-Prozessor, die für derartige
Zwecke eingesetzt werden können.

Aufgabenbeschreibung

Die Hauptaufgabe der Arbeit besteht in der Konzeptionierung sowie
Implementierung von Sensorknoten, die mittels Mikrofon und
Lautsprecher (oder Ohrhörer) sowie nötigen Tastern ausgestattet werden
müssen, um ein "Walky-Talky"-artiges Benutzen untereinander zu
ermöglichen. Dabei sollen sie von einem Sensornetzwerk
infrastrukturell unterstützt werden. Insgesamt sollen u.a. folgende
Funktionalitaeten bereitgestellt werden: 1) Sprechfunktverbindung
direkt zwischen zwei "Walky-Talky"-Sensorknoten, 2)
Sprechfunkverbindung mittels Weiterleitung durch das Sensornetzwerk
zwischen zwei "Walky-Talky"-Sensorknoten, 3) Anwahl eines beliebigen
"Walky-Talky"-Sensorknotens von einem zweiten aus. Die
"Walky-Talky"-Sensorknoten sollen sich waehrend eines Gespraechs im
Sensornetzwerk frei bewegen können. Je nach Aufgabenstellung können
noch weitere "Systemdienste" konzeptioniert und realisiert werden,
z.B. 5) das Anbindung an ein SIP-faehiges Softphone auf einem
Gateway-Rechner, 6) eine Durchsage- oder Signalisiermöglichkeit an
eine Gruppe oder saemtliche "Walky-Talky"-Sensorknoten.  Eigene
weitere Ideen sind ausdrücklich willkommen.

Ansprechpartner