Systemsoftware und Verteilte Systeme

Entwicklung eines Sensor-/Aktornetzwerkes zum Erkennen und Vertreiben von streunenden Katzen und/oder Hunden

Bachelorarbeit

Abgeschlossen am 23.04.13 von Sebastian Reichel

Hintergrund

Sensor-/Aktornetzwerke sind verteilte Rechensysteme bei denen die einzelnen Rechner aus autonomen, i.d.R. betteriebetriebenen 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 Erschütterungssensoren) und Aktoren (wie z.B. Lichter, Hupen, und magnetische Ventile) angebracht und betrieben werden. Mit Sensornetzwerken lassen sich autonom verteilte Phaenomene beobachten, z.B. eine Helligkeitsverteilung über eine Region oder aber das Eindringen und Fortbewegen von Subjekten in einem Areal. Mittels der Aktormöglichkeit kann dann auf ein so detektiertes Ergeignis reagiert werden, z.B. durch das Anschalten von Lichtern in einem als zu dunkel erkannten Bereich. 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 eines autonomen Sensor-/Aktornetzwerkes, das in der Lage ist, steunende Hunde und/oder Katzen in einem vorgegebenen Areal, möglichst ohne komplizierte Konfiguration "vor Ort", mittels adaequater Sensorik weitgehend sicher zu erkennen und anschliessend geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen, um die Tiere aus dem zu überwachenden Areal zu verscheuchen. Dabei sollen selbstverstaendlich Vorgaben des Tierschutz- und Nachbarschaftsrechtes eingehalten werden. Die Aufgabenstellung umfasst insbesondere die Auswahl der Hardware-Sensoren und -Aktuatoren sowie die Realisierung ihrer Anbindung an die Sensorknoten. Dies kann über General Purpose I/O-Ports (GPIO ports) der Sensorknoten geschehen. Diese "sprechen" u.a. Protkolle a la I2C etc. Es wird erwartet, dass ein funktionsfaehiger Prototyp für den Feldversuch im Rahmen der Arbeit realisiert und getestet wird. Funktionen wie Logging und die Visualisierung von relavanten Ereignissen an einem Computerbildschirm können je nach Art der Arbeit und Anzahl der Bearbeiter (z.B. bei gemeinsamer Abschlussarbeit von mehr als einer Person) zudem gefordert sein.

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Oliver Theel