Dieses Projekt umfasste die embedded Softwareentwicklung für ein funkbasiertes Datenlogger-System nach IEEE 802.15.4 Standard mittels 6LoWPAN Protokoll, welches von der Internet Engineering Task Force (IETF) entwickelt wurde.
Besser kabellos als lose Kabel – das standardisierte Funknetzwerk ermöglicht eine einfache Handhabung der Sensor-Module sowie Kompatibilität für zukünftige Technologien. Sobald sich ein Funksensor in Reichweite des Netzwerks befindet wird er automatisch in dieses eingebunden. Dadurch kann das Netzwerk jederzeit auf einfache Art und Weise durch zusätzliche Module erweitert werden. Diese können im laufenden Betrieb aus dem Netzwerk entfernt und auch außerhalb dessen z.B. in einem Fahrzeug bzw. dessen Laderaum eingesetzt werden. Sobald der Datenlogger wieder in Funkreichweite ist, werden die Messwerte übertragen. Zusätzlich kann durch den Einsatz sogenannter Router-Module die Funkreichweite des Netzwerks für jeden Anwendungsfall angepasst bzw. vergrößert werden.
Zur Umsetzung dieser Anforderungen kommt das open-source Betriebssystem Contiki zum Einsatz, welches das 6LoWPAN Protokoll unterstützt. Dieses Protokoll wurde speziell für stromsparende Funknetzwerke konzipiert um eine lange Systemlaufzeit bei batteriebetriebenen Geräten zu ermöglichen. Das offene Betriebssystem Contiki bietet eine ganze Reihe an Features in Bezug auf das Internet der Dinge an und leistet somit einen großen Beitrag an der Weiterentwicklung und Verbreitung dieser innovativen und modernen Technologie.
Laufende Messung und weltweiter Zugriff – der Datenlogger misst Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck in regelmäßigen Zeitabständen und speichert die Messwerte innerhalb einer Datenbank. Die Datensätze können mittels IPv6 lokal bzw. weltweit abgerufen werden. Weiters können Systemeinstellungen wie z.B. Uhrzeit, Messintervall, usw. über das Webinterface durchgeführt werden.
Folgenden Tätigkeiten wurden im Zuge der Softwareentwicklung umgesetzt:
- Modellierung der Softwarearchitektur des Funkbasierten-Datenloggers
- Entwicklung eines High-Level-Network-Cycles
- Entwicklung eines Diagnoseprozesses zur Systemüberwachung
- Entwicklung einer low-memory-footprint Datenbank für 8-bit Mikrocontoller
- Entwicklung eines low-memory-footprint Dateisystems
- Entwicklung des Logger-Prozesses
- Entwicklung eines Battery-Monitoring-Prozesses
- Programmierung der Netzwerk Ressourcen
- Treiberentwicklung für Temperatur-, Feuchtigkeits- und Drucksensor
- Treiberentwicklung für Echtzeituhr
- Treiberentwicklung für Flash-Memory
- Treiberentwicklung für I²C Bus sowie SPI Schnittstelle
Anwendung findet der Datenlogger in der Industrie bei Messaufbauten die eine große Anzahl an Sensoren erfordern und eine Verkabelung nicht durchgeführt werden kann. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Haustechnik, vor allem zur Überwachung von Temperatur und Feuchtigkeit sowie zur Ferndiagnose von z.B. Störungen der Heizungsanlage. Im Smart-Home Bereich werden diese Sensoren sehr häufig eingesetzt um aktuelle und gespeicherte Messwerte via Handy, Tablet, Laptop oder PC jederzeit weltweit abrufen zu können.