Das PotatoNet ist ein Versuchsaufbau, welcher es erlaubt Hardware und Routingprotokolle von selbstentwickelten INGA-Sensorknoten unter realen, zum Teil extremen, Betriebsbedingungen zu untersuchen. Diese Feldknoten können von einer zentralen Stelle gesteuert werden.
Für die Versuche werden die zu testenden Sensorknoten an eingebettete Linux-Rechner (WRTNodes) angeschlossen, von wo sie jederzeit neu programmiert werden können. Sie sind per Ethernet mit einem Industrie-PC verbunden, sodass sie jederzeit verlässlich erreicht werden können. Die Energieversorgung geschieht über passives Power- over-Ethernet, sodass die Knoten von der Kontrollinstanz auch hart neu gestartet werden können.
Ein Satz an Skripten erlaubt es, die Firmware der DuTs gemeinsam auf einen Stand zu bringen. Die einzelnen Sensorknoten nutzen zum Debugging eine serielle Schnittstelle, welche auch im Netzwerk verfügbar ist, sodass Log-Daten zentral gesammelt werden können.
Eine Internetanbindung kann sowohl über kabelgebundene Schnittstellen oder auch Mobilfunk bereitgestellt werden. Fällt eine Verbindung aus, wird als Fallback die andere verwendet. Lange Strecken über mehrere hundert Meter werden mithilfe von einer VDSL-Verbindung überbrückt.
Alle Komponenten sind der Witterung ausgesetzt, sodass auf ein robustes Design geachtet wurde. Die Feldknoten sind in KG- Doppelmuffen untergebracht, sodass ein Eindringen von Wasser ausgeschlossen ist. Der Kontrollrechner mit dem Netzwerkswitch befindet sich in einer mit Lüftern ausgestatteten Aluminiumkiste, welche mit Ethernetbuchsen für den Anschluss der Feldknoten versehen ist.
Mit dem PotatoScanner wurde ein System zur Trockenstresserkennug entwickelt, dass aus einer Android-Applikation und einem Programm für einen Raspberry Pi besteht. Das Softwaresystem ermöglicht es, mit Hilfe von an einer Feldspritze befestigten Temperatursensoren, die Temperaturenvon Pflanzen auf einem Feld zu messen. Die Temperaturen werden beim Fahren über das Feld gemessen und mit der entsprechenden GPS-Position der Feldspritze verknüpft. Das Softwaresystem fügt sich in ein Netzwerk aus auf dem Feld stehenden Sensorknoten und einer sich auf dem Bauernhof befindenden Senke ein. Durch den Einsatz von DTN können die Daten der Sensorknoten durch das „Store-Carry-Forward“-Prinzip von dem Pi an die Senke weitergeleitet werden. Das Softwaresystem ermöglicht, durch das Speichern der auf dem Pi entstehenden DTN-Events, eine Evaluation des Netzwerkes.
Im Sommersemester 2017 orientiert sich das Wireless Networking Lab stark an einer praxisnahen Anwendung von Sensortechnik, dem so genannten Precision agriculture oder Smart Farming. Das Szenario in diesem Praktikum sah vor, dass Sensorknoten auf einem realen Kartoffelfeld ausgebracht werden sollten, um Parameter wie Boden- und Lufttemperaturen zu erfassen.
Die Installation und der Betrieb von WSNs in realen Umgebungsbedingungen ist immer mit großem Aufwand verbunden. Daher möchten wir anderen Arbeitsgruppen diese Qualen ersparen und stellen unsere Messwerte gerne zur Verfügung.
Wir haben noch viele weitere Evaluationen durchgeführt. Bei Interesse an den Messwarten kontaktieren Sie bitte das PotatoNet Team.
Wir werden custom Hard- und Software zu PotatoNet verfügbar machen und hier verlinken.
| Name | Telefon | Raum | |
|---|---|---|---|
| Prof. Dr. Ulf Kulau | kulau[[at]]ibr.cs.tu-bs.de | ||
| Stephan Rottmann | rottmann[[at]]ibr.cs.tu-bs.de | ||
| Dr. Björn Gernert | gernert[[at]]ibr.cs.tu-bs.de | ||
| Robert Hartung | hartung[[at]]ibr.cs.tu-bs.de | ||
| Prof. Dr.-Ing. Lars Wolf | wolf[[at]]ibr.cs.tu-bs.de | +49 531 3913288 | 138 |
| Titel | Art | Betreuer | Status |
|---|---|---|---|
| Implementing and Evaluating AWuR on Amphisbaena | Bachelorarbeit | Dr. Björn Gernert, Stephan Rottmann | abgeschlossen ~2017 |
| Entwicklung eines drahtlosen Feuchtigkeitssensors für Nahrungsmittellager, ... | Masterarbeit, Projektarbeit | Dr. Björn Gernert | abgeschlossen ~2017 |
| LoRa trifft DTN - Entwicklung und Evaluation eines verzögerungstoleranten LoRa-basierten Sensornetzwerks für Nahrungsmittellager, ... | Masterarbeit | Dr. Björn Gernert | abgeschlossen ~2018 |
| Verzögerungstolerante Erfassung von Sensordaten zur Verbesserung des Precision-Farming, ... | Bachelorarbeit | Dr. Björn Gernert | abgeschlossen ~2016 |
| Online Modellbildung auf drahtlosen Sensorknoten unter Energie- und Speicherplatzgesichtspunkten, ... | Masterarbeit | Robert Hartung | abgeschlossen ~2018 |
| Integration eines dynamischen Energiemodells zur Simulation der Energieaufnahme drahtloser Sensornetze unter realen Umgebungsbedingungen | Masterarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau | abgeschlossen ~2015 |
| Verteilte Energiemessung in drahtlosen Sensornetzen im Außeneinsatz | Masterarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau | abgeschlossen ~2015 |
| Entwicklung eines Micro-Source-Energy-Harvesters für Sensorknoten | Masterarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau | abgeschlossen ~2016 |
| Datenerhebung von IEEE 802.15.4 Radios unter verschiedenen Temperatureinflüssen | Bachelorarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau, Robert Hartung | abgeschlossen ~2016 |
| Energieeffiziente Messstation für verteilte Trockenstressmessungen an Kartoffelpflanzen | Masterarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau | abgeschlossen ~2015 |
| An adaptive prediction approach for low power WSN | Masterarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau | abgeschlossen ~2017 |
| Abhärtung von Programmen in fehleranfälligen WSNs | Bachelorarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau, Arthur Martens | abgeschlossen ~2015 |
| Energieeffizienzanalyse des RPL-Protokolls im Falle transienter Knotenausfälle | Projektarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau, Arthur Martens | abgeschlossen ~2015 |
| Zielfunktion zur effizienten und robusten Wegewahl in WSNs | Bachelorarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau | abgeschlossen ~2016 |
| Energy Harvesting für Sensorknoten unter Nutzung der Bodentemperatur | Bachelorarbeit | Prof. Dr. Ulf Kulau | abgeschlossen |
Bei Interesse an einer Studien-, Diplom-, Bachelor-, Master- oder sonstiger Arbeit im Bereich dieses Projekts bitte einfach Prof. Dr. Ulf Kulau kontakieren.