TU BRAUNSCHWEIG
| Carl-Friedrich-Gauß-Fakultät | Informatik
Informatikzentrum

Verzögerungstolerante Erfassung von Sensordaten zur Verbesserung des Precision-Farming

Bearbeiter (anonym, Login erforderlich)
Betreuer Björn Gernert
Professor Prof. Dr.-Ing. Lars Wolf
Projekt potatonet
IBR Gruppe CM (Prof. Wolf)
Art Bachelorarbeit
Status abgeschlossen
Beginn 2016-10-10

Einleitung und Motivation (Auszug Exposé)

Da die Weltbevölkerung immer weiter wächst, stellt die Nahrungsversorgung eine immer größere Herausforderung da. Ein Ansatz dieses Problem zu lösen ist, den bestehenden Landwirtschaftssektor effizienter zu gestalten. Dieses Projekt bietet die Möglichkeit genau zu überwachen an welcher Stelle eines Feldes welche Temperatur herrscht. Diese Daten können es dem Landwirt ermöglichen bessere Entscheidungen bei der Bewirtschaftung des Feldes zu treffen und somit die Effizienz im Anbau zu steigern. Dieses Projekt ermöglicht außerdem die einfache Vernetzung eines auf einem Feld aufgestellten Sensorknoten mit einem Server durch IBR-DTN. Da die Sensorknoten auch Daten zur effizienteren Bewirtschaftung des Feldes sammeln, trägt das Projekt auch an dieser Stelle indirekt zur Lösung des oben beschreibenden Problems bei. Meine persönliche Motivation diese Abschlussarbeit zu bearbeiten, liegt vor allem an meinem Interesse an Android-Applikationen, die durch das SEP und das Teamprojekt geweckt wurde, die sich beide mit Android-Entwicklung beschäftigt haben. Da ich mich außerdem für die Vernetzung und Kommunikation von Geräten untereinander interessiere, bietet diese Abschlussarbeit eine für mich sehr interessante Aufgabenstellung.



Abbildung 1: Hardwareaufbau

Aufgabenstellung (Auszug Exposé)

In Abbildung 1 ist schematisch ein Versuchsaufbau dargestellt, der eine Feldspritze zeigt, die von einem Traktor über ein Feld gezogen wird. An der Feldspritze sind mehrere Temperatursensoren angebracht, die ihre Daten an einen ebenfalls an der Feldspritze angebrachten Raspberry Pi mit GPS-Empfänger weiterleiten. Zusätzlich befindet sich ein Android-Tablet in der Fahrerkabine des Traktors, das in dieser schematischen Darstellung nicht abgebildet ist. Das entsprechende Verteilungsdiagramm des Systems ist in Abbildung 2 dargestellt und zeigt die verschiedenen Knoten. Der Übersichtlichkeit halber sind in diesem Diagramm nur Komponenten abgebildet, die für diese Arbeit relevante sind. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, die benötigte Software zum Betrieb des Android-Tablets und des Raspberry Pis zu entwickeln und die Funktionsfähigkeit zu evaluieren.

Das zu entwickelnde Softwarepaket besteht aus einer Android-Applikation für das Tablet in der Fahrerkabine und einer Anwendung für den Raspberry Pi. Die Anwendung auf dem Pi soll es ermöglichen, die Temperatursensoren auszulesen und zusammen mit den aktuellen GPS-Daten des Pis über IBR-DTN an das Tablet zu schicken. Außerdem muss die Möglichkeit bestehen die Temperaturdaten zu senden, ohne dass ein GPS-Signal vorhanden ist. In diesem Fall werden die GPS-Daten des Tablets verwendet, falls sie vorhanden sind. Die Android-Applikation dient zum einen als Zwischenspeicher für die vom Pi empfangenen Daten und bietet zum anderen die Möglichkeit den Verbund aus Android-Applikation und Pi-Anwendung zu steuern. Die Hauptfunktion hierbei ist, dass am Anfang jeder Fahrgasse ein Knopf gedrückt werden kann, der den Beginn einer neuen Fahrgasse signalisiert. Hierdurch wird es möglich, auch ohne ein GPS-Signal die ungefähre Position auf dem Feld zu bestimmen. Außerdem kann so bei vorhandenem GPS-Signal die Ungenauigkeit der berechneten Position bestimmt werden, da die Koordinaten des Anfangspunktes der Fahrgasse bekannt sind. Die Android-Applikation wird außerdem genutzt, um dem Fahrer eventuell auftretende Fehler und Defekte an den Sensoren zu melden. Eine weitere Funktion der Android-Applikation, die durch das Nutzen von IBR-DTN ermöglicht wird, ist das Erstellen von Statistiken über die Anzahl und Größe der DTN-Bundle, von auf dem Feld aufgestellten Sensorknoten. Diese Bundle werden dann beim Erreichen des Hofes, vom auf dem Tablet laufenden DTN-Deamon, weitergeleitet.

Besonderes Augenmerk liegt bei der Implementierung des Softwarepakets auf der Zuverlässigkeit. Das Hauptziel hierbei ist, dass das System am Ende der Bachelorarbeit unter Realbedingungen robust arbeitet. Dies wird durch Tests sichergestellt.




Abbildung 2: Verteilungsdiagramm


aktualisiert am 25.01.2017, 10:00 von Björn Gernert
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