Inexpensive Node for General Applications
- ein preiswerter Sensorknoten -

INGA ist ein drahtloser OpenSource-Sensorknoten für alles Mögliche. INGA wurde am IBR als Inexpensive Node for General Applications entwicklet und wird in zahlreichen Projekten eingesetzt.

Anwendungsgebiete

Im Forschungsprojekt GAL werden wir mehrere ältere Probanden mit INGA ausstatten, um so einen Sturzerkennung, eine Ganganalyse und eine Aktivitätsüberwachung zu realisieren – deshalb auch die Sensorausstattung, die auf den folgenden Seiten noch genauer erläutert werden.

Wie der Name verspricht, sind mit INGA etliche Anwendungen möglich. Prinzipell lässt sich mit INGA auch ein Quadrocopter steuern oder der Produktionsbetrieb in einer Raffinerie regeln – für die Einsatzmöglichkeiten gibt es kaum Grenzen.

Beispiele für erfolgreiche Anwendungen lassen sich z.B. auch in unserem Wireless Networking Lab: Industrial Communication Challenge finden – hier wurden von Studenten und Mitarbeitern schon einige - teils verspielte – Anwendungen umgesetzt. Eine Anwendung, die die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit besonders erregt hat, war die Blinkenlights Umsetzung BLingaLIGHTS auf der TU-Night 2012.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten finden sich bei den Anwendungsbeispielen.

Übersicht

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Technische Details

INGA ist ein drahtloser Sensorknoten, der über einen Funktransceiver (IEEE 802.15.4-Standard - bspw. ZigBee) Daten austauschen kann. INGA verfügt über mehrere Sensoren, die für die Bewegungs- und Aktivitätserkennung sinnvoll sind, wie ein Accelerometer (Beschleunigungssensor), ein Gyroskop und einen Luftdrucksensor. Zur Speicherung von Daten stehen 16Mbit an Flash-Speicher zur Verfügung; außerdem kann eine mirco-SD-Karte im entsprechenden Steckplatz verwendet werden.

Die genaueren Technischen Daten können den Flyern entnommen werden. Für weitere Informationen empfiehlt sich außerdem ein Blick ins WiKi. Die Baupläne können im Download-Bereich heruntergeladen werden.

Erste Schritte

Um mit INGA eigene Projekte zu realisieren empfehlen wir den Getting Started-Abschnitt im WiKi.

Download

Die aktuelle Hardware-Revision von INGA ist Version 1.6. Alle relevanten Dateien können einfach aus dem SVN ausgechecked werden: https://gitlab.ibr.cs.tu-bs.de/cm-projects/2012-inga

Unser Contiki-Port for INGA kann aus unserem GIT-Repository ausgecheckt werden: git://git.ibr.cs.tu-bs.de/project-cm-2012-inga-contiki.git

Alle anderen Downlodas finden sich im Download-Abschnitt im Wiki.

Literatur

Veröffentlichungen

• Ulf Kulau, Silas Müller, Sebastian Schildt, Felix Büsching and Lars Wolf: Investigation & Mitigation of the Energy Efficiency Impact of Node Resets in RPL, in Ad Hoc Networks, 2021 (Kulau:AdHoc-Networks-2021, DOI, BibTeX, accepted for publication)
• Ulf Kulau, Daniel Bräckelmann, Felix Büsching, Sebastian Schildt and Lars Wolf: REAPer - Adaptive Micro-Source Energy-Harvester for Wireless Sensor Nodes, in Twelfth IEEE Workshop on Practical Issues in Building Sensor Network Applications 2017 (IEEE SenseApp 2017), Singapore, Oktober 2017 (kulau:SenseApp:2017, BibTeX, Folien, Runner-up for best paper)
• Ulf Kulau, Silas Müller, Sebastian Schildt, Arthur Martens, Felix Büsching and Lars Wolf: Energy Efficiency Impact of Transient Node Failures when using RPL, in Proceedings of the 18th IEEE International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks, WoWMoM 2017, Macau, China, Juni 2017 (Kulau:WOWMOM2017, BibTeX, Folien)
• Dominik Schürmann, Felix Büsching, Sebastian Willenborg and Lars C Wolf: RAIM: Redundant Array of Independent Motes, in International Conference on Networked Systems (NetSys), Göttingen, Germany, Seite 1-8, März 2017 (schuermann:RAIM:2017, DOI, BibTeX, Folien)
• Ulf Kulau, Stephan Rottmann and Lars Wolf: Demo: Brzzz - A Simplistic but Highly Useful Secondary Channel for WSNs, in Proceedings of the International Conference on Embedded Wireless Systems and Networks, EWSN 2017, Uppsala, Sweden, Februar 2017 (Kulau:EWSN2017, BibTeX, Folien, Poster, Best Demo Award)
• Nico Jaehne-Raden, Ulf Kulau, Klaus-Hendrik Wolf, Hubertus Meyer zu Schwabedissen and Michael Marschollek: INBED: INEXPENSIVE NODE FOR BED-EXIT DETECTION: A WEARABLE FALL PREVENTION SYSTEM, in Innovation in Aging, Jg. 1, Nr. suppl_1, Seite 1016, 2017 (jaehneraden:kulau:iagg2017, DOI, BibTeX)
• Ulf Kulau, Johannes van Balen, Sebastian Schildt, Felix Büsching and Lars Wolf: Dynamic Sample Rate Adaptation for Long-Term IoT Sensing Applications, in IEEE World Forum on Internet of Things 2016 (WF-IoT), Reston, USA, Dezember 2016 (kulau:wf-iot:2016, BibTeX, Folien)
• R. Hartung, U. Kulau and L. Wolf: Distributed Energy Measurement in WSNs for Outdoor Applications, in 2016 13th Annual IEEE International Conference on Sensing, Communication, and Networking (SECON), Seite 1-9, Juni 2016 (Hartung:Secon:2016, DOI, BibTeX)
• R. Hartung, U. Kulau and L. Wolf: Demo: PotatoScope - Scalable and Dependable Distributed Energy Measurement for WSNs, in 2016 13th Annual IEEE International Conference on Sensing, Communication, and Networking (SECON), Seite 1-3, Juni 2016 (Hartung:Secon:2016:Demo, DOI, BibTeX)
• Ulf Kulau, Stephan Rottmann, Sebastian Schildt, Johannes van Balen and Lars C Wolf: Undervolting in Real World WSN Applications: A Long-Term Study, in The 12th IEEE International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems 2016 (IEEE DCoSS 2016), Washington D.C., USA, Mai 2016 (kulau:dcoss:2016, BibTeX, Folien)
• Ulf Kulau, Felix Büsching and Lars Wolf: IdealVolting - Reliable Undervolting on Wireless Sensor Nodes, in ACM Transactions on Sensor Networks (TOSN), New York, NY, USA, ACM, Januar 2016 (kulau:TOSN:2016, BibTeX)
• Ulf Kulau, Tobias Breuer and Lars C Wolf: A Clustering-Based Characteristic Model for Unreliable Sensor Network Data, in IEEE World Forum on Internet of Things 2015 (WF-IoT), Milan, Italy, Dezember 2015 (kulau:wf-iot:2015, BibTeX, Folien)
• Ulf Kulau, Sebastian Schildt, Stephan Rottmann and Lars Wolf: Paint it Black - Increase WSN Energy Efficiency with the Right Housing, in The 6th Workshop on Real World Wireless Sensor Networks, RealWSN15, Seoul, South Korea, November 2015 (kulau:RealWSN, BibTeX, Folien)
• Ulf Kulau, Sebastian Schildt, Stephan Rottmann, Björn Gernert and Lars Wolf: Demo: PotatoNet - Robust Outdoor Testbed for WSNs: Experiment Like on Your Desk. Outside., in Proceedings of the 10th ACM MobiCom Workshop on Challenged Networks, CHANTS '15, Paris, France, Seite 59 - 60, ACM, September 2015 (Kulau:chantsDEMO2015, BibTeX)
• Ulf Kulau, Sebastian Schildt, Stephan Rottmann, Björn Gernert and Lars Wolf: PotatoNet - Outdoor WSN Testbed for Smart Farming Applications, in Proceedings of the 14th GI/ITG KuVS Fachgespräch Drahtlose Sensornetze, FGSN15, Erlangen, Germany, September 2015 (kulau:FGSN15, BibTeX, Folien)
• Ulf Kulau, Stephan Friedrichs and Lars Wolf: Demo: Voltage Scheduling of Peripheral Components on Wireless Sensor Nodes, in Proceedings of the 12th European Conference on Wireless Sensor Networks, EWSN 2015, Porto, Portugal, Seite 33-36, Februar 2015 (Kulau:EWSN2015, BibTeX, Folien, Poster)
• Felix Büsching and Lars Wolf: The Rebirth of One-Time Pads - Secure Data Transmission from BAN to Sink -, in Internet of Things Journal, IEEE, Jg. 2, Nr. 1, Seite 63-71, Februar 2015 (buesching:iot:otp:2014, DOI, BibTeX)
• Felix Büsching, Keno Garlichs, Johannes van Balen, Yannic Schröder, Kai Homeier, Wolf-Bastian Pöttner Ulf Kulau, Stephan Rottmann, Sebastian Schildt, Georg von Zengen and Lars Wolf: Quadrotor-based DT-WSNs for Disaster Recovery, in Proceedings of the 13th GI/ITG KuVS Fachgespräch Drahtlose Sensornetze, FGSN14, Potsdam, Germany, September 2014 (buesching:FGSN14, BibTeX)
• Reinhold Haux, Andreas Hein, Gerald Kolb, Harald Künemund, Marco Eichelberg, Jens-E. Appell, H.-Jürgen Appelrath, Christian Bartsch, Jürgen M. Bauer, Marcus Becker, Petra Bente, Jörg Bitzer, Susanne Boll, Felix Büsching, Lena Dasenbrock, Riana Deparade, Dominic Depner, Katharina Elbers, Uwe Fachinger, Juliane Felber, Florian Feldwieser, Anne Forberg, Matthias Gietzelt, Stefan Goetze, Mehmet Gövercin, Axel Helmer, Tobias Herzke, Tobias Hesselmann, Wilko Heuten, Rainer Huber, Manfred Hülsken-Giesler, Gerold Jacobs, Elke Kalbe, Arno Kerling, Timo Klingeberg, Yvonne Költzsch, Christopher Lammel-Polchau, Wolfram Ludwig, Michael Marschollek, Birger Martens, Markus Meis, Eike Michael Meyer, Jochen Meyer, Hubertus Meyer zu Schwabedissen, Niko Moritz, Heiko Müller, Wolfgang Nebel, Franz J. Neyer, Petra-Karin Okken, Julia Rahe, Hartmut Remmers, Lars Rölker-Denker, Meinhard Schilling, Birte Schöpke, Jens Schröder, Gisela C. Schulze, Mareike Schulze, Sina Siltmann, Bianying Song, Jens Spehr, Enno-Edzard Steen, Elisabeth Steinhagen-Thiessen, Nele-Marie Tanschus, Uwe Tegtbur, Andreas Thiel, Wilfried Thoben, Peter van Hengel, Stefan Wabnik, Sandra Wegel, Olaf Wilken, Simon Winkelbach, Thorben Wist, Klaus-Hendrik Wolf, Lars Wolf and Melanie Zokoll-van der Laan: Information and communication technologies for promoting and sustaining quality of life, health and self-sufficiency in ageing societies - outcomes of the Lower Saxony Research Network Design of Environments for Ageing (GAL), in Informatics for Health and Social Care, Jg. 39, Nr. 3-4, Seite 166-187, 2014 (buesching:IHSC:2014a, DOI, BibTeX, PMID: 25148556)
• Marco Eichelberg, Felix Büsching, Enno-Edzard Steen, Axel Helmer, Andreas Thiel, Andreas Hein and Lars Wolf: A technical platform for environments for ageing - lessons learned from three field studies, in Informatics for Health and Social Care, Jg. 39, Nr. 3-4, Seite 272-293, 2014 (buesching:IHSC:2014b, DOI, BibTeX, PMID: 25148562)
• Stephan Sigg, Shuy Shi, Felix Büsching, Yusheng Ji and Lars Wolf: Leveraging RF-channel fluctuation for activity recognition, in The 11th International Conference on Advances in Mobile Computing & Multimedia (MoMM 2013), Vienna, Austria, Dezember 2013 (Sigg:MoMM2013, BibTeX, Folien)
• Felix Büsching, Henning Post, Matthias Gietzelt and Lars Wolf: Fall Detection on the Road, in 2013 IEEE 15th International Conference on e-Health Networking, Applications and Services (Healthcom) (IEEE Healthcom 2013), Lisbon, Portugal, Oktober 2013 (Buesching:Healthcom2013:FallDetectionOnTheRoad, BibTeX, Folien)
• Felix Büsching, Maximiliano Bottazzi, Wolf-Bastian Pöttner and Lars Wolf: DT-WBAN: Disruption Tolerant Wireless Body Area Networks in Healthcare Applications, in the International Workshop on e-Health Pervasive Wireless Applications and Services (eHPWAS'13), Lyon, France, Oktober 2013 (Buesching:eHPWAS2013:DT-WBAN, BibTeX, Folien, Best Paper Award)
• Wolf-Bastian Pöttner, Daniel Willmann, Felix Büsching and Lars Wolf: All Eyes on Code: Using Call Graphs for WSN Software Optimization, in Eight IEEE Workshop on Practical Issues in Building Sensor Network Applications 2013 (IEEE SenseApp 2013), Sydney, Australia, Oktober 2013 (Poettner:SenseApp:2013, BibTeX, Folien)
• Ulf Kulau, Felix Büsching and Lars C Wolf: A Node's Life: Increasing WSN Lifetime by Dynamic Voltage Scaling, in The 9th IEEE International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems 2013 (IEEE DCoSS 2013), Cambridge, USA, Mai 2013 (Kula1305:Nodes, BibTeX, Folien)
• Ulf Kulau, Felix Büsching, Wolf-Bastian Pöttner and Lars C Wolf: Demo: A Node's Life - Increasing WSN Lifetime by Dynamic Voltage Scaling, in The 9th IEEE International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems 2013 (IEEE DCoSS 2013), Cambridge, USA, Mai 2013 (Kula1405:Nodes, BibTeX, Poster)
• Felix Büsching, Andreas Figur, Dominik Schürmann and Lars Wolf: Poster: Utilizing Hardware AES Encryption for WSNs, in Proceedings of the 10th European Conference on Wireless Sensor Networks, EWSN 2013, Ghent, Belgium, Seite 33-36, Februar 2013 (Buesching:EWSN2013, BibTeX, Folien, Poster)
• Felix Büsching, Ulf Kulau and Lars Wolf: Architecture and Evaluation of INGA - An Inexpensive Node for General Applications, in Sensors, 2012 IEEE, Taipei, Taiwan, Seite 842-845, IEEE, Oktober 2012 (Buesching:Sensors:2012, DOI, BibTeX, Folien)
• Wolf-Bastian Pöttner, Felix Büsching, Georg von Zengen and Lars Wolf: Data Elevators: Applying the Bundle Protocol in Delay Tolerant Wireless Sensor Networks, in The Ninth IEEE International Conference on Mobile Ad-hoc and Sensor Systems (IEEE MASS 2012), Las Vegas, Nevada, USA, Oktober 2012 (Poettner:MASS2012, BibTeX, Folien)
• Felix Büsching and Lars Wolf: Chancen f?r den Einsatz von unterbrechungstoleranten Kommunikationsprotokollen in drahtlosen k?rpernahen Netzwerken im medizinischen Umfeld, in Proceedings of the 42th Annual Conference of the Gesellschaft f?r Informatik e.V. (INFORMATIK 2012), Braunschweig, Germany, K?llen Druck + Verlag GmbH, September 2012 (Buesching:Informatik:2012, BibTeX, Folien)
• F. Büsching, W. Pöttner, D. Brökelmann, G. von Zengen, R. Hartung, K. Hinz and L. Wolf: A demonstrator of the GINSENG-approach to performance and closed loop control in WSNs, in Networked Sensing Systems (INSS), 2012 Ninth International Conference on, Seite 1 -2, Juni 2012 (Buesching:INSS:2012, DOI, BibTeX, Best Demo Award)
• Felix Büsching, Ulf Kulau, Matthias Gietzelt and Lars Wolf: Comparison and validation of capacitive accelerometers for health care applications, in Computer Methods and Programs in Biomedicine, Jg. 106, Nr. 2, Seite 79 - 88, 2012 (buesching:CMPB:2011, DOI, BibTeX)
• Ulf Kulau, Felix Büsching, Wolf-Bastian Pöttner and Lars Wolf: INGA - Architektur eines universell einsetzbaren Sensorknotens, in Proceedings of the 10th GI/ITG KuVS Fachgespräch Drahtlose Sensornetze, FGSN11, Paderborn, Germany, September 2011 (buesching:FGSN11, BibTeX, Folien)
• Felix Büsching, Ulf Kulau and Lars Wolf: Demo: INGA - An Inexpensive Node for General Applications, in Proceedings of the 9th ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems, SenSys '11, Seattle, WA, USA, ACM, 2011 (buesching:Sensys11, BibTeX, Poster)

Projektmitglieder am IBR

Studentische Arbeiten

Bei Interesse an einer Studien-, Diplom-, Bachelor-, Master- oder sonstiger Arbeit im Bereich dieses Projekts bitte einfach Prof. Dr. Felix Büsching kontakieren.