Anbindung eines Smartphones an den INGA-Sensorknoten zum Versenden von Alarmmeldungen

Einleitung

Der drahtlose Sensorknoten INGA ist im Rahmen einer Projektarbeit am Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund entstanden und wird im Rahmen von mehreren studentischen Arbeiten und Praktika weiterentwickelt und erweitert. Zur drahtlosen Kommunikation verfügt INGA über ein IEEE 802.15.4 Funkinterface mit aufgedruckter Antenne.

Da bestimmte Anwendungsfälle auch davon ausgehen, dass der Empfangsbereich eines lokalen IEEE 802.15.4-Netzes verlassen wird, ist es sinnvoll, auch andere Funkschnittstellen zu unterstützen. Gerade wenn INGA z.B. in einer mobilen Anwendung zur Sturzerkennung eingesetzt werden soll, sollte es möglich sein, bestimmte Notfallnachrichten auch dann abzusetzen, wenn der Empfangsbereich des lokalen Netzes verlassen wurde. Dieses kann z.B. durch die Kopplung mit einem Mobiltelefon geschehen, welches dann wiederum Nachrichten über das Mobilfunknetz versendet.

Aufgabenstellung

Ziel dieser Arbeit ist es also, INGA das Absenden von Notfall-Nachrichten über ein Mobiltelefon zu ermöglichen. Dazu ist zunächst ein geeignetes Hardwaremodul auszuwählen, welches dann eine Kommunikation über Bluetooth mit einem Android-basierten Smartphone ermöglicht. Die Implementierung der Software auf dem Sensorknoten INGA soll für Contiki erfolgen und am Ende der Arbeit in das INGA-Contiki-GIT-Repository eingepflegt werden; bei der Android-spezifischen Applikation sollte für Android Version 2.3 (möglichst aufwärtskompatibel) entwickelt werden.

Um auch einen realitätsnahen Notfall zu detektieren, soll ein Algorithmus zur Sturzerkennung unter Zuhilfenahme von INGAs Accelerometer implementiert werden. Im Rahmen des Projekts GAL wurden vom Peter L. Reichertz Institut für Medizinische Informatik (PLRI) bereits solche Algorithmen für einen Desktop-PC entwickelt und implementiert; ein solcher sollte für eine Portierung auf das Smartphone (wenn möglich) verwendet werden. INGAs Accelerometer liefert in diesem Fall Rohdaten an das Smartphone, auf dem diese dann verarbeitet werden und gegebenenfalls ein Sturz detektiert wird. In einem anderen Szenario sollte auch auf INGA direkt ein rudimentärer Sturzerkennungsalgorithmus implementiert werden, der dann wiederum entweder nur das Ereignis "Sturz" oder aber einen umfangreicheren Datensatz zur weiteren Analyse an das Smartphone sendet.

Alle Fälle sind besonders im Hinblick auf Robustheit und Energieverbrauch geeignet gegeneinander zu evaluieren.

Die eigentliche Notfall-Nachricht soll dann von einer Smartphone-Applikation aus versendet werden, wobei es hier freisteht, entweder eine Short-Message zu senden oder eine (Freisprech-) Sprachverbindung aufzubauen.