WLAN-Monitoring von Anlagen des ruhenden Verkehrs

Im V-Charge-Projekt wird ein System entwickelt, welches Nutzern von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen einen erhöhten Fahrkomfort bieten soll. Anstatt, dass der Fahrer selbst nach einem Parkplatz sucht, kann er sein Auto am Rande eines Parkhauses/-platzes abstellen. Dem Fahrzeug wird vom V-Charge-Verwaltungssystem, basierend auf den Anforderungen des Fahrers (Parkdauer, Energiebedarf, etc.), eine Ladestation und ggf. ein regulärer Stellplatz zugewiesen, wohin das Fahrzeug sich dann autonom bewegt. Später wird das Fahrzeug dann vom Verwaltungssystem durch Kommunikationsnachrichten dazu aufgefordert den Stellplatz zu verlassen und zur Abholstation zu fahren, wo es dann vom Fahrer wieder übernommen wird. Der Fahrer wird so von der Last der Parkplatzsuche entbunden und erzielt einen Zeit- und Kostenvorteil.

Die Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation erfolgt über IEEE 802.11 a/b/g/n (WLAN). Auf größeren Parkplätzen sowie in Parkhäusern, in denen das System eingesetzt werden soll, ist nicht davon auszugehen, dass ohne weitere Maßnahmen eine flächendeckende Netzverfügbarkeit gegeben ist. Daher ist ein Überwachen (Monitoring) des Netzes und dessen Eigenschaften erforderlich, um zu vermeiden, dass keine Kommunikation zwischen Fahrzeug und Verwaltungssystem mehr möglich ist.

Aufgabenstellung

Teil 1: Monitoring

In dieser Arbeit soll untersucht werden, welche IEEE 802.11 a/b/g/n (WLAN) Netzparameter (z.B. Signaleigenschaften wie RSSI, Identifikatoren wie MAC-Adressen, usw.) aus einer Netzwerkkarte ermittelt werden können. Dabei sollen auch verschiedene Chipsätze mit einbezogen und getestet werden. Aufgrund einer potenziellen Mobilität der Netzknoten soll zudem darauf geachtet werden, dass auch schnelle Änderungen in den Netzeigenschaften registriert werden können.

Anschließend soll ein bereits existierendes Tool zum Monitoring von Mobilfunknetzen dahingehend erweitert werden, dass die zuvor ermittelten WLAN-Parameter mit ausgegeben werden können. Die Anwendung sieht bereits verschiedene Profile vor, die hier entsprechend erweitert werden sollen, um einen bestimmten WLAN-Kommunikationsstandard (Wechsel zwischen 802.11a/b/g/n) festlegen zu können. Des Weiteren muss eine Applikation erweitert werden, mit deren Hilfe die Monitoring-Nachrichten des ersten Tools abonniert und in einer lokalen Datenbank abgelegt werden können.

Teil 2: Grafische Auswertung

Es soll ein Werkzeug entwickelt werden, welches die Möglichkeit bietet, Parkhäuser/-plätze grafisch im Grundriss darzustellen. Hierzu bietet sich das SVG-Grafikformat an, welches um zusätzliche Attribute erweitert werden soll, wie z.B. Wandstärke, Material, usw. Zusätzlich muss hierin auch eine Zuordnung zwischen Bildpunkten und realen Messkoordinaten erfolgen. Grundrisse können beispielsweise in freien Vektortools wie Inkscape oder LibreCAD erstellt werden. Diese soll in der entstandenen Applikation geladen und mit den Messdaten aus Teil 1 in geeigneter und interaktiver Form überlagert werden können, so dass beispielsweise Heatmaps generiert werden, die bei einem Mouseover detaillierte Informationen anzeigen. Die Daten sollen dabei aus einer Datenbank geladen werden können.

Teil 3: Messungen von Anlagen des ruhenden Verkehrs

Mithilfe der zuvor entwickelten und erweiterten Anwendungen sollen Messungen in hinreichend feiner Rasterung durchgeführt werden, wobei mindestens eine Indoor- und eine Outdoor-Parkfläche berücksichtigt werden soll. Hierbei ist auch eine Berücksichtigung der verschiedenen WLAN-Standards erforderlich. Außerdem sollen Paketverlust, Durchsatz und Latenzen gemessen werden, wofür bereits existierende Tools verwendet werden können. In der Auswertung der Messdaten sollen potenzielle Abhängigkeiten zwischen Signalparametern und den Eigenschaften der Datenübertragungen dargestellt werden.