Design and Implementation of a Driver Wristband System

Einleitung

Die Formula Student Germany (FSG) richtet jährlich einen Wettbewerb für Studenten aus, in dem es um die Konstruktion, den Bau, die Vermarktung sowie das Fahren von einsitzigen Rennfahrzeugen mit freistehenden Rädern (sog. Formelfahrzeuge) geht. Die universitären Teams treten dabei in verschiedenen statischen und dynamischen Disziplinen gegeneinander an. Der Wettbewerb unterliegt den internationalen Regeln der FSAE sowie den Regelergänzungen der FSG für Verbrennungs- sowie Elektrofahrzeuge.

Da es bei der Formula Student primär um die Qualitäten des Fahrzeuges geht, ist der Einfluss des einzelnen Fahrers so gering wie möglich zu halten. Dies beinhaltet, dass nicht ein Fahrer alle Disziplinen für ein teilnehmendes Team fahren darf. Die Einhaltung dieser Regel wird aktuell mittels farbkodierter Armbänder sowie Papierlisten überprüft, wobei mit dem bisherigen Vorgehen die Einhaltung der bestehenden Regeln nicht in jedem Fall sicher gestellt werden kann. Mit einer zunehmenden Zahl von Teilnehmern wird das bisherige System zudem mehr und mehr unpraktikabel und soll durch ein elektronisches System ersetzt werden.

Zu diesem Zweck soll ein personengebundenes Radio-Frequency IDentification (RFID) Armband an die Fahrer ausgegeben werden. Auf diesem sollen alle notwendigen Informationen gespeichert werden, um so das bisherige System abzulösen und die bestehenden Schlupflöcher zu schließen.

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein System zur Erfassung und Überprüfung von Fahrerdaten auf sog. NFC-Tags entwickelt werden. Dazu sind die Grundlagen zur Near Field Communication (NFC) zu recherchieren und geeignete RFID Karten auszuwählen. Für den Einsatz in Umgebungen ohne oder mit wenig Infrastruktur soll das Delay-Tolerant Networking (DTN) auf Basis von IBR-DTN verwendet werden und daher in den Grundzügen erläutert werden.

Zur vollständigen Spezifikation des Systems soll zuerst eine Anforderungsanalyse durchgeführt werden. Dazu wird ein Dokument mit groben Richtlinien vom IBR bereitgestellt. Der Systementwurf soll im Speziellen auf die kryptographische Sicherung des Systems eingehen. Dabei sind Kosten und Nutzen gegeneinander abzuwägen, so dass ein erfolgreicher Angriff auf das System höchst unwahrscheinlich ist. Weiterhin sind in dem Systementwurf die einzelnen Komponenten des verteilten Systems zu beschreiben.

Als Zielsystem sollen sowohl normale PCs als auch Mobiltelefone (mit Android 4.0) als Plattform für die Software verwendet werden. Daher wird für die Implementierung die Programmiersprache Java empfohlen, wobei ein Basiskern möglichst viel der Funktionalität in einer Bibliothek kapseln soll, so dass eine gemeinsame Verwendung auf dem PC und dem Android System möglich ist. Weiterhin ist für PCs der Einsatz von externen NFC Lese-/Schreibgeräten vorgesehen, wohingegen im Android-Systemen bereits NFC Schnittstellen existieren. Für diesen Umstand muss eine geeignete Abstraktion gefunden werden, so dass die Routinen des Basiskerns beide Varianten ansprechen können. Auch auf Android Geräten soll die Unterstützung von externen Lese-/Schreibgeräten vorgesehen sein.

In der Abschließenden Evaluation sollen die einzelnen Anwendungsfälle auf ihre Ausführungszeit untersucht werden. Mit Hilfe der Daten sollen mögliche Engpässe während des Betriebs herausgestellt werden. Weiterhin ist das gesamte System auf Stabilität und Robustheit zu untersuchen.

Links

• Hinweise zur Durchführung von studentischen Arbeiten am IBR