Visualisierung raumbezogener Sensordaten auf WebseitenVisualizing spatial sensor data on web pages

Thesis Type:

The DUS research group:

The Distributed and Ubiquitous Systems (DUS) research group works together with well-known international partners from research and industry in the field of ubiquitous and pervasive computing systems.

Ubiquitous Computing:

A vision of ubiquitous computing is the invisible computer. Computer as visible elements of our environment disappear. To the human user, the environment or everyday things become the user interface. All in one computing systems are substituted by specialized, well-designed appliances. The user no longer has the feeling to interact with a computing system but with common everyday objects in his environment.

Project Description:

Im Rahmen einer Projektarbeit soll ein Lokationssystem basierend auf der Particle Computer Plattform realisiert werden. Es sollen in einem Gebäude (Informatikzentrum) in unterschiedlichen Räumen Sensorknoten verteilt werden. Es ist eine geeignete Applikation zu entwickeln, welche die von den Sensorknoten übertragenen Daten (Lichtstärke, Temperatur) erfasst und auswertet. Zudem sollen die Daten mit Hilfe von Google Earth bzw. mittels eines Browser Plugins visualisiert werden, d.h. es ist ein entsprechendes 3D Modell des Gebäudes zu erstellen, dessen Textur in Abhängigkeit der erfassten Messdaten dynamisch angepasst werden soll.

Die Particle Computer Plattform erlaubt die Ermittlung der Empfangsstärke des eingehenden RF Signals (radio frequency), die Infrastrukturelemente zur Kommunikation mit Anwendungen unterstützen das Hinzufügen der Information, über welches Element ein Paket der Particle Computer Plattform empfangen wurde.

Wird ein Paket von mehreren Infrastrukturelementen empfangen, dann wird dieses auch mehrfach in das lokale Netzwerk (LAN) weitergeleitet.

Für das Erstellen eines Lokationsystems wurde bereits eine entsprechende Software von der Universität Karlsruhe (http://particle.teco.edu) erstellt. Dieses ist den lokalen Gegebenheiten anzupassen und zu erweitern.

Die Lokationinformationen sollen gespeichert und für eine spätere Auswertung zur Verfügung gestellt werden. Da Signalstärke und Empfangsort nicht allein zur präzisen Lokalisierung ausreichen soll darüber hinaus ein einfach (im Sinne von: schnell) bedienbares Programm entwickelt werden dass die Annotation der Daten erlaubt.

Auf Basis gesammelter Daten soll eine möglichst genau Schätzung des Aufenthaltsortes der Mitarbeiter der Gruppe DUS möglich sein. Ein Web-basiertes System soll in der Lage sein, die aktuelle Position anzuzeigen. Das System soll modular und erweiterbar gestaltet sein, so dass weitergehende Informationen (z.B. Rechner an/aus, Tastaturinput ja/nein, Kalendarinformationen) einfach integriert werden können.

Die Applikationsentwicklung findet auf Basis von Java statt. Dazu wird zunächst ein Programm entwickelt, dass das Einrichten der Sensorknoten erlaubt. Der Benutzer wird die Möglichkeit haben, neue Knoten im Gebäude zu registrieren, die von den Knoten erfassten Messwerte festzulegen und die Soll-Verteilung der Knoten selber letztendlich auf einer Übersichtskarte des Gebäudes anzuschauen. Dieses Programm stellt also das Setup des Sensornetzwerkes dar.

Eine zweite Applikation schließlich erlaubt den Empfang und die Auswertung der UDP-Pakete der einzelnen Knoten. Die so ermittelten Daten werden dann dazu genutzt um die Darstellung des 3D-Modells (v.a. dessen Textur) entsprechend zu modifizieren.

Das Modell des Gebäudes wird in Google Sketchup erstellt und als KMZ-Dokument exportiert. KMZ-Dokumente sind gezippte KML-Dateien, die zusätzlich noch weitere Daten enthalten können, wie bspw. Texturen. Ein Problem was noch diskutiert werden muss, ist, dass bei texturierten Modellen eine Modelldatei mit der Endung .dae erstellt wird, in der alle Modell- und Texturkoordinaten festgelegt sind. Diese KML Datei dient dann nur noch zum Platzieren des Modells in Google Earth. Es stellt sich die Frage, ob zu Gunsten der einfachen Erweiterbarkeit nicht auf eine texturierte Modellvariante verzichtet werden und stattdessen eine einfachere Darstellung gewählt werden kann.

Work Context:

We offer:

• Integration in German, European and international projects
• Strong connection to practial problem domains and good industry relationships
• Creative and dynamic working context with a strong international focus
• Direct contact with the computer science institute and with the research group and its members

We request:

• communication skills, creativity, self and time management
• fluent German language skill, English a plus
• Willingness to acquire new knowledge and its application
• Personal initiative and presence in the research lab