Wearable Technology

Autor: Thomas Marton
Betreuer: Prof. Schneider
Art: Projektarbeit

Abgabetermin: 15.01.14

Motivation

Mit einem Smartphone hat man die Möglichkeit Freunde zu orten und so spontan zu treffen. Für Kinder, die noch zu jung für ein Handy sind, wünschen sich Eltern die Möglichkeit eines "Geofencing", um für die Sicherheit des Kindes zu sorgen. Als Recheneinheit könnte ein Mikcocontroller oder beispielsweise ein Intel Edison zum Einsatz kommen.

Ziel

Erstellen Sie ein tragbares Modul, welches kompakt ist und die Ortung einer Person auf 10m Genauigkeit zulässt.

Aufgabenstellung

Recherchieren Sie welche Methoden es gibt, um Personen zu orten.
Identifizieren Sie Kriterien für einen Vergleich der Methoden.
Vergleichen Sie die Methoden wissenschaftlich.
Entscheiden Sie sich für eine Methode, beschaffen Sie die Bauteile und setzen Sie Ihren Ansatz praktisch um.
Dokumentieren Sie Ihre Vorgehensweise fortlaufend wissenschaftlich und präsentieren Sie Ihr Ergebnis.
Schreiben Sie hier einen Wiki Artikel über Ihr Projekt.

Anforderung

Besuch der Veranstaltung Praxisseminar

Projektdurchführung

Im Rahmen dieser Projektarbeit soll ein System entwickelt werden, welches es ermöglicht, ein Alarmsignal an ein mobiles Endgerät zu senden, sobald ein GPS-Empfänger ein abgegrenzten Bereich verlässt. Für die Realisierung dieser Projektarbeit, wurde ein GPS-System verwendet. GPS weisst eine bessere Kontinuierlichkeit der empfangenen Daten auf. Bei GSM-Systemen wiederum ist der Empfang und die Gütigkeit der Daten stark von der Anzahl der Sendestationen, die sich in der Umgebung befinden, abhängig. GPS benötigt eine Mindestanzahl von Satelliten, die ihr Daten senden. Ist diese Mindestanzahl gegeben, ist das Signal überall verwendbar, egal ob in Ballungsgebieten oder in ländlichen Gegenden.

Das Projekt soll mit einem Mikrocontroller-Board und einem GMS-GPS-Erweiterungsshield realisiert werden. Hierfür wird der Arduino-UNO als Board und das GSM-GPS-Shield von Antrax verwendet. Außerdem wird für den Verbindungsaufbau mit den Mobilfunknetzen eine SIM-Karte benötigt, welche von jedem beliebigen Anbieter erworben werden kann. Die verwendeten Bauteile für das Projekt sind demnach das Arduino-Mikocontroller-Board "UNO", das GSM-GPS-Shield von Antrax, eine GSM-Antenne und eine 9V-Blockbatterie zur Spannungsversorgung.

Arduino-UNO

GSM-GPS-Shield

Die Programmierung der Hardware erfolgt über die Standard Arduino Software "Arduino IDE 1.0.5-r2".

Arduino-Programmier-Oberfläche

Der Quellcode für die Realisierung des Projektes befindet sich im untern Kapitel "Quellcode".

Projektergebnis

Das Projektergebnis ist ein kompaktes Bauteil bestehend aus dem Arduino-Board, dem GSMGPS- Antrax-Shield und einer Antenne. Über Google-Maps können Koordinaten für den gewünschten Bereich ausgelesen werden. Die Koordinaten werden manuell im Arduino-Programm angegeben. Nachdem des Programm kompiliert und übertragen wurde, kann es mit den aktuellen Koordinaten gestartet werden. Bis ein geeignetes GPS-Signal verarbeitet werden kann, wird einige Zeit benötigt. Mit dem Blinken beider LEDs auf dem Arduino-Shield wird gezeigt, dass ein GPS-Signal vorhanden ist.

Kompaktes Modul mit Spannungsversorgung

Der gewünschte Bereich, in dem sich das System aufhalten darf, kann Softwareseitig bestimmt werden. Sobald der defnierte Bereich vom System verlassen wird, wird ein Alarm ausgelöst und die Hardware (Arduino-Shield) sendet alle 5min eine SMS an die gewünschte Mobilfunknummer