BAY-IKTI BelAmI projekt Az elektronikus otthon eszközeinek fejlesztése
Haraszti Pál, Bakonyi-Kiss Gyula
[email protected] [email protected], 2009. november 26.
Elektronikusan támogatott mindennapi élet – a mobiltelefonok és laptopok világán túl
Bp., 2009. november 26. 2
Áttekintés AAL rendszerek ad-hoc kódolt rádió hálózattal Intelligens otthon, szenzorokkal és aktuátorokkal ZigBee chip választása Koordinátor, szenzorok és aktuátorok EM250 chip
alapon Telegesis modul firmware-e xIDE fejlesztőrendszerrel Telegesis modul AT parancskészlete és előfeldolgozott
szenzorálás EM250 AD bemenetei és I/O portjai IKTI fejlesztésű ZigBee-s HW eszközök GuardBelt, VMS (video mozgás érzékelő), VoiceActuator Szenzorok és aktuátorok energiaellátása AAL Labor kiépítése
AAL rendszerek ad-hoc kódolt rádió hálózattal
Ambient Assisted Living (Életvitelt Támogató Szolgáltatások) rendszerek igénye a kommunikációval szembenTámogatott-szolgáltató között (Web, IP,
mobil SMS)HVK/Gateway – sensors/actuators (RF
ad-hoc comm.)ISM sáv vagy ZigBee ( 2,4GHz-en11-26
csatornák)
Bp., 2009. november 26..
3
Intelligens otthon, szenzorokkal és aktuátorokkal
Otthoni környezetünk szenzorokkal felszerelve a biztonságunk-, kényelmünk érdekében és az egészségi állapotunk megfigyelésére, esetleges állapotromlásunk előjelzésére/vészjelzésére
Bármit működtethetünk gombnyomásra, így „a kacsa fél nyolckor csenget” effektus valósággá válhat…
Tevékenységünk ellenőrzése (tűz-, víz-, baleset kár-megelőzés, egészségügyi felügyelet stb.)
Bp., 2009. november 26.4
ZigBee chip választása
A választék:Melyik a jobb?FreeScaleEMBERChipcon – Texas InstrumentsxBeeTelegesis modul (EM250 alapon az
ETRX2)
Bp., 2009. november 26.5
Koordinátor szenzorok és aktuátorok EM250 chip alapon
EM250 firmware fejleszthető xIDE rendszerrel
Telegesis modul (ETRX2) is fejleszthető xIDE-vel
Telegesis modul önálló szenzor/aktuátor működtetése xIDE-s firmware-rel
Telegesis modult AT parancsokkal mikrokontroller elő-feldolgozott szenzorált adataival vezérli
Bp., 2009. november 26. 6
Telegesis modul firmware-e xIDE fejlesztőrendszerrel
ETRX2 TG modulSorozatgyártott modulEMBER ZigBee stack17 programozható I/O4 AD bemenet32kHz és 24MHz clkxIDE-vel fejlesztett firmware
letölthető a Telegesis modulba
Bp., 2009. november 26. 7
Telegesis modul AT parancskészlete és elő-feldolgozott szenzorálás
Szenzor+mikrokontroller+TG modul
Elő-feldolgozott szenzoradat AT paranccsal továbbítva
Az IKTI-ben megvalósított szenzor és aktuátor példák
A holnap TG modulja
Bp., 2009. november 26. 8
EM250 AD bemenetei és I/O portjai
A TG modul képeA TG modul blokksémája
Bp., 2009. november 26. 9
IKTI fejlesztésű ZigBee-s HW eszközök
Mikrovezérlő nélküli HW eszközökMultiszenzor (PIR, light, temp., door
sensor)4 csatornás switch4 konnektor fogyasztás érzékelőjeSzék-, fotel-, ágy foglaltság érzékelője
Mikrovezérlőt tartalmazó HW eszközökGuardBelt, VMS, VoiceActuator
Bp., 2009. november 26. 10
Szenzorálható környezeti paraméterekAz IKTI a felsorolásban szereplő jellemzőket képes mérni/ vezérelni ZigBee-s eszközeivel:
Hőmérséklet Páratartalom Fény Nyomás Mozgás PIR Ajtó nyitás/zárás Hang/zaj érzékelés Ajtózár működtetés
Ágy-, szék-, fotel foglaltság
érzékelés Hálózati áram fogyasztás
érzékelése X10 fogyasztók
működtetése Testhelyzet és mozgásfajta
(megy, fut, elesik) érzékelés
Kamerás mozgás érzékelés Hangüzenet bemondó
2009. november 26. 11
Megvalósított HW mote-k
GuardBelt, VMS (video mozgás érzékelő), VoiceActuator
GuardBelt Testhelyzet detektálása
Fekszik, ül, áll, megy, elesik...
Vészjelző gomb
VMS 60x80 ff/ 480x640 color pixel kamerakép Realtime képfeldolgozás (60x80) Mozgáskiértékelés, color képvétel, küldés
VoiceActuator ISD hangtároló (120 sec) Tárolt hangüzenetek vezérlése ZigBee hálózaton
Bp.,2009. november 26. 13
Video Motion Sensor
Technikai jellemzők: CMOS panel kamera 80x60 pixel fekete
fehér kép 640x480 pixel színes
kép PIR érzékelőhöz
kapcsolható
Főbb feladatai: Mozgás detektálás Riasztás küldés ZigBee router
VMS szenzor
Multiszenzor (PIR érzékelővel)
Video Motion Sensor
Mozgás detektálás:
Megvilágítás változás hatása: 1. kép 2. kép Különbség kép Eredmény kép
1. kép 2. kép Különbség kép Eredmény kép
Voice Actuator
Technikai jellemzők: 2 perces hanganyag Tetszőleges számú
üzenet Mikrofon + Hangszóró
Főbb feladatai: Figyelmeztetések lejátszása Vészhelyzet esetén megerősítés kérése ZigBee router
Voice Actuator
Voice Actuator
Orvos HVK Voice Actuator Páciens
Hangüzenet felvétel ZigBee üzenet Hangüzenet lejátszás
Nyugtázás (nyomógo
mb)
Nyugtázás (ZigBee üzenet)
Nyugtázás (internet,
SMS)
GuardBelt
Jellemzői: Hordozható 3 dimenziós gyorsulásérzékelő Testpozíciók érzékelése Mozgásformák érzékelése Mozdulatlanság érzékelése Viselés érzékelés Pánik gomb Nyugtázó gomb Alacsony energia fogyasztás
GuardBelt
GuardBelt
GuardBeltTovábbfelesztés:
Régi GuardBelt: Combon hordozható 8cm x 5,5cm x 2,5cm méret Nagy méret miatt
kényelmetlen viselet
Új GuardBelt: Comb + csukló
egység Kb. ötödére csökkent
térfogat (4,5cm x 3cm x 1,5cm)
Kényelmesebb viselni Csukló egységen:
Pulzus mérés pulzoximetria
Szenzorok és aktuátorok energiaellátása
4dBm szintű adás: 56mA-es fogyasztás 17dBm szintű adás: 104mA-es fogyasztás
(ETRX2-PA) Vétel: 36mA-es fogyasztás Sleep mód: 1,5µA (32,768kHz-es CLK) Rendszer paraméterek:
Vételkészség ideje és periodicitása Adás szintje, ideje és periodicitása
Tápellátás „zöldenergiával” (fény, nyomás, mozgás, stb)
Bp.,2009. november 26. 21
Bp., 2009. november 19.. 22
AAL Labor építése
Egy kislakás 31 nm-enGipszkarton falakÖnálló villamos hálózat (x10)IKTI-s szenzorok és aktuátorok
telepítéseHVK a koordinátor (LAN, Web és
GSM)Lehetőség más rendszerekkel való
összehasonlításra
AAL Labor
Szenzorokkal felszerelt kislakás Minden helységben 1-1 multisensor Foglaltság szenzorok:
Ágy (hálószobában) Fotel (nappaliban) Szék (konyhában)
Vill. fogyasztás szenzorok: Mikrosütő (konyhában) Vízforraló (konyhában) Állólámpa (nappaliban) TV (nappaliban) Éjjeliszekr.lámpa (hálószobában)
2009. november 26. 24
Köszönjük a figyelmet!
Köszönet a munkatársaim munkájáért:
• Bakonyi-Kiss Gyula (GuardBelt, VMS)
• Kovács József (xIDE firmware)
• Helfenbein Tamás -BME.hallg.(VMS)
• Leposa Tamás -BME hallg. (VoiceActuator, VMS)