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PG SS2016 - Wireless Warehouse - Selbstorganisierendes Warenlager durch Ultra-Low-Energy Kommunikation

Schaltungsentwurf, Mikrocontrollerprogrammierung und Entwicklung eines Kommunikationsprotokolls für ein selbstinventarisierendes Lager am Beispiel von LEGO-Steinen. Diesen Aufgabenstellungen wird sich die Projektgruppe "Wireless Warehouse" am Lehrstuhl für Kommunikationsnetze im Sommersemester 2016 widmen und damit eine Brücke zwischen dem Internet of Things (IoT) und einem praxisnahen Anwendungsfall im Rahmen der Industrie 4.0 schlagen.

WirelessWarehouse-400

Die Themen Industrie 4.0 und Internet-of-Things (IoT) werden auch in Lager- und Logistiksystemen der Zukunft Einzug halten. Ziel hierbei ist das intelligente, selbstinventarisierende Warenlager mit minimalem Wartungsaufwand und einfacher Skalierungsmöglichkeit. Hierzu werden die einzelnen Lagerkisten mit Sensorik und Kommunikationsmöglichkeiten ausgestattet. Die Herausforderung bei einem solchen System ist die Energieversorgung, das Sparen von Energie und der Entwurf eines robusten Kommunikationsprotokolls, das energieintensive Fehlübermittlungen trotz einer hohen Anzahl von Netzteilnehmern minimiert. Dieser Ansatz birgt jedoch ein breites Anwendungspotenzial.

Im Rahmen der Projektgruppe soll ein solches intelligentes Warenlager zur Inventarisierung von Stückgut (z.B. Schrauben) entwickelt und aufgebaut werden – natürlich in einer überschaubaren Größenordnung. Einzelne Kisten, ausgestattet mit einem Kommunikationsknoten und einer Waage im Boden, sollen auf Anfrage per Funk eine Auskunft über die Anzahl der beinhalteten Waren geben und sich bei kritischem Batteriestand durch Licht oder Tonsignale bemerkbar machen.

Über eine Lagersystemsoftware soll nach bestimmten Waren gesucht werden können, worauf hin sich die Kisten mit einer hinreichenden Menge des gesuchten Produkts auffindbar zeigen, unabhängig davon, wo sie sich aktuell im Lager oder auf dem Schreibtisch befinden. Neigt sich der Bestand einer bestimmten Sorte dem Ende, so wird die entsprechende Ware nachbestellt.

Mittelpunkt eines Knotens soll der energiesparende Mikrocontroller MSP430 FR5969 zusammen mit einer CC1200 Funkschnittstelle im 868MHz Band bilden. Der Umfang und die Auswahl von weiterer Peripherie (Waage, Display, Beschleunigungssensor, Lokalisierungssystem, etc.), sowie die Art der Energiequelle und des Energiespeichers sollen im Rahmen der Entwicklungsarbeiten ermittelt und ausgewählt werden.

Es ist geplant die Aufgaben in drei kleineren Arbeitsgruppen (Hardware Plattform & Sensor Integration; Kommunikationsprotokoll & Firmwareentwicklung; Wireless-Warehouse-Server & Client Application) anzugehen, die ihre Ergebnisse im Verlauf der Projektgruppe zu einer Gesamtlösung integrieren. Die Planung der internen Organisation der Projektgruppe in Abhängigkeit von den individuellen Interessen und Vorkenntnissen der Teilnehmer ist aber selbstverständlich eine der ersten gemeinsam zu lösenden Aufgaben der Projektgruppe.

Termine

Erstes Treffen Ort
Di, 12.04.2016 14:15 Uhr C1-04-104

Arbeitsraum: P2-04-510

Anforderungen

Gewünscht:
  • Programmiererfahrung in C/C++
  • Grundverständnis in Themen zu Kanalzugriff, Adressierung und Routing kabelloser Kommunikationsnetze (ALOHA, CSMA/CA, IP)
  • Interesse an Mikrocontrollerprogrammierung
  • Interesse am Schaltungs- und PCB-Entwurf

Optional:
  • Erfahrungen in Web-Entwicklung und/oder App-Entwicklung
  • Interesse am 3D-Druck

Dokumente

Manual MSP430FR5969

Manual CC1200

PG-Daten

Lehrstuhl: Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
Betreuer: Robert Falkenberg, Johannes Pillmann
Beginn ab: 12.04.2016



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