BAY-IKTI BelAmI projekt Az elektronikus otthon eszközeinek fejlesztése

Haraszti Pál, Bakonyi-Kiss Gyula

haraszti@ikti.hu bakonyi@ikti.huBudapest, 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)