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Labor Vorbesprechung + Theorie Wireless + CAN Labor. Dietmar Bruckner. Personal Introduction. Who am I?. Dietmar Bruckner , ICT, TU Vienna Cognitive Automation Group Smart Sensor and Actuator Networks Complex Systems Intelligent Systems Building Automation - PowerPoint PPT Presentation
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Labor Vorbesprechung + Theorie Wireless + CAN Labor
Dietmar Bruckner
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Personal Introduction
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Who am I?
3Dietmar Bruckner
Dietmar Bruckner, ICT, TU Vienna
Cognitive Automation Group Smart Sensor and Actuator Networks Complex Systems Intelligent Systems Building Automation Ambient Assisted Living …
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Background
4Dietmar Bruckner
Diploma Study of Electrical Engineering ´99-´04Diploma Thesis: Mobile Plattform zur digitalen Bildbearbeitung für batteriebetriebene Roboter
PhD Study of Technical Sciences ´04-´07PhD Thesis: Probabilistic Models in Building Automation: Recognizing Scenarios with Statistical Methods
Employed at ICT since 01/04
Project manager since 07/07
University Assistant sind 05/09
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Research Interest: Automating Human Technical Environments
5Dietmar Bruckner
Complex and complicated sensor and actuator systems
Ambient Assisted Living
Surveillance
Sensor Fusion
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Allgemeine Informationen
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Wireless Labor von 9.00 – 17.00Uhr
CAN Labor von 9.30 – 17.00Uhr
Anwesenheitspflicht
• Abwesenheit wegen Püfungen vorher melden!
als Abgabe sind am Ende jedes Tages ein paar Fragen zum Labor schriftlich zu beantworten
es gibt keine weitere Abgaben (Laborprotokolle)
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Hardware Intro
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Online Unterlagen
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Getting Started
AtmelMega8 Datasheet
Chipcon CC2400 Datasheet
Specification of TinyRadio
Doxygen Source Code Documentation
Doxygen Source Code Documentation Zipped
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CM-CC2400 Module
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Chipcon (TI) CC2400 Chip
• 2.4GHz
• 1Mbps
• Rx -86dBm
• Tx 0dBm
Atmel Mega8
• AVR 8-bit RISC
• 16MHz
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TinyRadio Funkmodul 1
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MicrocontrollerAtmel ATmega8
8 Bit RISC16 MHz
USB UART ConverterSiLabs CP2102
TransceiverChipcon (TI) CC2400
2.4GHz1Mbps
USB
UART
SPI
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TinyRadio Funkmodul 2
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ATMELCC2400
Anpassungsnetzwerk
Antenne
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CC2400 Block Diagramm
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CC2400 States
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CAN Hardware
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Features
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MCU: STM32F103RBT6 ARM 32 bit CORTEX M3™ with 128K Bytes Program Flash, 20K Bytes RAM, USB, CAN, x2 I2C, x2 ADC 12 bit, x3 UART, x2 SPI, x3 TIMERS, up to 72Mhz operation
standard JTAG connector with ARM 2x10 pin layout for programming/debugging with ARM-JTAG
USB connector, CAN driver and connector
RS232 driver and connector
UEXT connector which allow different modules to be connected (as MOD-MP3, MOD-NRF24LR, etc)
SD-MMC connector, backup battery connector
RESET button , status LED, power supply LED
on board voltage regulator 3.3V with up to 800mA current single power supply: takes power from USB port or power supply jack
8 Mhz crystal oscillator, 32768 Hz crystal and RTC backup battery connector
extension headers for all uC ports
PCB: FR-4, 1.5 mm (0,062"), soldermask, silkscreen component print
Dimensions: 100 x 90mm (3.94 x 3.5")
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Aufgabenstellungen im Labor
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Selbstorganisierendes Netzwerk für Roboter
Real-Time Kommunikation
• Jeder Roboter soll in periodischen Abständen jeden anderen seine Sensordaten mitteilen
Entfernen oder hinzufügen von Robotern sollte möglich sein
Die maximale Anzahl der Roboter ist begrenzt
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Unterschiede Drahtlos – Drahtgebunden
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ST
L
L
H
T
L… LightT… TemperatureH… HumidityS… Sink Node
T H
T
L
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Buszugriffsverfahren
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TDMA
CSMA
FDMA
CDMA
und Kombinationen davon
. . .
1Mhz
1 2 3 79
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Fehlererkennung
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Querparität
• VRC = Vertical Redundancy Check
ARQ Verfahren
• Automatic Repeat Request
• Stop-and-wait-ARQ, Go-back-N-ARQ , Selective-repeat-ARQ
Zyklische Blocksicherung
• CRC = Cyclic Redundancy Check
Vorwärtsfehlerkorrektur
• FEC = Forward Error Correction
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Ein Feldbus für Roboterfussball
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Tormann
Verteidigung
Mittelfeld
Sturm
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Zum überlegen
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Buszugriffsverfahren
Timing
• Rundenaufteilung
• Beacons, Logon Runden, Daten Runden
Fehlererkennung
Adressierung
Fehlertoleranz
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Vernetzungsstrategien
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Vernetzungsstrategien
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Vernetzungsstrategien
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Vernetzungsstrategien
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Vernetzungsstrategien
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Timing I
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m
s1
s2
1ms
t1 t2 t3 t4 t5 t6
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Timing II
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Statische Konfiguration
Dynamische Konfiguration
LogonBeacon
1 Logonrunde 1 Datenrunde
n DatenrundenDatenBeacon
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Paketformate
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Type Source Destination Data
Preamble CRC
Microcontroller Paket
Funktransceiver Datenpaket
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Protokoll Stack und Paketformate
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Type Source DataSPI Paket
Preamble CRC
Type Source Data
DataGUI Eingabe Destination
UART Paket Data
und
UART API LengthData und
RF API und
RF Paket Type SourceDest. DataLength
Dest.
Dest.
Dest.
Dest.
Length
Length
Length
Achtung: Skalierung der Balken stimmt nicht mit der Länge der jeweiligen Datenblöcke überein!
zu implementierendes Protokoll
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Zum Überlegen - Wireless
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Unterschied drahtgebunden wireless Buszugriffsverfahren (Vor- und Nachteile?) Timing• Rundenaufteilung
• Beacons, Logon Runden, Daten Runden
Fehlertoleranz (Wo liegen die Schwachstellen?) Mögliche Optimierungen Implementierung• verwendete Resourcen
• Ablauf
• Programmstruktur
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Zum Überlegen - CAN
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Unterschied Message-oriented <-> zeitgesteuert Prioritäten Timing• Rundenaufteilung
• Beacons, Logon Runden, Daten Runden
Fehlertoleranz (Wo liegen die Schwachstellen?) Mögliche Optimierungen Implementierung• verwendete Ressourcen
• Ablauf
• Programmstruktur
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Computer Technology /3635Dietmar Bruckner
Abgabe Überlegungen
“formlos”, schriftlich
als PDF oder TXT
Abgabe und Fragen an [email protected]
Kenndaten
• Namen
• Matrikelnummern
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Viel Erfolg!