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3. Hardware / LaSeKo-Box
In der Abbildung 2 ist das Blockdiagramm der Kommunikationsboxen mit allen Schnittstellen dargestellt.
Als Mikrocontroller wurde der AP7000 gewählt. Dies ist ein 32 Bit Prozessor von Atmel. Auf diesem ist als Betriebssystem ein Linux installiert,
welches die Prozesse steuert. Durch zusätzliche Softwaremodule können unter diesem Linux Echtzeit fähige Anwendungen entwickelt werden. Mit der
Entwicklungsumgebung AVR32 Studio 2.1 werden die Programme geschrieben und kompiliert, um dann auf dem Prozessor ausgeführt zu werden.
Als Funkschnittstelle wurde der IEEE 802.15.4 gewählt, welcher eine theoretische Bandbreite von 250 kBit/s erreicht. Diese Bandbreite würde für
Datenmengen die größer als 50 Mbyte pro Tag und Maschine überschreitet nicht ausreichen. Da nur Maschinendaten übertragen werden ist sie hinreichend.
Der Vorteil dieses Standards ist, dass keine Kommunikationskosten für Provider und nur die sehr geringen Implementierungskosten anfallen.
Abbildung: Schnittstellen der Kommunikationsbox
Die Schnittstelle zwischen der Kommunikationsbox und der Maschine ist der CAN-Bus. Hier wird im Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen als Standard der
ISOBUS 11793 und für die Motoren der SAE J 1939 verwendet. Leider ist die Adressvergabe und Datendeklarierung meist herstellerspezifisch. Somit können
nicht alle Maschinen angesprochen werden.
Als weitere Maschinenschnittstellen stehen eine RS232- und eine USB-Schnittstelle zur Verfügung. Hierdurch kann die Box an schon vorhandene
Peripheriegeräte angeschlossen werden und zusätzliche Sensoren abgefragt werden.
Die Fahrererkennung erfolgt über ein RFID-System. Mit einem entsprechenden Chip kann sich der Fahrer auf der Kommunikationsbox einloggen. Somit kann
sichergestellt werden, welcher Fahrer welche Maschine wie lange bedient hat.
Um die Kommunikation zwischen der Datenbank und dem Funknetz herzustellen wird eine Kommunikationsbox via Ethernet an ein Netzwerk angeschlossen.
Ergänzend ist hierfür ein WLAN-Modul vorgesehen um direkt auf die angeschlossene LaSeKo-Box zuzugreifen. Dies ist in der Entwicklungsphase ein großer
Vorteil, denn hierdurch muss die Maschine nicht gestoppt werden. Man muss sich lediglich in der Nähe der LaSeKo-Box befinden, um die Daten abzufragen
oder die Box zu konfigurieren.
Optional können GPRS-, EDGE- oder UMTS-Module an die Kommunikationsbox angeschlossen werden. Dies ist aber mit wesentlich höheren Kosten für die Hardware und Übertragungskosten verbunden. Außerdem ist die Netzabdeckung in den ländlichen Gebieten nicht flächendeckend ausgebaut. Aus diesem Grund ist eine sofortige Datenübertragung von der Maschine zum Datenserver nicht gegeben, welcher der einzige Vorteil dieser Technologie wäre.
Die Positionsdaten können ebenfalls optional mittels eines GPS-Empfängers aufgezeichnet werden oder falls verfügbar vom CAN-Bus der Maschinen abgefragt werden, weil heute auf vielen Maschinen standardmäßig schon ein GPS-System vorhanden ist. Hierdurch können Kosten gespart werden, denn es wird keine redundante Positionsaufzeichnung benötigt. Mit dem GPS-Signal wird parallel auch ein Zeitstempel mit gesendet, welcher mit den Positionsdaten zusammen für eine genauen Verifizierung der einzelnen Datenpakete unbedingt benötigt wird.
Aufgrund der autarken Funktion dieses Systems wird keine Mensch-Kommunikationsbox-Schnittstelle benötigt. Um die Anwendung dieser Box flexibel zu gestalten sind LCD-, Sound- und Tastaturanschlüsse vorgesehen.
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