Art der Arbeit: Masterarbeit

Fachlicher Hintergrund:

Die ĂŒblichen in Smartphones eingesetzten Location Provider funktionieren in GebĂ€uden nur eingeschrĂ€nkt. GPS-Signale können nicht empfangen werden. Die Ortung ĂŒber zellbasierte Verfahren (WLAN oder Mobilfunk) ist auf Grund der großen Zellen ungenau. Die Ortung ĂŒber Messung der FeldstĂ€rke von WLAN Basisstationen und der anschließende Vergleich mit einem stochastistischen Ausbreitungsmodell ist umstĂ€ndlich. Ds Ausbreitungsmodell kann dabei nur durch umfangreiche Probemessungen ermittelt werden. Die dazu gewonnenen Daten veralten schnell. Baken-basierte Systeme hingegen erfordern einen hohen Installationsaufwand. Daneben eignen sich auch Beschleunigungssensoren und Verfahren mit Bilderkennung zur Positionsbestimmung. 

Dem gegenĂŒber stehen GebĂ€ude, in denen umfangreiche Sensoren verbaut und mittels Hausinstallations-Bussen verbunden sind. Sensoren sind beispielsweise Infrarot-PrĂ€senz-Sensoren, die in regelmĂ€ĂŸigen AbstĂ€nden verbaut sind, um die Beleuchtung im Flur zu schalten. Als Haus-Bus wird hĂ€ufig KNX verwendet, so auch im Konrad-Zuse-Haus.

Es liegt nahe, die Sensoren in mobilen GerĂ€ten mit den fest im GebĂ€ude verbauten Sensoren gemeinsam zu nutzen. Dabei sind einige Anforderungen zu beachten:

  • Nur berechtigte Nutzer, die sich innerhalb des GebĂ€udes aufhalten, sollen Zugang auf die Sensordaten aus dem GebĂ€ude erhalten.
  • Jeder Nutzer erhĂ€lt nur die ihn selbst betreffenden Daten.
  • Nutzer bleiben anonym gegenĂŒber der GebĂ€udeinfrastruktur.

Aufgabenbeschreibung:

Im Rahmen der Arbeit soll ein Location Provider entwickelt werden, der die interne Sensorik eines Smartphones mit den Daten aus einem Hausinstallations-Bus abgleicht. Dazu sollen die Daten aus dem Hausbus an die betreffenden Nutzer mit ihren zugehörigen Smartphones ĂŒbermittelt werden - und zwar unter Beachtung der PrivatsphĂ€re der Nutzer.

Mögliche Arbeitsschritte:

  • Einarbeitung in Technik der Hausinstallations-Busse.
  • Einarbeitung in Android Location Provider und deren Programmierung.
  • Einarbeitung in Probleme beim Sensor-Fusion.
  • Konzept fĂŒr die Verbindung der Location Provider im Smartphone und der Sensoren aus dem Hausbus.

    • BerĂŒcksichtigung der Privatheit.
    • Verbindung der Sensorinformationen aus verschiedenen Quellen.
    • Erkennung der Position und Erkennung der jeweiligen Personen anhand der verfĂŒgbaren Sensorinformationen aus dem Hausbus.

  • Entwurf einer Architektur mit den notwendigen Komponenten und der Kommunikation zwischen diesen.
  • Implementierung als Prototyp.
  • Test.

Die genaue Festlegung des Themas erfolgt in Abstimmung mit den Betreuern unter BerĂŒcksichtigung eventuell schon an andere Studenten vergebener Themengebiete. Eine gemeinsame Bearbeitung verschiedener Teilthemen durch mehrere Studenten ist unter UmstĂ€nden möglich. 

Literatur und Ressourcen:

  • Gomez, C. & Paradells, J.: Wireless Home Automation Networks: A Survey of Architectures and Technologies, Comm. Mag., IEEE Press, 2010, 48, 92-101
  • Merz, H.; Hansemann, T. & HĂŒbner, C.: GebĂ€udeautomation: Kommunikationssysteme mit EIB/KNX, LON und BACnet, Hanser Verlag, 2007
  • Katz, J. & Lindell, Y.: Introduction to modern cryptography, CRC Press, 2014
  • Borisov, N.; Danezis, G. & Goldberg, I.: DP5: A private presence service, Technical Report 2014-10, Centre for Applied Cryptographic Research (CACR), University of Waterloo, 2014
  • Mundt, T.: Location dependent digital rights management, IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC), 2005, 617-622

Betreuer: Dr. Thomas Mundt (thm@informatik.uni-rostock.de)

Voraussetzungen: