KNX Decoder fĂŒr ein Digitales Speicher-Oszilloskop

Art der Arbeit: Bachelorarbeit, Projektarbeit

Fachlicher Hintergrund:

Das Konrad-Zuse-Haus ist nahezu vollstĂ€ndig mit dem Hausinstallationsbus KNX ausgestattet. Dieser Bus verbindet z.B. Lichtschalter und Infrarotsensoren mit der Lampensteuerung. Dadurch ist die Steuerung des GebĂ€udes komfortabel möglich. In vorangegangenen Arbeiten wurde gezeigt, dass die Daten aus einem Hausinstallationsbus sehr intime Schlussfolgerungen zulassen. Beispielsweise konnte in einem etwas dramatisch zugespitzten, anschaulichen Experiment gezeigt werden, dass sich aus den Daten die Aufenthaltsdauer einer Person am Waschbecken ermittelt werden kann.

Im ersten Experiment wurde ein KNX-IP-Gateway verwendet. Dabei handelt es sich um ein kleines GerĂ€t, das zwischen KNX-Bus (Zwei-Draht-Leitung) und IP ĂŒber Ethernet vermittelt. Die Verwendung eines solchen GerĂ€ts bedingt physischen Zugang zum KNX-Bus. Die dabei gewonnenen KNX-Telegramme werden also ĂŒber IP an einen EmpfĂ€nger gesendet und umgekehrt.

In einem zweiten Experiment konnten KNX-Telegramme mit Hilfe einer Spule, eines Audio-VerstĂ€rkers und eines Decoder-Programms aufgezeichnet werden.

Aufgabenbeschreibung:

In dieser Arbeit soll gezeigt werden, dass sich der Hardware-Aufwand noch weiter reduzieren lĂ€sst. Insbesondere die GrĂ¶ĂŸe der verwendeten GerĂ€te soll minimiert werden.

Konkret soll ein miniaturisiertes Digitales Speicher-Oszilloskop vom Typ DSO 203 Quad verwendet werden, das sich mit selbst geschriebener Software erweitern lĂ€sst.

 

DSO 203 Quad (Foto vom Hersteller)

 

 

Screenshot des Speicheroszilloskops mit Signal vom KNX Bus mittels Spule gewonnen.

 

Es ist ein System vom Konzept bis zum Prototyp zu entwickeln, das mittels einer Spule oder direkt am Bus mit Hilfe des Digitalen Speicheroszilloskops gemessene Spannungswerte aufnimmt, erkennt, ob KNX Telegramme aufgenommen werden können und diese ggfs. als Telegramme decodiert. 

Mögliche Arbeitsschritte:

  • Einarbeitung in Hausinstallationssysteme, insbesondere KNX.
  • Einarbeitung in die Signalisierung und Codierung von KNX.
  • Einarbeitung in die Programmierung des vorhandenen DSO (C fĂŒr ARM Cortex M3, Compiler IAR)
  • Konzipierung einer Anwendung (Protokollerkennung, Decodierung, Fehlererkennung).
  • Design und Architektur der Anwendung.
  • Implementierung als Prototyp.
  • Beschreibung von notwendigen Anpassungen fĂŒr eine Erweiterung auf andere Protokolle, wie DMX, CAN, I2C usw.

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:

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

Voraussetzungen: Programmierkenntnisse in C