Titelaufnahme

Titel
iOS Device als HMI
Weitere Titel
iOS Device as HMI
VerfasserJoksimovic, Denis
GutachterAndert, Herbert
Erschienen2014
Datum der AbgabeApril 2014
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)iOS / STM32 / Discovery / Automatisierung / Haushalt / TCP/IP / LwIP / XCode
Schlagwörter (EN)iOS / STM32 / Discovery / Automation / domestic home / TCP/IP / LwIP / XCode
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der mobilen Ansteuerung von Peripherien über ein Heimnetzwerk. Als Steuereinheit dient ein Mobiltelefon des Herstellers Apple mit der Bezeichnung iPhone 4 (erschienen im Jahr 2010) und dem vom Hersteller entwickelten Betriebssystem iOS, das am Gerät bereits vorinstalliert ist. Das Gerät dient dabei als Human Machine Interface (kurz HMI), welches mit Hilfe einer selbstentwickelten Applikation für das Senden und Empfangen von Steuer- und Kontrollsignalen realisiert wurde.

Die zu steuernde Peripherie (4 Leuchtdioden) ist an eine Zentraleinheit gekoppelt, die wiederum kabellos mit der Steuereinheit (dem iPhone 4) kommuniziert. Die sogenannte Zentraleinheit besteht primär aus einem programmierbaren Mikrocontroller der Firma ST-Microelectronics mit der Bezeichnung STM32F4Discovery.

Für die kabellose Verbindung sorgt ein herkömmlicher Wireless Local Area Network (kurz WLAN) N-Router mit der Bezeichnung TP-Link TL-WR740N, der an einem Internetmodem angeschlossen ist. Hier wird das sogenannte Client/Server-Prinzip angewendet, wobei die Zentraleinheit den Server und die Steuereinheit den Client darstellt. Die Kommunikation, also der Datenaustausch, erfolgt durch ein Netzwerktransportprotokoll das den Namen Transmission Control Protocol (kurz TCP) trägt.

Ist die Kommunikation dieser Endgeräte erst einmal verwirklicht, ist somit auch die Minimalanforderung (diese Arbeit) eines Automatisierungsgrades gegeben und die, von nun an, möglichen Anwendungsgebiete dafür fast grenzenlos. Beispielsweise könnte im Haushalt eine Ansteuerung der Lichter, Rollläden und der Heizung realisiert werden wobei letzteres, durch eine zusätzliche Regelung erweiterbar wäre (Heiztemperatur). Des Weiteren könnte die Kontrolle über geschlossene/offene Fenster, sowie die Ansteuerung mehrerer Fernsehapparate ermöglicht werden.

Alle erwähnten Möglichkeiten könnten lokal als auch Netzwerkübergreifend (global) eingesetzt werden. Dadurch wäre es sogar möglich die Standheizung in seinem Wagen über seine App zu steuern/regeln. Die Überwachung muss nicht an ein einziges Objekt gebunden sein, sondern kann sich auch über mehrerer Wohnungen an verschiedenen Standorten gleichzeitig ausbreiten.

Dies sind nur spontane Beispiele dafür, wie diese Arbeit erweitert werden kann.

Diese Arbeit zeigt ebenso deutlich den möglichen Kompromiss zwischen dem Leistbaren und Wünschenswerten. Mit anderen Worten, ist dieses System weit unterhalb der bisherigen Preisgrenze jener Gerätschaften mit ähnlichem Funktionsprinzip. Weiteres soll diese Arbeit als Grundbaustein für zukünftige Entwickler/innen dienen und Raum für neue Ideen geben, die auf dieser Arbeit aufbauen.

Zusammenfassung (Englisch)

This paper deals with the mobile control of peripherals via a home network. The control unit comes from the mobile phone manufacturer Apple, a so-called iPhone 4 (published in 2010), with its iOS operating system that is also developed by the manufacturer and which is already installed on the device. This unit represents a Human Machine Interface (HMI), which is implemented by a self-developed application for sending and receiving control and verification signals.

The peripherals (4 LEDs) are coupled to a central unit and can be wirelessly controlled by the control unit (iPhone 4). This central unit features a programmable microcontroller from ST-Microelectronics called STM32F4DISCOVERY.

The wireless connection provides a traditional Wireless Local Area Network (WLAN) N router called TP -Link TL- WR740N, which is connected to an Internet modem. A so-called client/server model is used to establish the communication, in which the central unit acts as a server and the control unit represents the client. Data is exchanged through a network transport protocol called Transmission Control Protocol (TCP).

If the communication is once implemented, minimum requirement (result of this paper) for a degree of automation is given and from now on the possibilities for extending this system will be almost limitless. For example it can be used in domestic home to draw the curtains, switch the lights and to control and regulate the heater (heating temperature). Furthermore, the overview of closed/opened windows, and the control of several TVs could be made possible.

All mentioned possibilities can be used local as well as global. In other words it would be even possible to control the heater in a car through its app. The monitoring shall not be bound to a single object, it can also spread over several apartments for example in different locations simultaneously.

These are only spontaneous examples.

This work also shows clearly the possible agreement between the affordable and the desirable. In other words, this system is far below the previous price limits that similar operating equipment have. This paper should also serve as a basic module for future developers and make room for new ideas.