Titelaufnahme

Titel
Ein Vergleich drahtloser Verbindungstechnologien im Bereich des Ambient Assisted Living: Wi-Fi, Bluetooth LE und ZigBee
Weitere Titel
Comparison of Wireless Technologies for Ambient Assisted Living Systems: Wi-Fi, Bluetooth LE and ZigBee
VerfasserFurian, Bernhard
GutachterGöschka, Karl Michael
Erschienen2017
Datum der AbgabeFebruar 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Ambient Assisted Living / Bluetooth Low Energy / BLE / Wi-Fi / Drahtlosverbindungstechnologien / ZigBee
Schlagwörter (EN)ambient assisted living / Bluetooth Low Energy / BLE / Wi-Fi / wireless communications / ZigBee
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Technische Unterstützung für ein selbstbestimmtes Leben gewinnt bei älteren Personen zunehmend an Bedeutung. Hierbei kommen Ambient Assisted Living-Systeme zum Einsatz, die hauptsächlich auf drahtlose Verbindungstechnologien zurückgreifen.

Die vorliegende Arbeit vergleicht die Drahtlosverbindungstechnologien Wi-Fi, Bluetooth Low Energy und ZigBee mit speziellem Fokus auf Ambient Assisted Living anhand von Übertragungsgeschwindigkeit, Fehleranfälligkeit, Zuverlässigkeit, Signalstärke und Reichweite. Zusätzlich werden Stromverbrauch, Topologiemöglichkeiten, Security, Quality of Service, Konfiguration, Selbstkonfiguration und Gatewayfähigkeit gegenübergestellt.

Durch Literaturrecherche wurden grundsätzliche Anforderungen an Netzwerke im Einsatz bei Ambient Assisted Living aufgearbeitet und anhand dieser die einzelnen Verbindungstechnologien in Bezug auf oben genannte Charakteristiken theoretisch verglichen. Außerdem wurden eigene Testreihen implementiert, um Übertragungsgeschwindigkeit, Fehleranfälligkeit und Zuverlässigkeit praktisch zu beurteilen.

Die Ergebnisse zeigen, dass jede der Technologien gewisse Vor- und Nachteile mit sich bringt, jedoch keine der oben genannten Übertragungsverfahren alleine alle praktischen Anforderungen hinreichend erfüllen kann. Vor allem stellen das momentane Fehlen standardisierter Mesh-Funktionalitäten und die Tatsache, dass bei Bluetooth Low Energy nur eine geringe Anzahl an Geräten in einem Netzwerk verwendet werden kann, gravierende Nachteile dar.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass sich bei Ambient Assisted Living-Systemen, je nach Anforderung, eine Kombination aus Wi-Fi und ZigBee am meisten bewährt. Hierbei ergeben sich die Vorteile von niedrigem Stromverbrauch, hoher Übertragungsgeschwindigkeit und der Möglichkeit große Mesh-Netzwerke zu bilden.

Zusammenfassung (Englisch)

Technical support for a self-determined life is gaining in importance for the elderly. Therefore, Ambient Assisted Living systems are used which mainly rely on wireless connection technologies.

This work compares wireless technologies such as Wi-Fi, Bluetooth Low Energy and ZigBee with a special focus on Ambient Assisted Living based on transmission speed, error frequency, reliability, signal strength, and range. Furthermore, power consumption, topology possibilities, security, quality of service, configuration, self-configuration and gateway capability are matched.

Through literature research, basic requirements for networks in use with Ambient Assisted Living systems have been reviewed and based on the above characteristics the individual connection technologies were compared. In addition, own test series have been implemented to evaluate transmission speed, error rate, and reliability.

The results show that each of the technologies has certain advantages and disadvantages but none of the above-mentioned transmission methods can adequately meet all requirements in practice. Above all, the current lack of standardized mesh functionalities and the low possible number of devices in a Bluetooth Low Energy network represent serious disadvantages.

As a result it can be said that a mix of Wi-Fi and ZigBee is most suitable for Ambient Assisted Living systems, depending on the requirements. This combination reveals advantages of low power consumption, high transmission speed and the possibility of forming large mesh networks.