EM2019WSP11/Initiale Anforderungen

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Initiale Anforderung

Ursprüngliche Aufgabenstellung

Rollen (Stakeholder)

(R01) Entwickler (stellt System mit Sensoren zusammen und schreibt die nötigen Skripte)

(R02) Heimanwender (nutzt das fertige System in seiner Wohnung)

Ziele

(Z01) System auf Raspberry Pi mit openHAB-Plattform aufsetzen sowie benötigte Sensoren und smarte Geräte in das System integrieren.

(Z02) Nutzung verschiedener Kommunikationsprotokolle wie Z-Wave oder ZigBee.

(Z03) Hardware mit Skripten aufeinander abstimmen.

(Z04) System zu Präsentationszwecken in ein lokales Netz mit Laptop als Router migrieren.

Anwendungsfälle

(UC01) Aufgaben des Entwicklers (R01)

Der erste Schritt zur Erstellung des Systems äußert sich in der Einrichtung eines Raspberry Pis mit dem Betriebssystem openHABian. Ist dies erledigt, können als nächstes die benötigten Sensoren in das System integriert werden. Dafür müssen dem, von jeweiligen Sensor genutzten, Übertragungsprotokoll entsprechend Erweiterungen und Adapter zur Übertragung der Daten eingerichtet werden. Anschließend werden die für das System benötigten Funktionen der installierten Sensoren als Item definiert, durch diese erhält der Entwickler dann Zugriff auf die Funktion. Sind alle Funktionen als Items definiert, müssen Skripte erstellt werden, damit die Sensoren zusammenarbeiten können und aufeinander reagieren. Wenn das System funktionsfähig ist, soll es in das Netzwerk eines Laptops migriert werden, um komfortabel an einem anderen Ort aufgebaut werden zu können (für die Präsentation). Ab diesem Zeitpunkt soll keine Internetverbindung mehr vorhanden sein.

WSP11UC1.png

(UC01a) Integration der Sensoren als Things durch den Entwickler (R01)

Hier handelt es sich um die konkrete Ausgestaltung des Punktes "Sensoren auswählen und als Things hinzufügen". Es werden jeweils Plugins und Adapter installiert.

WSP11UC1a.png

(UC02) Nutzung durch den Heimanwender (R02)

Da das System durch Skripte das System überwacht und steuert, muss der Heimanwender nichts weiter tun, als bei Bedarf das Fenster zu öffnen bzw. zu schließen.

WSP11UC2.png

Detaillierte Anforderungen mit zugeordneten Zielen und ggf. Anwendungsfällen

Die Nutzung folgender Sensoren bzw. smarter Geräte ist angedacht:

  • Fenstersensor zur Erkennung ob das Fenster geöffnet oder geschlossen ist
  • Wassermelder zur Erkennung von Regen
  • CO2-Sensor um die Luftqualität zu überwachen
  • Hue-Lampe um den Heimanwender über den Zustand des Systems zu informieren
    • gelb: Fenster auf
    • grün: Fenster zu
    • blau: Regen und Fenster auf
    • rot: schlechte Luftqualität und Fenster zu
    • orange: schlechte Luftqualität, Regen und Fenster zu

Zustandsdiagramm für die Farben der Hue Lampe

WSP11SD1.png

Anwendungsfall Regen

  • Der Wassermelder soll erkennen, ob es regnet
  • sollte das Fenster geöffnet sein, wird dies über den Fenstersensor registriert
  • Wenn es regnet und das Fenster offen ist, soll dies über die Hue-Lampe kommuniziert werden, damit das Fenster geschlossen werden kann -> leuchtet blau

Anwendungsfall schlechte Luftqualität

  • Der CO2-Sensor registriert durch eine hohe CO2-Konzentration, wenn die Luftqualität zu schlecht wird
  • Fenstersensor erkennt offenes Fenster
  • Ist das Fenster geschlossen und die Luftqualität zu schlecht, wird auch das über die Lampe kommuniziert -> leuchtet rot

Anwendungsfall Regen und schlechte Luftqualität

  • Wassermelder meldet Regen
  • Fenstersensor registriert geöffnetes Fenster
  • CO2-Sensor erkennt schlechte Luftqualität
  • Bei diesem Anwendungsfall handelt es sich um die Kollision von den beiden vorherigen Anwendungsfällen, weshalb eine Priorität festgelegt werden muss
  • schlechte Luftqalität kann vorübergehend toleriert werden, die Wohnung hingegen sollte nicht nass werden
  • das System empfiehlt daher, das Fenster geschlossen zu halten, unterscheidet diesen Fall jedoch farblich davon, wenn es nur regnet -> leuchtet orange statt rot

Tests und Simulation

  • Aufsetzen des Systems (Z01)
    • Raspberry Pi mit installiertem openHABian kann über ssh und im entsprechendem Heimnetzwerk über das Dashboard erreicht werden
  • Integration den Sensoren (Z01, Z02)
    • openHAB erkennt Fenstersensor
    • openHAB erkennt Wassermelder
    • openHAB erkennt CO2-Sensor
    • openHAB erkennt Hue-Lampe
  • Funktionsweise der Sensoren (Z01, Z02)
    • Regen wird vom Wassermelder erkannt
    • CO2-Sensor meldet dem System die aktuelle CO2-Konzentration
    • Farbe der Hue-Lampe kann vom Entwickler gändert werden
    • Fenstersensor meldet dem System den Zustand des Fensters
  • Funktionsweise der Skripte (Z02, Z03)
    • geschlossenes Fenster -> Hue-Lampe wird gelb
    • offenes Fenser -> Hue-Lampe wird grün
    • Regen und offenes Fenster -> Hue-Lampe wird blau
    • schlechte Luftqualität und geschlossenes Fenster -> Hue-Lampe wird rot
    • Regen, schlechte Luftqualität und geschlossenes Fenster -> Hue-Lampe wird orange