Projekt template Embedded Systems WS2019/Initiale Anforderungen

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Initiale Anforderung

Ursprüngliche Aufgabenstellung

Rollen (Stakeholder)

  • (R01) Endanwender (Nutzer mit einer mit ZigBee-Knoten ausgestatteten Wohnung)
  • (R02) Integrator (fügt ZigBee-Knoten einer bestehenden Installation hinzu)
  • (R03) Entwickler von Erweiterungen und verwandter Projekte (knüpft an Design und Code der erzielten Ergebnisse an)

Ziele

  • (Z01) BitCloud-basierte Firmware für WieDAS-Wandknoten
  • (Z02) Bewertung der Entwicklung mit BitCould
  • (Z03) Realisierung eines konkreten WieDAS-ZigBee-Knotens für Lichtsteuerung

Anwendungsfälle

(UC01) Nutzung eines WieDAS-ZigBee-Knotens durch R01

EM18WSP15 UC01.png

(UC01a) Licht ein- und ausschalten

Der Endanwender soll die entwickelte ZigBee Lampe mit einem kompatiblen Schalter ein und ausschalten können.

ESW18P50UC01a.png
(UC01b) Licht dimmen

Der Endanwender soll die entwickelte ZigBee Lampe mit einem kompatiblen Dimmer dimmen können.

ESW18P50UC01b.png

(UC02) Integration eines neuen Knotens durch R02

(UC02a) Festlegen der Knotenadresse des Endknotens

Der Integrator soll die Knotenadresse des Endgerätes konfigurieren können.

UC02a.png
(UC02b) Konfiguration der Security-Features

Der Integrator soll den Security-Mchanismus auswählen und konfigurieren können.

UC02b.png
(UC02c) Binding von Schalter-/Lampenpaaren auf ZigBee-Profilebene

Der Integrator soll die Endgeräte und den Coordinator so konfigurieren, dass das Binding zwischen Lampe und Schalter automatisch erfolgt.

UC02c.png

(UC03) Nutzung der Realisierung durch weitere Entwickler R03

(UC03a) Wiederverwendung von Code in Folgeprojekten

Der Entwickler soll den in diesem Projekt entwickelten Code inbesondere die Profile LightLink und HomeAutomation in großen Teilen wiederverwenden oder erweitern können.

UC03a.png
(UC03b) Entwicklung zusätzlicher Treiber für neue Sensoren/Aktoren

Der Entwickler soll neue Sensoren und Aktoren anbinden und für dieser Treiber neu entwickeln bzw. erweitern können.

UC03b.png
(UC03c) Analyse der Kommunikation mittels Netzwerk-Sniffer

Der Entwickler soll die Kommuniukation der entwickelten Endgeräte in einem Versuchsaufbau monitoren und analysieren.

UC03c.png


Aktivitätsdiagramme für Anwendungsfälle

  • Ablauf der Schritte in Use Cases in Form von Aktivitätsdiagrammen, u.a. für UC02a/b/c

...

Detaillierte Anforderungen mit zugeordneten Zielen und ggf. Anwendungsfällen

nf = nicht-funktional, f = funktional

  • (A01, nf) Nutzung von BitCloud als Entwicklungsbasis (Z01, Z02)
  • (A02, nf) Realisierung auf WieDAS-Knotenhardware (Z01)
  • (A02a, nf) Beschränkung auf verfügbaren Speicher der Hardware (Z01)
  • (A02b, f) Unterstützung der WieDAS-Knoten-Sensoren (Z03)
  • (A02c, f) Aktoransteuerung von WieDAS-Knoten aus (Z03)(UC01)
  • (A03, nf) Analyse der Kompatibilität von BitCloud mit anderen ZigBee-Umsetzungen (Z02)
  • (A04, f) Konfigurationsmöglichkeit für Knoten- und PAN-Adresse (Z01)(UC02a)
  • (A05, f) Elektrische Anbindung einer Lampe an WieDAS-Knoten (Z03)

...

Tests und Simulation

  • Inbetriebnahme der Hardware
    • WieDAS-Wandknoten (AVR-Mikrocontroller) und AVR Raven
    • ZigBee Sniffer
    • LED Lampe
    • Lüfter
  • Inbetriebnahme der Software
    • deCONZ Simulationssoftware für ZigBee
      • Coordinator
      • Binding
        • (DimmableLight <--> DimmerSwitcher)
      • Security Einstellung
    • BitCloud ZigBee Stack
  • Test der ZigBee-Implementierung (OnOff)
    • Implementierung des DimmableLights aus dem HomeAutomation-Profil (OnOff-Fuktionalität)
    • Simulation des Coordinators mit deCONZ
    • Simulation des DimmerSwitchers mit deCONZ
    • Bindig der ZigBee-Implementierung mit simuliereten Knoten
    • Security Einstellung
    • Simulation der Lampe durch einfache LED
  • Test der ZigBee-Implementierung (Dimmen)
    • Implementierung des DimmableLights aus dem HomeAutomation-Profil (Dimmer-Fuktionalität)
    • Simulation des Coordinators mit deCONZ
    • Simulation des DimmerSwitchers mit deCONZ
    • Bindig der ZigBee-Implementierung mit simuliereten Knoten
    • Security Einstellung
    • Simulation des Dimmens der Lampe durch Debug-Ausgabe
  • Vollständiger Test
    • Vollständige Implementierung des DimmableLight (OnOff- und Dimmer-Funktionalität)
    • Simulation des Coordinators mit deCONZ
    • Simulation des DimmerSwitchers mit deCONZ
    • Bindig der ZigBee-Implementierung mit simuliereten Knoten
    • Security Einstellung
    • Steuerung der LED-Lampe und Lüfters durch Mikrocontroller