Modulares Hochwasserfrühwarnsystem

Es soll ein Hochwasserfrühwarnsystem realisiert werden, welches Messwerte über verschiedene Messstationen aufnimmt und an eine Basisstation übermittelt. Das System soll über einen Akku versorgt werden, welcher mit Hilfe eines Solar-Panels geladen wird. Die gemessenen Daten sollen über Funk oder Kabel an die Basisstation übertragen werden. Das Messsystem soll durch weitere Sensormodule erweiterbar sein und somit auch andere Größen (z.B. Temperatur) messen können.

Für die Messung der Wasserhöhe wurde der Ultraschall- Distanz-Sensor HC-SR04 ausgewählt. Zusätzlich wurden noch andere Sensoren eingebaut, welche die Messung von Luftqualität, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck ermöglichen. Auf diesem Sensormodul wurde der μC STM32L031K6 verwendet. Die benötigte Energie wird in einem LiPo-Akku gespeichert, welcher mit Hilfe eines 2 Watt Solar- Panels geladen wird. Die Datenübertragung zwischen den Sensormodulen und der Basisstation, auf der der μC STM32F107RC verwendet wird, wird per Kabel über ein Custom Communication Protocol abgewickelt. Zur Funkübertragung der Messwerte wurde der Transceiver-IC S2-LP ausgewählt. Die aufgenommenen Daten werden auf dem F-RAM FM24CL64B gespeichert und auf dem LCD EA DOGM204-A angezeigt. Jeder Messwert bekommt einen Zeitstempel. Die hierfür benötigte Zeit liefert das GPS-Modul Crius Neo-6.

Für den Transceiver S2LP wurde eine Test-PCB gefertigt und eine Software-Library geschrieben. Ein Reichweitentest des Transceivers zeigte, dass eine Reichweite von ca. 3km möglich ist. Eine Ladeschaltung zum Laden des Akkus des Sensormoduls über ein Solar-Panel wurde entworfen. Eine Software-Library zur Übertragung von Messdaten, mittels des Custom Communication Protocols, wurde geschrieben. Für alle Komponenten, die sich auf der Basisstation befinden, wurde eine Software-Library entwickelt. Des Weiteren gibt es bereits eine Library für alle verwendeten Sensoren, die auch das Berechnen eines Wasserstandes aus den Daten des Ultraschall- Distanz-Sensors ermöglicht. Die PCBs der Basisstation und des Sensormodules wurden entworfen und bestellt.