Senioren-Notfall-Hilfe-System

Team: Moritz Baldauf, Samuel Pirker, Robert Radu, Paul Raffer, Niklas Stangret

Es soll ein Notfall-Hilfe-System für Senioren in Form eines Wearables für das Eigenheim und die umliegende Umgebung entwickelt werden. Das Wearable soll als Armband realisiert werden, welches eine Positionserfassung des Trägers mittels GPS ermöglicht. Für die zu entwickelnde Microcontroller-basierte Elektronik soll eine Firmware implementiert werden, welche einen sehr stromsparenden Betrieb des Armbandes ermöglicht. Weiters ist als Basisstation für das Armband ein LoRaWAN-Gateway zu realisieren, das die Internetverbindung mittels Mobilfunk herstellt. Die Inbetriebnahme soll durch eine intuitiv bedienbare Software ermöglicht werden. Ein Server soll sowohl eine App-Anbindung als auch eine Website bereitstellen und Angehörige im Notfall benachrichtigen.

Der Prototyp der Elektronikhardware für das Armband wurde auf Basis des Microcontrollers Cortex-M0+ mit eingebautem LoRaWAN Modul entwickelt. Zusätzlich ist die Platine mit einem GPS-Modul und jeweils einer Antenne für GPS und LoRaWAN versehen. Versorgt wird sie mittels Akkus in Größe einer Knopfzelle. Es ist eine Funktion eingebaut, welche den Spannungspegel der Batterie überwacht. Das Modul wird über das Echtzeitbetriebssystem MbedOS programmiert. Mit SolidWorks wurde ein Gehäuse für das Armband entworfen. Die gesendeten Daten des Prototyps werden von einem Gateway empfangen, welches aus einem Raspberry Pi, einem 4G-Modul, um die Mobilfunkanbindung zu gewährleisten, und einem LPWAN-Modul, um die Daten per LoRaWAN zu empfangen, besteht. Für die Konfiguration des Gateways wurde über die PHP-Websocket-Library Ratchet eine Kommunikation zwischen Gateway und User über das Internet aufgebaut. Um die übertragenen Daten anzuzeigen, wurde zum Netzwerkserver The Things Stack ein Applikationsserver hinzugefügt, der auf dem Java-Framework Vaadin aufsetzt.

Es wurde ein Prototyp des Armbands gefertigt, mit welchem alle Funktionen des LoRaWAN-Moduls sowie des GPS-Moduls getestet wurden. Um die Daten des GPS-Moduls zu senden, wurde eine LoRaWAN-Anwendung programmiert, welche auf das Betriebssystem MbedOS aufsetzt. Um geeignete Akkus auswählen zu können, wurden Spannungs- und Strommessungen mittels LabView durchgeführt. Das eigens gefertigte Gateway wurde über eine selbstentwickelte Website vom User konfiguriert. Die Daten, welche vom Armband gesendet wurden, konnten dank des entwickelten Applikationsservers dargestellt werden. Weiters wurde ein Gehäuse für das Armband in SolidWorks entworfen.

Aktuelle Projekte und Diplomarbeiten