Kravspecifikation Självetablerande sensornätverk med 3G och GPS Version.0 Christian Östman Datum: 2 maj 2008 Status Granskad Christian 2008-02-08 Godkänd Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Projektidentitet Gruppens e-post: Hemsida: Beställare: Kund: Kursansvarig: Handledare: cdio2008@googlegroups.com http://www.isy.liu.se/edu/projekt/tsrt7/2008/foi Rikard Falkeborn, Linköpings Universitet Telefon: +46 3 282636, E-post: falkeborn@isy.liu.se FOI, Olaus Magnus väg, 583 30 Linköping Telefon: +46 3 378000 Kontaktperson hos kund: David Lindgren E-post: david.lindgren@foi.se Daniel Axehill, Linköpings Universitet Telefon: +46 3 284042, E-post: daniel@isy.liu.se Christian Lyzell, Linköpings Universitet Telefon: +46 3 282803, E-post: lyzell@isy.liu.se Gruppmedlemmar Namn Ansvar Telefon E-post (@student.liu.se) Christian Östman Projektledare (PL) 070 6665630 chros822 Anna Forsberg Dokumentansvarig (DOK) 070 2037698 annfo63 Robert Sandberg Designansvarig (DES) 073 3892770 robsa577 Oskar Larsson Kvalitetssamordnare (QS) 070 347376 oskla29 Johan Lundström Testansvarig (TST) 070 270853 johlu730 Tobias Carlstedt Implementationsansvarig 070 3294398 tobca636 (IMP)
Dokumenthistorik Version Datum Utförda ändringar Utförda av Granskad. 2008-04-29 Ändringar enligt Christian OL överenskommet med Rikard och David 0.5 2008-02-07 Ändringar enligt Christian cö överenskommet med Rikard 0.4 2008-02-07 Ändringar enligt kommentarer Christian cö 0.3 2008-02-06 Tredje utkast Alla cö 0.2 2008-0-30 Andra utkast Alla cö 0. 2008-0-28 Första utkast Alla cö Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Innehåll Inledning. Parter............................................... 2.2 Syfte................................................ 2.3 Mål................................................ 3.4 Användningsområden...................................... 3.5 Definitioner............................................ 3 2 Översikt av systemet 4 2. Översiktlig beskrivning av produkten.............................. 4 2.2 Produktkomponenter....................................... 4 2.3 Beroenden till andra system................................... 4 2.4 Ingående delsystem........................................ 4 2.5 Avgränsningar.......................................... 4 2.6 Designfilosofi........................................... 4 2.7 Generella krav på hela systemet................................. 5 3 Sensornoder 6 3. Inledande beskrivning av delsystem, sensornoder...................... 6 3.2 Gränssnitt............................................. 6 3.3 Funktionella krav för delsystem................................ 7 4 Kommunikation 8 4. Inledande beskrivning...................................... 8 4.2 Externt gränssnitt........................................ 8 4.3 Designkrav............................................ 8 4.4 Funktionella krav......................................... 9 5 Server och operatörsstation 9 5. Inledande beskrivning av delsystem 3.............................. 9 5.2 Gränssnitt............................................. 9 5.3 Funktionella krav......................................... 0 6 Prestandakrav 0 7 Krav på vidareutveckling 0 8 Ekonomi 0 9 Leveranskrav och delleveranser 0 Dokumentation Utbildning
Självetablerande sensornätverk Inledning Projektets syfte är att utveckla ett självetablerande sensornätverk. Sensorenheterna ska själva positionera sig via GPS och kommunicera med en server. Kommunikationen ska ske via det befintliga 3G nätet. En övergripande bild över systemet visas i figur. Den här kravspecifikationen kommer att ligga till grund för projektet där samtliga krav och överenskommelser mellan beställare och projektgrupp kommer att behandlas. Om kraven behöver ändras under projektets gång kan kravspecifikationen ändras i samråd med beställare och kund. Vid leverans ska samtliga krav med prioritet ett vara uppfyllda. Figur : Översiktsbild av systemet Krav nr X Original/ Reviderat Kravtext för krav nr X Prioritet Kraven är skrivna med löpande nummer genom dokumentet. Kraven är skrivna på tabellform enligt ovan. Första kolumnen säger vilket nummer kravet har. Andra kolumnen säger om kravet funnits med från början (Original), blivit reviderat eller om kravet tillkommit i efterhand. Tredje kolumnen beskriver kravet och sista kolumnen anger prioritetsgrad. Krav med prioritetsnivå ett är krav som ska vara uppfyllda på utsatt tid. Prioritetsnivå två och prioritetsnivå tre sätts på krav som ska utföras i mån av tid. Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 2. Parter Projektet genomförs som en kurs vid Linköpings universitet för Y-studenter. I detta projekt är kunden David Lindgren som representerar FOI. Beställare är Rikard Falkeborn, på avdelningen för reglerteknik vid LiTH. Till hjälp har projektgruppen blivit tilldelade en handledare på avdelningen för reglerteknik vid LiTH, Christian Lyzell. Dessutom kommer David Lindgren på FOI att agera handledare. Examinator i projektkursen är Daniel Axehill från avdelningen för reglerteknik vid LiTH. Vår projektgrupp är indelade i följande ansvarsområden:.. Dokumentansvarig (DOK) Anna Forsberg är dokumentansvarid. Hon ser till att alla nödvändiga dokument skrivs och att dessa är i ordning...2 Designansvarig (DES) Robert Sandberg är designansvarig. Han ser till att den tänkta designen går att realisera vid en implementation...3 Testansvarig (TST) Johan Lundström är testansvarig. Han har till uppgift att kontrollera så att alla krav i kravspecifikationen är uppfyllda och ordentligt testade...4 Kvalitetssamordnare (QS) Oskar Larsson är kvalitetssamordnare. Han har till uppgift att se till så att arbetet håller hög kvalitet. Detta kan vara att ta fram kodmallar och mallar till de olika dokumenten som ska skrivas...5 Implementationsansvarig (IMP) Tobias Carlstedt är implementationsansvarig. Han ska se till att allt blir implementerat och att det görs i tid så att inte arbetet stannar upp...6 Projektledare (PL) Christian Östman är projektledare. Han har som uppgift att övergripande samordna och strukturera upp jobbet i projektgruppen..2 Syfte Syftet med projektet är att ta fram ett självetablerande sensornätverk med minst tre sensornoder. Sensorerna ska positionera sig via GPS och överföra data via 3G-nätet. Dessa sensorer ska placeras ut därhelst man önskar och ska sen kunna övervaka sin omgivning. I det fall sensorn registrerar något ovanligt ska sensorn larma en operatör som befinner sig på en annan plats. Operatören ska även kunna begära att få information från sensorn. En annan del som ska utredas är hur telekonflikter och nätverksbelastning påverkar tillförlitligheten. Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 3.3 Mål Målet med projektet är att demonstrera ett fungerande nätverk med åtminstone tre sensornoder. Dessa sensornoder ska kunna övervaka sin omgivning och skicka detta till en operatör. Dessutom ska möjligheter och begränsningar med tekniken beskrivas..4 Användningsområden Vid exempelvis internationella toppmöten eller vid fredsbevarande insatser finns ofta ett stort behov av att snabbt etablera övervakning. Övervakning ger nämligen möjlighet att förutspå och förhindra kravaller eller upplopp. Kameror och mikrofoner är naturligtvis mycket viktiga övervakningshjälpmedel, men det är ofta svårt att snabbt etablera ett mobilt övervakningssystem då kravs ställs både på trådlös kommunikation och automatisk lokalisering..5 Definitioner GPS - Global Positioning System MOSART - Programvara som tillhandahålls av FOI Operatörsstation - Dator från vilken användaren administrerar systemet Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 4 2 Översikt av systemet 2. Översiktlig beskrivning av produkten Systemet, bestående av sensornoder och en server, ska vara självetablerande. Sensornoderna ska positionera sig via GPS och kommunicera med servern via 3G. Lägesinformationen som sensornoderna skickar ska grafiskt presenteras på en karta för en operatör. Information om omgivningen, exempelvis ljud, ska kunna spelas upp för operatören. Sensorerna ska även skicka information till operatören på begäran. 2.2 Produktkomponenter Produkten ska bestå av mobiltelefoner, server samt en operatörsstation. 2.3 Beroenden till andra system Då systemet använder befintliga system för att positionera sig (GPS) och för att skicka information (3G-nätet, internet) så ställs krav på att dessa ska fungera normalt. 2.4 Ingående delsystem Systemet kan delas in i följande delsystem: Sensornoder Kommunikation Server och operatörsstation 2.5 Avgränsningar Systemet är endast avsett att användas till det som kravspecifikationen anger, all annan användning stöds inte. 2.6 Designfilosofi Design av systemet ska ske genom en modulär uppbyggnad av mjukvaran. Det ska vara lätt att utvidga för att kunna hantera flera typer av sensorer och större antal sensornoder. Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 5 2.7 Generella krav på hela systemet Original Nätverket ska bestå av minst tre senornoder 2 Original Sensorerna ska kunna samla in och bearbeta information för övervakning 3 Original Kommunikation ska ske mellan sensornoderna och servern 4 Original En operatör ska kunna se alla aktiva sensornoderna i det grafiska gränssnittet 5 Original Sensornoderna ska vara självetablerande 6 Original Systemet ska vara modulbaserat 7 Original Systemet ska gå att utvidga till fler än tre noder 8 Original Drifttiden på systemet ska vara minst fyra timmar 9 Original En film som demonstrerar projektet ska läggas ut på Youtube 0 Original En hemsida som beskriver projektet ska skapas Original En poster som ger en överblick av systemet ska skapas Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 6 3 Sensornoder Sensornoderna ska vara mobila enheter som ska kunna positionsbestämma sig själva. Detta ska ske via GPS. Sensornoderna ska själva etablera sig i ett nätverk med andra sensornoder och kommunicera med en server via 3G. En schematisk bild över en sensornod visas i figur 2. Figur 2: Översiktsbild av sensornoder 3. Inledande beskrivning av delsystem, sensornoder 2 Original Sensornoderna ska bestå av en mobiltelefon med 3Gabonnemang 3 Original Sensornoderna ska vara utrustade med mikrofon 4 Original Sensornoderna ska vara utrustade med kamera 5 Original Sensornoderna ska vara utrustade med GPSmottagare 6 Original Sensornoderna ska kunna positionera sig via GPS 3.2 Gränssnitt 7 Original Sensornoderna ska vara programmerbara Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 7 3.3 Funktionella krav för delsystem 8 Original Sensornoderna ska kunna samla in ljud 9 Original Då insamlat ljud har en ljudnivå som överskrider ett tröskelvärde ska sensornoden varna servern 20 Original Då insamlat ljud har ett visst spektra som är intressant 2 (t.ex. däcktjut, skrik, pistolskott) ska sensorn- oden varna servern 2 Original Sensornoderna ska skicka information på begäran av operatören. Vilken information som ska skickas ska väljas av operatören. Informationen kan vara inspelat ljud, position, batteristatus eller signalstyrka. 22 Original Sensornoderna ska kunna samla in bild 2 23 Original Sensornoderna ska initiera en länk till servern 24 Original Sensornoderna ska kunna skicka batteristatus 25 Original Sensornoderna ska kunna skicka sin signalstyrka 26 Original Sensornoderna ska kunna initiera om sig om man förlorar kontakt med servern 27 Original Sensornoderna ska larma servern om de flyttas 2 28 Original Om kommunikationen är nere mellan sensornoden och 2 servern ska intressanta händelser loggas 29 Original Sensordata som skickas ska taggas med korrekt observationstid 30 Original Vid händelser av intresse ska sensorn spara ljudspektra. Data ska sparas i åtminstone en timme, vid begäran ska sensorn skicka den senaste timmens data Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 8 4 Kommunikation För att sensornoderna ska kunna kommunicera med servern behövs en länk. Denna specificeras i delsystemet kommunikation. En översiktsbild över hur kommunikationen kommer att fungera visas i figur 3. Figur 3: Kommunikation sker mellan sensor/server och server/gui. 4. Inledande beskrivning Kommunikationen i systemet sker via befintlig infrastruktur av mobiltelefonnät. Kommunikation sker mellan sensornod och server, server och operatör samt eventuellt mellan sensornod och sensornod. 4.2 Externt gränssnitt 3 Original Kommunikation ska ske via 3G 32 Original Dokumentationen ska innehålla en reflektion om hur telekonflikter och nätverksbelastning kan påverka systemprestanda 4.3 Designkrav 33 Original Kommunikation ska i första hand ska via 3G, men i de fall man kan spara batteritid genom att skicka informationen via GPRS (2G) ska detta göras 2 Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 9 4.4 Funktionella krav 34 Original Sensor ska initera kommunikationen. Severn ska indirekt kunna initera kommunikation genom att lägga upp en textfil på servern som noden sedan hämtar. 5 Server och operatörsstation En användare ska kunna observera sensordata på en operatörsstation. Via en server kommunicerar operatörsstationen med sensornoderna. 5. Inledande beskrivning av delsystem 3 35 Original Servern ska kunna kommunicera med sensornoderna 36 Original Servern ska kunna kommunicera med operatörsstationen 37 Original Operatörsstationen ska implementeras på en PC (mobil eller stationär) som ansluts till servern via Internet 5.2 Gränssnitt 38 Original Operatörsgränssnittet byggs upp genom moduler till MOSART 39 Original Gränssnittet ska vara grafiskt, musinteraktivt och mot en kartbakgrund visa var sensorerna befinner sig 40 Original Status för sensornoderna ska presenteras grafiskt. Status innebär batteristyrka och signalstyrka Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 0 5.3 Funktionella krav 4 Original Ljudström ska kunna begäras från sensornoderna och 2 lagras på servern 42 Original Kamerabild ska kunna begäras från sensornoderna och 2 lagras på servern 43 Original Filmström ska kunna begäras från sensornoderna och 3 lagras på servern 44 Original Då operatören nås av ett larm från ljudsensorn ska ljudspektra från sensorn visualiseras i gränssnittet 45 Original Status (batteristatus och signalstyrka) ska kunna begäras från sensornoderna 46 Original Gränssnittet ska larma om servern förlorar kontakt med en sensornod 47 Original Operatören ska kunna konfigurera sensornoderna via 2 gränssnittet genom att justera parametervärden och trösklar 48 Original Servern ska logga händelser 49 Original Serverns logg ska vara tillgänglig för visning i operatörsgränssnittet 2 50 Original Operatören ska kunna begära information från sensornoderna 6 Prestandakrav 5 Original Systemet ska vara anpassat för att klara av en demonstration i torr miljö med goda sändningsförhållanden 7 Krav på vidareutveckling 52 Original Systemet ska vara skalbart för att kunna utvidgas med fler noder och andra sensorer 8 Ekonomi 53 Original Minst tio timmar handledningstid ska tillhandahållas av ISY 54 Original Minst 50 timmar handledningstid ska tillhandahållas av FOI 55 Original Minst två arbetsplatser samt två datorer ska tillhandahållas av FOI 56 Original All utrustning som är nödvändig för projektets utförande ska tillhandahållas och införskaffas av FOI 57 Orginal Varje projektmedlem ska lägga ner 200 timmar Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se
Självetablerande sensornätverk 9 Leveranskrav och delleveranser 58 Original Vid BP3 (2008-02-22) ska designspecifikation och testplan levereras 59 Original Vid BP4 (2008-02-29) ska systemets informationstopologi beskrivas samt att all hårdvara som behövs till projketet ska vara inköpt och visas upp 60 Original Vid BP5 (2008-05-05) ska följande levereras: all funktionalitet, testprotokoll, användarhandledning, föredrag där det visas att alla kraven i kravspecifikationen är uppfyllda 6 Original Vid BP6 (2008-05-6) ska följande levereras: teknisk rapport, efterstudie med uppföljning av resultat och använd tid, posterpresentation, hemsida som beskriver projektet, demonstrationsfil 62 Original Tidrapport per person och aktivitet samt statusrapport ska lämnas till beställare en gång per vecka 0 Dokumentation 63 Original Dokumentationen ska följa LIPS-modellen. 64 Original Dokumentationen ska presenteras i PDF-format Utbildning 65 Orginal FOI samt ISY ska erbjuda handledning vid behov i projektgruppen inom ramarna för tidsplanen Kurskod: TSRT7 Ansvarigs e-post: chros822@student.liu.se