Entwicklung einer Plattform zur Messdatenerfassung auf Grundlage eines ESP32

Die Welt der IoT wächst und wird immer größer. Sie reicht von allgemein gekannten Smart-Home Lösungen bis hin zur Unterstützung industrieller Fertigungen oder der Erfassung von Messdaten für Forschung und Logistik. Der wichtigste Bestandteil aller Systeme ist die Erfassung von Daten. Hierzu werden oft Datenlogger eingesetzt wo auch dieses Projekt ansetzen soll. Da die Datenerfassung viele Facetten haben kann, bedarf es auch vieler unterschiedlicher, auf den Anwendungsfall angepasster Geräte. Um dieser Menge an Geräten mit unterschiedlicher Hardware, Verbindungsformen, Standards und Softwarelösungen entgegenzutreten, kommt die Idee einer universell einsetzbaren Lösung. Es soll ein Gerät entwickelt werden, welches verschiedenste Anwendungsbereiche abdeckt. Dabei soll Hard- sowie Software unverändert bleiben, sodass die Konfiguration eines Gerätes komplett von außen möglich sein soll. Das Board soll außerdem eine Vielzahl an grundlegenden Sensoren und Komponenten aufweisen. So ist es möglich, ohne externe Hardware, Funktionen zu erweitern und das Board auf den Einsatz anzupassen.

Neben der Erfassung über das konstruierte Board soll auch die Speicherung und Verarbeitung der Daten implementiert werden. Dafür soll eine Datenbank erstellt werden, auf die über eine Schnittstelle alle Programme Zugriff haben. Zur Interaktion mit diesem System, durch einen Anwender, wird eine Windows-Anwendung erstellt. Über dieses wird es möglich sein alle Daten, die von einem ausgewählten Board aufgezeichnet wurden, beziehungsweise damit verknüpft sind, anzuzeigen. Darüber hinaus ist es möglich, alle Boards zu konfigurieren und alle händisch einzutragenden Informationen anzulegen.

Die Herausforderung des Projektes liegt in der Software, welche möglichst ausfallsicher, anpassbar, flüssig und modular laufen muss. Datenlogger laufen meist Tage oder Wochen lang und dürfen sich dabei nicht aufhängen oder ausfallen. Je nach Anwendungsbereich sollte sogar kein Fehler auftauchen. Das macht die Anforderung an die Sicherheit eines Systems enorm groß. Durch den modularen Ansatz entsteht auch eine Vielzahl an möglichen Fehlerquellen, die möglichst alle abgefangen oder verhindert werden müssen. Damit die Nachhaltigkeit der Arbeit gewährleistet ist, sollen die Programmteile modular aufgebaut werden, so ist es möglich diese wiederzuverwenden oder an eine andere Hardware anzupassen. Dies würde nochmals die Flexibilität und Modularität erhöhen.

In der Arbeit wird der Weg von der Idee, über die Entwicklung der Hardware, dem Schreiben der Software bis hin zur Bewertung des Ergebnisses begleitet. Ziel ist eine verständliche Erklärung des komplexen Systems und der Zusammenarbeit zwischen den unterschiedlichen Teilnehmern und Softwarekomponenten.

Das Projekt ist auf jeden Fall noch nicht abgeschlossen. Die Software kann optimiert und erweitert werden und Verbesserungen in eine nächste Prototypenversion eingearbeitet werden. Das Grundkonzept funktioniert dennoch und erfüllt die wichtigsten, zu Beginn festgelegten Ziele.