Evaluation einer Audio- und Videobasierten M2M Kommunikation

Abstract

Sollen zwei Systeme kommunizieren, kann das stationär oder mobil geschehen. Stationär ist es oft möglich mit einer festen Verkabelung eine stabile und schnelle Kommunikation zu implementieren, hingegen muss mobil auf andere Techniken gesetzt werden. Mögliche Techniken sind hierbei die Übertragung mittels Radiowellen, Schallwellen oder über optische Systeme. Die Übertragung mittels Radiowellen ist bereits durch viele Standards, wie bspw. WiFi oder Bluetooth, umgesetzt und in vielen Geräten implementiert. Tritt ein Stromausfall in der Infrastruktur auf, dann kann nicht mehr darüber kommuniziert werden und es muss eine direkte Kommunikation stattfinden. Für diese direkte Verbindung ist aber ein sogenannter Handshake notwendig um Informationen für Kommunikation auszutauschen. Ein weiteres Szenario kann eine Störung der Radiospektren sein, wodurch gar keine Kommunikation via Radiowellen möglich ist. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit die Stabilität der Übertragung mittels Schallwellen und optischen Systemen betrachtet. Gemessen wird diese bei der Übertragung mittels Schallwellen anhand der auftretenden Bitfehler, bei optischen Systemen anhand fehlerhafter Frames. Ziel soll es sein, einen Überblick zu geben, mit welchen Verlusten bei der Übertragung zu rechnen ist, damit auf diesen Erkenntnissen ein entsprechend stabiles Protokoll entwickelt werden kann. Für die audiobasierte Übertragung wurde eine offene Bibliothek genutzt die auf Frequenzumwandlung setzt. Die videobasierte Übertragung wurde mithilfe von QR-Codes gelöst. Die Ergebnisse waren sehr heterogen mit geringen bis sehr hohen Verlusten bei der audiobasierten Übertragung. Bei der videobasierten Übertragung kam es zu geringeren Verlusten.

If two systems are to communicate, this can be done stationary or mobile. In stationary systems, it is often possible to implement stable and fast communication with fixed cabling, whereas mobile systems must use other techniques. Possible techniques are transmission via radio waves, sound waves or optical systems. Transmission via radio waves has already been implemented in many standards, such as WiFi or Bluetooth, and in many devices. If a power failure occurs in the infrastructure, it is no longer possible to communicate via it and direct communication must take place. For this direct connection, a so-called handshake is necessary to exchange information for communication. Another scenario can be a disturbance of the radio spectrum, whereby no communication via radio waves is possible at all. For this reason, the stability of transmission via sound waves and optical systems is considered in this work. In the case of transmission via sound waves, this is measured on the basis of the bit errors that occur, in the case of optical systems on the basis of faulty frames. The aim is to give an overview of the losses to be expected during transmission, so that a correspondingly stable protocol can be developed on the basis of this knowledge. For the audio-based transmission, an open library was used that relies on frequency conversion. The video-based transmission was solved with the help of QR codes. The results were very heterogeneous with low to very high losses for audio-based transmission. The video-based transmission had lower losses.