Zeitsynchronisation eines WLAN-Netzwerks
Elektrotechnik-Projekt
Studentische Projektleitung:
- Helge Hornbage, Elektrotechnik Master
Projektteam:
- Kai Bodemann, Elektrotechnik Master
- Mika Seßmann, Elektrotechnik Master
- Mohammad Al-adili, Elektrotechnik Master
- Yannick Faria da Silva, Elektrotechnik Master
- Rene Schwitte, Elektrotechnik Master
Modul:
Elektrotechnik-Master-Projekt
Betreuer*innen:
- Prof. Dr. Ralf Tönjes
- Anas Bin Muslim
In der Industrie werden vermehrt mobile Roboter eingesetzt. Sie besitzen den Vorteil, nicht fest an einem Standort zu stehen und sind daher auch nicht mit Kabeln verbunden. Somit sind mobile Roboter ideal geeignet, um dynamisch Prozessänderungen vorzunehmen und mehrere Aufgaben eines Prozesses an verschiedenen Standorten auszuführen.
Wenn mehrere Roboter an dem gleichen Produkt arbeiten, müssen die Uhren der Roboter miteinander synchronisiert werden, um zu gewährleisten, dass einzelne Prozessschritte entweder simultan oder in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden.
Drahtlose Synchronisation von Robotern
Da normale Oszillatoren in Uhren nicht perfekt laufen, differenzieren sich die Uhrzeiten der einzelnen Roboter. Deshalb müssen die Roboter drahtlos kommunizieren und ihre Zeiten regelmäßig synchronisieren, damit es nicht zu größeren Abweichungen der Uhren kommt. In unserem Projekt wird diese drahtlose Synchronisation mithilfe des PTP-Protokolls aus dem IEEE Standard 802.11 implementiert.
Dafür wurde im ersten Schritt die Netzwerksimulationssoftware Omnet++ verwendet, um ein Netzwerk mit einem Zeitmaster und mehreren Slaves, die unterschiedlich schnell laufende Uhren haben, zu simulieren. Die Synchronisierung der Uhren geschieht über UDP-Pakete. Jeder Teilnehmer des Netzwerks hat periodisch seine lokale Zeit in ein Logfile geschrieben. Dieses Logfile wurde auf einem Raspberry PI ausgewertet. Mithilfe von LEDs wurden die Verzögerungszeiten vor und nach der Synchronisation visualisiert.
Im zweiten Schritt wurden zwei Raspberry PIs miteinander synchronisiert und haben ebenfalls mit LEDs ihre lokale Zeit dargestellt.
Projektbilder
Projektvideo
