Exploiting Wireless Sensors : A gateway for 868 MHz sensors

The great interest in monitoring everything around us has increased the number of sensors that we utilize in our daily lives. Furthermore, the evolution of wireless technologies has facilitated their ubiquity. Moreover, is in locations such as homes and offices where exploitation of the data from these sensors has been more important. For example, we want to know if the temperature in our home is adequate, otherwise we want to turn on the heating (or cooling) system automatically and we want to be able to monitor the environment of the home or office remotely. The knowledge from these sensors and the ability to actuate devices, summon human assistance, and adjust contracts for electrical power, heating, cooling, etc. can facilitate a myriad of ways to improve the quality of our life and potentially even reduce resource consumption. This master‘s thesis project created a gateway that sniffs wireless sensor traffic in order to collect data from existing sensors and to provide this data as input to various services. These sensors work in the 868 MHz band. Although these wireless sensors are frequently installed in homes and offices, they are generally not connected to any network. We designed a gateway capable of identifying these wireless sensors and decoding the received messages, despite the fact that these messages may use a vendor‘s proprietary protocol. This gateway consists of a microcontroller, a radio transceiver (868-915 MHz), and an Ethernet controller. This gateway enables us to take advantage of all the data that can be captured. Thinking about these possibilities, simultaneously acquiring data from these various sensors could open a wide range of alternatives in different fields, such as home automation, industrial controlling… Not only can the received data be interesting by itself; but when different sensors are located in the same environment we can exploit this data using sensor fusion. For example, time differences in arrival and differences in signal strength as measured t multiple receivers could be used to locate objects. The final aim of this thesis project is to support diverse applications that could be developed using the new gateway. This gateway creates a bridge between the information that is already around us and our ability to realize many new potential services. A wide range of opportunities could be realized by exploiting the wireless sensors we already have close to us.Det stora intresset för att övervaka allt omkring oss har ökat antalet sensorer som vi använder i vårt dagliga liv. Dessutom har utvecklingen av trådlösa tekniker underlättat de har stor utbredning. Dessutom är på platser som hem och kontor där utnyttjandet av data från dessa sensorer har varit viktigare. Till exempel vill vi veta om temperaturen i vårt hem är tillräcklig, annars vill vi slå på värmen (eller kyla) automatiskt och vi vill kunna övervaka miljön i hemmet eller på kontoret på distans. Data från dessa sensorer och förmåga att aktivera enheter kalla mänsklig assistans och justera avtal för el, värme, kyla, osv. kan underlätta en myriad av olika sätt att förbättra kvaliteten på våra liv och potentiellt även minska resursförbrukningen. Detta examensarbete syftar till att sniffa trådlösa sensorn trafik i syfte att samla in data från befintliga sensorer och att tillhandahålla sådan information som underlag till olika tjänster. Dessa sensorer arbetar i 868 MHz-bandet. Även om dessa ofta installeras i hem och kontor, är de i allmänhet inte ansluten till något nätverk. För att förverkliga vårt mål kommer vi att utforma en gateway som kan identifiera dessa trådlösa sensorer och avkoda den mottagna meddelanden, trots att dessa meddelanden kan använda en leverantör egenutvecklade protokoll. Denna brygga består av en mikrokontroller, en sändtagare (868 till 915 MHz), och en Ethernet-styrenhet. Gateway bör göra det möjligt för oss att dra nytta av alla de uppgifter som möjligen kan fångas. Funderar om dessa möjligheter, samtidigt insamling av data från dessa olika sensorer kan öppna ett brett spektrum av alternativ i olika områden, såsom hem automation, industriell kontrollerande ... Inte bara kan de mottagna uppgifterna vara intressant i sig självt, men när olika sensorer finns i samma miljö kan vi utnyttja detta data med hjälp av sensor fusion. Till exempel skulle tidsskillnader i ankomst och skillnader i signalstyrka uppmätt med flera mottagare användas för att lokalisera föremål. Det slutliga målet med denna avhandling är att stödja olika applikationer som skulle kunna utvecklas med hjälp av utformade gateway. Denna gateway kommer att skapa en initial brygga mellan all information omkring oss och vår förmåga att förverkliga många tjänsteleverantörer möjligheter. Ett brett utbud av möjligheter kan realiseras genom att utnyttja de trådlösa sensorerna vi redan har nära till oss