Einführung von VoIP-Diensten in Parkierungsanlagen. Moderne Kommunikation in Parkhäusern

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Gegenstand der Arbeit
1.2 Gliederung der Arbeit

2 Aktuelles System
2.1 Reale Beispiele des Aiphone Systems
2.2 Lösungen mit Telefonanlage

3 Lastenheft - Allgemeine Beschreibung
3.1 Zielbestimmung
3.2 Produktübersicht
3.3 Produkteinsatz
3.4 Produktfunktion
3.5 Produktdaten
3.6 Produktleistungen
3.7 Qualitätsanforderungen
3.8 Ergänzungen

4 Lastenheft-Funktionelle Beschreibung
4.1 Zielbestimmung
4.2 Produkteinsatz
4.3 Pr oduktum gebung
4.4 Produktfunktionen
4.5 Produktdaten
4.6 Entwicklungsumgebung

5 Erste Hardwareplattform
5.1 ARM als Hardwareplattform
5.2 ARM9 Development Board mit i.MXl
5.3 SDKs für VoIP Dienste auf ARM Prozessoren
5.4 DieHardware der ARM7 Chips
5.5 Abbruch der Entwicklung mit dieser Idee

6 Zweite Hardwareplattform
6.1 Kürzungen der vorangegangenen Hardware
6.2 Mikrokontroller mit Ethernetschnittstelle

7 Implementierung
7.1 Änderungen am Lastenheft
7.2 Analog-Digital Wandler ATD
7.3 Ethernet UDP Versand
7.4 Timer Interrupt / PWM

8 Ideen für den IC-Server

9 Projektübergabe

10 Aussicht

11 Glossar

Quellenverzeichnis

Kurzfassung

In vorliegender Diplomarbeit ist Felix-Christian Schneider die Aufgabe übertragen die Weichen für die Neuentwicklung einer Gegensprechanlage zu stellen.

Ibersegur Systems SA, ein spanischer Hersteller von Parkierungsanlagen mit Sitz in Barcelona möchte dabei von einer konventionellen zu einer auf Voice over IP (VoIP) basierten Anlage wechseln.

Der Verfasser stellt zu Beginn das aktuelle System vor, um anhand dessen das Lastenheft sowohl allgemein als auch funktionell zu formulieren.

Mit Bezug auf die umzusetzenden Funktionen wird eine entsprechende Hardwareplattform gesucht. Zunächst wird ein ARM Embedded Prozessor verwendet, der sich allerdings schnell aufgrund seiner Komplexität und seines Preises als unbrauchbar herausstellt.

Eine Änderung der Struktur und Organisation des zuerst geplanten Aufbaus dieser Gegensprechanlage ermöglicht die Verwendung eines einfachen Mikrokontrollers, was hier beschrieben ist.

Diese Arbeit ist der erste Teil eines größeren Projekts und wird somit unvollständig übergeben. Sie legt den Grundstein für die einzig mögliche Entwicklung wie es von Ibersegur gefordert wird: funktionell und preiswert.

Abstract

In the present thesis, Felix-Christian Schneider is commissioned to initiate the development of a new intercom system.

Ibersegur Systems SA, a spanish producer of Parking Systems seated in Barcelona would like, in this respect, to change over from a conventional to a voiceover IP (VoIP) based system.

The author begins by describing the current system, in order to use it as a basis for formulating the specification both generally and functionally.

A suitable hardware platform is required to implement these functions. Initially, an ARM embedded processor was used, although this quickly proved to be unusable because of its complexity and its price.

A change in the structure and organisation of the layout of the intercom system that had been initially planned meant that it was possible to use a simple microcontroller, which is described here.

This work is the first part of a larger project, and is thus handed over incomplete. It provides the foundation for the only possible development as required by Ibersegur: practical and economical.

Danksagung

Ich möchte mich recht herzlich bei Herrn Professor Dr. Gerstner bedanken, der sich schnell und unkompliziert als Betreuer dieser Arbeit bereit erklärte.

Außerdem möchte ich Herrn Jaime Jorda für die gute persönliche und menschliche Beziehung danken, der mir methodisch oft mit gutem Rat zur Seite stand. Insbesondere hat mich das Angebot zur Festanstellung im Anschluss an meine Diplomarbeit bei Ibersegur Systems mit Stolz erfüllt und zusätzlich motiviert.

Hervorheben möchte ich zudem die Fürsorge meiner Familie, insbesondere Claudia und Julia, die mir immer unterstützend zur Seite standen und mir auch in schwierigen Momenten geholfen haben.

Ihnen allen gilt mein herzlicher Dank.

Abbildungsverzeichnis

Abb. 2.1: Aiphone LEF-10. Zentraleinheit für max. zehn Außenstellen

Abb. 2.2: Aiphone NEM-20 Zentraleinheit für max. 20 Außenstellen

Abb. 2.3: Aiphone LE-D Außenstelle für LEF oder NEM

Abb. 2.4: Aiphone EL-9S Türrelais für LEF

Abb. 2.5: Typische Installation mit fünf Außenstellen

Abb. 2.6: Typische Installation mit zehn Außenstellen

Abb. 2.7: Typische Installation mit bis zu 100 Außenstellen

Abb. 6.1: Blockschaltbild IP-Telefon

Abb. 6.2: Evaluationsboard des MHC9S12NE64

Abb. 6.3: Schematisches Layout obiger Platine

Abb. 6.4: Schematisches Design des Mikrokontrollers

Abb. 7.1: Analog-Digital Wandler des MC9S12NE64

Abb. 7.2: ATD Kontrollregister 0

Abb. 7.3: ATD Kontrollregister 1

Abb. 7.4: ATD Kontrollregister 2

Abb. 7.5: ATD Kontrollregister 3

Abb. 7.6: ATD Kontrollregister 4

Abb. 7.7: ATD Kontrollregister 5

Abb. 7.8: Protokollheader eines IP Paketes

Abb. 7.9: Protokollheader eines UDP Paktes

Abb. 7.10: Verlauf eines mittels Timermoduls erzeugten PWM Signals

Tabellenverzeichnis

Tabelle 2.1 Kostenauflistung bei drei verschiedenen Szenarien

Tabelle 6.1 Übersicht üblicher Sprachcodecs

1 Einleitung

Das Voice over Internet Protocol (VoIP) erlaubt Sprachübertragung über das Internet und wird oft auch mit Internettelefonie bezeichnet. Diese Sprachübertragung erfolgt nicht wie in klassischen Telefonnetzen verbindungsorientiert, sondern paketorientiert. Das bedeutet, dass die Datenpakete, die die Sprache beinhalten, nicht immer zwingend den gleichen Weg (Verbindung) nehmen, sondern das jedes Paket anhand seiner Zieladresse den für diesen Augenblick günstigsten Weg verfolgt, wie übrigens der Hauptteil aller Daten im Internet.

Seit einigen Jahren ist zumindest schon der Begriff VoIP in den Medien präsent. Verspricht doch diese neue Technik günstige oder sogar kostenlose Anrufe in die ganze Welt, da über ein vorhandenes Netzwerk - das Internet - telefoniert werden kann.

Das zweite große Argument für VoIP ist, dass nur ein Netzwerk für Daten und Telefonie bereit stehen muss. Die Parallelverkabelung von zwei Netzen für Telefon und Computer gehört mittlerweile, zumindest in Bürogebäuden, der Vergangenheit an.

Die damit verbundene Kostenersparnis sorgt für schnell zunehmende Verbreitung von VoIP Techniken und wird mit zum Anlass dieser Arbeit genommen. Diese noch recht junge Technik wird überall dort zum Zuge kommen, wo Sprache übertragen werden muss. Und dabei spielt es keine Rolle, ob das mit oder ohne Kabel geschehen soll.

Nachdem viele schon im Internet benutzte Standards¹ abc) bei der Internettelefonie Verwendung finden, sind einer schnellen Verbreitung keine Grenzen gesetzt.

Somit werden auch immer neue Einsatzgebiete denkbar. Zudem sorgt die Notwendigkeit für alle Firmen, Geräte auf dem technisch aktuellsten Stand zu fertigen, für viel Umschwung.

1.1 Gegenstand der Arbeit

In vorliegender Arbeit wird anhand einer Gegensprechanlage^ verdeutlicht, wie man von dieser Technik auch in Parkierungsanlagen² und konkret in der Kommunikation innerhalb eines Parkhauses Gebrauch machen kann.

Die Gegensprecher (auch: AußenstelleД) sind dabei in den automatischen Kassensystemen und in den Ticketlesern Д an Ein- und Ausfahrt des Parkhauses verbaut, von wo aus der Kunde ein Gespräch in die Parkleitzentrale * aufbauen kann.

Die bisherige Gegensprechanlage, ein analoges, extra verkabeltes System, soll aufgrund der oben angeführten Vorteile durch eine moderne VoIP Lösung ersetzt werden.

1.2 Gliederung der Arbeit

Das nachfolgende Kapitel umschreibt anhand von drei typischen Installationen das aktuelle System. Dabei wird von einer Kleinstinstallation bis zur Großinstallation an Flughäfen gezeigt, was mit diesem System möglich ist.

Im Kapitel 3 und 4 geht der Verfasser auf die geplante Funktionsweise der neuen Gegensprechanlage ein. Für eine konkretere Vorstellung, werden die aktuellen Möglichkeiten beleuchtet und darauf aufbauend die neuen Funktionen definiert, zunächst allgemein und anschließend funktionell.

Das Kapitel 5 zeigt die erste Hardware Plattform, die nach den in den vorangegangen Kapiteln definierten Spezifikationen ausgewählt ist. Es umreißt zunächst die Funktionalität eines VoIP Telefons, nachfolgend aber die Problematik dieser Hardware.

Daraus ergibt sich, dass im Kapitel 6 eine zweite Hardware Plattform vorgestellt wird, die letztendlich die Geeignete ist. Dieses Kapitel beschreibt ausführlich diesen Mikrokontroller sowie die Möglichkeiten beziehungsweise Grenzen.

Implementierungsvorschläge für den Ablauf der Gegensprechanlage gibt das Kapitel 7. Konkret sind dies die notwendigen Einstellungen beim Analog­Digital Wandler, der Ethernetschnittstelle, dem UDP Versand sowie der Pulsweitenmodulation zur Rückgewinnung des Sprachsignals aus den Datenpaketen.

Im Kapitel 8 wird der zentrale Teil der Gegensprechanlage kurz angesprochen. Es werden nur denkbare Funktionalitäten behandelt, aber keine konkreten Implementierungsvorschläge gegeben. Es ist als vorläufige Ideensammlung anzusehen.

Das Kapitel 9 zeigt den bisherigen Projektverlauf, und legt die nächsten Schritte fest.

Im Kapitel 10 rundet der Verfasser mit einem Ausblick die Arbeit ab. Das letzte Kapitel ist das Glossar, welches nicht nur für das Lastenheft dienlich ist, sondern für die gesamte vorliegende Diplomarbeit.

2 Aktuelles System

Das aktuelle System ist ein Fremdprodukt von Aiphonee, einer japanischen Firma, die Gegensprechanlagen für viele Einsatzgebiete anbieten. In Deutschland ist es sehr häufig in Krankenhäusern und Arztpraxen zu sehen. Jedoch gibt es auch für den industriellen Einsatz passende Lösungen. Durch eine breite Produktpalette sind die Installationen bis zu einer Größe, die für Parkhäuser relevant ist, sehr gut skalierbare Der relativ günstige Preis macht es zusätzlich attraktiv, hat aber bisher keinen finanziellen Spielraum geöffnet, um über eine Alternative nachzudenken.

Für Parkhäuser bis zu einer benötigten Anzahl von 60 Gegensprechern wird grundsätzlich auf dieses System zurückgegriffen, es sei denn, der Kunde hat andere Wünsche. Bei noch größeren Installationen wird in der Regel eine Telefonanlage von Panasonic oder LG als Vermittlungsstelle und abgespeckte, normale Telefone als Gegensprecher verwendet.

Um mit Hilfe eines normalen Telefons eine Gegensprechanlage zu realisieren, wird eine Zielwahltaste mit der Durchwahl der Zentrale belegt und diese als einzige Taste dem Kunden zugänglich gemacht. Der Kunde hat somit nur die Möglichkeit Verbindungen aufzubauen, nicht aber zu trennen.

In der Zentrale steht ein Telefon mit Display zur Anzeige und zum Entgegennehmen beziehungsweise zum Beenden der eingehenden Anrufe. Die Systeme von Aiphone bestehen immer aus einer Zentraleinheit* (LEF oder NEM) und den Außenstellen* (LE-D). Die Zentraleinheit, die üblicherweise in der Parkleitzentrale steht, wird von geschultem Personal bedient und hat für jede Außenstelle eine Taste, mit der Anrufe getätigt, aber in der Regel angenommen werden können. Anrufe werden durch einen Klingelton akustisch und zusätzlich optisch über eine Leuchtdiode an der entsprechenden Taste signalisiert. Die Zentraleinheit wird ab 60 Tasten etwas unübersichtlich und komplex und somit greift man auf andere Lösungen, wie klassische Telefonanlagen, zurück. Dabei steht ein herkömmliches Telefon mit Display in der Parkleitzentrale.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.1: Aiphone LEF-10. Zentraleinheit für max. zehn Außenstellen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.2: Aiphone NEM-20 Zentraleinheit für max. 20 Außenstellen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.3: Aiphone LE-D Außenstelle für LEF oder NEM

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.4: Aiphone EL-9S Türrelais für LEF

Jede Außenstelle ist, ähnlich wie bei einem normalen analogen Telefon, über eine geschirmte Zwei-Draht Leitung an die Zentraleinheit angeschlossen. Da die Sprache analog übertragen wird, ist eine aufwändige Sternverschaltung notwendig. Hubs bzw. Switches wie bei Ethernet* gibt es nicht. Die Außenstellen benötigen keine extra Spannungsversorgung, da sie „bus-powered“ sind, das bedeutet, dass sie über die Zwei-Draht Anschlussleitung versorgt werden.

Die Außenstellen sind unabhängig von der Zentraleinheit, sodass immer baugleiche Gegensprecher zum Einsatz kommen können, egal an welcher Zentraleinheit sie angeschlossen werden. Es handelt sich um den Typ LE-D von Aiphone (vergleiche Abbildung 2.3). Von der benötigten Anzahl dieser Außenstellen hängt dann die Wahl der Zentraleinheit ab. Diese ist mit Anschlussmöglichkeit von drei, fünf oder zehn Außenstellen als LEF-3, LEF-5 oder eben LEF-10 (vergleiche Abbildung 2.1) erhältlich.

Sollen mehr Außenstellen angeschlossen werden, so gibt es die NEM Reihe (vergleiche Abbildung 2.2), die mit zehn bis 40 Anschlüssen, skaliert in zehner Schritten, erhältlich sind. Zur NEM Reihe gibt es 20er oder 40er Zusatztastenfelder (N-20AS und N-40AS), womit die Anschlussmöglichkeiten auf maximal 80 erhöht werden können.

Die LEF Reihe erlaubt es zusätzlich Relais (vergleiche Abbildung 2.4) zu steuern, die bei einer Zugangsbeschränkung (Personentür oder auch Schranke) verwendet werden könnten, um diese zu öffnen. Sie werden aber kaum benutzt, da jede Steuerung auch über die Zentralsoftware des Parkhauses möglich ist. Ein Relais wird wie eine Außenstelle angeschlossen und belegt damit einen Anschluss der Zentraleinheit.

Verwendet man eine Telefonanlage von LG oder Panasonic, so hat man neben der Eigenschaft, die eben angesprochenen Relais zu steuern, zusätzlich noch die Möglichkeit die Anrufe zu einem anderen Telefon, auch außerhalb des Parkhauses weiterzuleiten. Dies ist für einige Kunden von Ibersegur Systems S.A. interessant, die das Servicepersonal mehrerer Parkhäuser zusammenfassen wollen, um zentrale Kontrolle zu erreichen und Kosten zu senken. Mit den angesprochenen Systemen von Aiphone ist dies hingegen nicht möglich.

2.1 Reale Beispiele des Aiphone Systems

Anhand von drei anschaulichen Beispielen werden typische Installationen beschrieben. Das erste Beispiel zeigt den sehr einfachen Fall eines kleinen Parkhauses beziehungsweise eines mit sehr wenig Ein- und Ausfahrtvorgängen, also beispielsweise das eines Autovermieters. Es wird mit einer LEF-5 Zentrale aufgebaut. In diesem Szenario ist diese Anlage komplett ausgeschöpft und müsste im Falle einer Erweiterung ausgetauscht werden.

1. Beispielszenario mit fünf Außenstellen - LEF5

a. 1 Einfahrt, 1 Ausfahrt => 2 Außenstellen

b. 2 Kassenautomaten => 2 Außenstellen

c. 1 automatischer Türöffner => 1 Relais

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.5: Typische Installation mit fünf Außenstellen

Eine typische Installation eines Parkhauses mittlerer Größe, mit bis zu 2000 Stellplätzen benötigt etwa die Vorgaben, die im zweiten Beispiel dargestellt sind. Auch hier ist die Zentraleinheit mit zehn Außenstellen ausgelastet, kann aber leicht mit Zusatztastenfeldern erweitert werden.

2. Beispielszenario mit zehn Außenstellen - NEM10

a. 2 Einfahrten, 2 Ausfahrten => 4 Außenstellen

b. 6 Kassensysteme => 6 Außenstellen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2.6: Typische Installation mit zehn Außenstellen

Im dritten Beispiel wird eine Lösung mit Telefonanlage beschrieben. Die Größe ist bis zu 100 Außenstellen skalierbar und kommt im Grunde nur bei großen Installationen wie Parkhäusern an Flughäfen vor. Die Hardwarekosten liegen deutlich über denen anderer Systeme (vergleiche Tabelle 2.1), was eine exakte Auslegung der Telefonanlage erfordert.

3. Beispielszenario (auf Basis einer TK-Anlage realisiert)

a. 10 Einfahrten, 10 Ausfahrten => 20 Außenstellen

b. 80 Kassensysteme => 80 Außenstellen => 100 Außenstellen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

20 Ein- und Ausfahrten 80 Kassensysteme Abb. 2.7: Typische Installation mit bis zu 100 Außenstellen

Anschließend sind die Hardwarekosten gegenübergestellt. Die Installationskosten sind leider zu individuell auf die Vor-Ort-Bedingungen angepasst, sodass an dieser Stelle keine Pauschalaussage möglich ist. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Verkabelung der größte Kostenpunkt einer solchen Installation ist, sofern sie neu gelegt werden muss. Wenn bereits existierende Parkhäuser auf andere Produkte umgestellt werden, so kann meist die Verkabelung beibehalten werden.

Bei neuen Parkhäusern wird ausschließlich Ethernet respektive Glasfaser verlegt. Geräte, die den RS422* Bus verwenden, brauchen einen MediaConverter A der das RS422 Signal über Ethernet / Glasfaser tunnelt. Glasfaser ist für dieses Einsatzgebiet die am besten geeignetste Lösung, da herkömmliche Kupferkabel als Datenleitung zu anfällig auf elektromagnetische Störungen sind. Die Verkabelung ist allerdings von wesentlich höheren Kosten und Aufwand geprägt. Letztendlich sind es Einzelfallentscheidungen wie in welchem Parkhaus verkabelt wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2.1 Kostenauflistung bei drei verschiedenen Szenarien

2.2 Lösungen mit Telefonanlage

Eine LG ip-LDK-100 Telefonanlage wird nur für große Installationen mit bis zu 100 Außenstellen verwendet. Diese hat Einschübe, die Erweiterungskarten mit sechs beziehungsweise 12 analogen Anschlüssen aufnehmen. Für andere Anwendungen ist es auch möglich, Karten mit digitalen Anschlüssen einzubauen. Insgesamt können bis zu acht solcher Karten (analog oder digital) eingebaut werden.

Werden bei kleineren Installationen Telefonanlagenfunktionalitäten gewünscht, so wird auf kleinere Anlagen zurückgegriffen. Beispielsweise von Panasonic, das Model 308, welches für bis zu acht Außenstellen verwendet werden kann.

Aber auch von LG gibt es kleinere Anlagen, die eingesetzt werden. Mit den Modellen FPII und GDK16 produziert der Hersteller zwei Anlagen, die mit zehn Außenstellen (analogen Nebenstellen) ebenfalls für kleinere bis mittlere Parkhäuser eine ausreichende Größe haben.

Qualitativ liegen leichte Vorteile bei einer Lösung mit Telefonanlage. Doch selbst dabei kann es in der Nähe von Starkstromleitungen zu Störungen kommen, welches sich durch starkes Rauschen bemerkbar macht. Ein mögliches Echo* wird gut gefiltert und stört somit nicht zusätzlich.

Beim Trennen einer Verbindung muss an der Zentraleinheit die #-Taste gedrückt werden. Dieses Signal wird, verursacht durch die Störungen, teilweise missinterpretiert, sodass es nicht zum gewünschten Ergebnis führt und die Verbindung dann erst nach drei Minuten Inaktivität zwangsgetrennt wird.

Hinzu kommt, dass diese Geräte, seien es die von Aiphone oder auch die telefonanlagenbasierten, nicht von der Zentralsoftware aus konfigurierbar oder fernwartbar sind. Es ist nicht möglich, in der Parkleitzentrale Auskunft über den aktuellen Status aller Gegensprecher zu bekommen. Ein eventueller Fehlerfall wird dann möglicherweise erst vom Kunden bemerkt.

3 Lastenheft - Allgemeine Beschreibung

Da ein Produkt komplett neu entwickelt wird bei dem keine Beispiele vorhanden sind an denen man sich orientieren kann, ist eine ordentliche, mitunter zeitaufwändige Analyse der notwendigen Punkte von Beginn an notwendig.

Am Anfang eines Projekts stehen Lastenheft und Pflichtenheft. Das Lastenheft beschreibt die Wünsche des Auftraggebers, welches üblicherweise in seiner Fachsprache gehalten ist. Das Pflichtenheft hingegen ist vom Auftragerfüller zu schreiben und beinhaltet die Details der tatsächlichen Realisierung, nach dem dann auch das Projekt abgearbeitet wird. Auftraggeber und Auftragerfüller unterzeichnen jeweils die beiden Hefte, um eine fixe Ausgangsbasis und damit ein kalkulierbares Ergebnis zu haben. Ein Glossar (vergleiche Kapitel 11), welches zu Lasten- und Pflichtenheft erstellt wird, macht unklare Begriffe verständlich.

Das Lastenheft zu diesem Projekt beinhaltet alle Muss- und Wunschkriterien. Darauf aufbauend soll zunächst eine passende Entwicklungsumgebung gefunden werden. Im weiteren Verlauf kann dann auf deren Basis das Pflichtenheft entstehen.

3.1 Zielbestimmung

Die Gegensprechanlage, die bisher auf dem System von Aiphone (vergleiche Kapitel 2) basiert, soll komplett eigenständig entwickelt und durch zusätzliche Funktionen erweitert werden. Alle Zukaufgeräte sollen durch Eigenentwicklungen ersetzt werden, um eine höhere Qualität (Wartbarkeit, Fehlerdiagnose, Sprachqualität, Kosteneinsparung, Unabhängigkeit und somit Konkurrenzfähigkeit) zu erreichen.

3.2 Produktübersicht

Die komplette Gegensprechanlage besteht aus einer Zentraleinheit und mehreren Außenstellen. Die Außenstellen werden vom Kunden bedient, der eine Verbindung zur Zentrale aufbauen kann. Die Zentraleinheit ähnelt einem Telefon, an dem mittels eines kleinen Displays der Ort des Anrufers erkannt werden kann.

3.3 Produkteinsatz

Innerhalb von Parkhäusern wird dem Kunden bei Schwierigkeiten an der Schranke und dem zugehörigen Ticketleser, beziehungsweise am Kassenautomat angeboten, zur Problemlösung Hilfe von der Parkhauszentrale anzufordern. Dies geschieht über eine Sprachverbindung, die wiederum über eine Gegensprechanlage bewerkstelligt wird, deren Außenstellen in Kassenautomaten, aber auch in den Ticketlesern und deren Zentraleinheit in der Parkleitstelle, installiert sind.

3.4 Produktfunktion

Die Außenstellen haben einen einzigen Knopf, mit dem der Kunde bei Betätigung einen Anruf zur Zentraleinheit auslöst. In der Zentrale laufen alle Anrufe auf und werden sowohl akustisch als auch optisch signalisiert. Die Anrufe sollen auch zu jedem anderen Telefon weitergeleitet werden können. Die Außenstellen sollen so gestaltet werden, dass sich verschiedene Anrufziele einstellen lassen, da es Parkhäuser gibt, bei denen die Verantwortlichkeiten (zum Beispiel: Für Parkhauszufahrt oder Personenzugang) bei getrennten Personen beziehungsweise Abteilungen liegen.

3.5 Produktdaten

Beide Teile der Gegensprechanlage sollen über einen Ethernetanschluss verfügen und die Sprachverbindung sowie ihre Kommunikation für Wartung oder Konfiguration basierend auf Internetprotokollen abwickeln. Grundsätzlich sollen möglichst Standards zum Tragen kommen. Es muss berücksichtigt werden, dass es Geräte (Schranke, Ticketleser, Kassenautomat) gibt, die nur über eine RS422 Verkabelung angeschlossen sind. Eventuell kann ein Medienkonverter* (RS422 -> Ethernet, oder auch umgekehrt) eingesetzt werden. Diesen gibt es allerdings auch als Stand­Alone Implementierung, die zunächst verwendet werden kann. Eine komplette Einbindung in die Hardware der Außenstellen wäre dann in einer zweiten Entwicklungsstufe denkbar.

Die vorhandenen Gehäusebohrungen und -formen der aktuellen Systeme sollen beibehalten werden, um keine unnötigen Kosten zu erzeugen. Dies erleichtert auch die Umstellung auf das neue System in bestehenden Parkhäusern.

3.6 Produktleistungen

Die Zentraleinheit kann mehrere ankommende Anrufe signalisieren. Das Heranholen dieser Anrufe, auch wenn bereits gesprochen wird, ist möglich. Ein Anrufer hört ein Freizeichen, beziehungsweise wenn momentan in der Zentrale gesprochen wird, wird eine Meldung abgespielt, dass er sich einen Augenblick gedulden muss (Warteschleifenmelodie).

Ein Bonus wäre eine komplette Einbindung in die Oberfläche der Software, die auf einem PC in der Parkleitzentrale läuft.

3.7 Qualitätsanforderungen

Die Gesprächsqualität muss, um überzeugend zu sein, gut bis sehr gut sein, also annähernd ISDN Niveau erreichen. Es darf weder ein Echo zu hören sein, noch eine spürbare, störende Verzögerung* auftreten.

Mit den beteiligten Geräten soll eine hohe Verfügbarkeit angestrebt werden. Kommt es doch zu einem Fehlerfall soll dieser an die Zentrale übermittelt werden und erkennbar sein.

Beide Geräte sollen einfach bedienbar sein, sodass die Schulungszeiten kurz gehalten werden können und diese Neueinführung hier keine zusätzlichen Kosten verursacht.

Wünschenswert wäre die Möglichkeit, die Geräte bereits vor der Auslieferung programmieren zu können, um vor Ort wenig Konfigurationsarbeit zu haben. Daraus resultieren dann geringere Schulungskosten beim eingesetzten Installationspersonal.

3.8 Ergänzungen

Der zeitliche Verlauf ist nicht strikt vorgeschrieben. Das Projekt soll aber innerhalb der kommenden zwei Jahre, also bis Mitte / Ende 2007 abgeschlossen sein.

Dies beinhaltet die Hardware- und Firmware Entwicklung* sowie die Einbindung in die Software Applikation. Ist dies geschehen, wird das Zusammenspiel getestet und die Dokumentation vollendet. Abschließend werden die mechanischen Arbeiten erledigt und die Marketingabteilung über den einsatzbereiten Status des Produktes informiert.

4 Lastenheft - Funktionelle Beschreibung

Am Anfang wird das aktuelle System unter die Lupe genommen, da viele Funktionen zunächst übernommen und darauf aufbauend die neuen Funktionen entwickelt werden. Um eine gewohnte Handhabung zu erreichen, ist vieles dabei aus der Welt der normalen Telefone abgeleitet. Damit ergeben sich weniger Kontaktschwierigkeiten für Erstbenutzer und/oder Kunden beziehungsweise Umgewöhnung beim Personal.

4.1 Zielbestimmung

4.1.1 Musskriterien

Das System wird eigenständig entwickelt, das bedeutet, dass auf Basis des Pflichtenheftes eine adäquate Hardware Plattform gefunden werden muss. Die Hardware Voraussetzungen dieses Chips eröffnen der Software Implementierung alle Möglichkeiten der Gestaltung einer solchen Gegensprechanlage.

Die Liste der Wunschfunktionen soll nicht gezwungenermaßen entscheidend bei der Wahl des Chips sein. Vordergründig ist auf jeden Fall stets der Preis. Konkret sind es folgende, zu Gunsten der Übersichtlichkeit stichpunktartig zusammengefasste Spezifikationen:

a) Aiphone Funktionen

- Reibungsloser Verbindungsauf und -abbau
- Verbindungsaufbau von Außenstelle möglich
- Verbindungsabbau nur von Zentraleinheit möglich
- Anzeige des Ortes des Anrufers in der Zentrale
- Skalierbarkeit
- Einfache Bedienbarkeit

Nachdem das Hardware Layout sowie das Software Design eigenständig entwickelt werden, sind einige weitere Punkte interessant geworden, die mit in die Musskriterien einfließen.

b) Neue Funktionen

- Wartbarkeit / Fehlermeldung (auch: Fernwartbarkeit)
- Digitalisierung der Sprache
- Gleichzeitiges Anrufen mehrerer Kunden (Wartemelodie)
- Ansagen, wie „Bitte Warten“ implementierbar
- Nutzung von vorhandenen Gehäuseteilen (kein Re-design bei mechanischen Teilen notwendig)
- Nutzung von vorhandener Verkabelung (RS422 oder Ethernet)
- Anzeige der zugehörigen Gerätedaten bei ankommendem Ruf unter der Software Applikation „Lince5“

Die neuen Geräte sind fernwartbar für noch festzulegende Funktionen. Eine davon wird sein, die Geräte zu konfigurieren. Fehlerfälle und sonstige Zustände (beispielsweise: idle, ringing, active, etc.) werden über die Software auf dem PC in der Zentrale gemeldet, sodass stets der Status aller Geräte bekannt ist. Über einen ping³ Befehl kann zum Beispiel zyklisch erkannt werden, ob die Geräte grundsätzlich vom Netzwerk aus erreichbar sind.

[...]

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^la) RTP, das Real Time Protocol, welches zur Übertragung von Multimediadaten in Echtzeit über das Internet verantwortlich ist.

lb) TCP/IP ,das Transport Control Protocol / Internet Protocol, welche die Verbindung über das Internet aufbauen und die Daten über diese Verbindung verschicken.

1c) Diverse Sprachcodecs wie G.711Í1 für ISDN^ oder Standards aus der Mobiltelefonie G.723.1A G.726* und G.729(A) Д

² Parkierungsanlagen sind Anlagen zur Steuerung des Ablaufs in Parkhäusern aber auch bei Oberflächenparkplätzen beim Benutzen dieser kostenpflichtigen Einrichtungen. Dazu gehören unter anderem Schranken, Ticketleser, Kassensysteme, Parkscheinautomaten, Fahrzeugerkennung, etc. Д Begriff ist im Glossar (Kapitel 11) erklärt.

³ ping - Der ping Befehl schickt ein größendefinierbares TCP Paket (üblich: 32Byte) über eine bestehende Netzwerkverbindung an eine andere IP Adresse. Ist an dieser IP Adresse ein PC mit funktionstüchtigem TCP/IP Protokoll wird in der Regel ein Antwortpaket zurückgeschickt. Auf diese Weise kann man sehen ob ein Rechner vom Netzwerk aus erreichbar ist. Er wird also in erster Linie für Diagnosezwecke eingesetzt.