Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

LAMS - system do monitorowania rozgrywki ASG

LAMS - system do monitorowania rozgrywki ASG
Pobierz PDF Download icon

Całkiem niedawno, bo w sierpniu tego roku, na poligonie w Wędrzynie odbyła się trzecia edycja imprezy ASG pod nazwą Asgard (https://asgard.events/). Jest ona jedną z imprez airsoftowych, w których gracze podzieleni na dwie strony i wyposażeni w repliki broni palnej wykonują zadania zlecone przez swoich dowódców, dążąc do pokonania strony przeciwnej. Z elektronicznego punktu widzenia, nie byłoby w tym wydarzeniu nic szczególnego, gdyby nie fakt, że podczas imprezy został wykorzystany nowoczesny system do monitorowania pola gry w czasie rzeczywistym o nazwie LoRa Asissted Monitoring System, czyli w skrócie LAMS. Zanim jednak przejdziemy do wyjaśnienia działania tego systemu, cofnijmy się w czasie i poznajmy jego korzenie.

Niedługo przed pierwszą edycją Asgardu zaplanowaną na wrzesień roku 2016, w warszawskiej drużynie ASG – BPAT, której członkowie uczestniczą w organizacji imprezy, rodzi się pomysł stworzenia urządzenia, wysyłającego SMS do sztabów obu stron konfliktu z informacją o przejęciu, bądź utracie nad nim kontroli, po wciśnięciu jednego z dwóch przycisków.

Asgard Revival (8-11 września 2016)

Urządzenie powstaje na bazie zestawu deweloperskiego 32L152CDISCOVERY z mikrokontrolerem STM32L152RC i dołączonym do niego modemem SIM900. Otrzymuje ono nazwę kodową GAMS (GSM Asissted Monitoring System). Chrzest bojowy podczas gry, w której bierze udział ok. 300 uczestników kończy się sukcesem, ale odsłania też słabe strony przyjętego rozwiązania. Uzależnienie od zasięgu sieci GSM, często bardzo słabego na poligonach wojskowych, zdecydowanie ogranicza możliwości urządzenia, a konieczność użycia stosunkowo drogich modemów wymagających dodatkowo zarejestrowanych kart SIM negatywnie wpływa na jego skalowalność. Biorąc pod uwagę powyższe niedogodności, wynikające bezpośrednio z przyjętego rozwiązania opartego o sieci GSM, członkowie specjalnie powołanej jednostki BPAT R&D Departament, decydują się na przejście na inną technologię – LoRa. Oparty na niej system zadebiutuje już niecały rok później jako LAMS, czyli LoRa Asissted Monitoring System.

Asgard City (27-30 kwietnia 2017)

Pierwsza wersja systemu LAMS powstaje w ciągu niecałych 6 miesięcy. W tym czasie przeprowadzone są testy zasięgu modemów firmy Semtech z serii SX127x w połączeniu z mikrokontrolerami STM32F103C8 i przygotowane zostają prototypy urządzeń, posiadające poza modemem radiowym i mikrokontrolerem także kartę SD i zasilanie bateryjne. Od strony programowej powstaje stos radiowy, w którym każdy węzeł może pełnić rolę przekaźnika, oraz implementujący system potwierdzeń i retransmisji zgubionych pakietów zwiększający niezawodność komunikacji. Od strony funkcjonalnej zostają przygotowane cztery typy urządzeń: Host, Flaga, Przekaźnik i Sztab. Łącznie na terenie gry, w której bierze udział ok. 600 graczy, znajduje się 14 urządzeń, a odległość pomiędzy najdalszymi punktami wynosi 2,4 km. Komunikacja między nimi jest możliwa dzięki odpowiednio zaprojektowanej strukturze sieci, w której pakiety z danymi mogą być przekazywane przez  każde z urządzeń według wcześniej zaplanowanej ścieżki. Ostatecznie LAMS odnosi pierwszy sukces, który dodatkowo motywuje inżynierów z BPAT R&D Department do dalszej rozbudowy systemu przed kolejna edycją Asgardu.

Asgard Siege (09. – 12. sierpnia 2018)

Kolejne miesiące pracy nad LAMSem owocują dalszymi ulepszeniami i funkcjami. Przede wszystkim powstają dwie nowe klasy urządzeń – Trigger i Exec, które umożliwiają wyzwalanie zdarzeń na polu gry za pomocą przełączników, lub bezpośrednio przez organizatorów. Część oprogramowania zostaje przeniesiona na nową platformę – zestawy B-L072Z-LRWAN1 otrzymane od firmy STMicroelectronics w ramach wsparcia projektu. Piętnaście nowych płytek deweloperskich zwiększa niezawodność systemu i przyspiesza pracę nad kolejną jego wersją. LAMS uzyskuje też możliwość odtwarzania dźwięku za pośrednictwem modułów mp3 i wzmacniaczy audio. Łącznie na terenie gry rozstawionych jest 21 urządzeń, z których korzysta ok 1000 graczy. Kolejny rozdział w historii systemu do monitorowania pola rozgrywki zostaje zamknięty, jednak jest on jedynie wstępem do dalszych prac przed kolejnymi edycjami Asgardu.

Tak wygląda krótka historia jednego z najbardziej rozbudowanych systemów elektronicznych używanych podczas rozgrywek ASG. Przyjrzyjmy się zatem jego poszczególnym elementom.

Host Centrum dowodzenia całego systemu umożliwiające monitorowanie wszystkich węzłów w sieci, ich konfigurację oraz zbieranie danych. Jest on zbudowany z zestawu B-L072Z-LRWAN1 podłączonego do komputera (fotografia 1) za pośrednictwem wirtualnego portu szeregowego i aplikacji PC odpowiedzialnej również za archiwizację danych w lokalnej bazie danych i w chmurze (rysunek 2).

Przekaźnik Służy wyłącznie do przesyłania dalej pakietów w celu pokrycia całego pola gry. Urządzenia oznaczone jako przekaźniki nie mają dodatkowych funkcji podczas rozgrywki, jednak dzięki nim możliwe jest pokrycie całego obszaru o powierzchni wynoszącego ok. 2500×1000 m. Węzły na terenie gry rozmieszczone są tak jak na rysunkach 34.

Sztaby Moduły umieszczone w sztabach obu grających stron wyświetlają stan flag na polu gry (fotografia 5). Mogą być one odświeżane po wpisaniu hasła, lub w czasie rzeczywistym po zdobyciu Dekodera. Jako jedyne w całej sieci są oparte na komputerach Raspberry Pi z doł?czonym modemem SX127x.

ączonym modemem SX127x.

Flagi Urządzenia rozstawione w terenie i przejmowane przez graczy obu stron. Informują one Hosta o każdej zmianie właściciela. Używane są dwie wersje sprzętowe flag: oparte na zestawie B-L072Z-LRWAN1 (fotografia 6) oraz na mikrokontrolerach STM32F103C8 z zewnętrznym modemem SX127x (fotografia 7).

Trigger – Dekoder Urządzenie zawierające osiem przełączników wielopozycyjnych, za pomocą których można ustawić hasło (fotografia 8). Ustawienie poprawnej kombinacji jest sygnalizowane światłem – pojedynczy LED na płycie czołowej i lampy LED-owe na zewnątrz budynku zasilane z osobnego akumulatora. Przejęcie dekodera włącza tryb automatycznej aktualizacji stanu flag w Sztabach.

Trigger – Przełącznik Zmiana stanu przełącznika umożliwia wyzwolenie efektów na polu gry – odtworzenie komunikatów dźwiękowych i zapalenie lub zgaszenie światła w jednym z budynków (fotografia 9).

Exec – Player Odtwarza na żądanie pliki mp3 za pomocą modułu DFPlayer, wzmacniaczy audio i trzech głośników. Zbudowany z mikrokontrolera STM32F103C8 i modemu SX127x (fotografia 10).

Exec – Light Umożliwia zdalne sterowanie światłem podłączonym do sieci 230 V (fotografia 11).

System składający się z wymienionych typów urządzeń działał nieprzerwanie przez 30 godzin rozgrywki toczącej się na poligonie w Wędrzynie. Na 21 aktywnych urządzeń składały się następujące moduły: 1 Host, 2 Sztaby, 3 Przekaźniki, 10 Flag, 2 Przełączniki, 1 Dekoder, 1 Exec Player, 1 Exec Light.

Mimo dużej złożoności systemu LAMS nie jest to zdecydowanie jego ostateczne forma. Kolejne edycje Asgardu z pewnością przyniosą nowe wyzwania, którym będą musieli sprostać inżynierowie z BPAT R&D, dzięki którym Asgard już dziś można uznać ze jedną z najbardziej innowacyjnych imprez ASG na świecie.

Krzysztof Chojnowski
Marcin Beresiński

DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik listopad 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio grudzień 2020

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje listopad 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna listopad 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich listopad 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów