Sensor-Netzwerke

Aufbau komplexer batteriebetriebener IoT-Sensor-Applikationen

| Redakteur: Gudrun Zehrer

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(Bild: Unitronic)

Einen sicheren und zuverlässigen Betrieb von Sensor-Netzwerken mit bis zu 64.000 Endknoten bietet das patentierte, sich selbst managende Ad-hoc Wireless-Mesh-Netzwerk-Protokoll des dänischen Herstellers NeoCortec, das Unitronic Electronics im Rahmen einer Live-Demonstration auf der electronica 2016 im November in München präsentiert.

Bei dieser Ultra Low Power Ad-hoc Wireless-Mesh-Network-Lösung können Anwender je nach Bedarf zwischen drei jeweils nur 11 x 18 x 2,5 mm großen vorkonfigurierten Wireless-Modulen für die Frequenzbereiche 2,4 GHz ISM (NC2400), 868 MHz SRD/915 MHz ISM (NC1000) oder 433 MHz ISM (NC0400) wählen, von denen jedes einzelne als komplett identischer autonomer Knoten fungiert.

Optimalste Route durch das Netzwerk finden

Neben der Netzverwaltung erfolgt auch das Routing komplett automatisch. Das patentierte NeoCortec Speed Routing Protocol ist dafür so ausgelegt, dass es komplexe Probleme in einem dynamischen und großen Netzwerk völlig eigenständig bewältigen kann. Es legt den detaillierten Weg von A bis B nicht schon im Voraus fest. Stattdessen ermittelt das Protokoll durch Zugriff auf das „Gehirn“ jedes einzelnen Knotens, welcher der naheliegenden Knoten am besten geeignet ist, um zum nächsten Sprungziel und entsprechend zum Zielknoten zu gelangen. Während die Informationen sich durch das Netzwerk bewegen, wird die Analyse der Nachbarknoten dazu verwendet, die optimalste Route durch das Netzwerk zu bestimmen. Da das „Gehirn“ der einzelnen Knoten ständig in Echtzeit aktualisiert wird, ändert sich je nach aktueller Topologie und Link Quality auch immer wieder der Weg.

Protokoll versetzt Netzwerk zeitsynchronisiert in Schlafzustand

Vor allem wenn kein permanenter Datenaustausch in Echtzeit erforderlich ist, wenn also Messwerte beispielsweise nur in Minuten- oder Stundenintervallen aktualisiert werden, lassen sich mit Hilfe dieses Technologieansatzes langlebige batteriebetriebene IoT-Sensor-Applikationen realisieren. Da mit Hilfe des speziellen Protokolls das gesamte Netzwerk zeitsynchronisiert in einen Schlafzustand versetzt werden kann, sind mit einem durchschnittlichen Stromverbrauch von <20 uA Batterielaufzeiten von mehreren Jahren realisierbar.

Kein zentraler Netzwerkknoten nötig

Weil für die Verwaltung der bis zu 64.000 Endknoten im Gegensatz zu den bislang üblicherweise verwendeten Technologien kein zentraler Netzwerkknoten benötigt wird, kann das Netzwerk jederzeit ohne großen technischen Aufwand verändert bzw. vergrößert werden. Dadurch sollen sich Applikationen in Bereichen wie vernetzte Verbrauchsmesssysteme, dezentrale Energieerzeugung, intelligente Hausvernetzung, Industrieautomatisierung, Logistik, Landwirtschaft, Smart Cities etc. in kurzer Zeit marktreif realisieren lassen.

Für Testzwecke und den schnellen Einstieg in die Entwicklung stehen komplett ausgestattete Evaluation Kits mit jeweils fünf Wireless-Modulen, USB-Link mit zwei virtuellen COM-Ports, Display und Konfigurations- und Demo-Software zu Verfügung.

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