Entwicklung und Erprobung eines multifunktionalen Geo ...

GeoSN UniBwKapitel 6 Entwicklung der Programmstruktur des GeoSN UniBw6.2.2. Datenerfassung und KommunikationAnders als bei der häufig ereignisgesteuerten Übersendung von Messungen der Sensorknotenin einem WSN, zeichnen die Sensoren in einem GeoSN zumeist permanent bzw. invorab fest definierten Intervallen oder in Reaktion auf eine Anfrage seitens der ZentralstationDaten auf.Dieses Vorgehen ist in der Regel notwendig, um das Verhalten des beobachteten Objektsüber lange Zeiträume hinweg kontinuierlich beurteilen zu können. Werden die Daten allerSensoren mit Zeitstempeln versehen, was insbesondere bei GPS-Messungen ohnehin Bestandteileiner Messung ist, können mit Hilfe einer anschließenden Synchronisation aufeine identische Zeitbasis alle Sensormessungen kombiniert werden. Auf diese Weise werdendie Objektbewegungen mit über andere Sensorik aufgezeichneten Umgebungsvariablen,etwa meteorologischen Messwerten wie Temperatur, kombiniert. Anschließend kann,sofern erforderlich, das Objektverhalten in einem Ursache-Wirkungs-Modell modelliertund beurteilt werden (siehe Kapitel 1 und 2).Ein ereignisgesteuertes Aufzeichnen von geometrischen Messwerten in einem GeoSNerfordert wesentlich mehr Eigenintelligenz am Sensorknoten als die Erfassung der physikalischenEffekte in einem klassischen WSN, da Messungen teilweise vor Ort bereits mittelsumfangreicher Rechenroutinen ausgewertet werden (siehe Basislinienprozessierungbei GPS, Kapitel 3.2.1) bzw. mittels umfangreicher Reaktionspläne beurteilt werdenmüssten (siehe optische Messungen von Tachymetern und Nivellieren, Kapitel 3.1). Somitmuss im GeoSN die permanente Aufzeichnung und Übermittlung von Messungen derSensorknoten an die Zentralstation als Regelfall angenommen werden.Ein sehr wichtiger Aspekt des GeoSN Steuerprogramms muss deshalb die ständige Abfrageder genutzten Kommunikations-Verbindungen aller angeschlossenen Sensorknoten aufMesswerte sein. Trotz Multitasking-Fähigkeiten eines Rechners ist in einem Programmdabei von sukzessivem Abfragen der Knotenverbindungen auszugehen. Ein zu großesAnsammeln von Datenmaterial, etwa auf einer seriellen Schnittstelle, führt in der Regelzum Pufferüberlauf und damit Ausfall dieses Anschlusses, so dass anfallende Daten aufeiner Verbindung nach möglichst kurzer Zeit übernommen werden müssen. Gleichzeitigdarf pro Schnittstelle nur eine begrenzte Zeit zum Auslesen der Daten verwendet werden,um bei der großen Anzahl von verwendeten Schnittstellen keine zu große Verzögerung amnachfolgenden Anschluss zu erzeugen. Damit ergibt sich die Situation, dass von den einzelnenSensoren häufig zunächst nur Teilstücke kompletter Sensormessungen ausgelesenwerden können. Da anschließend die abgefragten Daten über Programmschleifen mitgeführtwerden müssen, um die Analyse kompletter Nachrichten zu gewährleisten, muss dieAnalyse bereits empfangener Daten und die Speicherung kompletter Nachrichten in zugehörigeRohdatendateien ebenfalls permanent durchgeführt werden.Es ist zu beachten, dass das Programm bei einer zu großen mitzuführenden Datenansammlungim Systemspeicher permanent langsamer wird und sich demzufolge ständig mehrDaten ansammeln, was zwangsläufig zum Ausfall des Programms führt. Gegebenenfallsmüssen deshalb Reduktionen des Zwischenspeichers auf tatsächlich benötigte Datendurchgeführt werden, falls der Sensor selbst keine Möglichkeit einer Begrenzung des Datenvolumens,etwa in der Form von minimalen Aufzeichnungsraten für GPS-Beobachtungen, besitzt.- Seite 102 -