Entwicklung und Erprobung eines multifunktionalen Geo ...

GeoSN UniBwKapitel 1 SensornetzwerkeKnoten 1Knoten 2Knoten 4SensorController+ -BatterieKommunikationKnoten 3Knoten xZentralstationAbbildung 1: Schematische drahtlose Netzwerkstruktur der SensorknotenTechnische Forderungen an die Knoten sind insbesondere eine miniaturisierte Bauweise,die in Zukunft auf wenige Kubikmillimeter begrenzt sein soll (Smart Dust, [3]) und einsehr sparsamer Energieverbrauch, um auch bei reinem Batteriebetrieb möglichst langefunktionsfähig zu sein. Weiterhin ist gefordert, dass die Knoten robust gegenüber äußerenEinflüssen sind, da sie auch oder sogar insbesondere unter widrigen Bedingungen eingesetztwerden müssen.Die Rechnerkomponente eines Sensorknotens ist in der Regel nicht als PC ohne Eingabegeräteund Monitor zu verstehen, sondern viel mehr als speziell angefertigte Rechnerplatine,die dann lediglich aus einem einfachen Controller (z.B. [4]) und einem EEPROM 1 undsomit nur aus zwei Rechnerbausteinen besteht, was eine Größe von wenigen mm ergibt.Die Fähigkeiten des Controllers als A/D- oder Schnittstellen-Wandler machen den Anschlussverschiedenster elektrischer Geräte und Sensoren möglich. Durch die Kombinationmit dem EEPROM können vorprogrammierte Aufgaben des Controllers gespeichertwerden.Diese Programmierungen enthalten neben den Funktionen zur Steuerung angeschlossenerSensoren bzw. Geräte und der Kommunikationseinheit Vorgaben zu zeitgesteuerten Knotentätigkeiten,etwa der Abfrage der Sensoren oder der Aktivierung der Kommunikationseinheit.Vorgegebene Ruhephasen dienen dabei der optimalen Nutzung der begrenztenRessourcen Energie und Kommunikationsbandbreite. Außerdem müssen im Zuge derA/D-Wandlung der Sensormessungen auch Datenverarbeitungsfähigkeiten im Controllerimplementiert sein. So müssen etwa die aufgenommenen Daten vor ihrer Versendung aufWichtigkeit überprüft und auf die wesentlichen Informationen begrenzt werden. Diese1 EEPROM: Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, Begriff aus der Computertechnik.- Seite 7 -