Messen via Funk

Im Zusammenhang mit der drahtlosen Übertragung von Sensordaten taucht immer öfter der Begriff der Mesh-Netzwerke auf.Was steckt hinter diesem Schlagwort und wie lassen sich solche intelligenten Wireless-Netze in der Praxis realisieren?

Im Zusammenhang mit der drahtlosen Übertragung von Sensordaten taucht immer öfter der Begriff der Mesh-Netzwerke auf.Was steckt hinter diesem Schlagwort und wie lassen sich solche intelligenten Wireless-Netze in der Praxis realisieren?

Das potenzielle Einsatzgebiet kabelloser Sensorlösungen in der Industrie ist breit gefächert: Angefangen bei der Erfassung von Parametern wie Umgebungstemperatur oder Luftfeuchte in Fertigungsstätten, über die Messung von Vibrationen oder akustischen Signalen zur vorbeugenden Wartung an Maschinen und Anlagen bis hin zur Überwachung relevanter Qualitätsparameter in der laufenden Produktion. Speziell wenn es darum geht, mehrere Funksensoren in ein räumlich weit ausgedehntes System zu integrieren, und es eventuell auch mobile Teilnehmer einzubinden gilt, bietet sich der Aufbau eines Mesh-Netzwerkes an.

Ein Mesh-Netzwerk ist ein Kommunikationsnetzwerk, welches aus zumindest drei Teilnehmern besteht und jeder dieser Teilnehmer somit mindestens zwei Signalwege aufbauen kann. Jeder einzelne Teilnehmer im Mesh-Netz kann senden und empfangen und ist – direkt oder indirekt – mit allen anderen Teilnehmern im Netz verbunden. Mit anderen Worten: Jeder Funksensor funktioniert in einem solchen Netz als Router, sprich als Vermittlungsknoten für die Weiterleitung von Messwerten. Ein Beispiel für ein solches Mesh-Netzwerk-Konzept ist die Wireless-Sensorlösung – kurz WISE – von Wachendorff. Die vom jeweiligen Funksensormodul gemessenen Daten werden bei dieser Lösung über das lizenzfreie 2,4-GHz-Band zu einem zentralen Gateway gesendet, dort gesammelt und an eine entsprechende Datenbank weitergeleitet. Die Kommunikation zwischen Gateway und Funksensoren erfolgt dabei über eine definierte Mesh-Route, die allen Teilnehmern bekannt ist. Die Inbetriebnahme des Netzes geschieht wie folgt: Mit dem Drücken einer Taste auf dem Funksensor und dem Gateway erkennen sich die Teilnehmer automatisch und das Netzwerk baut sich auf. Nach Anschluss des Gateways an das Internet sorgt DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) für eine dynamische Zuweisung einer IP-Adresse und stellt die Verbindung zum Server her.