WSN (wireless sensor network)

Sensornetzwerke erfassen Sensordaten und übertragen diese über Verarbeitungsrechner zur Steuerung der Aktoren. Über diese drahtgebundenen oder drahtlosen Netzwerke werden relativ geringe Datenmengen übertragen. Drahtlose Sensornetzwerke, Wireless Sensor Networks (WSN), zeichnen sich durch einfache Installation, Selbstkonfiguration, Wartungsfreiheit, Störfestigkeit und einen geringen Stromverbrauch aus. Letzterer bildet die Voraussetzung, dass Sensornetzwerke über mehrere Jahre mit Batterien oder auch mittels Energy Harvesting betrieben werden können.


Das Konzept von drahtlosen Sensornetzen

Bei den Sensornetzen gibt es drei unterschiedliche Stationen: PAN-Koordinatoren, Stationen mit voller Funktionalität, den Full Function Devices (FFD), und den ZigBee-Endgeräten mit eingeschränkter Funktionalität, die Reduced Function Devices (RFD). FFD-Stationen können ein Sensornetz ad-hoc organisieren. Hinzu kommt, dass FFD-Knoten von anderen Sensor-Knoten für Routingfunktionen genutzt werden können, wodurch sich größere Entfernungen überbrücken lassen, ohne notwendigerweise eine höhere Sendeleistung einsetzen zu müssen. Diese Funktion heißt Multi-Hop. Der Energiebedarf der Sensor-Knoten wird durch Sleep-Modi auf ein absolutes Minimum reduziert, erst bei Aktivierung eines Sensors (Active-Mode) wird ein nennenswerter Strombedarf benötigt.

Die Standardisierung von drahtlosen Sensornetzen

Netzkonfigurationen 
   von ZigBee-Netzen: Stern-, Cluster-Tree-Topologie und Mesh-Netz

Netzkonfigurationen von ZigBee-Netzen: Stern-, Cluster-Tree-Topologie und Mesh-Netz

Es gibt verschiedene Ansätze und Standards für Wireless Sensor Networks. Einer der bekanntesten ist der von der IEEE-Arbeitsgruppe 802.15.4, bekannt als ZigBee. Das 802.15.4-Konzept kennt mehrere Varianten, die sich in den Modulationsverfahren und der Leistungsaufnahme unterscheiden. Andere Ansätze sind Ultra Low Power Bluetooth (ULP), bekannt als Wibree, WirelessHART und ISA-SP100 für drahtlose Sensornetzwerke in der Automatisierungs- und Steuerungsumgebung auf Feldebene. Ein weiteres energiesparsames Konzept für drahtlose Sensornetzwerke ist ANT+ mit dem ANT-Protokoll.

Werden Aktoren in die Wireless Sensor Networks (WSN) eingebunden, handelt es sich um Wireless Sensor and Actor Networks (WSAN).

Informationen zum Artikel
Deutsch: Drahtloses Sensornetzwerk
Englisch: wireless sensor network - WSN
Veröffentlicht: 09.02.2016
Wörter: 280
Tags: #Telemetrie
Links: Aktor, ANT+, Batterie, EIRP (equivalent isotropically radiated power), Energy-Harvesting