Diplomarbeit ? Konzeption und Evaluierung eines ... - CES

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Kapitel 3. Analyse und Anforderungsspezifikation 3.3.3 Messung der Abstrahlcharakteristik Abbildung 3.5 zeigt die gemessene Abstrahlcharakteristik der in den Sensorknoten verbauten Antennen. Als Vergleich ist zusätzlich das üblicherweise in Simulationen zum Einsatz kommende Modell einer idealen Antenne dargestellt. Im Modell nimmt die Signalstärke in alle Richtungen gleichmäßig ab. Man nimmt einen Kreis 16 rund um den Knoten an, in welchem eine Kommunikation möglich ist (Empfangsbereich) sowie einen Bereich, in welchem zwar keine Kommunikation mehr erfolgen kann, das ausgesendete Signal jedoch andere Knoten bei ihrer Kommunikation stören könnte (Störbereich). Bei der Messung stellte sich heraus, dass bei der richtigen Hardware der Signalwert nicht in alle Richtungen rund um den Sensorknoten im gleichen Maße abnimmt 17 . Gemessen wurde in einem gleichmäßigen Raster rund um einen sendenden Knoten. Bestimmt wurde jeweils, ob eine Übertragung möglich ist und welche Signalstärke gemessen wurde. In der Grafik ist nur die Aussage ” Empfang möglich“ dargestellt. Um die Messung durchführen zu können, wurde ein Knoten mit einer Rundstrahlantenne ausgestattet, deren Empfindlichkeit nahezu dem Modell entspricht. Wäre die Messung ebenfalls mit der originalen Antenne der Knoten durchgeführt worden, würde die Graphik noch weiter vom Modell abweichen. Ähnliche Ergebnisse bei der Messung an MICA2-Knoten[3] werden im Paper ” Impact of Radio Irregularity on Wireless Sensor Networks“[33] vorgestellt. 3.3.4 Software Als Grundlage für die Entwicklung der Software wurde die Open Source Firmware ” Boop“[28] verwendet, welche als primäres Ziel hat, eine möglichst komfortable Universalfernbedienung aus der Betty-Hardware zu machen. Offensichtlich haben die Entwicklung eines Sensorknotens und die Entwicklung einer Universalfernbedienung ein deutlich voneinander abweichendes Ziel. Dies führte dazu, dass die gegebene Firmware im ersten Schritt auf grundlegende Funktionen reduziert wurde und nicht benötigter Code, wie beispielsweise das Benutzerinterface, entfernt wurde. Das übrig gebliebene Gerüst wurde als Grundlage für die weitere Entwicklung verwendet. Neu hinzugefügt wurden Funktionen zur Ansteuerung des Funkchips, der Verwaltung des Energiebedarfs und zur Interaktion mit dem Watchdog. 13dBm ist ein logarithmisches Leistungsmaß mit der Bezugsgröße 1mW. -30dBm entsprechen daher 0.001 mW, -15dBm etwa 0.03mW, 0dBm 1mW und 10dBm 10mW 14bei gleicher Leistung 15einzelne Knoten können unter Umständen bereits vorzeitig ausfallen ohne dass dies die Gesamtfunktionalität einschränkt! 16Eigentlich wäre eine Kugel das richtige Modell, in der Simulation wird das Netz jedoch oft in nur einer Ebene zweidimensional dargestellt. 17Da die Antenne im Gehäuse mehrfach gefaltet ist, wäre eine gleichmäßige Abstrahlcharakteristik eher erstaunlich gewesen. 28
3.3. Gegebenheiten ” Boop“ steht unter der GPL18 3.0. Obwohl in dieser Arbeit nicht mehr viel der ursprünglichen Codebasis verwendet wird, gilt sie als abgeleitetes Werk und steht aufgrund der Lizenzbedingungen somit ebenfalls unter der GLP 3.0. Eine Kopie der GPL 3.0 ist in der Codebasis enthalten und kann ebenfalls unter [34] nachgelesen werden. Die nötigen Werkzeuge zur Übersetzung der Software von C bzw. Assembler in Maschinencode stellt die Ronetix Toolchain“[35] in der Version 4.1.1 bereit. Diese enthält ” die GNU-Tools für ARM (Compiler, Assembler, Linker und diverse Tools) sowie die ” newlib“ Bibliothek. Hierbei handelt es sich um eine für den Einsatz auf eingebetteten Systemen optimierte Standard-C-Bibliothek. 18 GNU General Public License 29
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