Diplomarbeit ? Konzeption und Evaluierung eines ... - CES

1 Einleitung und Motivation
Durch den Fortschritt der Technik ist es heutzutage möglich, leistungsfähige und preiswerte
Mikrocomputer zu produzieren. Werden diese mit Sensoren versehen und mit
einer Kommunikationsschnittstelle ausgestattet, so spricht man von ” Sensorknoten“.
Mehrere solcher Sensorknoten bilden – sofern sie untereinander vernetzt werden – ein
” Sensornetz“.
Werden Sensorknoten in andere – nicht unbedingt rechenorientierte – Objekte integriert,
so spricht man von ” eingebetteten Systemen“ 1 . Als Beispiel hierfür sei ein in eine
Kaffeetasse integrierter Sensorknoten genannt, welcher unter anderem die Temperatur
des Inhalts der Tasse messen und diese anderen Geräten über eine Infrarotverbindung
mitteilen kann[1].
Schwerpunkt dieser Arbeit ist der Entwurf einer neuen Sensorknoten-Plattform aufgrund
einer gegeben Hardware-Plattform sowie die Kommunikation zwischen den einzelnen
Knoten und der Aufbau einer selbstorganisierten, energieeffizienten Vernetzung.
1.1 Sensorknoten und Sensornetze
Es folgt eine kurze Einführung in das Thema Sensorknoten und -netze. Für eine tiefer
gehende Vorstellung des Themas und eine Analyse der typischen Probleme, welche
beim Entwurf und Einsatz auftreten, sei beispielsweise auf das Buch ” Wireless Sensor
Networks“[2] verwiesen.
1.1.1 Eigenschaften von Sensorknoten
Ein klassischer Sensorknoten ist ein mit begrenzten Ressourcen ausgestattetes System.
Eine besondere Eigenschaft eines Sensorknotens ist es, dass er sowohl über Sensoren
Daten erfassen kann, als auch in einem Netzwerk mit anderen Sensorknoten in Verbindung
steht. Er verfügt über eine endliche Energieversorgung, geringe Rechenleistung
und beschränkte Speicherkapazität. Die Kommunikation erfolgt typischerweise kabellos.
Die Herausforderung beim Entwurf eines solchen Sensorknotens liegt darin, die zur
1 Nicht jeder Sensorknoten stellt ein eingebettetes System dar, ebenfalls muss nicht jedes eingebettete
System ein Sensorknoten sein.
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