D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

2 ECHTZEIT SENSORNETZWERKEine zentrale Aufgabe beim Gefahrenmanagement und -monitoring ist es schnell undverlässliche Daten zu erhalten um die aktuelle Situation bewerten zu können und ggf.Maßnahmen einzuleiten. Hierfür sind Echtzeit Sensornetzwerke eine geeignete Lösung. Deraktuelle Grad der Miniaturisierung von Sensoren, Prozessoren und Funkmodulen ermöglichtdie Einführung einer neuen Klasse von Sensornetzwerken, sogenannte drahtlosSensornetzwerke (Wireless Sensor Networks). Diese ermöglichen eine preisgünstige, kabelloseund großflächige Echtzeit Datenerfassung. Ein drahtlos Sensornetz (von engl. wireless sensornetwork) ist ein Rechnernetz von Sensorknoten, die aus sehr kleinen, drahtloskommunizierenden Computern bestehen, die in einem organisierenden Netzzusammenarbeiten, um ihre Umgebung mittels Sensoren zu überwachen (Abb. 1). Dadurchwird die flächenhafte Beobachtung und Überwachung verschiedener Phänomene in der Umweltmöglich. Mit großer Genauigkeit können Phänomene beobachtet werden, ohne dabei die in derrealen Welt ablaufenden Prozesse wesentlich zu beeinflussen. Über dieDrahtloskommunikation werden diese Daten gesammelt, miteinander verknüpft und zu einemAbfragesystem in nahezu Echtzeit weitergeleitet. Moderne Messmodule für drahtloseSensornetze sind streng modular aufgebaut. Dadurch stellen sie offene Schnittstellen für dieIntegration unterschiedlichster Sensoren bereit. Durch die großen Fortschritte auf dem Gebietder Mikrosensorik in den letzten Jahren können heute sehr kleine und präzise Messesensoren insolche Systeme integriert werden. Jenseits der Forschung weisen allerdings verfügbareProdukte meist noch einen experimentellen Charakter und einen geringen Entwicklungsstandauf.Abbildung 1: Drahtloses multi-hop ad-hoc Sensornetzwerk aus mehreren Sensorknoten. Die Sensorknoten bauenautonom eine optimale Datenübertragung auf und können diese bei Störungen selbständig rekonfigurieren. DieDaten werden dabei per Funk direkt oder über andere Knoten zur Basisstation (Gateway) übertragen..Im Rahmen des Verbundprojektes SLEWS (Sensorbased Landslide Early Warning System)wurde auf Basis der WSN Technologie von ScatterWeb ein neuer Sensorknoten (Abb. 2)dermit unterschiedlichen Sensoren bestückt ist für die Überwachung von Massenbewegungenentwickelt [3]. Die Energieversorgung erfolgt entweder über ein Batteriemodul odersolargeladenen Akkumulator (Abb.2). Als Datensenke dient eine Basisstation, das Gateway,welches derzeit in 2 Varianten existiert. Die Basisvariante wird flexibel über einen TCP/IP Portin bestehende Infrastrukturen eingebunden, muss aber gegenüber Umwelteinflüssen gesondert3227