Diplomarbeit - Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

Diplomarbeit: Modulares System Datenstrukturen und Kommunikation
4. Datenstrukturen und Kommunikation
Um die Kommunikation zwischen den Elementen eines verteilten Netzwerks in einem Roboter sinnvoll
gestalten zu können, müssen die Informationsmengen und Strukturen bekannt sein. Je nach Typ
können und müssen die unterschiedlichsten Informationen ausgetauscht werden.
4.1. Die Elemente des Netzwerks
In einem herkömmlichen Roboter übernimmt eine zentrale Recheneinheit die Steuerung. An sie sind
meist direkt die Sensoren und Aktoren angeschlossen. Diese entsprechen weitestgehend jenen, die
auch in einem Netzwerk von selbst steuernden Sensoren und Aktoren eingesetzt werden.
4.1.1. Sensoren
Das Wort Sensor ist vom Lateinischen „sentio“ abgeleitet, was soviel wie fühlen oder wahrnehmen
bedeutet. Ein Sensor ist also eine Einrichtung, um etwas wahrzunehmen. Die Technik ist dabei
bestrebt, die vorhandenen Sensoren (auch Rezeptoren genannt) der Natur nachzuahmen. Der
Mensch besitzt fünf so genannte Sinne: sehen, hören, fühlen, schmecken und riechen. Des Weiteren
gibt es noch den Gleichgewichtssinn, der aber kein dem Menschen permanent bewusster Sinn ist und
den Temperatursinn. Dazu kommen noch einige aus der Natur, die ein Mensch so nicht besitzt, wie
zum Beispiel: Ultraschall bei Fledermäusen und Delphinen, Magnetfeldorientierung bei Vögeln oder
Tag-Nacht-Rhythmus bei einigen Pflanzen (in einem abgedunkelten Raum zu beobachten). Die
meisten dieser Fähigkeiten sind sehr komplex und erfordern sehr viel Rechenaufwand bei der
Auswertung. Daher werden weltweit Sensoren entwickelt, die ein sehr eng umgrenztes
Aufgabengebiet haben. Dazu müssen die natürlichen Fähigkeiten der Menschen, Tiere und Pflanzen
näher betrachtet, vereinfacht und nach Möglichkeit zusammengefasst werden.
Sinn Natur Technik
Fühlen /
Druckempfindlichkeit
Mechanik
Druckempfindliche Zellen reagieren auf
Berührungen und senden ein Signal
aus
Gleichgewicht Unbewusstes „fühlen“ von winzigen
Härchen die auf die Schwerkraft
reagieren und die Lageänderungen
registrieren
Magnetfeldlinien Ähnlich Gleichgewicht, nur dass sehr
kleine magnetische Späne sich nach
dem Magnetfeld ausrichten und dies
erfasst wird
- Taster an/aus
- Drucksensor
- Kreiselsysteme
- Beschleunigungs
sensoren
- Magnetometer
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