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12 2022 Elektronik 17 EmbEddEd SyStEmS eines Sensorknotens zur Erfassung von Umweltparametern in diesem Fall zu mehr als der Hälfte von der Funk kommunikation bestimmt wird und zu einem weiteren wesentlichen Anteil von der Erfassung der Sensordaten Die Energieaufnahme im Bereitschaftsbe trieb spielt insgesamt in diesem Bei spiel kaum eine Rolle Daraus wird ersichtlich dass durch Optimierung der Funkübertragung hohes Einspar potenzial vorhanden ist Dies betrifft sowohl die Auswahl der Kommunika tionstechnik als auch deren Parame trisierung an sich Bei Funktechnik lässt sich zwischen koordinierten Verfahren wie LTE Cat NB1 und unkoordinierten Verfahren wie LoRaWAN oder Mioty unterschei den Bei den koordinierten Verfahren wird der Zugriff auf das Funkspek trum zwischen Endgerät Sensor und Basis station Gateway ausgehandelt woge gen bei den unkoordinierten Verfahren die Endgeräte beliebig aber mit einer zeitlich begrenzten Dauer Daten aus senden Durch die Koordination an sich müssen zusätzliche Daten übertragen werden Auch die Fragestellungen zum System konzept zur Struktur sowie die Ent scheidungen hinsichtlich sensornaher Datenverarbeitung KI Edge Compu ting und Timing haben Einfluss auf den Energiebedarf im Funkknoten So kann durch eine effiziente Datenvor verarbeitung und Ereigniserkennung direkt auf dem Sensor die zu über mittelnde Datenmenge stark redu ziert werden und damit Aufwand für die Übertragung entfallen Alterna tiv spart die Übertragung aller Sen sordaten und spätere Verarbeitung im Backend Rechenressourcen auf dem Sensorknoten Somit muss abgewogen werden wo und in welchem Umfang in einem Gesamtsystem aus mehreren Sensoren und Backend Energie für die Datenverarbeitung und für die Daten übertragung aufgewendet wird Je nach Anwendungsfall ist es dabei attraktiver und ggf energetisch günstiger Daten direkt am Sensor zu verarbeiten und nur selten Daten in geringer Menge zu übertragen als alle Daten beispiels weise in Echtzeit an eine zentrale Bild 3 Um den Gesamtenergiebedarf für eine Funkkommunikation messen und vergleichen zu können empfiehlt sich ein Messaufbau mit kontrollierter Umgebung zur Simulation Bild Fraunhofer IIS Schutz-Lizenzierungsund Sicherheitstools Robuste Cybersicherheit skalierbar modular effizient Schützt und monetarisiert Maschinensoftware Daten und digitale Designs Das CodeMeter-Universum Starten Sie jetzt und fordern Sie Ihr CodeMeter SDK an s wibu com sdk +49 721 931720 sales@wibu com www wibu com Recheneinheit zu senden Die Übertra gungstechnik kann dann passend zu diesen Überlegungen gewählt werden Bei der Auswahl einer Funktechnik definiert letztendlich die Anwendung die grundlegenden Anforderungen für die Technik und entscheidet über Para meter wie beispielsweise Netzwerk struktur Reichweite und Datenmenge sowie Anzahl der Funkknoten Exem plarisch werden in diesem Fachbeitrag die LPWANTechniken LTECat NB1 als mobilfunkbasierte IoTKommunikation und Mioty als unkoordiniertes Funk protokoll vorgestellt Narrow Band IoT – LTE-Cat NB1 LTECat NB1 NBIoT ist eine vom 3GPP standardisierte Kommunikati onstechnik die in den lizenzierten LTE Frequenzbändern mit GSM Global Sys tem for Mobile Communications und LTE LongTerm Evolution koexistie ren kann Die Technik wurde im 3GPP Release 13 im Juni 2016 standardisiert Durch Upgrade der bestehenden LTE Infrastruktur können die Mobilfunk netzbetreiber diese schmalbandigere LTEVariante einfach in ihre Netze inte grieren Das Einsatzgebiet der Technik beinhaltet unter anderem die Vernet zung von Städteinfrastruktur Smart Building und die M2MKommunika tion Besondere Kennzeichen sind dabei eine vergleichsweise gute Gebäudedurch dringung und hohe Energieeffizienz dank geringem Energiebedarf sowie die Skalierbarkeit Eine Zelle kann bis zu 50 000 Endgeräte verbinden