Der Blätterkatalog benötigt Javascript.
Bitte aktivieren Sie Javascript in Ihren Browser-Einstellungen.
The Blätterkatalog requires Javascript.
Please activate Javascript in your browser settings.
20 Elektronik 12 2022 EmbEddEd SyStEmS Bild 9 Ein energieautarker Funksensor für LTE-Cat NB1 kann mit verschiedenen Energy Harvestern kombiniert werden um bspw Container weltweit zu überwachen und zu lokalisieren Bild Fraunhofer IIS nahme werden vom Netzbetreiber und der Basisstation vorgegeben und sind im realen Betrieb in der Regel nicht beeinflussbar Messergebnisse für Mioty Im gleichen Messaufbau Bild 3 lässt sich auch eine Funkübertragung mit dem Mioty-Protokoll charakterisieren Zum Vergleich sind die einzelnen Strommesswerte bei einem Gesamtenergiebedarf von 83 1 mJ auch hier wieder dem Übertragungsablauf zugeordnet Bild 6 Dabei beginnt der Abschnitt direkt mit der Datenübertragung da es sich bei Mioty um eine nichtsynchrone Übertragung handelt und Anteile für das Netzwerkmanagement entfallen Wegen der bidirektionalen Übertragung bei der der Empfang der Sensordaten durch das Backend bestätigt wird folgt nach dem Senden Uplink zunächst eine Phase zum Empfang des sogenannten RX Core Frame sowie eine weitere Phase RX Extension Frame in der die Nutzdaten der Basisstation empfangen und verarbeitet werden Bei einer unidirektionalen Mioty-Anwendung würden diese beiden letzten Abschnitte entfallen Dabei zeigen sich protokollbedingt die Unterschiede im Energiebedarf zwischen beiden Funkkommunikationstechniken Anders als bei LTE-Cat NB1 bei dem Anteile für Netzwerkmanagement und Synchronisation mit dem Mobilfunknetz notwendig sind ent-Bild 8 Eine Sensorschraube zur Erfassung der Vorspannkraft Der Funksensor kann mit einem Thermogenerator oder einer Solarzelle energieautark betrieben werden Bild Fraunhofer IIS fallen diese Schritte für die Datenübertragung bei Mioty weitgehend Bei unidirektionaler Übertragung können darüber hinaus im Endknoten alle Anteile für den Empfang RX im Mioty-Protokoll entfallen und so der Energiebedarf nochmals wesentlich reduziert werden Neben diesen Energiebetrachtungen sind für die Auswahl eines Funksystems aber auch viele andere Aspekte wie zum Beispiel Serviceverfügbarkeit Kosten Störsicherheit und Datenhoheit zu betrachten Energieautarker Betrieb von Sensorknoten Energy Harvesting nutzt Licht Temperaturdifferenzen oder Beschleunigung aus der direkten Umgebung des elektro nischen Sensorsystems um elektrische Energie zu dessen Versorgung zu erzeugen Prominente Realisierungen sind solarbetriebene Fenstersensoren thermoelektrisch versorgte Heizungssensoren oder mechanisch betätigte Funkschalter Weniger verbreitet sind Energiewandler die Vibration nutzen Entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung von Energy Harvesting zum Betrieb energieautarker Funkknoten ist die genaue Kenntnis der einzelnen Verbraucher deren Parametrisierung und Optimierung So wird der simulationsgestützte Entwurf der Energieversorgung mit den Kenntnissen zur Kommunikationstechnik und der messtechnischen Charakterisierung einzelner Funkmodule und Implementierungen kombiniert Ein Beispiel für ein komplett energieautarkes Funksensorsystem ist die Kombination aus einer thermoelektrischen Energieversorgung und einem Mioty-Funkmodul Bild 7 Die Energieversorgung besteht hier aus einem kommerziellen Thermogenerator TEG der über einen optimierten Wärmesammler in Form einer Metallstruktur an eine warme Oberfläche montiert werden kann und durch einen passenden Kühlkörper eine permanente Temperaturdifferenz erfährt Ein Spannungswandler mit hohem Wirkungsgrad der bereits Spannungen von 50 mV verarbeiten kann erzeugt aus der