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Datenübertragung

Die Datenübertragung zwischen dem Sensor, der vor Ort in einer Industrieanlage eingebaut wird, und einem zentralen Datenbanksystem zur Sammlung und Weiterverarbeitung der Daten, erfolgt drahtlos per Funk. Die eingesetzten Sensoren enthalten jeweils ein Funkmodul und kommunizieren mit einer oder mehreren Basisstationen, die in der Nähe der jeweilgen Anlagen so angeordnet sind, dass die Funkübertragung der Daten zuverlässig erfolgen kann. Zur Überwachung der dabei entstehenden Funk-Intensität und um mögliche Kollisionen mit anderen Systemen zu erkennen, wurde ein eigener Spektrumanalysator entwickelt, der mit einem herkömmlichen PC betrieben werden kann. Genauere Infos zur Hardware und Software der Funkkomponenten erhalten Sie hier:

Funkmodule
Basisstation
Spektrumanalysator

Um eine sichere und zuverlässige Datenübertragung gewährleisten zu können, muss eine gewisse Sendeleistung vorausgesetzt werden, sodass auch bei größeren Distanzen zwischen Sensor und Empfänger keine Datenpakete verloren gehen. Trotzdem ist es nicht grundsätzlich ratsam, eine möglichst hohe Sendeleistung zu wählen, denn zum einen steht an den Sensoren nur eine relativ geringe Menge an elektrischer Energie zur Verfügung, zum anderen sollte die Sendeleistung auch deswegen gering gehalten werden, damit ein Frequenzkanal in einem definierten räumlichen Abstand wieder verwendet werden kann. Anderseits sollen auch Sensoren, die an unzugänglichen Stellen (z.B. Decke) angebracht sind, aus größeren Entfernungen ausgelesen werden können. Dies macht ein Powermanagement erforderlich, um diesen Reichweiten-Anforderungen gerecht werden zu können.

Das 2,4GHz ISM-Band wird in vielen Fällen auch industriell für die WLAN-Übertragungen genutzt. Es wird daher erwartet, dass die Restriktionen hinsichtlich Verwendbarkeit im industriellen Umfeld in diesem Frequenzband allgemein am geringsten sind. Der Esima-Funk wird daher ebenfalls in dieses Frequenzband gelegt.

Technisch werden in den Funkmodulen einige Verfahren eingesetzt, die eine Beeinträchtigung bereits bestehender Funksysteme weitgehend verhindern können, z.B. Listen-Before-Talk oder frequenzagile Zugriffsverfahren. Darüber hinaus wird mit einem geeigneten Powermanagement die Sendeleistung der Esima-Komponenten so gering gehalten, dass bei einer Kollision von zwei über den gleichen Kanal übertragenen Datenpaketen das WLAN aufgrund seiner wesentlich höheren Sendeleistung nicht gestört wird.

Das beschriebene Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter den Förderkennzeichen 16SV6036 bis 16SV6043 gefördert.
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