Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

Sensornetzwerke

Bei einem drahtlosen Sensornetzwerk (WSN) handelt es sich um räumlich verteilte autonome Sensoren, die physikalische oder Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Schall, Druck usw. überwachen und ihre Daten kooperativ über das Netzwerk an einen Hauptstandort weiterleiten. Die moderneren Netzwerke sind bidirektional und ermöglichen auch die Steuerung der Sensoraktivität. Die Entwicklung drahtloser Sensornetzwerke wurde durch militärische Anwendungen wie die Überwachung von Schlachtfeldern motiviert. Heutzutage werden solche Netzwerke in vielen Industrie- und Verbraucheranwendungen eingesetzt, beispielsweise zur Überwachung und Steuerung industrieller Prozesse, zur Überwachung des Maschinenzustands usw. Einige der Arten von Sensornetzwerken sind Wireless Adhoc und Senor Networks , MEMS , NEMS . Das WSN besteht aus „Knoten“ – von wenigen bis zu mehreren Hundert oder sogar Tausenden, wobei jeder Knoten mit einem (oder manchmal mehreren) Sensoren verbunden ist. Jeder dieser Sensornetzwerkknoten besteht typischerweise aus mehreren Teilen: einem Funktransceiver mit einer internen Antenne oder einer Verbindung zu einer externen Antenne, einem Mikrocontroller, einem elektronischen Schaltkreis zur Verbindung mit den Sensoren und einer Energiequelle, normalerweise einer Batterie oder einer eingebetteten Form der Energiegewinnung . Die Größe eines Sensorknotens kann von der eines Schuhkartons bis hin zur Größe eines Staubkorns variieren, obwohl funktionierende „Partikel“ mit echten mikroskopischen Abmessungen noch geschaffen werden müssen. Die Kosten für Sensorknoten variieren ebenfalls und liegen je nach Komplexität der einzelnen Sensorknoten zwischen einigen wenigen und Hunderten von Dollar. Größen- und Kostenbeschränkungen für Sensorknoten führen zu entsprechenden Einschränkungen bei Ressourcen wie Energie, Speicher, Rechengeschwindigkeit und Kommunikationsbandbreite. Die Topologie der WSNs kann von einem einfachen Sternnetzwerk bis zu einem fortschrittlichen Multi-Hop-Wireless-Mesh-Netzwerk variieren. Die Ausbreitungstechnik zwischen den Hops des Netzwerks kann Routing oder Flooding sein.