Laboraufbau und Entwicklungsumgebung für Steuernetzwerke

Der Lehrstuhl für Kommunikationstechnik verfügt über einen Versuchsaufbau zur Erforschung und Demonstration neuartiger Systemkonzepte im Anwendungsfeld drahtloser Steuer- und Sensornetzwerke. Der Versuchsaufbau besteht aus mehreren modular aufgebauten Netzknoten, die über ein vermaschtes Steuernetzwerk gemäß IEEE 802.15.4/ZigBee miteinander kommunizieren. Dadurch können beispielsweise Sensordaten oder Steuerinformationen innerhalb des Netzwerkes zwischen den einzelnen Netzknoten verteilt werden. Als Beispielapplikation wird zurzeit eine intelligente Lichtsteuerung realisiert, die eine Person detektiert und nach Verteilung und Verarbeitung der Sensordaten das Umfeld der Person intelligent beleuchtet. Des Weiteren wird für den Versuchsaufbau ein Gateway entwickelt, um das System aus der Ferne zu konfigurieren und um den aktuellen Systemzustand zu überwachen. Das Gateway beinhaltet hierzu ein GPRS-Modul mit dessen Hilfe eine Verbindung zu einem Webserver hergestellt wird.

Die Hard- und Firmware der einzelnen Netzknoten wurde eigens am Lehrstuhl entwickelt. Jeder Netzknoten verfügt neben dem eigentlichen ZigBee-Kommunikationsmodul über eine Anschlussmöglichkeit für verschiedene Sensoren und Aktoren. Als Sensor wird zur Detektion von Personen ein Infrarot-Bewegungsmelder verwendet. Als Aktor kommt eine Leuchtdiode mit einem Lichtstärke von 330 Candela zum Einsatz. Zudem enthält jeder Netzknoten eine eigene intelligente Steuerung, die mit Hilfe eines Mikrocontrollers realisiert ist.

Der Versuchsaufbau wird aktuell in den Räumlichkeiten des Lehrstuhls fest installiert, um eine intelligente Flurbeleuchtung sowohl zu erproben als auch zu demonstrieren. Die Installation besteht aus sechs Netzknoten und einem Gateway über das die (Fern-)Konfiguration des Systems ermöglicht wird.