Energieeffiziente Sensornetzwerke für das Spitzencluster Cool Silicon
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Energie-Management für Funksensoren ermöglicht die Überwachung von Airbus-Flügeln
Ilmenau – 01.12.2011 – Im November 2011 fand die erste öffentliche Präsentation der Forschungsergebnisse des Instituts für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS) gemeinsam mit den Projektpartnern Agilion GmbH aus Chemnitz, der Technischen Universität Dresden und dem Dresdner Unternehmen voice INTER connect statt.
Zur Präsentation in Dresden konnte das IMMS neue Messmethoden und Werkzeuge zur Bestimmung des Energieverbrauchs einzelner Komponenten eines Funksensors demonstrieren. Die gezeigte Beispielanwendung hierfür war die akustische Überwachung von Räumen oder Maschinen mittels eines drahtlosen Sensornetzwerkes, welches die Messdaten in Bruchteilen von Sekunden erfassen und übertragen kann. Hiermit ist eine wesentliche Voraussetzung geschaffen worden, um diese Technologie für die Überwachung von Materialien in Flugzeugen anwenden zu können.
Drahtlose Sensornetzwerke werden heutzutage benutzt, um Umweltdaten zu erheben oder Logistikketten zu überwachen. Ein weiteres Einsatzfeld ist die Überwachung von Maschinen und Anlagen. Das IMMS optimiert das Energie-Management für solche Sensornetzwerke und schafft ganz neue Lösungen dafür. So können die neu entwickelten Sensornetzwerke sehr lange mit der vorhandenen Energie aus Batterien auskommen. Alternativ kann die Energie direkt aus der Umwelt, z.B. durch Vibration oder Sonneneinstrahlung, gewonnen werden.
Innerhalb des vom BMBF geförderten Spitzenclusters Cool Silicon – im Teilprojekt CoolConSens – erforscht das IMMS seit Beginn des vergangenen Jahres eine Systemlösung für drahtlose, energieeffiziente Sensornetzwerke. Der Energieverbrauch der Funksensoren soll soweit minimiert werden, dass ein zuverlässiger und wartungsfreier Einsatz der drahtlosen Sensoren fast überall möglich ist. Ziel des Forschungsprojektes ist es, Geräusche in Flugzeug-Flügeln zu erkennen und zu bewerten und damit mögliche Gefahrensituationen zu vermeiden.
Speziell in Umgebungen, bei denen ein Batteriewechsel besonders aufwendig oder unmöglich ist, sind Funksensoren, die ohne Batteriewechsel über die komplette Lebenszeit eines Systems auskommen können, notwendig. Dies soll als weiterer Schwerpunkt des Projektes durch ein intelligentes Energie-Management erreicht werden.
Deshalb forscht das IMMS auch an Lösungen für Funksensoren, die ihre benötigte Energie direkt aus der Umwelt gewinnen und gleichzeitig ihre Aufgaben zuverlässig ausführen. Die größte Herausforderung hierbei ist, dass Energie wie z. B. durch Sonnenstrahlung nicht immer und vor allem nicht gleichmäßig zur Verfügung steht. Das IMMS wird in der verbleibenden Projektlaufzeit bis Ende 2012 weitere Möglichkeiten erforschen, um den Energieverbrauch zu senken und diesen optimal an schwer vorhersagbare Energiequellen anzupassen.
Es wird angestrebt, dass diese Forschungsergebnisse auch in anderen Projekten von Cool Silicon zum energieeffizienten Betrieb beitragen.
Spitzencluster Cool Silicon Der Spitzencluster-Wettbewerb ist ein Flaggschiff der Hightech-Strategie für Deutschland. Ziel des Spitzencluster Cool Silicon ist es, die technologischen Grundlagen zu schaffen, um die Energieeffizienz im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie massiv zu steigern. Das IMMS aus Ilmenau ist als eine der wenigen Forschungseinrichtungen außerhalb des Freistaates Sachsen in Cool Silicon beteiligt. Die Mitarbeit in dem sächsischen Spitzencluster wurde möglich, da das IMMS exzellentes Know-how im Bereich der drahtlosen Sensornetzwerke und der energetischen Optimierung von Schaltungen und Systemen besitzt.
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