Überblick im Internet der Dinge

Experten des Fraunhofer-Institus für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden entwickeln seit Jahren kompakte, kunden­spezifische Sensor­transponder für verschiedenste Industrie­anwendungen. Die RFID-Tags sind prädestiniert, voluminöse Sensor­knoten herkömmlicher batterie­betriebener Systeme in industriellen Sensornetzwerken abzulösen. Denn die drahtlosen Sensorknoten arbeiten wartungsfrei ohne Batterie und werden allein durch die Antenne des Readers im Netzwerk mit Energie versorgt. Besucher der Embedded World können sich vom 23. bis 25. Februar 2016 am Ausstellungsstand des Fraunhofer IPMS 583 in Halle 4 über die Technologie informieren.

Das „Internet der Dinge“ macht es möglich, riesige Mengen industrieller Logistik- und Fertigungsdaten automatisiert ins Web zu speisen und dort mit nahezu unbegrenzten Rechen­ressourcen zu analysieren und weiter­zu­verarbeiten. So lassen sich komplexe Fertigungs­abläufe ferngesteuert organisieren oder die Zuweisung von Ressourcen in Echtzeit optimieren. Voraussetzung dafür sind intelligente Sensor­netz­werke, die aus einer Vielzahl von Sensorknoten bestehen. Sie sind die Verbindungs­stellen zwischen realer und digitaler Welt und machen smarte Anwendungen wie die umfassende Überwachung und Fernsteuerung von Industrie­anlagen rentabel. Optimalerweise arbeiten diese Sensor­systeme drahtlos, da eine feste Verkabelung insbesondere bei einer hohen Sensordichte den Installations­aufwand erhöht und die Mess­ergebnisse beeinflussen kann. Gleichzeitig benötigen die Sensor­knoten eine zuverlässige Strom­versorgung, da in der Industrie großflächige Messungen zumeist über mehrere Jahre hinweg durchzuführen sind. Batterie­betriebene Systeme, wie sie heute verbreitet sind, sind wegen der begrenzten Batterie­lebens­dauern ungeeignet, da der ständige Wechsel der Batterien den Wartungs­aufwand erhöht und zudem Messergebnisse verfälschen kann.

Beide Probleme (Verkabelung und Batterieaustausch) können durch Einsatz der am Fraunhofer IPMS entwickelten Radio Frequency Identification (RFID)-Sensor­knoten vermieden werden. „Unsere Sensor­transponder beziehen die Leistung, die zum Betrieb notwendig ist, vom abgestrahlten elektro­magnetischen Feld des Readers“, erklärt Frank Deicke, Geschäftsfeldleiter am Fraunhofer IPMS. „Sie sind klein, robust und flexibel einsetzbar. Das heißt unsere Sensor­knoten sind modular aufgebaut und können mit beliebigen Sensoren je nach Anforderungen unserer Kunden bestückt werden.“

Auf der Embedded World, der Weltleitmesse für Embedded-Technologien, vom 23. bis 25. Februar 2016 in Nürnberg stellen die Wissenschaftler die UHF-(Ultra-High-Frequency-) Transponder vor, die bereits mit verschiedenen Sensoren bestückt sind. Dank der Flexibilität des Transponder­systems, das aus Antenne, Transponder-Chip und Sensor besteht und über eine integrierte I²C- oder SPI-Schnitt­stelle zum Anschluss beliebiger externer Sensoren verfügt sowie einen weiten Temperatur­bereich abdeckt, ist die Fraunhofer-Technologie für eine Vielzahl möglicher Industrie­anwendungen interessant. Davon wollen die Forscher auf der Embedded World auch Vertreter aus Produkt­entwicklung, Fertigung und Vertrieb überzeugen.

Muster sind für die Messung von Temperatur, Luftdruck und Feuchte verfügbar. Besucher der begleitenden Fach­konferenz Embedded World Conference sind darüber hinaus eingeladen, am Mittwoch, 24.2.2016, 16.00 Uhr im Beitrag „Size Reduction of RFID Tags by Using On-Chip-Antennas“ zu erfahren, wie sich Größe und Performance des Sensor­transponders durch geeignete Antennen­designs an unterschiedliche anwendungs­spezifische Anforderungen anpassen lassen. Die Ausstellung des Fraunhofer IPMS befindet sich in Halle 4 am Stand 583.

Fh.-IPMS / DE