Anwendungsbeispiel für das Condition Monitoring
Das Fraunhofer IMS verfügt über langjährige Erfahrung im Bereich der energieeffizienten drahtlosen Echtzeit-Kommunikation mit eingebetteten Systemen, insbesondere bei der Sensor-Vernetzung für das Condition Monitoring, also für die Zustandsüberwachung. Das umfasst sowohl den Einsatz verfügbarer Hardware-Komponenten und standardisierter Protokolle als auch die Entwicklung individueller Schnittstellen und proprietärer Protokollstacks.
Ein Beispiel für ein solches anwendungsspezifisches System ist die Sensor-Vernetzung für das Condition Monitoring von Energieversorgungs-Freileitungen. Dabei kommen entlang der Hochspannungsleitung montierte Sensorknoten zum Einsatz, mit denen die aktuelle Auslastung und der generelle Zustand der Leitung erfasst werden können. Die gemessenen Daten werden an einer zentralen Stelle aggregiert und visualisiert. Im Falle einer Störung werden dort Meldungen angezeigt und es können Maßnahmen eingeleitet werden.
Für die Datenübertragung vom Sensorknoten zur Zentrale liegt zunächst der Einsatz von Mobilfunktechnologien aus dem Bereich Narrowband IoT nahe. Um allerdings auch Sensoren an entlegenen Einsatzorten ohne Mobilfunkabdeckung anbinden zu können, macht es jedoch Sinn, die Daten zunächst über ein eigenes Funknetz zu übertragen, bis sie an einem Ort mit ausreichender Mobilfunkabdeckung angelangt sind. So ein Funknetz soll mindestens die folgenden Anforderungen erfüllen:
- Betrieb in einem lizenzfreien ISM Band bei der dort vorgeschriebenen geringen Sendeleistung
- Übertragungsreichweiten mindestens im zweistelligen Kilometerbereich trotz geringer Sendeleistung und geringem Energieangebot jedes einzelnen Sensorknotens
- Hohe Redundanz und Ausfallsicherheit
Diese Anforderungen können mit Hilfe kommerzieller LPWAN-Technologien wie Sigfox oder LoRaWAN erfüllt werden.