INGA Bluetooth Low Energy InterfaceINGA Bluetooth Low Energy Interface

Einleitung

Der am Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund entwickelte INGA Sensorknoten wird für eine Vielzahl an Anwendungen genutzt. Im Rahmen von Body Area Networks werden beispielsweise Vitalparameter eines Probanden aufgenommen und an eine Basisstation zur späteren Auswertung weitergeleitet. Mit dem Bluetooth Low Energy Standard, der von immer mehr Smartphones unterstützt wird, ergibt sich eine Möglichkeit zur energieeffzienten kontinuierlichen Übertragung solcher Daten. In speziellen Anwendungsszenarien kommen mit dieser Technologie ausgestattete Endgeräte wie beispielsweise Pulsuhren dabei mit einer einzigen Knopfzellenbatterie auf eine Laufzeit von mehreren Monaten. Eine Bluetooth Low Energy Schnittstelle zwischen Sensorknoten und Smartphone würde den mobilen Einsatz des zuvor genannten Szenarios ermöglichen und die Verzögerung zwischen Aufnahme der Vitalparameter und Auswertung selbiger deutlich verringern.

Neben einer IEEE 802.15.1 Schnittstelle (Bluetooth) sind moderne Smartphones zudem mit einem Mobilfunk-Radio und IEEE 802.11 (Wireless LAN) ausgestattet. Diese Vielfalt an Funkschnittstellen kann zur Weiterleitung von aufgenommenen Sensorwerten genutzt werden. Durch das Vorsehen von Prioritäten können abhängig von der Dringlichkeit unterschiedliche Kanäle genutzt werden. Der INGA Sensorknoten wurde bereits in einer früheren Arbeit mit einem Bluetooth 2.0 Modul ausgestattet, um Notfallnachrichten über ein verbundenes Smartphone absetzen zu können. Die Übertragung von Sensordaten des Accelerometers für eine Sturzerkennung auf dem Smartphone stellte sich dabei als wenig energieeffzient heraus. Durch den Bluetooth Standard in Version 4.0 könnte sich die Energieeffienz dieses Kommunikationskanals noch weiter verbessern lassen. Die Implementierung eines entsprechenden Bluetooth Low Energy Daemons für Android ermöglicht dabei eine drahtlose und energieeffziente Kommunikation zwischen Sensorknoten und Smartphones. Unter Nutzung der IBR-DTN API können vom Sensorknoten empfangene Daten unterbrechungstolerant unter Nutzung der WLAN Funkschnittstelle des Smartphones weitergeleitet werden.