Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung in drahtlosen SensornetzenHigh Speed Data Transmission in WSNs

Einleitung

In drahtlosen Sensornetzen werden verschiedenste Daten mithilfe von Sensorknoten aufgenommen, verarbeitet, gespeichert und versendet. Die Sensorknoten bestehen dabei in der Regel aus einem Mikrocontroller, einem Funktransceiver mit Antenne, diversen Messaufnehmern, Datenspeicher und Energieversorgung.

Am Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund wurde mit INGA ein drahtloser Sensorknoten für mobile Anwendungen entwickelt, der vom Betriebssystem Contiki unterstützt wird und der für zahlreiche Einsatzgebiete geeignet ist.

Die Funktransceiver auf INGA arbeiten gemäß IEEE 802.15.4, was eine theoretische Datenrate von bis 250 kbit/s erlaubt. Für die meisten Szenarien ist das ausreichend, es gibt jedoch bestimmte Anwendungsbereiche, in denen es sinnvoll sein kann, zumindest kurzfristig eine höhere Datenrate nutzen zu können. Ein Beispiel hierfür ist die Synchronisation größerer Datenmengen nach einer längeren Unterbrechung der Funkverbindung.

Aufgabenstellung

Die Funktransceiver auf dem Sensorknoten INGA verfügen über mehrere alternative Übertragungsraten von bis zu 2000 kbits/s. Ein erstes Ziel dieser Arbeit sollte daher sein, diese Datenraten für INGA unter Contiki nutzbar zu machen. Weiterhin sollte die Umschaltung zwischen verschiedenen Datenraten dynamisch geschehen, damit Sensorknoten, die mit diesen Datenraten nicht zurechtkommen, nicht von der Kommunikation ausgeschlossen werden.

Da insbesondere im Fall einer längeren Unterbrechung der Datenverbindung Bursts mit hohen Datenraten erwartet werden, sollte die dynamische Umschaltung der Datenraten in das Unterbrechungstolerante Übertragungsprotokoll µDTN implementiert werden.

In einer abschließenden Evaluation ist zu zeigen, ob und unter welchen Bedingungen sich das Umschalten in die verschiedenen höheren Datenraten lohnt – und zwar im Hinblick auf Durchsatz und Energieverbrauch.