Für vielfältige Einsatzbereiche: Für vielfältige Einsatzbereiche: Datenfunk ins eigene Produkt integrieren

Bereits heute findet die Datenkommunikation per Funk in technischen Geräten quer durch alle Branchen attraktive Einsatzbereiche, von der rauen Industrieanlage bis hin zum Haushaltsgerät. Die Integration einer Funkkommunikation in ein Gerät oder eine Anlage ist aber alles andere als trivial. Anstatt für den jeweiligen Einsatzfall Funklösungen selbst zu entwickeln, ist es meist sinnvoll, möglichst frühzeitig einen externen Experten mit ins Boot zu nehmen. Dieser bietet nicht nur geprüfte und zertifizierte Funkmodule, die in Anwendungen erprobt wurden, sondern kann auch während des Entwicklungsprozesses wertvolle Tipps für die Auswahl geeigneter Lösungen und die Integration der Funkkommunikation liefern. Einsatzbereiche ohne Ende Geräte, Maschinen, Anlagen oder Fahrzeuge, die durch die Integration einer Funkkommunikation ihre Einsatzbereiche erweitern können, gibt es genügend. Beispiele dafür liefern Sensoren zur Temperatur-, Durchfluss- oder Feuchtigkeitsmessung, die an schwer erreichbaren Stellen montiert werden sollen. Auch sind Anwendungen in der Gebäudeautomation denkbar, z.B. Bedienelemente, die sich möglichst flexibel platzieren oder nachrüsten lassen und daher kabelunabhängig sein müssen. Im Bereich der Medizintechnik lassen sich beispielsweise Geräte zur Patientenüberwachung mit Funktechnik ausstatten. Durch die sehr hohen Hygieneanforderungen sind Kabel und Kabelanschlüsse nur schwierig zu reinigen. Hinzu kommt, dass die immer größer werdende Anzahl von Diagnose-, Behandlungs- und Operationsgeräten durch das Kabelaufkommen nur noch schwierig zu handhaben ist. Zudem können Kabel zu Stolperfallen werden. Im Straßenverkehr und in der Automobilindustrie finden sich Einsatzbereiche z.B. in Fahrzeugen, die mit Ampeln oder anderen Fahrzeugen kommunizieren, in Verkehrsleitschildern oder Infopunkten am Straßenrand, die Informationen an vorbeifahrende Fahrzeuge übertragen oder über diese erfassen. Denkbar sind auch Straßenlaternen, die auf ihre Umgebung reagieren, miteinander kommunizieren und entsprechend des aktuellen Bedarfs die Beleuchtungshelligkeit anpassen. Auch im Bereich der Energietechnik sind Geräte mit Mehrwert aufgrund integrierter Funktechnik denkbar. Beispiele finden sich bei Geräten zur Zählerfernauslesung, aber auch zur Netzwartung und -instandhaltung. Stichworte in diesem Zusammenhang sind Smart Metering oder Smart Grid. Daneben finden sich auch bei den erneuerbaren Energien Einsatzbereiche. So erleichtert die Integration von Funkkommunikation in die Steuerung von Windkraftanlagen oder Solarpanels die Kommunikation einzelner Anlagenteile untereinander oder mit einer zentralen Leitwarte. In Industrieanlagen mit weitläufigem Gelände, in denen sich Kabel schwer oder gar nicht verlegen lassen, eignet sich Funk zur Vernetzung einzelner Anlagenteile miteinander. Die Zahl der Anwendungen, in denen die Integration von Funk einen echten Mehrwert liefert, ist somit fast nur durch die Fantasie der Anwender beschränkt. Vielfältige Anforderungen Weil der Bedarf zur Integration von Funklösungen in elektronische Geräte aller Art am Markt steigt, ist die Welotec GmbH aus Laer im Münsterland vor kurzem eine Kooperation mit der RF Monolithics, Inc. (NASDAQ: RFMI) eingegangen. Dabei ist dem Unternehmen bewusst, dass die Anforderungen an die eingesetzte Funktechnologie ebenso vielfältig sind wie die möglichen Einsatzbereiche. Um für möglichst viele unterschiedliche Anforderungen geeignete Lösungen bieten zu können, sind ab sofort Datenfunk-Module sechs verschiedener Produktfamilien im Programm. Die Serien arbeiten im 2,4GHz-Frequenzbereich, nutzen abhängig vom Modul entweder den IEE 802.11b/g WiFi WLAN-, IEEE 802.15.4-, ZigBee-, bzw. einen proprietären Standard. Je nach Modul lassen sich Punkt-zu-Punkt-, Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen bzw. vermaschte Netze (Mesh-Technologie) aufbauen. Als Schnittstellen werden verschiedene serielle, analoge und digitale Ein-/Ausgänge angeboten. Alle Module haben einen geringen Stromverbrauch, im Schlummermodus sind das bei der LPR-Serie z.B. 3µA, 28mA beim Senden und 27mA beim Empfangen. Angeboten werden Übertragungsraten zwischen 4,8kbps und 11Mbps. In geschlossenen Räumen können Reichweiten zwischen 30 und mehreren 100m erreicht werden, im Freien sind es bis über 1.000m. Für jede Anwendung das passende Modul Die LPR-Serie beispielsweise findet dort sinnvolle Einsatzbereiche, wo eine robuste drahtlose Übertragung ohne Mesh-Funktionalität benötigt wird. Typische Anwendungen sind das Vernetzen von Sensoren und Aktoren, die nur sehr selten geringe Datenmengen senden oder empfangen, keine Verwaltungsaufgaben übernehmen und so die meiste Zeit in einem Strom sparenden Zustand verweilen. Erfordert eine Anwendung Mesh-Funktionalität, ist dagegen die ZMN-Serie die richtige Wahl. Sie arbeitet nach dem IEEE802.15.4 Standard und ist damit interessant wenn ZigBee als Funkstandard gefordert ist. Das Frequenzspreizverfahren DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) ermöglicht hier eine sichere Punkt-zu-Punkt-, Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung sowie den Aufbau vermaschter Netze (Mesh-Technologie). Spielt die Integration von W-LAN bei der Produktentwicklung eine wichtige Rolle, eignet sich die WSN-Serie (Bild 1). Sie setzt auf den IEEE802.11b (W-LAN, WiFi) Standard. Aufgrund der geringen Stromaufnahme der Funk-Module wird der Aufbau batteriebetriebener W-LAN- und Sensor-Netzwerke ermöglicht. Störungen? Kein Problem! In manchen Anwendungen stören Interferenzen die Funkkommunikation. Für solche Einsatzfälle werden drei Produktfamilien angeboten, die auf Frequenzhopping setzen. Dazu gehört die DNT-Serie (Bild 2). Sie arbeitet mit einer proprietären FHSS-Technologie (Frequency Hopping Spread Spectrum), die eine sichere Datenübertragung bspw. auch in rauen industriellen Umgebung ermöglicht. Hier gibt es zudem eine Modul-Variante für den amerikanischen 900MHz-Bereich. Selbstorganisierende und selbstheilende Mesh-Netzwerke lassen sich mit der XDM-Serie realisieren. Die Module nutzen den IEEE802.15.4 Standard mit zeitsynchronem Mesh Protokoll (TSMP). Das implementierte Dust-Protokoll ermöglicht hohe Übertragungssicherheit. Die Serie eignet sich somit überall da, wo robuste Mesh-Funktionalität erforderlich ist. Die WIT-Serie schließlich kann hohe Datenraten über große Distanzen übertragen – im Freien können es bis zu mehrere Kilometer sein. Dabei ist die Übertragung sehr robust und unempfindlich gegenüber Interferenzen und anderen Störungen. Auch hier wird eine Variante für den 900MHz-Bereich angeboten. Entwicklung leicht gemacht