Energy Harvesting

Wie sich batterielose Funknetzwerke einfach in Anwendungen einbinden lassen

| Autor / Redakteur: Marian Hönsch * / Thomas Kuther

Bindeglied: Mit der Middleware EnOcean Link lassen sich batterielose Funklösungen einfach in verschiedenste Anwendungen einbinden – der Aufwand für die Programmierung einer eigenen Lösung entfällt.
Bindeglied: Mit der Middleware EnOcean Link lassen sich batterielose Funklösungen einfach in verschiedenste Anwendungen einbinden – der Aufwand für die Programmierung einer eigenen Lösung entfällt. (Bild: EnOcean)

Mit Energy Harvesting lassen sich batterielose Funknetzwerke realisieren. Wie sich diese mit einer geeigneten Software wie EnOcean Link einfach in bestehende Anwendungen einbinden lassen, lesen Sie in diesem Beitrag.

EnOcean Link ist die erste Middleware speziell für batterielose Funknetzwerke. Die Software dient als universelle Schnittstelle in der Netzwerkkommunikation und interpretiert automatisch die Werte aus batterielosen Funktelegrammen. Dadurch sind Sensor-Daten wie Feuchte oder Temperatur vollständig aufbereitet, damit verschiedene Endgeräte, Server oder auch Cloud-Dienste diese unmittelbar weiterverarbeiten können. Das erleichtert Produktherstellern die Entwicklung von umfassend vernetzten Systemen.

Bewegung, Licht und Temperaturunterschiede als Energiequellen

Batterielose Funktechnologie nutzt das Energy-Harvesting-Prinzip, um elektronische Geräte mit Strom zu versorgen. Dabei erschließen Energiewandler Bewegung, Licht oder Temperaturunterschiede als Energiequellen. Sie erzeugen genug elektrische Spannung für Sensoren, Aktoren und Steuerungen, sodass diese Funksignale senden und empfangen können. Die Produkte benötigen dadurch weder Kabel noch Batterien und sind quasi wartungsfrei.

Mithilfe der Middleware EnOcean Link können Produkthersteller batterielose Funklösungen (ISO/IEC 14543-3-10) sofort in verschiedenste Anwendungen einbinden, auch wenn diese mit anderen Kommunikationsstandards arbeiten wie WiFi, GSM, Ethernet/IP, BACnet, LON, KNX oder DALI. Der Aufwand für die Programmierung einer eigenen Lösung entfällt.

Bindeglied zwischen Systemen oder Applikationen

EnOcean Link arbeitet als Bindeglied zwischen verschiedenen Systemen oder Applikationen und verbindet die Funktionalitäten zu einem sinnvollen technischen Rahmenwerk. Dabei macht sich die Middleware zunutze, dass unterschiedliche Kommunikationsstandards ähnliche Anwendungsfälle adressieren (z.B. Gebäudeautomation).

Datenverschlüsselungsmechanismen inklusive

Die Middleware berücksichtigt automatisch alle Spezifikationen des EnOcean Protokoll-Stacks und der Anwendungsprofile der EnOcean Alliance (EnOcean Equipment Profiles, EEPs). Zudem bietet sie Datenverschlüsselungsmechanismen sowie Remote Management. Grundsätzlich hat die Software folgende drei Hauptaufgaben:

  • Eingehende Daten empfangen und anhand des jeweiligen standardisierten Profils interpretieren.
  • Geräte automatisch unter Berücksichtigung der jeweiligen Einlern- und Speicherinformation einbinden.
  • Ausgehende Daten in das benötigte Standardprofil übersetzen und an das weiterverarbeitende System weiterleiten.

Dienste für verschiedene Ebenen

EnOcean Link bietet Services auf mehreren Layern, sodass Entwickler darüber die Ausführungsebene, alle Schnittstellen ein- und ausgehender Datenkommunikation sowie die Datenspeicherung steuern können.

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Auf der physischen Ebene empfängt EnOcean Link den UART-Datenstrom (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). Dieses Signal kann direkt von einem Gateway kommen oder einem Backbone-System, das davor optional getunnelt wurde, um das integrierte Payload-Protokoll weiterzuleiten. Auf der Data Link-Ebene codiert die Middleware das EnOcean Serial Protocol 3.0 (ESP3). Dabei passt der so genannte ESP3-Encoder die Telegramm-Datenfelder so an, dass das System sie weiterverarbeiten kann. Die wichtigsten Datenfelder sind dabei Payload und Sender-ID.

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