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In industriellen Systemen mit mobilen Anlagen wie Robotern und Lager- und Kommissionierungssystemen bietet die IEEE802.15.4-2011-Protokollfamilie Unterstützung für Ultra-Breitbandkommunikation, über die Positionsinformationen über den Sender sowie Sensordaten übertragen werden können.

BLE wird bereits erfolgreich von Bauteilherstellern wie CSR und STMicroelectronics sowohl bei Sensorbausteinen als auch Überwachungs-Hubs eingesetzt, wo BLE oft mit WiFi verknüpft ist, wodurch eine einfache Datenübertragung ins Internet möglich wird. Dagegen weist ZigBee eine größere Reichweite auf und eignet sich damit für Einsatzgebiete, wo Sensoren nicht einfach am Körper angeordnet werden können, sondern in den Wohnbereich integriert werden müssen.

Die geringe Latenz von BLE – lediglich 3 ms gegenüber 100 ms beim klassischen Bluetooth – kann dem Einsatz dieses Protokolls in der Automobiltechnik zu einem Schub verhelfen. Hinzu kommt die Einfachheit von BLE – der Software-Stack von BLE kann problemlos selbst in preiswerte Mikrocontroller integriert werden. BLE unterstützt außerdem das Frequenz-Hopping des herkömmlichen Bluetooth-Protokolls, wodurch es beim Auftreten von starken Störsignalen robuster als ZigBee ist.

ZigBee mit seiner Unterstützung der Kommunikation über längere Distanzen wird dagegen als mögliche Lösung für die Kommunikation zwischen fahrenden Fahrzeugen und am Straßenrand positionierten Datenterminals angesehen, die Daten zu Verkehrsstaus oder andere praktische Fahrtinformationen übertragen können und dazu Daten von den unterschiedlichsten Sensortypen in den Fahrzeugen sowie am Straßenrand erfassen.

IoT-Lösungen: Sensorik und Datenerfassung

Bei den Drucksensoren gibt es wiederum mehrere unterschiedliche Typen: kapazitive, piezoelektrische und solche, die die thermische Strömung erfassen. Die kapazitiven Sensoren erkennen die Änderung der Kapazität, wenn sich durch Druckveränderungen der Abstand zwischen einer beweglichen Platte und einem feststehenden Punkt ändert. Um eine Beschädigung der in Mikrobearbeitungsverfahren gefertigten Elemente durch potenziell korrosive Gase zu verhindern, ist die bewegliche Platte zumeist durch eine dünne, verformbare Membran von der Umgebung isoliert.

Die piezoelektrischen Sensoren funktionieren ähnlich wie die kapazitiven: Auch hier wird die Verbiegung einer beweglichen Strebe oder Platte zur Messung des Drucks verwendet. Hier registriert jedoch die piezoelektrische Beschichtung auf der Strebe die durch eine Druckänderung verursachte Kraft als eine Spannungsänderung.

Eine Variante der piezoelektronischen Sensoren sind die Brückensensoren. Bei ihnen kommen Dehnungsmesser zum Einsatz, die in einer Wheatstone-Brückenkonfiguration auf einer dünnen Siliziummembran befestigt sind, um die durch Druckänderung verursachten Bewegungen zu registrieren. Diese Brückensensoren werden hauptsächlich dort verwendet, wo ein hohes Risiko von Überdrucksituationen besteht, denn sie sind hochgradig widerstandsfähig und eignen sich daher besonders für die industrielle Prozesssteuerung.

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