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Sensornetzwerk steuert LED-Beleuchtung

Wie ein drahtloses Netzwerk für eine effektive Straßenbeleuchtung sorgt

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Future Electronics Deutschland GmbH

Schnelle Datenübertrag mit durchdachtem Routing

Das MACAW-Netzwerk beherrscht intelligente Routings. Alle Knoten sind im Empfangsbereich von einem oder mehreren Knoten. Immer wenn ein neuer Knoten an das Netzwerk angeschlossen wird, sendet er eine Suchmeldung an seine benachbarten Knoten, die dieses Signal weiterleiten, bis es den Netzwerk-Access-Point erreicht. Am Beispiel der Straßenbeleuchtung handelt es sich um ein drahtloses Gateway, der im Kontrollzentrum des Betreibers steht.

Wird die Nachricht weitergeleitet, reduziert sich der Kredit-Wert um einen Faktor und der Wert der Stärke des empfangenen Signals und die zu routenden Daten werden zu dem Paket hinzugefügt (Bild 4). Der Kredit-Score beginnt bei 256, so dass sich theoretisch linearer 256 km End-to-End abdecken lassen, wenn 256 Knoten in Reihe geschaltet werden und diese 1 km voneinander entfernt stehen.

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Mehrere Discovery-Pakete kommen dann an dem Access Point an. Er wählt die Route des neuen Knotens, die die beste Kombination von Features bietet. Dazu gehört der höchste Kredit-Score oder eine ausreichende Signalstärke zu allen Knoten. Der Pfad wird in Zukunft für die gesamte Kommunikation zwischen dem Access Point und dem neuen Knoten verwendet.

Verbesserte Netzwerkleistung durch intelligentes Routing

In der Praxis führt intelligentes Routing zu einer besseren Netzwerkleistung als großangelegte Mesh-Netze. In solchen Mesh-Netzen herrscht ein Überfluss an Datenverkehr vor, so dass es zu wiederholten Kollisionen und dadurch ausgelöste erneute Übertragungen kommt. In einem komplexen Mesh-Netzwerk kann es bis zu 30 Minuten dauern, bis ein Paket von einem Rand des Netzes zur anderen Seite wandert.

Das Pfad-Management eines Netzwerks, das vom MACAW-Protokoll unterstützt wird, verursacht viel weniger Datenverkehr. Somit sind kürzere Übertragungszeiten zuverlässig einzuhalten, in dem in einem Netzwerk von hunderten von Knoten und einer Ausbreitung von 100 km Daten nur den Bruchteil einer Sekunde benötigen um von einem Ende zum anderen zu gelangen. Sollte dabei ein Übertragungspfad versagen, fragt der Empfänger ein neues Discovery-Signal an um eine neue Route zu konfigurieren.

Das Protokoll bietet Ausfallsicherung: Wenn eine Kommunikation dauerhaft scheitert, wechselt der Mikrocontroller in der Beleuchtungseinheit in den Insel-Modus. In diesem Modus wird die Beleuchtung autonom gesteuert und schaltet die Leuchte in Echtzeit ein und aus aufbauend auf einem vorprogrammierten Muster.

* László Fisi ist Field Applications Engineer bei Future Electronics.

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