Ursprünglich wurden Sensornetze als militärische Frühwarnsysteme zur Überwachung von Pipelines oder Landesgrenzen entwickelt und eingesetzt. Heute sind die aus einer Menge von drahtlosen Sensoren bestehenden Netze, die mittels Funkkommunikation an einer gemeinsamen Messung arbeiten, aber auch für die Umweltüberwachung, Verkehrstelematik oder die Logistik unverzichtbar.
Auch an der Paderborner Universität sind Sensornetze nicht unbekannt. Am Institut für Informatik wird seit dem Wintersemester 2009/2010 an der Entwicklung eines fliegenden, drahtlosen Sensornetzes gearbeitet. Juniorprofessor Dr. Hannes Frey, Hermann Simon Lichte, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut, sowie neun Studierende der Informatik und Ingenieurinformatik haben es sich dabei zum Ziel gesetzt, die einzelnen Sensorknoten so zu positionieren, dass die überflogene Fläche maximiert wird und dabei trotzdem keiner der Knoten im drahtlosen Netz isoliert wird.
Momentan verfügt die Projektgruppe FLYNET über zwei solcher Sensorknoten, die so genannten Quadrocopter. „Sie sind in den letzten Jahren entwickelt worden und wir sind sicher nicht die einzigen, die damit arbeiten“, so Projektleiter Hannes Frey. „Unsere Zielstellung wird aber von keinem anderen verfolgt“, macht er die Einzigartigkeit des Projekts deutlich.
In der Drahtloskommunikation geht mit der angestrebten Maximierung der Fläche das Problem einher, dass die Signalübertragung nicht immer sehr zuverlässig ist. „Je größer die von den Quadrocoptern abgedeckte Fläche wird, desto höher ist auch die Wahrscheinlichkeit, dass es bei der direkten Übermittlung der von den einzelnen Sensorknoten aufgenommenen Daten an die Datensenke zu Störungen kommt“, erklärt Frey. Um die hohe Fluktuation zwischen gut und schlecht empfangbaren direkten Signalen an die zentrale Datensenke, also die Empfangsstelle der Daten, auszugleichen, erforscht die Projektgruppe kooperative Übertragungstechniken.
Dabei empfangen mehrere Knoten gleichzeitig die von einem Netzknoten gesendeten Signale, die an die Datensenke übermittelt werden sollen. Eine möglicherweise schlechte direkte Übertragung von einem Netzknoten zur Datensenke kann so mit einer höheren Zuverlässigkeit durch die Vielzahl der mithörenden Knoten gestützt und verbessert werden. „In unserem Feldversuch wollen wir zeigen, dass wir nicht nur die Distanz zwischen zwei Coptern maximieren können, sondern damit einhergehend auch die Qualität bei der Datenübertragung gleich bleibt“, benennt Frey ein weiteres Vorhaben seiner Projektgruppe, die für die Kommunikation der einzelnen Knoten untereinander ein mit W-LAN ausgestattetes Embedded Linux Board nutzt.
Zwar neigt sich aktuell das Sommersemester dem Ende entgegen, aber das bedeutet für Juniorprofessor Frey noch lange nicht, dass dann auch das studentische Projekt auf Eis gelegt wird. „Im nächsten Semester wird weiter geforscht“, sagt er und zeigt sich zufrieden mit dem bisherigen Projektverlauf. „Die Studenten sind sehr motiviert. Ich habe durchweg gute Erfahrungen gemacht.“
Katharina Bätz
Institut für Informatik
Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik
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