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M2M & Standardisierung

M2M trifft Energy-Harvesting-Funk

3. September 2012, 14:30 Uhr | Markus Kreitmair, Enocean

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Funk ohne Batterie

Eine Alternative dazu ist die batterielose Funktechnologie. Nach dem so genannten Energy-Harvesting-Prinzip gewinnen die Funkmodule ihre Energie mittels miniaturisierter Energiewandler aus der Umgebung und arbeiten dadurch ohne Batterien. Dabei dienen Bewegung, Licht oder Temperaturdifferenzen als Energiequellen, die ein elektrodynamischer Energiegenerator, eine Mini-Solarzelle oder ein thermoelektrischer Wandler erschließen. Die so „geernteten“ kleinen Energiemengen reichen aus, um ein Funksignal zu übertragen. Ein zusätzlicher Ladekondensator kann bei Bedarf für einen ausreichend großen Energievorrat sorgen, der auch tagelange Perioden mit fehlender Umgebungsenergie überbrückt.

Die Basisfunktionen des batterielosen Funks sind im neuen internationalen Standard ISO/IEC 14543-3-10 verankert. Dieser bietet ein „Drahtlosprotokoll für kurze Datenpakete (WSP), optimiert für Energy-Harvesting“ und bezieht sich auf Architektur und untere Protokollebenen. Er verwendet die Frequenzbänder 868 MHz und 315 MHz. Durch die Nutzung dieser geringer belegten Frequenzbänder als beispielsweise 2,4 GHz verbessert sich die Übertragungssicherheit gegenüber anderen Funksendern. Die Funkwellen unter 1 GHz können zudem Wände besser durchdringen und erreichen ungefähr die doppelte Reichweite bei gleicher Sendeleistung wie ein Funksys-tem mit einer Frequenz bei 2,4 GHz. Die minimale Telegrammlänge des ISO/IEC-Standards beträgt 0,7 Millisekunden bei einer Datenrate von 125 Kilobit pro Sekunde. Dabei liegt die Reichweite von Standard-basierten Sensoren bei 30 Metern im Gebäudeinneren und 300 Metern im Freifeld.