UWB-Sensornetz in Industrieumgebung erfolgreich getestet

Drahtlose Kommunikation gewinnt in Industrieunternehmen an Bedeutung, da Produktionsprozesse oft umgestellt und optimiert werden müssen. Müsste man jedes Mal neue Kabel verlegen, wäre die Flexibilität eingeschränkt. Universität Klagenfurt und Lakeside Labs GmbH haben nun gemeinsam mit den Unternehmen Messfeld und Dewesoft und den Forschungseinrichtungen JOANNEUM RESEARCH DIGITAL und Fachhochschule Campus 02 ein UWB-Netzwerk in einer industriellen Umgebung getestet.

Datenübertragungstechnologien wie Wi-Fi und Bluetooth haben gewisse Nachteile: Sie können entweder nur geringe Datenmengen übertragen oder verbrauchen bei der Übertragung relativ viel Energie. In Industrieumgebungen kommen noch andere Herausforderungen hinzu, so stören beispielsweise Reflexionen an Stahlflächen oder Wänden die Signale.

Um solchen Produktionsunternehmen eine neue Option zu eröffnen, setzen die Klagenfurter Forscher nun mit UWB (ultra-wideband) auf eine verhältnismäßig alte Technologie, die in den letzten Jahren einen neuen Aufschwung erfuhr. Projektleiter Andreas Kercek erklärt die Vorteile: „UWB kann durch ihre physikalischen Eigenschaften große Datenmengen übertragen. Die Signale stören einander nicht und werden auch wenig von außen gestört. UWB verbraucht wenig Energie und ist robust gegenüber Störungen.“

„Die Technologie wurde bisher vor allem für die Positionsbestimmung genutzt, so hat beispielsweise Apple in seinem iPhone 11 erstmalig einen UWB-Chip integriert,“ so Christian Bettstetter, Professor für Mobile Systeme und wissenschaftlicher Direktor der Lakeside Labs GmbH. Neu ist die Nutzung zu Kommunikationszwecken. Wenn es gelingt, die Technologie für Industrieunternehmen nutzbar zu machen, können viele Hürden, vor denen diese Firmen stehen, ausgeräumt werden.

Die nun in der Zeitschrift IEEE Access vorgestellten Experimente konnten zeigen, dass die Datenübertragung in einem Netzwerk mit mehreren Sensoren und Funkschnittstellen sicher funktioniert. Getestet wurde in einer realen Industrieumgebung. „Nun geht es darum, die Erkenntnisse in ein marktfähiges Produkt umzusetzen“, erklärt Andreas Kercek.

Schmidt, J.F., Chernov, D. & Bettstetter, C.: Towards Industrial Ultra-Wideband Networks: Experiments for Machine Vibration Monitoring. IEEE Access, Volume 8, (2020): https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2976846

Das Projekt wurde vom Kärntner Wirtschaftsförderungsfonds (KWF), vom Land Steiermark und von der Steirischen Wirtschaftsförderungsgesellschaft unterstützt.