Drahtlosnetzwerke reduzieren Verkabelung in Luftfahrzeugen
Derzeit werden in der Luftfahrt kabelgebundene Sensoren zur Zustandsüberwachung verschiedener Flugzeugstrukturen eingesetzt. Drahtlose Sensornetzwerke, die intelligente Sensoren mit Funkschnittstellen nutzen, verfügen über ein äußerst hohes Potenzial, die Sensorverkabelung zu reduzieren und somit Kosten einzusparen und das Gewicht zu senken. Außerdem können sie installiert werden, ohne dass der Verlauf der Datenverkabelung neu entworfen werden muss. Das "Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA" (CSEM) hat die Leistungsfähigkeit seines energieeffizienten drahtlosen Übertragungsmoduls "ZorgWave" erweitert, um vereinbar mit dem Luftverkehr und dem EU-finanzierten Projekt "Hardware development of wireless sensor network nodes for operation in airborne environment" (AIRWISE) zu sein. Das Modul basiert auf IEEE 802.15.4-konformer Funktechnologie und wird im lizenzfreien Frequenzbereich von 2,4 GHz betrieben. IEEE 802.15.4 ist der erste internationale Standard speziell für drahtlose Sensornetzwerke. Der umfassende Protokollstapel von ZorgWave bietet alles Nötige zum Einrichten und Instandhalten von Netzwerken mit sicherer und vollständig transparenter Datenkommunikation. Um die Übereinstimmungen mit den Vorschriften für Luftfahrzeuge zu sichern, bewerteten die Wissenschaftler die Leistung in Bezug auf unerwünschte Emissionen und Schwingungen, erhöhte Temperaturbereiche und Batteriebetrieb. Infolge der erfolgreichen Prüfungen wurden die ursprünglichen ZorgWave-Schaltkreise und -Schaltpläne beibehalten. Ausschließlich der mechanische Entwurf und die Verschaltung wurden für die erforderlichen Spezifikationen angepasst. Ausgehend vom derzeitigen Energieverbrauch könnte das Modul für 18 Monate mit einer Batterieladung betrieben werden. Gleichzeitig lieferte eine Studie über Möglichkeiten zur Energiegewinnung Perspektiven für autonome drahtlose Sensorknoten. Das von Berkeley Software Distribution (BSD) lizensierte Open-Source-Betriebssystem TinyOS, das für energieeffiziente drahtlose Geräte entwickelt wurde, konnte auf das Modul sowie fünf bereitgestellte Prototypen portiert werden. Durch AIRWISE wurde ein Demonstrationssystem für drahtlose Sensornetzwerke hergestellt, das bereit zur Zertifizierung ist und das Gewicht von Luftfahrzeugen durch das Einsparen von Kabeln reduzieren kann. Gewichtsverminderungen führen zu einem geringeren Treibstoffverbrauch und somit auch zu einer Senkung der verbundenen Emissionen. Außerdem werden die Wartungskosten reduziert, da Sensoreinheiten leichter ausgetauscht werden können und keine komplizierte Verkabelung überprüft und ersetzt werden muss. Die Technologie steht zur Kommerzialisierung bereit, Erfolg auf dem Markt wird bedeutende Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit der EU-Luftfahrtindustrie und die Umwelt haben.
