Wireless EnOcean-Funk ist internationaler Standard Die International Electrotechnical Commission (IEC) hat mit ISO/IEC 14543-3-10 einen neuen Standard für Funkanwendungen mit einem besonders niedrigen Energieverbrauch ratifiziert. Es ist der erste und einzige Funkstandard, der auch für Energy Harvesting-Lösungen - und damit für die batterielose Funktechnologie von EnOcean - optimiert ist. Zusammen mit den Anwendungsprofilen (EnOcean Equipment Profiles, EEPs) der EnOcean Alliance schafft dieser internationale Standard die Voraussetzungen für eine vollständig interoperable, offene Funktechnologie vergleichbar mit Standards wie Bluetooth oder WiFi. Der Standard steht unter www. iso.org zum Download bereit. Dolphin Systemarchitektur Die batterielose Funktechnologie ermöglicht ein sehr weit reichendes Signal mit äußerst geringen Mengen an Umgebungsenergie. Mit lediglich 50 pWs sendet ein serienmäßig erzeugtes batterieloses Funkmodul im Freifeld ein Signal über eine Distanz von 300 m. Das Geheimnis liegt dabei in der Signaldauer: der gesamte Prozess wird in einem Tausendstel einer Sekunde ausgelöst, durchgeführt und abgeschlossen. Der batterielose Funkstandard zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus: Hohe Zuverlässigkeit • Die Iizenzfreien 868-MHz- und 315-MHz- Frequenzbänder mit 1 Prozent Duty Cycle • Eine Mehrfach-Telegrammaussendung mit Checksumme • Kurze Telegramme (ca. 1 ms) und dadurch eine sehr niedrige Kollisionswahrscheinlichkeit • Eine außerordentliche Reichweite: 30 m im Gebäude und bis zu 300 m im Freifeld • Repeater für Verlängerung der Reichweite Der neue Standard ist für Funksensoren und Funksensornetze mit besonders niedrigem Energieverbrauch ausgelegt. Dabei berücksichtigt er auch Sensornetzwerke mit Energy-Harvesting-Technologie, die ihre Energie aus der Umgebung bezieht: beispielsweise aus Bewegung, Licht oder Temperaturdifferenzen. Dieses Prinzip ermöglicht elektronische Steuerungssysteme, die unabhängig von einer externen Stromversorgung arbeiten. Ein Vorreiter auf diesem Gebiet ist die EnOcean GmbH, Entwickler der batterielosen Batterielose Funktechnologie Funktechnologie. Das Unternehmen produziert und vertreibt seit mehr als zehn Jahren wartungsfreie Funksensorlösungen für den Einsatz in der Gebäudeund Industrieautomation. Aktuell sind EnOcean-basierte Produkte • Die Sensoren kommunizieren uni- und bidirektional Geringer Energiebedarf • Sensorinformationen mit hoher Datenratenübertragung (125 kbit/s) • Geringer “Daten-Overhead” Interoperabilität • Das Funkprotokoll ist definiert und in Modulen integriert • Basis ist der internationale Funkstandard ISO/ IEC 14543-3-10 • Herstellerübergreifende Interoperabilität — durch definierte Sensorprofile in der En Ocean Alliance • Eine eindeutige Sende-ID (32 Bit) Koexistenz mit anderen Funksystemen • Keine Interferenz mit DECT, WLAN, PMR und anderen Systemen • Verifiziertes System-Design in industrieller Umgebung in über 250.000 Gebäuden weltweit installiert. Neue Marktpotenziale für Energy Harvesting Die internationale Standardisierung wird die Entwicklung und Implementierung von energieoptimierten Funksensoren und Funksensornetzen beschleunigen. Darüber hinaus wird sie neue Anwendungsgebiete und Märkte für Energy Harvesting- Lösungen erschließen. Neben dem bereits etablierten Markt für Haus- und Gebäudetechnik reichen weitere Einsatzmöglichkeiten von Smart Home, Smart Metering und Smart Grid bis hin zu Lösungen für Industrie, Logistik oder Transport. „EnOcean hat die Ausarbeitung des neuen Standards vom ersten Tag an unterstützt. Die Ratifizierung ist ein Meilenstein in unserer Firmengeschichte und bestätigt den Erfolg und das Potenzial der Energy Harvesting-Technologie. Die Standardisierung wird neue Impulse für die Nachfrage und Implementierung batterieloser Sensoren und Funkmodule geben. Gleichzeitig erwarten wir die Entwicklung von noch effizienteren Energy Harvesting- Lösungen, die verschiedenste Energiequellen nutzen“, sagte Laurent Giai-Miniet, CEO der EnOcean GmbH. Praxiserprobter Standard für höchste Interoperabilität Die aktuell mehr als 850 En Ocean-basierten, interoperablen Produkte der EnOcean Alliance entsprechen bereits dem neuen Standard. Dadurch profitieren Entwickler und Hersteller von der umfassenden Praxiserfahrung, einer großen Produktund Installationsbasis sowie der langjährigen Informationsarbeit der EnOcean Alliance. Die EnOcean Alliance erarbeitet die Spezifikationen für die standardbasierten Anwendungen. Diese Anwendungsprofile (EEP, EnOcean Equipment Profiles) regeln 16 hf-praxis 9/2012
Wireless Enocean-Technologie die Interoperabilität der Produkte unterschiedlicher Hersteller. Sie sind für einen ultra-niedrigen Energieverbrauch optimiert und daher die ideale, bereits bewährte Ergänzung zum neuen Funkstandard. Auf diese Weise lassen sich herstellerunabhängig und gewerkeübergreifend intelligente, energieeffiziente Automationslösungen realisieren. „Der EnOcean-Funk ist schon jetzt eine fest etablierte Technologie für grüne, intelligente Gebäude und Anwendungen. Für die EnOcean Alliance ist die Ratifizierung des internationalen Standards ISO/IEC 14543-3-10 eine der wichtigsten Grundlagen für den Ausbau des bereits sehr erfolgreichen und wachstumsstarken EnOcean-Ökosystems. Die Alliance wird als unabhängige, offene Organisation potenzielle Produkthersteller und Nutzer über die Vorteile des Standards informieren und weiterhin die Interoperabilität EnOceanbasierter Produkte sicherstellen“, sagt Graham Martin, Chairman der EnOcean Alliance. Technische Spezifikationen Der Standard deckt die Schichten 1 bis 3 des OSI (Open Systems Interconnection)-Modells ab und umfasst damit den Physical, Data Link und Networking Layer. Die vollständige Bezeichnung des Standards lautet: ISO/IEC 14543-3-10 Information Technology -- Home Electronic Systems (HES) -- Part 3-10: Wireless Short-Packet (WSP) Protocol optimized for Energy Harvesting -- Architecture and Lower Layer Protocols. EnOcean-Technologie Die Welt ist ein Ozean von Energie - davon war das Gründerteam von EnOcean bei der Unternehmensgründung fest überzeugt. Auf dieser Überzeugung basiert auch der Unternehmensname EnOcean: die Verschmelzung der englischen Wörter ,,energy” und „ocean”. Egal ob man auf einen Schalter oder auf eine Türklinke drückt, dabei wird stets Energie frei. Und genau diese Energie kann intelligent genutzt werden, als Ersatz für Batterien. So entstanden Funksensoren, die ihren Strombedarf aus der Umwelt beziehen: aus linearer Bewegung, Licht oder Temperaturdifferenz. Die aus der Umgebung gewonnene Energie reicht aus, um ein Funksignal zu versenden und so das Licht einzuschalten. Mit Hilfe intelligenter Software-Stacks kann die EnOcean-Technologie problemlos und einfach in verschiedenste Kundenapplikationen integriert werden. Das Funksignal von EnOcean verwendet die Frequenzbänder 868 MHz und 315 MHz und ist daher weltweit einsatzfähig. Die Telegramme sind nur eine Millisekunde lang und werden mit einer Datenübertragungsrate von 125 Kilobit pro Sekunde gesendet. Um Sendefehler auszuschließen, wird das Telegramm zudem innerhalb von 40 Millisekunden zweimal wiederholt. Da die Datenpakete in zufälligen Intervallen gesendet werden, ist die Kollisionswahrscheinlichkeit sehr gering. Die Reichweite der EnOcean Funksensoren liegt bei 300 Metern im Freien und bis zu 30 Metern im Gebäudeinneren. Jedes EnOcean-Modul verfügt über eine einmalige 32-Bit-Identifikationsnummer, die Überschneidungen mit anderen Funkschaltern ausschließt. Mit der Dolphin-Systemarchitektur bietet EnOcean eine für Energy Harvesting- Anwendungen optimierte Plattform, mit der erstmals bidirektionale Funksensoren und -aktoren ohne Batterien realisierbar sind. Die flexibel erweiterbare Hardund Softwarearchitektur kann in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. Zentrale Bestandteile der Dolphin-Plattform sind die Module TCM 300, TCM 310, TCM 320 und USB 300 sowie das solarbetriebene Modul STM 300. Die Sensormodul-Reihe STM 310 basiert auf dem EnOcean Dolphin-Chip und verfügt über eine Schnittstelle zu verschiedenen Energiewandlern - wie Solarzellen oder Thermowandler.Der neue mechanische Energiewandler ECO 200 in Kombination mit dem Funksendemodul PTM 330 eröffnet zudem neue Möglichkeiten und Einsatzgebiete für verschiedene batterielose Funkschaltelemente - sowohl in der Gebäudeautomation als auch in der Industrie oder für Haushaltsgeräte. Dank flexibler Programmiermöglichkeiten lassen sich mit diesen Komponenten umfassende energieautarke Anwendungen realisieren wie beispielsweise Fensterkontakte, Temperatur- und Feuchtesensoren sowie Licht-, Druckund Gassensoren oder Funk Positionsschalter und weitere verschiedene Industrieschalter. ■ EnOcean GmbH www.enocean.com hf-praxis 9/2012 17
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