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Verfahren zur schnellen Rekonfiguration von Sensornetzwerken unter Ausnutzung von Virtualisierungstechniken

IP.com Disclosure Number: IPCOM000202062D
Original Publication Date: 2010-Dec-03
Included in the Prior Art Database: 2010-Dec-03
Document File: 2 page(s) / 255K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In der Automatisierungstechnik werden drahtlose Sensornetzwerke eingesetzt. Sie bestehen aus Knoten, auch Motes genannt, die jeweils Prozessor, Speicher, anwendungsspezifische Sensorik und drahtlose Kommunikationsschnittstellen vereinen. Sensornetzwerke werden für das Erfassen von Umgebungswerten innerhalb einer Produktionsanlage, wie z. B. Temperatur, Feuchtigkeit usw., eingesetzt. Die erfassten Messwerte werden entweder direkt an einen Server kommuniziert oder abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall vorverarbeitet. Dies kann beispielsweise durch eine Filterung geschehen, bei der geprüft wird, ob sich die gemessenen Werte innerhalb eines gewissen Wertebereichs befinden. Eine weitere Form der Vorverarbeitung stellt die Überführung in Meldungen mit höherwertigen Aussagen mit Hilfe von Regelalgorithmen dar. Dazu wird bisher auf einem Knoten zu einem Zeitpunkt genau ein Programm ausgeführt. Soll zu einem anderen Zeitpunkt ein anderes Programm auf demselben Knoten ausgeführt werden, um mit dem Sensornetzwerk eine andere Anwendung zu realisieren, dann wird dieser Knoten und einzelne oder alle anderen Knoten des Sensornetzwerks neu konfiguriert. Diese Rekonfiguration der Knoten eines Sensornetzwerkes geschieht per drahtloser Kommunikation. Dabei wird der Programmcode an den Knoten übertragen und in dessen Speicher abgelegt. Die Messwerte werden von da an von dem neuen Programm vorverarbeitet. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen großen Zeitaufwand zur Rekonfiguration. Während dieser Zeit ist der Knoten nicht in der Lage Messwerte zu verarbeiten. Zudem wird bei der Rekonfiguration das alte Programm gelöscht und kann nicht mehr ausgeführt werden.

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Verfahren zur schnellen Rekonfiguration von Sensornetzwerken unter Ausnutzung von Virtualisierungstechniken

Idee: Lars Jordan, DE-Nürnberg; Michael Engel, DE-Nürnberg; Bruno Kiesel, DE-Nürnberg

In der Automatisierungstechnik werden drahtlose Sensornetzwerke eingesetzt. Sie bestehen aus Knoten, auch Motes genannt, die jeweils Prozessor, Speicher, anwendungsspezifische Sensorik und drahtlose Kommunikationsschnittstellen vereinen. Sensornetzwerke werden für das Erfassen von Umgebungswerten innerhalb einer Produktionsanlage, wie z. B. Temperatur, Feuchtigkeit usw., eingesetzt. Die erfassten Messwerte werden entweder direkt an einen Server kommuniziert oder abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall vorverarbeitet. Dies kann beispielsweise durch eine Filterung geschehen, bei der geprüft wird, ob sich die gemessenen Werte innerhalb eines gewissen Wertebereichs befinden. Eine weitere Form der Vorverarbeitung stellt die Überführung in Meldungen mit höherwertigen Aussagen mit Hilfe von Regelalgorithmen dar.

Dazu wird bisher auf einem Knoten zu einem Zeitpunkt genau ein Programm ausgeführt. Soll zu einem anderen Zeitpunkt ein anderes Programm auf demselben Knoten ausgeführt werden, um mit dem Sensornetzwerk eine andere Anwendung zu realisieren, dann wird dieser Knoten und einzelne oder alle anderen Knoten des Sensornetzwerks neu konfiguriert. Diese Rekonfiguration der Knoten eines Sensornetzwerkes geschieht per drahtloser Kommunikation. Dabei wird der Programmcode an den Knoten übertragen und in dessen Speicher abgelegt. Die Messwerte werden von da an von dem neuen Programm vorverarbeitet. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen großen Zeitaufwand zur Rekonfiguration. Während dieser Zeit ist der Knoten nicht in der Lage Messwerte zu verarbeiten. Zudem wird bei der Rekonfiguration das alte Programm gelöscht und kann nicht mehr ausgeführt werden.

Ein Vorschlag sieht Motes mit vorinstallierten Programmen vor. Um diese Programme unabhängig voneinander auszuführen, verfügen die Motes über einen Hypervisor oder auch Virtual Machine Monitor (VMM). Dieser verwaltet die Virtual Machine Instanzen (VM-Instanzen), in denen jeweils eine einzelne Applikation arbeitet, und führt sie getrennt voneinander aus. Der Hypervisor kann ein...