Neuartige IBM Software vereinfacht Einsatz von drahtlosen Sensornetzen

Die Software, die von Forschern bei IBM Research ? Zürich entwickelt wurde, soll durch einfachere Programmier- und Installierbarkeit helfen, die Anwendung von effizienten, drahtlosen Sensornetzen zu fördern. Ein Software-Development-Kit (SDK) ist auf der IBM Entwicklerplattform alphaWorks verfügbar. MEMSIC Inc., ein Hersteller von Sensorlösungen, wird seine IRIS Funksensoren mit der IBM Technologie ausgerüstet anbieten. 

Enormes Potenzial
Die steigende Verfügbarkeit und stark gefallenen Kosten von Sensorchips ermöglicht zunehmend den Einsatz von Sensornetzen und Analytik, um etwa Verkehrssysteme, Transport- und Lieferketten, Gebäude, Industrieanlagen ? und sogar die Infrastruktur ganzer Städte ? besser und intelligenter zu gestalten und zu betreiben. Sensorbasierte Analytik bietet ein enormes Potenzial, die Effizienz und Produktivität zu verbessern, Kosten zu reduzieren und die Qualität von Produkten und Dienstleistungen zu steigern. Heute können solche drahtlosen Sensornetze verschiedenste physikalische Faktoren oder Umwelteinflüsse messen und auf kleinste Veränderungen reagieren. Allerdings sind diese Systeme bislang proprietär und aufwändig zu programmieren, was deren Verbreitung trotz leichter Verfügbarkeit der Hardware-Technologien einschränkt. 

Offene und programmierfreundliche Plattform
Die IBM Software adressiert diese limitierenden Faktoren. Das Mote Runner genannte Software-Entwicklungspaket bietet eine offene und programmierfreundliche Plattform, um Sensoren drahtlos miteinander zu verbinden. Die Grundlage hierfür bilden Sensoren, die in so genannte Motes oder Sensorknoten eingebettet sind. Diese bestehen aus einem oder mehreren Detektoren, einem Prozessor, einer Antenne, einer Batterie und einem Sender. Mit Mote Runner lassen sich diese Sensorknoten einfach programmieren, konfigurieren und effizient in Anwendungen integrieren.  Dr. Thorsten Kramp, IBM Forscher und Mitentwickler der Technologie, betont: «Mote Runner ist ein Hilfsmittel für Entwickler und Anwender. Lassen sich drahtlose Sensornetze erst einmal einfach programmieren und verwalten, erlaubt dies unseren Kunden, das enorme Potenzial von sensorbasierter Analytik noch stärker zu nutzen.» 

Anewndungsgebiete
Ein Unternehmen im Bereich Gebäudemanagement könnte Mote Runner etwa nutzen, um drahtlose Sensornetze in einem Hochhaus zu implementieren und zu verwalten. Mote Runner würde es dem Unternehmen ermöglichen:
– massgeschneiderte Anwendungen für Sensoren zu entwickeln, die z.B. Geräte überwachen, die Raumtemperatur messen oder Wasserleitungen kontrollieren, 
– Simulationen durchzuführen, um die Sensoren optimal im Gebäude zu positionieren und die Kommunikation der Sensoren untereinander zu optimieren, 
– die einzelnen Sensoren ferngesteuert zu programmieren und zu aktualisieren, nachdem sie im Gebäude platziert wurden. 

MEMSIC setzt auf Mote Runner 
Der Sensorhersteller MEMSIC hat sich entschlossen, den IRIS-Funksensor-Mote, eines seiner meistgekauften Produkte für drahtlose Sensoren, mit der IBM Mote Runner Software-Plattform anzubieten. Damit stellt MEMSIC seinen Kunden eine bewährte und kostengünstige Sensorlösung mit einer offenen, portierbaren und benutzerfreundlichen Entwicklungsumgebung zur Verfügung. «Effiziente und benutzerfreundliche Technologien für Sensornetze sind ein wichtiger Schritt in der Umsetzung unserer Vision von einer instrumentierten und vernetzten Welt, die wir mit IBM teilen», erklärt Steve Tsui, Vizepräsident des weltweiten Verkaufs bei MEMSIC Inc. MEMSIC IRIS Sensorprodukte mit der Mote Runner-Software können ab Juli 2010 bestellt werden. 

Technologische Spezifikationen
Mote Runner vereint hohe Leistungsfähigkeit mit einer kompakten Laufzeitplattform, die bei einer breiten Palette von Hardware-Motes angewendet und in gängigen, objektorientierten Programmiersprachen programmiert werden kann. Mote Runner bietet zudem entsprechende Entwicklungs- und Integrationstools, um Anwendungen für drahtlose Sensornetze einfach zu erstellen und zu verwalten. 

Mote Runner vereinfacht gleich mehrere Aspekte bei der Programmierung drahtloser Sensornetze: 

– Die Nutzung der Programmiersprache Java in Kombination mit einer neuen virtuellen Maschine, die speziell für Sensoren entwickelt wurde, bietet Applikations-Portabilität und dient als entwicklerfreundliche Schnittstelle zu der zugrunde liegenden Hardware. 

– Eine Simulationsumgebung, ein Web-basiertes Management-Dashboard und eine integrierte Entwicklungsumgebung auf Eclipse-Basis bieten eine benutzerfreundliche Plattform für Tests, Fehlersuche und Wartung der Anwendungen. Durch leistungsfähige und genaue Simulationen können die meisten Fehler in der Programmierung bereits vor der eigentlichen Installation eines drahtlosen Sensornetzes festgestellt und behoben werden. 

– Da die meisten drahtlosen Sensorknoten für die Fernmessung verschiedenster Umweltfaktoren eingesetzt werden, ist der Batterieverbrauch ein wichtiges Kriterium. Mote Runner wurde entwickelt, um mit sehr begrenzten Ressourcen ? einem 8-Bit-Prozessor, 8 Kilobyte RAM und 64 Kilobyte Flash-Speicher (etwa vergleichbar mit den Leistungsmerkmalen eines PCs der 1970er Jahren) ? zu operieren. Ausserdem ist mit Mote Runner auch die Einbindung alternativer Energiequellen, wie etwa Solarenergie, für den Betrieb des Sensorknotens möglich. 

– In vielen Anwendungsszenarien ist der physische Zugriff auf ferngesteuerte Sensorknoten nicht möglich, etwa bei Sensoren zur Überwachung grosser landwirtschaftlicher Flächen, in mehrstöckigen Anlagen oder in entlegenen Gebieten. Mote Runner unterstützt daher auch Push- und Pull-Funktionalitäten, um Updates drahtlos, ohne physischen Zugriff und mit minimaler Unterbrechung des Betriebs auf den Motes zu installieren. 

IBM alphaWorks 
Das Mote Runner Software-Development-Kit ist auf der IBM Entwicklerplattform alphaWorks kostenlos für Universitäten und Studierende verfügbar. Unternehmen können das SDK während 90 Tagen gratis testen. Mote Runner ist auch für OEM-Hersteller erhältlich und kann auf viele der heute angebotenen Sensorknoten portiert werden. Das SDK kann unter: http://www.alphaworks.ibm.com/tech/moterunner heruntergeladen werden. (ibm research – zürich/mc/ps)

Über MEMSIC 
MEMSIC Inc. mit Sitz in Andover, Massachusetts, U.S.A., ist ein weltweiter Anbieter von Halbleitersensor- und Systemlösungen basierend auf mikro-elektromechanischen Systemen (MEMS) und Mixed-Signal-Schaltungstechnik. MEMSIC verbindet fortschrittliche Sensortechnologien, wie magnetische Sensoren und Beschleunigungssensoren, mit Signalverarbeitung zur Herstellung von zuverlässigen, qualitativ hochwertigen und kostengünstigen Lösungen.