Sollen Pflanzen im Gewächshaus optimal gedeihen, muss das Raumklima an verschiedenen Orten überwacht und geregelt werden. Wissenschaftler haben dafür jetzt Funknetzwerke von Sensoren entwickelt, die flexibel arbeiten und ohne Verkabelungen auskommen.
Beim Anbau von Gemüse und Blumen in Gewächshäusern wenden Gärtnereien im Jahresmittel über 90 Prozent ihres gesamten Energieverbrauchs zum Heizen auf. Die idealen klimatischen Bedingungen für die jeweilige Pflanzensorte einzustellen, ist auch deshalb ein Kostenfaktor, da das Grün schneller gedeiht und so der nachfolgenden Generation früher Platz macht. Das Wetter draußen beeinflusst das Klima im Inneren.
Daher überwachen es Sensoren, deren Daten die Klimatechnik regeln. Da die Parameter zeitlich und räumlich variieren, müssen sie in entsprechender Auflösung gemessen werden. Das Klima ohne aufwändige, bei großen Gewächshäusern sehr langen Verkabelungen zu überwachen, gelingt mit einem Netzwerk drahtloser Funksensoren. Aufgebaut haben es Forscher vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS. Ihr Testgelände sind einige Gewächshäuser der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen im Gartenbauzentrum Straelen, rund 40 Kilometer westlich von Duisburg.
Ein weiterer Vorteil dieses µNode-Netzwerks besteht darin, dass die Sensorknoten mit Mikrocontrollern als Minihirne ein verteiltes Rechnersystem bilden. In ihm werden die Sensordaten vorverarbeitet und nur die zur Beschreibung des Klimas wichtigen Werte erreichen den Basiscomputer. Die dazu erforderliche geringe Bandbreite vereinfacht die gesamte Netzwerkarchitektur.
Die kleinen Sensorkästchen verbrauchen darüber hinaus so wenig Strom, dass sie mit gewöhnlichen Batterien über einige Monate arbeiten. „Bereits die Temperaturen, die in verschiedenen Höhen über den Pflanzbehältern und an der Heizung gemessen werden, haben zu einem verbesserten Klima geführt“, betont Otto Domke, Fachberater für die Technik des Gartenbauzentrums. „Die neue Mess- und Regeltechnik wollen wir daher auf Luft- und Bodenfeuchte, Beleuchtungsstärke und eventuell den pH-Wert der Erde ausdehnen.“
Die Erfahrungen mit Funknetzwerken in der Landwirtschaft ließen sich auch auf ganz andere Gebiete übertragen wie Hans-Christian Müller, IMS-Gruppenleiter für Hardware-Software-Architekturen, zusammenfasst: „Wann und wo immer es nötig ist, physikalische, chemische oder andere Parameter mit räumlich hoher Auflösung zu erfassen, stellen drahtlose Sensornetzwerke eine attraktive Lösung dar. Denn sie sind kostengünstig und lassen sich selbst dort einsetzen, wo eine Verdrahtung unmöglich ist.“
(Fraunhofer Gesellschaft, 08.03.2005 – NPO)
