Demonstrator für selbstorganisierende Netzwerke erstellt

Um Diebstahl und Schwund von Verpackungen und Boxen in logistischen Prozessen vorbeugend entgegenzutreten, ist in einem dreijährigen Fraunhofer-internen Forschungsprojekt ein Demonstrator entwickelt worden, welcher mittels eines selbstorganisierenden Sensornetzwerks laut Aussagen des Instituts die nächste Generation der Warensicherungssysteme darstellt. Über den logistischen Ablauf im Demonstrator und die Funktion der eingesetzten Sensor-Etiketten hielt „RFID im Blick" Rücksprache mit Alexander Pflaum, Director Center for Intelligent Objects, vom Fraunhofer ATL.

Seit zwei Monaten ist der Demonstrator im DHL Innovation Center zu besichtigen, welcher Anwendung und Funktionsweise des neu entwickelten Warensicherungssystems zeigt. Basis für die drahtlosen, selbstorganisierenden Sensornetze bildet die „s-net"-Technologie des Fraunhofer Instituts für Integrierte Schaltungen IIS. Die Anwendungssoftware ist in den ZIO-Laboratorien der Fraunhofer-Arbeitsgruppe für Technologien der Logistik-Dienstleistungswirtschaft ATL entstanden.

Der Demonstrator veranschaulicht den Weg eines Objektes durch eine logistische Kette. Auf eine Palette sind sechs Mehrwegebehälter platziert. Jede dieser Boxen ist mit einem Sensorknoten ausgestattet. Die Sensorknoten sind mikroelektronische Etiketten, welche mit einer Batterie ausgestattet sind. Diese sind so groß wie eine Scheckkarte und etwa einen Zentimeter dick. Die applizierten Knoten vernetzen sich über elektromagnetische Wellen drahtlos untereinander und sind durch eine grafische Oberfläche auf einem zentralen Rechner, welcher mit einem Gateway verknüpft ist, jederzeit sichtbar. Die Knoten verfügen über Licht- und Bewegungssensoren, welche sofort registrieren, wenn eine Box geöffnet wird und diesen Event sofort an das gesamte Netzwerk kommunizieren. Als Gegenstück fungiert das Gateway, welches von jedem Knoten auf der Palette drahtlos erreichbar ist. Dieses Gateway ist über ein Kabel mit einem steuernden PC verbunden, welcher den Ablauf sowie Alarmmeldungen grafisch darstellt.

Durch die interne Vernetzung „passt" jeder Knoten auf seinen Nachbarn „auf" und umgekehrt. „Dadurch, dass die Etiketten miteinander kommunizieren können, gibt es weniger Störeinflüsse.Es wird nur durch die Verpackungsmaterialien hindurch kommuniziert und die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehlalarm ausgelöst wird, ist gleich Null", erklärt Pflaum. Sollte eine Kiste von der Palette entfernt oder auf der Palette geöffnet werden, liefern die Schwester-Knoten innerhalb von vier bis acht Sekunden eine Alarmmeldung, welche auf dem zentralen Rechner dargestellt wird.

„Der wesentliche Unterschied zu einer RFID-basierten Lösung ist, dass RFID-Tags nicht miteinander kommunizieren, sondern nur mit einem Gateway oder nur mit einer Basisstation. Das Problem mit RFID ist zudem, dass die Lese- und Kommunikationssicherheit nicht unbedingt gegeben ist. Ein RFID-Tag kann durch eine Verpackung oder durch deren Inhalte verdeckt werden, sodass eine Kommunikation mit einem Lesegerät nicht möglich ist. Das würde zu einem Fehlalarm führen, der durch ein selbstorganisierendes Netzwerk vermieden wird", so Pflaum.

Zurzeit wird das Projekt im Forschungsvorhaben „Alethia", welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird, weiterentwickelt. „Wir sind dabei ein hierarchisches System zu entwickeln, welches nicht nur in den beschriebenen Behältern funktioniert, sondern auch auf Produkt- und Containerebene. Dafür stehen drei Sensornetzwerke zur Verfügung, welche die einzelnen Ebenen und Objekte, wie beispielsweise Container, Palette und Produkte, miteinander vernetzen. Unser Ziel ist ein globales Informationssystem zu entwickeln, mit dem sich globale Distributionssysteme vollständig überwachen lassen", resümiert Pflaum.

Laut des Experten soll es somit zukünftig möglich sein, direkt mit einem Produkt in einem Container über das Internet kommunizieren zu können. Forschungspartner sind das DHL Innovation Center, SAP, Giesecke und Devrient sowie Eurolog. Pilotprojekte seien in zwei bis drei Jahren realisierbar. Parallel beteiligt sich das Fraunhofer ATL an internationalen Standardisierungsbemühungen, um Sensornetzwerke für Logistikanwendungen einheitlich einzuführen. Bereits abgeschlossen wurde jüngst eine Studie zur Normung von JTC 1 mit dem Thema „Standardisierungsbedarf in Sensornetzwerken".

Bild: Fotolia©Ramona Heim