Abstract
In vielen Steuerungs-, Regelungs-, Überwachungs- und Abrechnungsprozessen muss eine Messgröße übermittelt werden, ohne dass ein Kabel zwischen der Auswerteelektronik und ihren zugehörigen Messwertaufnehmern gelegt werden kann oder soll. In diesen Fällen werden energieautarke, drahtlose Sensorsysteme (Funksensoren, engl. Transponder) eingesetzt, die von ihren Lesegeräten (engl. Reader) über eine Funkverbindung ausgelesen werden. In diesem Beitrag werden die unterschiedlichen Funktionsprinzipien funkauslesbarer Sensoren erläutert.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Similar content being viewed by others
Literatur
AMS (2009) Low frequency wakeup receiver, AS3932 3D, Revision 1.4
Atkins D (2006) RECCO Suchsystem für den planmäßigen Einsatz. bergundsteigen 4:74–79
Baldi A, Choi W, Ziaie B (2003) A self-resonant frequency-modulated micromachined passive pressure transensor. IEEE Sens J
Bardong J, Schulz M, Schmitt M, Shrena I, Eisele D, Mayer E, Reindl LM, Fritze H (2008) Precise measurements of BAW and SAW properties of langasite in the temperature range from 25 °C to 1000 °C. In: Proceedings of 2008 IEEE frequency control symposium
Bartsch U, Ruther P, Paul O (2007) Elektromechanischer Energiewandler basierend auf SOI-Technologie. tm-Tech Mess 74(12):636–641
Bartsch U, Gaspar J, Paul O (2009) Development of a 2D resonance electret-based micro energy harvester. In: Technical digest IEEE MEMS 2009 conference, Sorrento, S 1043–1046
Bartsch U, Gaspar J, Paul O (2010) Low-frequency two-dimensional resonators for vibration micro energy harvesting. J Micromech Microeng 20:035016 (S 12). doi:10.1088/0960-1317/20/3/035016
Bögel G, Meyer F, Kemmerlin M (2013) Radio frequency powering of microelectronic sensor modules. Tech Mess 80(2):61–66
Boll R (1990) Weichmagnetische Werkstoffe, 4. Aufl. Vacuumschmelze. http://www.vacuumschmelze.de
Cepnik C, Radler O, Rosenbaum S, Ströhla T, Wallrabe U (2011) Effective optimization of electromagnetic energy harvesters through direct computation of the electromagnetic coupling. Sens Actuat A-phys 167:416–421
EnAS-Projekt, Rotationswandler. http://www.energieautark.com/ener/00_ener.htm. Zugegriffen: 10. März 2013
Enocean batterieloses Temperatursensor-Funkmodul. http://www.enocean.com/de/enocean_module/stm-330. Zugegriffen: 12. März 2013
EnOcean Module und Zubehör. http://www.enocean.com/de/enocean_module/. Zugegriffen: 12. März 2013
Finkenzeller K (2008) RFID-Handbuch, 5. Ausgabe. Hansa Verlag
Folkmer B (2013) Energy Harvesting für highspeed Sensor Telemetrie Anwendungsbericht HSG-IMIT. Villingen-Schwenningen. Zugegriffen: 29. Apr 2013
Free Solar Radiation Maps: Germany (2013) GeoModel Solar s.r.o., http://solargis.info/doc/71. Zugegriffen: 08. März 2013
Freunek M (2010) Untersuchung der Thermoelektrik zur Energieversorgung autarker Systeme. Dissertation, Universität Freiburg, Der Andere Verlag
Freunek M, Müller M, Ungan T, Walker W, Reindl LM (2009) New physical model for thermoelectric generators. J Electr Mater 38(7):1214
Friis HT (1946) A note on a simple transmission formula. Proc IRE 34(5):254–256
Gamm GU, Kostic M, Sippel M, Reindl LM (2012) Low-power sensor node with addressable wake-up on-demand capability. Int J Sens Netw 11(1):48–56
Gerlach H, Kammerl F, Scholl G, Ostertag T, Schmidt F, Bulst W-E (1997) Anordnung und Verfahren zur Erzeugung kodierter Hochfrequenzsignale. Europäisches Patent EP 0 960 410, 15. Feb 1997
Glunz SW (2006) New concepts for high-efficiency silicon solar cells. Sol Energ Mater Sol Cells 90(18–19):3276–3284
Glunz SW, Dicker J, Esterle M, Hermle M, Isenberg J, Kamerewerd FJ, Knobloch J, Kray D, Leimenstoll A, Lutz F, Osswald D, Preu R, Rein S, Schaffer E, Schetter C, Schmidhuber H, Schmidt H, Steuder M, Vorgrimler C, Willeke G (2002) High-efficiency silicon solar cells for low-illumination applications. In: Conference record of the twenty-ninth IEEE photovoltaic specialists conference, S 450–453
Harpster TJ, Hauvespre S, Dokmeci MR, Najafi K (2002) A passive humidity monitoring system for in situ remote wireless testing of micropackages. J Microelectromech
Heinzelman WR, Chandrakasan A, Balakrishnan H (2000) Energy-efficient communication protocol forwireless microsensor networks. In: Proceedings of the 33rd Hawaii international conference on system sciences
Hinrichs M (2007) Elektromagnetische Wandler für miniaturisierte Systeme. Dissertation, Technische Universität Berlin. http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2007/1637/
Hudak NS, Amatucci GG (2008) Small-scale energy harvesting through thermoelectric, vibration, and radiofrequency power conversion. J Appl Phys 103:101301-1–101301-24
Hudak NS, Amatucci GG (2008) Small-scale energy harvesting through thermoelectric, vibration, and radiofrequency power conversion. J Appl Phys 103:101301-1–101301-24
Huwig D, Wambsganss P (2010) Kontaktlose Energieversorgung mobiler Geräte durch induktive Nahfeldkopplung, DESIGN & ELEKTRONIK Entwicklerforum Batterien & Ladekonzepte, München, 24. Feb 2010. http://www.rrc-wireless-power.de/de/rrc-technologie/white-papers.html. Zugegriffen: 01. Okt 2013
Huwig D, Wambsganß P (2011) Kontaktlose Energieversorgung mobiler Geräte durch induktive Nahfeldkopplung. DESING & ELEKTRONIK Entwicklerforum Batterien &Ladekonzete, München
Infolytica Corporation (Hrsg) (2004) Magnet electromagnetic field simulation software. Infolytica Corporation, Quebec. http://www.infolytica.com/en/products/magnet/
Jäger T (2010) Drahtloses spindelintegriertes Sensorsystem zur Überwachung der HSK-Schnittstelle bei automatischem Werkzeugwechsel. Der Andere Verlag
Jäger T, Hobler M, Ruf D, Timmler F (2008) Funksensoren mit induktiver Energieversorgung im Maschinenbau. HF-Report, S 44–49
Kanoun O, Keutel T (2007) Energieautarke Sensorsysteme im Intelligenten Haus. Expert-Verlag, S 150–160
Kenji I (1985) Japanische Patentschrift, Offenlegungsschrift (A) – 60-203828, Int.Cl. G01K 7/32, amtsint.Reg.Nr. 7269-2F
Kinetron, The Water Turbine Generator, Type 250 (WTG250) (2013) Datenblatt, Kinetron. http://www.kinetron.nl/cms/publish/content/downloaddocument.asp?document_id=29. Zugegriffen: 10. März 2013
Lissaman PBS (1983) Low-reynolds-number airfoils. Ann Rev Fluid Mech 15:223–239
Meinke HH, Grundlach FW, Lange K, Löcherer K-H (Hrsg) (1992) Taschenbuch der Hochfrequenztechnik: Band 1: Grundlagen, 5. überarb. Aufl. Springer, Berlin
Melexis Semiconductors: 13.56MHz Sensor Transponder IC, MLX90129 (2013)
Mitcheson PD, Yeatman EM, Rao GK, Holmes AS, Green TC (2008) Energy harvesting from human and machine motion for wireless electronic devices. Proc IEEE 96(9):1457–1486
Müller M, Freunek M, Ungan T, Reindl L (2009) Wandler für energieautarke Mikrosysteme. Tech Mess 12: 532–539
Murray KD (2013) The great seal bug story. http://www.spybusters.com/Great_Seal_Bug.html. Zugegriffen: 12. März 2013
National Renewable Energy Laboratory (NREL) (2013) Research cell efficiency record chart. Zugegriffen: 29. Apr 2013
Nopper R, Has R, Reindl L (2011) A wireless sensor readout system—circuit concept, simulation, and accuracy. IEEE Trans Instrum Meas 60(8):2976–2983
Paradiso JA, Starner T (2005) Energy scavenging for mobile and wireless electronics. IEEE Pervasive Comput 4(1):18–27
Plessky V, Reindl L (2010) Review on SAW RFID tags. IEEE Trans ultrason Ferroelectr Freq Control 57(3):654–668
Plessky VP, Kondratiev SN, Stierlin R, Nyffeler F (1995) SAW tags: new ideas. In: Proceedings of IEEE ultrasonics symposium, Bd 1, S 117–120, 7.–10. Nov 1995
Pohl A (2000) A review of wireless SAW sensors. IEEE Trans UFFC 47:317
Pohl A, Seifert F (1998) New applications of wirelessly interrogable passive SAW sensors. IEEE Trans Microw Theory Tech 46(12):2208–2212
Pohl A, Steindl R, Reindl L (1999) The ‘intelligent tire’ utilizing passive SAW sensors - measurement of tire friction. IEEE Trans Instrum Meas 48(6):1041–1046
Polastre J, Hill J, Culler D (2004) Versatile low power media access for wireless sensor networks. In: SenSys ‘04 proceedings of 2nd international conference on embedded networked sensor systems, S 95–107
Priya S, Inman DI (Hrsg) (2009) Energy harvesting technologies. Springer, Heidelberg
Randall JF, Jacot J (2003) Is AM1.5 applicable in practice? Modelling eight photovoltaic materials with respect to light intensity and two spectra. Renew Energy 28(12):1851–1864
Reindl L (2007) Unwired SAW sensors systems. Proc Eur Microw Assoc (EuMA) 3:110–119
Reindl L, Scholl G, Ostertag T, Scherr H, Wolff U, Schmidt F (1998) Theory and application of passive SAW radio transponder as sensors. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control 45(5):1281–1292
Reindl L, Ruppel CCW, Kirmayr A, Stockhausen N, Hilhorst MA, Balendonck J (2000) Radio requestable passive SAW water content sensor. IEEE Trans Microw Theory Tech 49(4):803–808
Reindl L, Pohl A, Scholl G, Weigel R (2001) SAW-based radio sensor systems. IEEE Sens J 1(1):69–78
Roundy S, Wright PK, Rabaey JM (2004) Energy scavenging for wireless sensor networks: with special focus on vibrations. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht
Scheible G, Dzung D, Endresen J, Frey J-E (2007) Design and implementation of a truly wireless real-time sensor/actuator interface. IEEE Ind Electron Mag
Schimetta G, Dollinger F, Weigel R (2000) A wireless pressure-measurement system using a SAW hybrid sensor. IEEE Trans Mtt 48(12)
Schmidt F (2003) Elektromagnetischer Energiewandler für miniaturisierte Funkschalter, Patent DE 103 15 765 B4
Scholl G, Reindl L, Ruile W, Ostertag T (1994) Verwendung von Resonatoren für fernabfragbare Sensoren und Identifizierungsmarken, Deutsches Patent DE 4413211
Scholl G, Korden C, Riha E, Ruppel CCW, Wolff U, Riha G, Reindl L, Weigel R (2003) SAW-Based radio sensor systems for short-range applications. IEEE Microw Mag :68–76
Schuster S, Scheiblhofer S, Reindl L, Stelzer A (2006) Performance evaluation of algorithms for SAW based temperature measurement. IEEE Trans UFFC 53:1177
Seemann K, Hofer G, Cilek F, Weigel R (2006) Single-ended ultra-low-power multistage rectifiers for passive rfid tags at UHF and microwave frequencies. IEEE Radio Wirel Symp :479–482
Senseor. http://www.senseor.com. Zugegriffen: 12. März 2013
Sensor Technology. http://www.sensors.co.uk. Zugegriffen: 12. März 2013
Shockley W, Queisser HJ (1961) Detailed balance limit of efficiency of P-n junction solar cells. J Appl Phys 32(3):510–519
Spreemann D, Manoli Y, Folkmer B, Mintenbeck D (2006) Non-resonant vibration conversion. J Micromech Microeng 16:169–173
Strasser M (2002) Entwicklung und Charakterisierung mikrostukturierter thermoelektrischer Generatoren in Silizium-Halbleitertechnologie. Dissertation, Lehrstuhl für Technische Elektrophysik, TU München
Texas Instruments (2006) MSP430F23x0 Mixed Signal Microcontroller, SLAS518C
Texas Instruments (2010) CC1101 Low-Power Sub-1 GHz RF Transceiver, SWRS061f
Thing (Listening Device). http://en.wikipedia.org/wiki/Thing_(listening_device). Zugegriffen: 12. März 2013
Varta Primary Lithium Cells (2013). http://www.varta-microbattery.com/applications/mb_data/documents/sales_literature_varta/HANDBOOK_Primary_Lithium_Cells_en.pdf. Zugegriffen: 08. März 2013
Walter S (2004) Entwicklung miniaturisierter elektrodynamischer Energiewandler mit Reluktanzläufer. Dissertation, TU Berlin
Wellpott E, Bohne D (2006) Technischer Ausbau von Gebäuden, 9. Aufl. Kohlhammer Verlag, Stuttgart, S 431
Williams CB, Yates RB (1996) Sens Actuators A 52(1–3):8–11
Würfel P (2005) Physics of solar cells: from principles to new concepts. Wiley-VCH, Weinheim
Ye W, Heidemann J, Estrin D (2002) An energy-efficient MAC protocol for wireless sensor networks. In: INFOCOM 2002, Proceedings of 21st annual joint conference of the IEEE computer and communications societies, S 1567–1576
Zierhofer CM, Hochmair ES (1996) Geometric approach for coupling enhancement of magnetically coupled coils. IEEE Trans Biomed Eng 43(7):708–714
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2014 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
About this chapter
Cite this chapter
Reindl, L.M. (2014). Funkauslesbare Sensoren. In: Tränkler, HR., Reindl, L. (eds) Sensortechnik. VDI-Buch. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-29942-1_21
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-29942-1_21
Publisher Name: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-642-29941-4
Online ISBN: 978-3-642-29942-1
eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)