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2015 | Buch

Einleitung Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Wireless-Netzwerke für den Nahbereich

Eingebettete Funksysteme: Vergleich von standardisierten und proprietären Verfahren

verfasst von: Ralf Gessler, Thomas Krause

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Das Buch liefert Grundlagen aus den Gebieten Nachrichten-, Kommunikationstechnik und Eingebettete Systeme und erarbeitet daraus wichtige Parameter für den Vergleich. Die einzelnen standardisierten Verfahren wie Bluetooth, ZigBee, WLAN und weitere proprietäre Verfahren werden anhand des ISO/OSI-Modells vorgestellt. Das Buch liefert in Theorie und Praxis eine durchgehende und vollständige Darstellung der Entwicklung von Eingebetteten Funksystemen.

Das Buch ist als Grundlagenwerk für aktuelle Themen wie „Internet der Dinge“ und „Industrie 4.0“ geeignet.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Einleitung
Zusammenfassung
Das vorliegende Buch liefert eine knappe, aber vollständige Einführung in den derzeitigen Stand der Drahtlosen Nahbereichs-Netzwerke. Unter diesen Netzwerktyp fallen WPAN und WLAN.
Die Arbeit gibt einen Überblick zu standardisierten und proprietären Verfahren für den Nahbereich. Als Vertreter von standardisierten Verfahren werden Bluetooth, ZigBee und WLAN vorgestellt. Beispielhaft für proprietäre Verfahren werden EnOcean, KNX-RF und Z-Wave dargestellt. Der Schwerpunkt der Ausführungen liegt bei den standardisierten Verfahren. Zudem wird zur besseren Abgrenzung ein Überblick zu weiteren Verfahren und aktuellen Mobilfunksystemen gegeben. Mittels der dargestellten Grundlagen aus den Gebieten Nachrichten-, Kommunikationstechnik und Eingebettete Systeme werden Eingebettete Funksysteme für den Nahbereich detailliert besprochen, und zwar von der Theorie zur Praxis.
Ralf Gessler, Thomas Krause
2. Grundlagen
Zusammenfassung
Lernziele:
1. Das Kapitel liefert die benötigten Grundlagen aus den Gebieten Kommunikations-, Nachrichtentechnik und Eingebettete Systeme.
2. Der Abschnitt „Kommunikationstechnik“ bespricht außer der Quellen- und Kanalcodierung Verfahren zur Verschlüsselung und die Netzwerktechnik mit Topologien, das ISO/OSI-Referenzmodell und die Kanalzugriffsverfahren.
3. Der Abschnitt „Nachrichtentechnik“ stellt die klassische Nachrichtenübertragungstechnik dar. Hierzu gehören die Modulationsverfahren, die Funktechnik und die Betriebsarten.
4. Der Abschnitt „Eingebettete Systeme“ erläutert deren Entwicklung und die hierfür benötigte Mikroprozessortechnik. Hierbei liegt der Fokus auf den Eingebetteten Funksystemen mit Energiesparkonzepten und Konzepten für die Echtzeit-Datenverarbeitung.
Ralf Gessler, Thomas Krause
3. Verfahren
Zusammenfassung
Lernziele:
1. Das Kapitel stellt die standardisierten Verfahren vor: Bluetooth, Zig-Bee und WLAN. Die Auswahl erfolgt nach der Relevanz für die „Automatisierungstechnik“.
2. Die folgenden proprietären Verfahren werden erläutert: EnOcean, KNX-RF, Z-Wave.
3. Darstellung von Funk-Verfahren, die zur Abgrenzung der Systeme für den Nahbereich dienen: IrDA, nanoNET, Wireless USB, HomeRF, HIPERLAN und DECT.
4. Der Fokus liegt auf den beiden unteren Schichten des ISO/OSI-Modells: Physikalische und Sicherungs-Schicht.
5. Die Abschnitte des Kapitels haben für einen späteren Vergleich in Kapitel 4 „dieselbe Struktur“.
Ralf Gessler, Thomas Krause
4. Vergleich
Zusammenfassung
Lernziele:
1. Das Kapitel dient als Entscheidungshilfe für die in Kapitel 3 diskutierten Funkverfahren.
2. Die Vergleichs-/Entscheidungsmatrixen katalogisieren ihre Parameter nach denen der Kommunikationstechnik, der Nachrichtentechnik und der Eingebetteten Systeme. Die Matrixen geben die Möglichkeit einer direkten Gegenüberstellung der Parameter in den einzelnen Kategorien, gegliedert nach standardisierten und proprietären Verfahren.
3. Die standardisierten Verfahren werden paarweise einander gegenübergestellt.
4. Ein separater Abschnitt diskutiert die Koexistenz der einzelnen Verfahren untereinander.
5. Der Abschnitt „Anwendungsgebiete“ liefert wichtige Erfahrungswerte aus der Praxis.
Ralf Gessler, Thomas Krause
5. Entwicklung
Zusammenfassung
Lernziele:
1. Das Kapitel beschreibt den „Entwicklungsprozess von der Aufgabenstellung mit Randbedingungen zur Serie“.
2. Es stellt die Hardware – Chipsätze und Module für Bluetooth, ZigBee, WLAN mit Schnittstellen vor.
3. Der Abschnitt „Software“ erläutert die „Protokollstapel“ von ZigBee, Bluetooth und WLAN.
4. Es werden standardisierte und proprietäre Lösungen diskutiert; der Zertifizierungsprozess kommt zur Sprache.
5. Das Kapitel bespricht Test-Methoden und -Werkzeuge und die Inbetriebnahme.
Ralf Gessler, Thomas Krause
6. Trends
Zusammenfassung
„Vorhersagen sind immer schwierig, vor allem, wenn sie die Zukunft betreffen!“, hat sinngemäß einmal Woody Allen gesagt. Auf dem Gebiet der drahtlosen Techniken können einige Trends beobachtet werden, die, wenn man die Entwicklungen der vergangenen Jahre extrapoliert, durchaus Aussagen über zukünftige Entwicklungen zulassen.
Repräsentativ für die vielfältigen Entwicklungsmöglichkeiten in der Zukunft bei den Verfahren für den Nahbereich wird auf „Ultra Wide Band“ und „Software Defined Radio“ genauer eingegangen.
Ralf Gessler, Thomas Krause
7. Anhang
Zusammenfassung
Für die Bewertung der Eigenschaften von drahtlosen Systemen gibt es genormte und nicht genormte Parameter. In diesem Kapitel werden nach einer Einführung in die dB-Rechnung einige dieser Parameter vorgestellt.
Zur Angabe von Verstärkungen, Dämpfungen und Signalpegeln in der Nachrichtentechnik hat sich die „Quasi“-Einheit Dezibel als sehr nützliches Hilfsmittel durchgesetzt. Die Zahlenwerte, mit denen man es hier zu tun hat, sind oft sehr groß oder sehr klein und daher im linearen Maßstab nur umständlich
darzustellen.
Ralf Gessler, Thomas Krause
Backmatter
Metadaten
Titel
Wireless-Netzwerke für den Nahbereich
verfasst von
Ralf Gessler
Thomas Krause
Copyright-Jahr
2015
Electronic ISBN
978-3-8348-2075-4
Print ISBN
978-3-8348-1239-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2075-4

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