W-Lan-Trick Wie Geräte ohne Stromversorgung funken können
W-Lan-Werbung: Sensoren sollen drahtloses Internet als Stromquelle nutzen
Foto: LEON NEAL/ AFPViel wird derzeit über die Möglichkeiten und die Zukunft des Internets der Dinge gesprochen - in der Praxis aber stehen der Vernetzung von Alltagsgegenständen noch viele Probleme im Weg. Eines der größten: der Energiehunger der kommunizierenden Sensoren, Spontan-Netzwerke und smarten Pakete . Zwar können derzeit schon Alltagsgegenstände mit Sensoren aufgerüstet werden, die auch per Funk miteinander und dem Internet kommunizieren - aber dazu brauchen sie eine externe Stromversorgung. Und die wiederum beschränkt, wie klein man die Sensoren bauen kann.
Fünf Informatiker von der University of Washington haben jetzt eine elegante Lösung für dieses Problem vorgeschlagen. In einem einfachen Versuchsaufbau zeigen sie, wie sie durch die Manipulation eines W-Lan-Signals batterielose Geräte drahtlos ans Internet anschließen können. Diese Technik funktioniert erstaunlich einfach und ist so extrem energiesparsam, dass Bryce Kellogg und seine Kollegen in ihrem Paper schreiben: "Wir sind überzeugt, dass damit die Akzeptanz und Verbreitung von RF-gespeisten Geräten verbessert und deren allgegenwärtige Vernetzung (...) ermöglicht werden könnte."
Die Forscher nennen ihren Ansatz Wi-Fi Backscatter, zu deutsch: W-Lan Rückstreuung; er soll Mitte August auf der Sigcomm-Konferenz der wissenschaftlichen Öffentlichkeit vorgestellt werden . Sein Funktionsprinzip ist schnell erklärt: Der zu vernetzende Sensor ist mit einer speziellen Antenne ausgerüstet, die die Intensität eines vorhandenen W-Lan-Signals modulieren kann. Es reflektiert gewissermaßen die W-Lan-Wellen, verändert sie dabei aber ein wenig. Anstatt sich also in ein W-Lan-Netz einzuwählen, moduliert es dessen Charakteristik in einer Weise, die zum Beispiel von einer Laptop-Software registriert werden kann. Diese Veränderung ist so minimal, dass die dafür nötige Energie aus dem W-Lan-Feld selbst bezogen werden kann. Eine grobe Analogie wäre das schnelle Ein- und Ausschalten eines Autoradios, um so Morsesignale zu verschicken.
Durch diese Veränderungen können erstaunlich gut Daten übermittelt werden, im Versuchsaufbau immerhin ein Kilobit pro Sekunde, bei weniger als zehn Mikrowatt Energieaufnahme und bis zu 2,1 Metern Abstand.
Die Umsetzung dieses einfachen Prinzips ist freilich alles andere als trivial. Das zeigen die vielen Spezialfälle und technischen Hindernisse, die die Forscher im Paper behandeln. Aber es ist trotzdem eine vergleichsweise einfache Antwort auf ein viel komplexeres Problem.
Zwar können sie bereits aus den quasi allgegenwärtigen elektromagnetischen Feldern von W-Lan-, Fernseh- und Mobilfunkgeräten ihre Energie schöpfen - aber die reicht nicht, um auch eine aktive Verbindung zum Internet herstellen zu können. Der Betrieb eines Bluetooth- oder W-Lan-Senders setzt prinzipiell eine Energiequelle voraus, die um zwei bis drei Größenordnungen größer ist, als das, was man aus Hintergrundstrahlung abziehen könnte.
Mit der Modulation eines bestehenden W-Lan-Signals lösen die Forscher nun zwei Probleme zugleich: Sie speisen ihre Antenne mit der Energie, die sie auch zur Datenübertragung manipulieren.
