Sens4U

Inhalte der Anwendung

• Planung von Monitoring-Projekten über eine webbasierte Anwendung mittels Upload von Kartenmaterial; Festlegung von Messpunkten, Störfaktoren und Sichtverbindungen; Auswahl von Komponenten für die Endanwendung
• Online-Monitoring für die Umweltfachgebiete Biotik und Hydrologie
• Steuerung des Sensornetzes mittels webbasierter Anwendungssoftware
• Auswertung der Messdaten mittels webbasierter Anwendungssoftware

Unsere Leistungen

• Konzeption und Entwicklung eines Planungstools für Umweltfachleute
• Konzeption und Entwicklung einer modular aufgebauten Anwendungssoftware zur Steuerung des Sensornetzes
• Technische Dokumentation / Nutzerdokumentation
• Technologien: PostgreSQL, PHP, JS, HTML5, Apache

Hintergrund des Forschungsprojektes

Der Bereich der Umweltsensorik ist weltweit ein wachsender Markt. Als Beispiele seien hier nur das Tsunami-Warnsystem im indischen Ozean, Emissionsüberwachung von Kraftwerken oder chemischen Betrieben, Überwachung von Kläranlagen und Wasserspeichern genannt. Alle diese Anwendungen bedürfen flexibler drahtloser Sensornetze, die die ermittelten Werte direkt verarbeiten oder über ihre drahtlosen Kommunikationsschnittstellen einem Server zuführen. In der Region der Lausitz stellen derzeit die Überwachung von CO2-Speichern (CCS-Technologie), die Überwachungsaufgaben im aktiven und Sanierungsbergbau sowie die Überwachung im Umfeld von Tagebauen hochaktuelle Themen dar. Die Rekultivierung dient nicht nur dem biologischen Neuaufbau eines stabilen Ökosystems, sondern bedingt auch eine Formung neuer Kulturlandschaften, die beispielsweise für Touristen Relevanz besitzen. In diesen Kulturlandschaften ist die Sicherheit der Personen ein sehr hohes Ziel, das aber durch die Formung der Landschaft, Setzungsfließen, Grundbrüche, Bodensetzung und -sackungen, Bergrutsche, Uferabbrüche etc. noch ständig gefährdet wird. Der Einsatz von Umweltmonitoring-Netzen ermöglicht eine Früherkennung von Gefahren und den Einsatz prophylaktischer Maßnahmen zur Gefahrenabwehr. Beispielsweise können sehr zeitnah Warnungen erzeugt und verbreitet werden, so dass sich trotz einiger remanenter Gefahren Gefährdungssituationen vermindern lassen. Durch die großen Tagebaue und die notwendigen Rekultivierungsmaßnahmen sind großräumige Monitoring- und Kontrollnetze erforderlich. Zusätzlich müssen auch nach der aktiven Tagebauperiode große technische Anlagen kontinuierlich überwacht werden. Drahtlose Sensornetze, die sich für solche Überwachungsaufgaben besonders eignen, bestehen im Wesentlichen aus intelligenten Sensorknoten, zusätzlicher spezifischer Sensorik (z.B. Wasserstands-, Feuchte-, pH-Wert-, Temperatur-messung etc.), drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikationseinrichtungen sowie einem Energieversorgungssystem, das selbst aus einer Primär-/Sekundärbatterie, Energie-Harvesting-Komponenten, Umformern und Energiemanagement-Komponenten besteht.

Das größte Alleinstellungsmerkmal ist das Baukastenprinzip. Mit diesem Baukasten kann sich der Anwender ohne tiefe Fachkenntnisse ein effizientes Sensornetzwerk konzipieren und selbst aufbauen. Er muss sich dabei keine Gedanken um Schnittstellen, Anpassungen oder Formfaktoren machen. In dem geplanten Konfigurationsmodul werden wesentliche Parameter wie Reichweite (Freiland), Sensortypen, Standzeiten u. a. angegeben. Das System erstellt die günstigste Konfiguration und schlägt alle Module des Baukastens vor. Zusammenstecken, anschalten und Daten einlesen – so stellen wir uns das Szenario dieses innovativen Systems vor. Ein System, welches nach unserem Kenntnisstand weltweit in dieser Art noch nicht vorhanden ist.

Bis heute gibt es keine Standardprodukte für das Umweltmonitoring. Ziel des Projektes ist es, eine Plattform zu schaffen, auf welcher diese Produkte realisiert und eine entsprechende Vermarktungskette aufgebaut werden kann. Diese soll sich zunächst auf die Region der Lausitz beziehen, da mit Vattenfall Europe Mining AG und dem Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz (LUGV) Brandenburg potente Leitkunden vorhanden sind. Später soll ein Roll-Out auch in anderen Tagebaugebieten in Deutschland und weltweit erfolgen. Die marktreifen Produkte lassen sich auch für Überwachungsaufgaben in Kläranlagen, Talsperren und anderen Bergbauanwendungen verwenden. Somit besteht ein hohes Marktpotential, das auf der Basis des regionalen Know-Hows aller Antragspartner erschlossen und genutzt werden soll.

Laufzeit

• Laufzeit: 04/2012 – 03/2014

Finanzierung

• BMBF, Wachstumskern-Potential-Projekt, Programm „Unternehmen Region“
• Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Rolf Kraemer , Telefon: +49 (0)335 / 56 25 342

Projektpartner

• Brandenburgische Technische Universität, Lehrstuhl Verteilte Systeme / Betriebssysteme
• IHP
• Philotech GmbH
• LUG Engineering GmbH
• BIOM – Büro für biologische Erfassungen und ökologische Studien Martschei