Anwendungsszenario Stadt.Digital

Umweltsensorik

In diesem Teilprojekt wird untersucht, wie über ein Gelände oder eine Region verteilte Sensoren für Umweltparameter oder Verbrauchszähler mittels Niedrigenergie-Weitverkehrsnetze (LPWAN) angebunden werden können.

Dazu werden verschiedene Anwendungsfälle realisiert. Der erste umfasst Luftqualitäts­messungen in Städten, wobei mehrere Sensormodule mobil auf Stadtbussen montiert werden sollen. Die damit erreichte Mobilität ermöglicht eine großflächigere Abdeckung der Messungen, stellt aber für die Übertragungstechnik eine besondere Herausforderung dar. Der zweite Anwendungsfall zielt auf stationäre Messpunkte auf einem Großgelände ab – konkret auf Verbrauchszähler und verteilte Umweltsensoren auf dem Franz-Josef-Strauß-Flughafen München sowie auf Klimasensoren auf dem Messegelände Nürnberg und in einem Schwimmbad in Bamberg. Die vielfältigen Störeinflüsse in solchen Umgebungen sowie die Anforderung einer möglichst kostengünstigen Nachrüstung bestehender analoger Systeme sind hierbei die wesentlichen Problemstellungen. Zum dritten sollen in einer Stadt möglichst viele – und ebenfalls möglichst kostengünstig – Straßenlaternen auf ihre Funktionsfähigkeit hin überwacht werden. Für alle diese Anwendungsfälle ist es nötig, die erhobenen Daten in einer IoT-Plattform als zentrale Komponente zu sammeln. Wissen-schaftlich zu behandelnde Fragen sind dabei ein weitgehend automatisiertes Gerätemana-gement, eine Vorverarbeitung von Daten im Sinne des Fog-Computing-Paradigmas (Open-Fog Consortium Architecture Working Group, 2017; Bonomi, Milito, Zhu, & Addepalli, 2012) sowie die Entwicklung von generischen bzw. selbstadaptiven Benutzerschnittstellen (Dashboards etc.) und eines nutzerfreundlichen Schlüsselmanagements für notwendige kryptographische Schlüssel zur Etablierung von Informationssicherheit. Da sich nach dem Aufbau solcher Monitoringsysteme vielfältige Nutzungsmöglichkeiten ergeben, soll in einem Transfer-Arbeitspaket die Einbindung von Fahrgastzählungen mittels Detektion von Bluetooth-/WLAN-Signalen aus Smartphones untersucht werden, um die Änderungen der Luftqualität auch quantitativ auf die Fahrgastzahlen umzurechnen.

Prof. Dr. Thomas Wieland
Prof. Dr. Thomas Wieland

Fakultät Elektrotechnik/Informatik Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg

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