Online Daten vom Matterhorn

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1 Online Daten vom Matterhorn Jan Beutel & Andreas Meier Institut für Technische Informatik und Kommunikationsnetze (TIK) 24.Feb-09

2 Studieren am D-ITET 2005 Msc. El. Ing ETH Zurich 2005 Masterarbeit bei Daimler- Chrysler in Palo Alto (USA) 2003/04 Erasmus Edinburgh : Softwareentwickler Inexsys AG (30 70%) 1999 Matura in Zürich 2001/2005 Elektrotechnik an der ETH Zurich 2000 Maschinenbau Studium an der ETH Zurich 2

3 was dann daraus wird 50 ma Slave sniff 45 Master sniff Slave active Master active Standby samples ?? Doktor der Technischen Wissenschaften 2007/08 Austausch an die University of Singapore Spannende Studentenprojekte mit Lego Mindstorms Industrieprojekt mit Siemens Building Technologies über multi-hop Gefahrennetzwerke (drahtlose Feuermelder) Doktorand am Institut für Technische Informatik und Kommunikationsnetze 3

4 Wie soll ich das alles hinkriegen? Unterstützung von verschiedener Seite: Unter den Studenten Doktoranden/Assistenten Professoren Schritt für Schritt geht alles viel einfacher

5 und was sonst noch so passiert 5

6 Sensornetzwerke Was ist das? Ein neuer Anwendungsbereich für Funknetzwerke Viele, einfache Netzwerkknoten die im Verbund zusammen arbeiten Enge Koppelung von Umgebung, Netzwerkknoten und Anwendung Räumlich ausgedehnt In schwer zugänglichen Regionen Breites Benutzerspektrum vom Biologen bis zum Ingenieur 6

7 Smart Buildings Intelligente Gebäude Drahtlose Feuermelder Verkabelung ist mühsam/teuer und teilweise nicht möglich Grosse Gebäude benötigen Multihop Systeme Existierende Produkte arbeiten nur mit einem Hop

8 Anwendungen Pflanzenwachstum Redwood Mikroklima in Kalifornien Humidity vs. Time Rel Humidity (%) Temperature vs. Time 33 Temperature (C) /7/03 9:40 7/7/03 13:41 7/7/03 17:43 7/7/03 21:45 8/7/03 1:47 8/7/03 5:49 8/7/03 9:51 Date 8/7/03 13:53 8/7/03 17:55 8/7/03 21:57 9/7/03 1:59 9/7/03 9/7/03 6:01 10:03 8

9 Anwendungen Präzisions-Landwirtschaft Kartoffelzucht Schädlingsbekämpfung, Düngung 9

10 Argo Globale Ozean Überwachung Globales Netz von Sensoren für Temperatur/Salzgehalt Satellitenverbindung zu Datenzentren an der Küste Im Betrieb seit 2000 Entwickelt und betrieben von Ozeanographen 10

11 Low resolution Sensor, Test4, Increasing frequency Time (sec) Andere Anwendungen Waldbrände Gebäudeunterhalt Fabrikautomation Acceleration (g) Erdbeben Tierbeobachtungen `

12 Sensornetzwerke Wie geht das? Immer billiger, immer kleiner, immer stärker vernetzt log (# Benutzer pro Computer) $ $ $ $ $ Zeit 12

13 Was steckt dahinter? Eingebettete Systeme (ES) = Systeme zur Informationsverarbeitung die in ein Produkt eingebaut sind Eigenschaften Werden meist nicht zur Informationsverarbeitung gekauft Sind nur für wenige, spezielle Funktionen geeignet Funktionen werden beim Entwurf festgelegt (einprogrammiert) Lassen sich nicht an beliebige Anwendungen anpassen Eigene Benutzerschnittstellen, oft Regelkreise 13

14 Eingebettete Systeme Beispiele 14

15 Eingebetteter Systeme Funktion Benutzer Schnittstelle Sensorwerte ES Aktorsteuerung Umwelteinflüsse 15

16 Eingebettete Systeme Beispiele Benutzerschnittstelle Prozessor Sensoren Aktuatoren

17 Spielzeug für Forscher Lego Mindstorms 17

18 Das PermaSense Projekt Online Daten vom Matterhorn 18

19 Online Überwachung des Permafrosts Eine Kooperation mit der Uni Basel und Uni Zurich

20 Wieso den Permafrost Überwachen?

21 Feldversuche auf 3500 m

22 Matterhorn Details Am Ort des Felssturzes vom Juli 2003 ~25 Knoten Verschiedene Sensoren - Temperaturen, Elektroden, Spaltausdehnung, Eis und Wasserdruck Extreme Umweltbedingungen - 40 to +65 C, ΔT 5 C/min - Steinschlag, Schnee, Eis, Lawinen, Blitze Lange Lebensdauer min. Intervalle fuer Messungen - 99% Datenausbeute - 3 Jahre Lebensdauer

23 PermaSense System Architektur

24 Sensorknoten fuer Extremes Wetter 24

25 Sensor Stationen am Berg

26 Die Basis Station Linux computer Solaranlage Für Temperaturen von -40 bis +85 C

27 Installation und Transport

28 Installations Arbeiten

29 Mehr Materialtransport

30 Unterhalt im November 2008

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