Anwendungen für drahtlose Sensornetzwerke

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Calvin Bieber
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1 Anwendungen für drahtlose Sensornetzwerke Hauptseminar Algorithms for Embedded Systems Fabian Triebsch

2 Gliederung Grober Einblick in: Sensorknoten Sensornetze Anwendungen Katastrophenschutz Waldbranderkennung / -bekämpfung Tsunami Frühwarnsystem Militär

3 Gliederung Umwelt Great Duck Island ZebraNET Präzisionslandwirtschaft Gesundheitswesen Intelligente Gebäude Was die Zukunft bringt

4 Sensorknoten und Sensornetze Wichtige Eigenschaften von Sensorknoten Sensorknoten Sensornetze

5 Sensorknoten und Sensornetze Sensorknoten Sensornetze Wichtige Eigenschaften von Sensorknoten Energie Effizienz (bzw. Lebenszeit) Größe Art des Knotens Produktionskosten Benutzte Hardware

6 Sensorknoten und Sensornetze Sensorknoten Sensornetze Wichtige Eigenschaften von Sensornetzen Fehlertoleranz Selbstorganisierend (Konfiguration, Heilung)

7 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Waldbrand Kann ermittelt werden aus: Temperatur Luftfeuchte Luftdruck Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt die Entwicklung mit 15 Mio. Euro

Luftfeuchte Luftdruck Bundesministerium für Bildung

8 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Tsunami (Beispiel) 26. Dezember 2004: Tsunami in Sumatra Tote Untersehbeben wurde frühzeitig mittels Seismograph erkannt Leider war nicht bekannt, ob dieses Beben zu einer Riesenwelle führen würde

000 Tote Untersehbeben wurde frühzeitig mittels Seismograph

9 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Tsunami Problem: herkömmliche Methoden messen bis 7 auf der Richterskala (Tsunamis entstehen ab 8,5) Lösung: Konventionelle Methoden mittels neuer Sensortechnik erweitern

auf der Richterskala (Tsunamis entstehen ab 8,5)

10 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Tsunami German Indonesian Tsunami Early Warning System (GITEWS) Projekt der deutschen Bundesregierung Vielzahl von Sensordaten laufen in einem Warnzentrum in Indonesien zusammen

(GITEWS) Projekt der deutschen Bundesregierung Vielzahl

11 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus GITEWS Genutzte Sensoren: Erdbebenmessstationen Positionsbestimmungs- Messstationen Küstenpegeln Ozeanbojen Druckmesser

12 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Weitere Anwendungen zum Verhindern von Gefahren: Sensornetze die die Statik von Brücken und Gebäuden überwacht Überwachung der Infrastruktur Lawinen- und Hangrutschwarnsysteme

Sensornetze die die Statik von Brücken und Gebäuden

13 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Micromechanical Flying Insect Kleine Flugmaschinen mit Sensoren ausgestattet Messen nur 2,5 cm von Flügelspitze zu Flügelspitze Ortung von Heckenschützen mittels Mikrofonen Zielverfolgung Intelligente Minen und Bomben

Messen nur 2,5 cm von Flügelspitze zu Flügelspitze Ortung von

14 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Great Duck Island Überwachung relativ unbekannter Vogelarten Sensoren messen Temperatur, Luftdruck und feuchte, Sonneneinstrahlung Mischung aus Multi-Hop und Single-Hop-Netzwerken

Sensoren messen Temperatur, Luftdruck und feuchte,

15 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus ZebraNET Project der Princeton Universität Zebras werden mit Sensoren ausgestattet Diese Sensoren kommunizieren untereinander Sie nutzen GPS zur Positionsbestimmung

werden mit Sensoren ausgestattet Diese Sensoren

16 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Präzisionslandwirtschaft Sensoren ermitteln die Wachstumsbedingungen der Pflanzen Daten können über eine lange Zeit gesammelt und ausgewertet werden Dies ermöglicht eine genaue Abschätzung der Menge an Dünger, Pflanzenschutz und den Zeitpunkt der Ernte

eine lange Zeit gesammelt und ausgewertet werden Dies ermöglicht eine

17 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Gesundheitswesen Zum Auffinden von Arzt und Patient im Krankenhaus Smart Pill : ermitteln von Gesundheitszustand direkt im Körper Ebenso Regelung der Medikamentenabgabe durch die Pille

Krankenhaus Smart Pill : ermitteln von Gesundheitszustand

18 Katastrophenschutz Militär Umwelt Gesundheit Haus Intelligente Gebäude Ein Regelsystem justiert mittels Sensorik Temperatur, Luftfeuchte, Dies erhöht das Maß an Komfort, Energieeffizienz und Sicherheit Heterogenes Netzwerk (kabelgebunden und drahtlos) Überwachen von Bürogebäuden Auffinden von Verschütteten nach Erdbeben Automatische Inventuren bei Lagergebäuden

Energieeffizienz und Sicherheit Heterogenes Netzwerk (kabelgebunden und drahtlos)

19 Zukunftsmusik: Smart Dust Heute: Knoten sind etwa 6 mm groß Ziel: Knoten, die mit bloßem Auge nicht von Sandkörnern zu unterscheiden sind Netzwerke sollen aus Millionen Knoten bestehen

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3. Die Tsunami-Warnung Errechnet der Computer einen Tsunami, werden die gefährdeten Gebiete automatisch gewarnt. Gruppe 1: Schutz durch technisches Frühwarnsystem. Arbeitsauftrag: 1. Lest euch den Text einmal in Ruhe durch. 2. Was sind die 10 wichtigsten Fakten? Überlegt genau und markiert diese. 3. Bilde aus den