Drahtlose Sensornetze für das Umweltmonitoring

Ergebnisse angewandter Forschung, die ein bestimmtes, oft technisches Problem lösen sollen, bieten die Möglichkeit, neue Produkte und Dienstleistungen anzubieten.

Die Miniaturisierung in der Elektronik macht hierbei gleich viele neue Anwendungsbereiche möglich. Kleinstrechner mit integrierter Sensorik und Funkkommunikation – oft auch als Sensorknoten bezeichnet – sind vielseitig, machen die Welt erfassbar und können Aufschluss über komplexe Umwelteinflüsse und potentielle Gefahren geben. Obwohl in vielen Aspekten selbst noch Forschungsgegenstand, werden drahtlose Sensornetze zunehmend genutzt und sollen in naher Zukunft auch kommerziell großflächig einsetzbar sein.

Im Verbundprojekt Sens4U (Sensorknoten für Umweltmonitoring), das mit einem Gesamtvolumen von ca. 1,8 Mio. € vom BMBF gefördert wird, soll das wirtschaftliche Potential drahtloser Sensornetze für das Umweltmonitoring in der Lausitz untersucht und entwickelt werden. Die Initiative wird im Rahmen des BMBF Programms „Unternehmen Region“ als Wachstumskern-Potential-Projekt gefördert. Ziel ist es, dies als Vorstufe zur Einrichtung eines neuen BMBF geförderten Wachstumskern-Projektes zu etablieren.

Im Verbund-Projekt arbeiten seit dem 1. April 2012 die BTU Cottbus, das IHP in Frankfurt (Oder) und vier mittelständische Firmen aus der Region (Philotech GmbH, GST Gesellschaft für System- und Tankanlagentechnik mbH, Ezent GmbH, sowie das Büro für biologische Erfassungen und ökologische Studien Martschei BIOM) an einem großflächigen Demonstrator für das Umweltmonitoring.
Dieser besteht aus hochintegrierten, drahtlosen Sensorknoten, unterschiedlichen Sensoren, Stromversorgungen sowie Gateways zum Internet. Auf einer Internetseite werden verschiedene Softwaremodule für die Datensicherung, Datenaufbereitung und Datenauswertung im Demonstrator zur Verfügung gestellt. Die Ergebnisse der Arbeit sollen in Produkte für das flexible Umweltmonitoring einfließen und von den beteiligten Firmen auf unterschiedlichen Wertschöpfungsebenen angeboten werden.

„Die Forschungsarbeit am IHP im Bereich der Entwicklung von energiesparenden, sicheren drahtlosen Sensornetzen bilden die Grundlage für die produktnahe Weiterentwicklung im Rahmen von Sens4U“, so Prof. Rolf Kraemer, Lehrstuhlinhaber Systeme an der BTU und Abteilungsleiter System Design am IHP, und weiter: „Mit diesem gemeinsamen Projekt wird die Fortsetzung der grundlegenden Forschung der BTU und des IHP‘s wirtschaftsnah möglich sein. Zusätzlich wird die studentische Ausbildung praxisnah und auf qualitativ hohem akademischem Niveau durchgeführt“.

Prof. Nolte, BTU-Lehrstuhlinhaber Verteilte Systeme/Betriebssysteme, ergänzt: „Die Vorarbeiten der BTU im Bereich der Betriebssysteme ermöglichen schon heute eine Integration in die IHP-Sensorknoten. Zusätzlich wird durch den Lehrstuhl für Hydrologie praxisnahes Umweltmonitoring als Erfahrung eingebracht. Die Weiterentwicklung dieses Know-hows zu wirtschaftlich nutzbaren, attraktiven Lösungen ist der nun anstehende Schritt im Förderprojekt Sens4U.“

Hintergrund:
Das IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik in Frankfurt (Oder) und die BTU Cottbus betreiben seit 2000 ein gemeinsames Labor. Die kooperative Forschungstätigkeit unter Einbeziehung der Studierenden richtet sich insbesondere auf bisher ungenutzte Eigenschaften des Siliziums für neue Einsatzgebiete. Das Know-how des IHP liegt hierbei in der Forschung und Entwicklung von siliziumbasierten Systemen, Höchstfrequenz-Schaltungen und -Technologien einschließlich neuer Materialien. Es erarbeitet innovative Lösungen für Anwendungsbereiche wie die drahtlose und Breitbandkommunikation, Luft- und Raumfahrt, Biotechnologie und Medizin, Automobilindustrie, Sicherheitstechnik und Industrieautomatisierung.

Kontakt:
Prof. Dr. Rolf Kraemer, IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik, Tel. (0335) 5625 345, Email: kraemer@ihp-microelectronics.com, http://www.ihp-microelectronics.com
Prof. Dr. Jörg Nolte, BTU Cottbus, Tel. (0355) 69-3284,
Email: jon@informatik.tu-cottbus.de