Sensorennetzwerke | Connected Sensor Intelligence
Das HEF betreibt gegenwärtig den Aufbau eines Internet of Things (IoT)-Sensornetzwerkes für die agrarwissenschaftlichen Forschungseinrichtungen der TUM. Dies beinhaltet die Bereitstellung einer Low Power Wide Area Network (LPWAN) - Infrastruktur und deren Integration in eine entsprechende digitale Plattform für die Speicherung, den interoperablen Zugriff und die Anzeige der generierten Sensordaten. Nutzern soll damit ein flächendeckender und vereinfachter Fernzugriff auf Sensoren und Sensordaten per Netzwerkverbindung ermöglicht werden.
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sensorHUB
Der sensorHUB ist ein seit 2019 laufendes Projekt am HEF. Das Ziel des sensorHUBs ist es, eine kostengünstige, flexible und Open-Source Alternative zu anderen Internet of Things (IoT) Produkten zu bieten. Das IoT beschreibt die Funktionalität eines Netzwerks aus intelligenten Geräten, d.h. Geräten, die mit Sensoren ausgestattet sind und in Echtzeit Informationen liefern. Während diese Verknüpfung gefördert werden soll und wird, besteht das Kernproblem der Implementierung in der Industrie darin, dass bisher kommerzielle IoT-Produkte teuer und nicht bereichsübergreifend anwendbar sind. Das HEF-Projekt sensorHUB zielt darauf ab diese Limitation zu umgehen, indem Open-Source, also frei zugängliche Daten genutzt werden und in einer anwenderfreundlichen Oberfläche zur Verfügung gestellt werden.
Team:
David Gackstetter: Projektleitung
Syed Saad Zahidi: Software Engineer
Prof. Dr. Senthold Asseng: Wissenschaftlicher Direktor des HEF
Konferenzen und Präsentationen
Am 24. Oktober 2024 stellte David Gackstetter als Projektleiter den sensorHUB beim Symposium der International Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS) in Perth, Australien vor. Das Symposium befasst sich mit Spatial Information Science, also räumlichen Datenwissenschaften. Das Projekt wurde im Rahmen der Session zum Internet of Things (IoT) und Virtual Reality vorgestellt.
Im September 2020 nutzte David Gackstetter die Gelegenheit, an der Geospatial Sensing 2020 Konferenz den aktuellen Entwicklungsstand der HEF-Sensordateninfrastruktur zu präsentieren. Die Geospatial Sensing Conference bietet Wissenschaftlern, Entwicklern und Nutzern eine Plattform, um aktuelle Herausforderungen zu untersuchen, Best Practices vorzustellen und künftige Entwicklungen im Bereich der Erdbeobachtungsnetze zu diskutieren, z. B. In-situ-Sensoren und Fernerkundungssysteme aus verschiedenen Bereichen und Hintergründen wie Hydrologie, Meereswissenschaften, Verkehrsmanagement, Umweltüberwachung, Energieversorgung oder Smart-City-Systeme. Die aktive Forschungs- und Entwicklungsgemeinschaft arbeitet an neuen Ansätzen für die gemeinsame Nutzung, Verwaltung, Entdeckung, Analyse und Visualisierung von Geosensordaten.
Die Präsentationsfolien können auf der offiziellen Website der Konferenz abgerufen werden:
Am 13. und 14. November 2019 fand im Bauzentrum München die Fachtagung Sensordaten statt. Nach dem ersten Teil der Veranstaltungsreihe in Hamburg im März 2019 kam die „Sensor Data Community“ dieses mal in München zusammen.
Nach einer Vortragsreihe inklusive einer Podiumsdiskussion am ersten Tag fand am zweiten Tag das „SensorCamp“ eine offene Tagung mit Workshops, das sich am Format „BarCamp“ orientiert, statt.
Der Lehrstuhl für Geoinformatik und das Hans Eisenmann-Forum waren in allen Teilen der Veranstaltung aktiv. Neben dem Impulsvortag zum Thema „Interoperable Integration von Sensordaten und 3D-Stadtmodellen für Smart Cities“ gab es einen weiteren Vortrag zu „IoT auf Basis von LoRaWAN“ in Kooperation mit den Stadtwerken München zu hören. Auch bei der Podiumsdiskussion zum Thema „Crowdsourcing“ waren wir beteiligt. Am zweiten Tag wurden in einem eigenen Workshop der Weg von Sensordaten vom Sensorknoten über LoRaWAN und den FROST-Server bis hin zu einer IoT-Anwendung anhand eines Demonstrators im Detail erläutert.
[Text: B. Willenborg/TUM, Fotos: GeodatenService Stadt München]
Der Lehrstuhl für Geoinformatik hat am 17.Oktober 2019 gemeinsam mit dem Hans Eisenmann-Forum an der internen Messe der Stadtwerke München (SWM) zum Thema Digitalisierung teilgenommen. Zum 50. Jahrestag der Inbetriebnahme des ersten Rechners bei den SWM wurden auf über 80 Ständen Digitalisierungsprojekte aus allen Bereichen des Unternehmens präsentiert.
Zusammen beteiligten sie sich mit einem eigenen Stand, auf dem drei Demonstratoren zum Thema Internet der Dinge (IoT) vorgestellt wurden. Ausgestellt wurden ein automatisches Bewässerungssystem, ein Personenzähler und eine Raumklimamonitoring-Einheit.
Im Rahmen der Lehrveranstaltung Geoinformatik 3 haben die Studierenden im Sommersemester 2019 die Grundlagen des Internet of Things und von Geo-Sensor-Netzwerken erlernt. Hierzu haben die Studentinnen und Studenten in Gruppen konkrete IoT-Fragestellung bearbeitet. Die Projekte umfassten dabei alle Bereiche, die eine IoT-Anwendung umfasst. Der gesamte Workflow von der Auswahl und Installation der Hardwarebausteine inkl. Sensoren, über die Programmierung von Microcontrollern und deren Anbindung an das Internet, bis hin zu einer konkreten IoT-Anwendung wurde abgedeckt. Bei den verwendeten Daten und Diensten wurden konsequent Open Source Software und Offene Standards des Open Geospatial Consortium (OGC) eingesetzt (Sensor Web Enablement Standards Suite [mehr]). Das Ziel der Veranstaltung war es den Studierenden anhand praxisnaher Projekte die Grundlagen von IoT Hardware, Software, Diensten sowie offene Standards zu vermitteln.
Nutzung des SWM LoRaWAN-Netzes
Für den Kurs im Sommersemester 2019 konnte erstmals das im gesamten Stadtgebiet verfügbare LoRaWAN Netzwerk der Stadtwerke München (SWM) verwendet werden. Die SWM ermöglichten als Kooperationspartner die freie Nutzung des Netzes für die Veranstaltung. Durch die flächendeckende LoRaWAN-Abdeckung wurde ein breites Spektrum an IoT-Projekten für die Studierenden ermöglicht.
Veröffentlichungen und Beiträge
- Gackstetter, David; Moshrefzadeh, Mandana; Machl, Thomas; Kolbe, Thomas H.: Smart Rural Areas Data Infrastructure (SRADI) – an information logistics framework for digital agriculture based on open standards. 41. GIL-Jahrestagung 2021 - Fokus: Informations- und Kommunikationstechnologie in kritischen Zeiten, Gesellschaft für Informatik e.V. (GI), 2021, 109-114 mehr…
- Moshrefzadeh, Mandana; Machl, Thomas; Gackstetter, David; Donaubauer, Andreas; Kolbe, Thomas H.: Towards a Distributed Digital Twin of the Agricultural Landscape. Journal of Digital Landscape Architecture (5), 2020 mehr… Volltext ( DOI )