Sensorik und Datenanbindung

Angesichts der Schätzungen, dass die Weltbevölkerung in den nächsten 30 Jahren auf mehr als 9,5 Milliarden Menschen anwachsen soll, entwickelt sich die Nahrungsmittelproduktion zu einer weiteren großen Herausforderung. Smart Citys müssen daher Flächen für kommerzielle Gewächshäuser in ihrer Peripherie für den Anbau von Kulturpflanzen unter künstlichem Licht bereitstellen, um den Ansprüchen der Bürger genügen zu können. In einem kommerziellen Gewächshaus dieser Art kommen Kommunikationsnetzwerke auf der Basis von CAN- oder Ethernet-Protokollen zum Einsatz, um Daten wie beispielsweise Lufttemperatur, Bodentemperatur und -beschaffenheit, Lichtintensität und Luftfeuchtigkeit auszutauschen. Verschiedene, im Gewächshaus verteilte Sensoren sammeln diese Daten, fassen sie zusammen und analysieren sie im Anschluss, um geeignete Maßnahmen zu treffen, zum Beispiel Lüftungen aktivieren, wenn die Lufttemperatur zu hoch ist, oder die Lichtfrequenz/-intensität ändern, um die Erträge zu verbessern. Auch hier geht es darum, die richtige Datenanbindung bereitzustellen und diese mit einer effektiven und übersichtlichen HMI zu unterstützen.

Bevölkerungsstrukturen berücksichtigen

Eck-Daten

Bei der Haus- und Gebäudeautomatisierung in smarten Städten kommen sowohl leitungsgebundene als auch drahtlose Kommunikationstechnologien zum Einsatz. Es ist daher essenziell, dass sich Daten aus beiden Quellen zusammenführen und aufbereiten lassen. Im Beitrag stellt Bridgetek in zahlreichen Beispielen vor, wie sich dies mit Pan-L-HMI-Einheiten realisieren lässt und warum es wichtig ist, dabei das Human Machine Interface bei der Etablierung smarter Technologien in Ballungsräumen bereits frühzeitig zu berücksichtigen.

Eine der Herausforderungen für Smart Citys in Europa besteht darin, die Anforderungen einer alternden Bevölkerung einzubeziehen. Hier ist der automatisierte Ansatz äußerst wertvoll. Ältere und gebrechliche Menschen könnten damit zuhause wohnen, anstatt unter ständiger Aufsicht zu stehen – vorausgesetzt sie sind in der Lage, die Beleuchtung, Heizung, Multimediafunktionen per Tablet oder Sprachsteuerung einzustellen, ohne dass sie aufstehen müssen. Dies könnte sie in eine  Stresssituation bringen, die sogar mit Sturzgefahr verbunden ist. Diese Technik kann auch in Pflegeheimen oder Krankenhäusern zum Einsatz kommen, sodass Pflege- und medizinisches Personal über ein Display Änderungen während ihrer Schicht erfassen kann.

Mit den aufgezeichneten Ereignissen ist das Personal in der Lage, Antwortzeiten zu verfolgen sowie das Verhalten von Patienten und Anwohnern und den Personaleinsatz zu bewerten, um Verbesserungen umzusetzen. Auch ein Einsatz in Supermärkten und Kaufhäusern ist denkbar, um das gesamte Einkaufserlebnis zu bereichern. Näherungssensoren könnten die Anwesenheit eines Käufers in einem Gang beziehungsweise Bereich eines Ladens erkennen und anschließend ein Display aktivieren, das dann Werbebanner in Form von „Digital Signage“ abspielt, um die dort erhältlichen Produkte zu bewerben. HMIs in der Nähe eines zugehörigen Produkts können eine interessante Informationsquelle darstellen, um den Kaufanreiz zu erhöhen.

Kommunikationshardware

Wie sieht die Kommunikationshardware aus, die hinter diesen HMIs steckt? Leitungsgebundene Infrastrukturen haben ihre Vorteile, da sie sowohl die Stromversorgung als auch eine hohe Datenintegrität ermöglichen. Mit Power-over-Ethernet (PoE) lassen sich Daten und Strom über nur ein Kabel einspeisen, was Kosten und Platz spart. Ein leitungsgebundener Ansatz bedeutet auch, dass weniger Wartungsarbeiten erforderlich sind, da keine zu ersetzenden Batterien im Einsatz sind.

Aber auch Funktechnik ist sicherlich sehr attraktiv. Sie eignet sich sehr gut für die Renovierung/Nachrüstung, bei der das Verlegen von Kabeln mühsam und kostspielig ist – wenngleich sich die Installation einer verkabelten Infrastruktur bei Neubauten weniger problematisch gestaltet. Eine drahtlose Kommunikationsstrategie erleichtert auch die Erweiterung des Netzwerks – sofern dies erforderlich ist. Es ist relativ einfach, weitere Knoten zum System hinzuzufügen. Entscheidend ist die Flexibilität, da die Beschränkung auf eine entweder kabelgebundene oder funkbasierte Technik natürlich nicht ideal ist. Intelligente Technik muss beide Varianten abdecken. Dies ist zwar eine Chance, aber auch ein Hinderungsgrund. Entwickler, die an diesen Installationsvarianten arbeiten, wollen die bestmöglich optimierte Kommunikationstechnik verwenden – basierend beispielsweise auf Kriterien wie Reichweite, Störfestigkeit, SNR, Stromverbrauch und Kosteneffizienz. In vielen Fällen müssen Subsysteme, die unterschiedliche funkbasierte und leitungsgebundene Protokolle verwenden, gemeinsame Steuerelemente aufweisen, wenn ihre Effektivität wirklich maximal ausfallen soll. Bisher war dies eher schwierig zu erreichen.

 

Auf der folgenden Seite beschreibt der Artikel Optionen für die Datenanbindung und zeigt an zwei Beispielen, wie die Realisierung in der Praxis aussehen könnte.

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