AG Technische Informatik

Simon Stapelfeld

Evaluierung der Einsatzfähigkeit eines drahtlosen Sensornetzes in der Brückenüberwachung

Betreuer: Norman Dziengel
Abschluss: Master of Science (M.Sc.)

Inhalt

Überblick

Ereigniserkennungssysteme in drahtlosen Sensornetzen erkennen Ereignisse wie Brandent-wicklung, Erdrutsche und Einbrüche in sicherheitsrelevante Areale mittels Temperaturdaten, Beschleunigungswerten und Bewegungsdaten aus PIR-Sensoren. Die ermittelten Rohdaten müssen an eine darüber liegende Applikation zur Ereignisbestimmung weitergeleitet und dort, idealerweise netzintern, verarbeitet werden.

In dem an der Arbeitsgruppe „Computer Systems & Telematics“ der Freien Universität Berlin entwickelten verteilten Ereigniserkennungssystem für drahtlose Sensornetze, können die Da-ten nach typischen Mustererkennungsverfahren trainiert und bereits im Sensornetz klassifiziert werden. Kurzfristig auftretende Ereignisse die an Brücken mittels geeigneter Überwachungstechniken erfasst werden können, bieten die Möglichkeit die verteilte Intelligenz der Sensorknoten zum Schutz und zur besseren Wartbarkeit von Brücken oder anderen Gebäuden einzusetzen.

Es ist zu untersuchen, inwieweit sich drahtlose Sensornetze im Szenario der Brückenüberwachung einsetzen lassen, mit dem Ziel ein verteiltes System zur Ereigniserkennung einsetzen zu können.

Aufgaben

Eine Diplom- oder Masterarbeit in diesem Bereich umfasst folgende Punkte:

  • Einarbeitung in die Plattform AVS-Extrem und Erarbeitung eines ausgeprägten Signalverständnis über die an Brücken auftretenden Rohdaten und Ereignismerkmale erfasst mittels
    • Beschleunigungssensor
    • Dehnungsmessstreifen (optional)
  • Ausarbeitung eines Vergleichs vorhandener Brücken-Monitoringansätze (Globaler/ vs. lokaler Ansatz, Monitoring mittels unterschiedlichster Sensorik)
  • Iterative Entwicklung mehrerer spezifischer Merkmale oder Techniken (Eigenfrequenzen, Eigenform, etc.) zur Überwachung von relevanten Parametern der Brückencharakteristik
  • Integration einer rudimentären Zeitsynchronisierung der Sensorknoten, basierend auf dem Zeitsignalsender DCF77, oder einer alternativen Technologie
  • Experiment und Versuchsaufbau an einer Brücke mit geeigneter Zahl von Sensorknoten
  • Evaluation der entwickelten Merkmale/Techniken, (Optional: unter Einsatz der „Verteilten Ereigniserkennung“)
  • Vergleich der Ergebnisse mit Referenzsystem (z.B. Potsdam U. Wagner, oder andere)

Umfeld

Verteilte Ereigniserkennung in Sensornetzen ist derzeit ein aktuelles Thema in der Forschung. Die grundsätzliche Möglichkeit der Ereigniserkennung mit Hilfe der ScatterWeb Plattform wurde am Fachbereich bereits gezeigt, die Vorgehensweise ist gut dokumentiert und auf der Fence Monitoring Homepage beschrieben. Für den praktischen Teil der Arbeit stehen Sensorknoten zur Verfügung, die am Fachbereich entwickelt wurden.

Zur Vernetzung der Aktivitäten der Arbeitsgruppe gibt es regelmäßige Treffen aller Studien- und Diplomarbeiter sowie der wissenschaftlichen Mitarbeiter der Arbeitsgruppe montags von 10:00 bis 12:00 Uhr.

Bei Interesse entweder bei Norman Dziengel (dziengel@inf.fu-berlin.de) melden oder einfach in Raum 135 vorbeikommen.