TU Graz macht „Internet der Dinge“ zuverlässiger

"Smarte" Technologien und M2M funktionieren nur so gut, wie die Geräte auf denen sie aufbauen. Umwelteinflüsse können deren Funktionsweise aber dramatisch stören. Informationstechniker der TU Graz haben daher in einem EU-geförderten Projekt neue technische Lösungen erarbeitet, um die Elektronik trotzdem einsatzfähig zu halten. [...]

Smart Cities, smarte Energienetze, smartes Zuhause: Was den Alltag der Zukunft so „smart“ macht, sind viele streichholzschachtelgroße Computer, die eingebettet in Alltagsgegenstände ständig miteinander kommunizieren, ihre Daten in Echtzeit online stellen und so beispielsweise die automatische Temperierung eines Gebäudes oder einen Routenplaner zum nächsten freien Parkplatz per App ermöglichen. Dem so genannten Internet der Dinge machen derzeit noch Umwelteinflüsse wie Hitze oder Feuchtigkeit und Funkstörungen zu schaffen. Soll das Konzept funktionieren, ist Zuverlässigkeit aber oberstes Gebot. Informationstechniker der TU Graz haben daher in einem EU-geförderten Projekt neue technische Lösungen erarbeitet und erfolgreich in Spanien getestet.
 
Kay Römer vom Institut für Technische Informatik der TU Graz erklärt: „Die kleinen Computer stehen ja nicht geschützt im Wohnzimmer, sondern befinden sich im Asphalt oder an Gebäudefassaden. Hitze, besonders durch direkte Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit oder Funkstörungen etwa durch WiFi oder Bluetooth beeinträchtigen die Sensoren, die eigentlich beispielsweise feststellen sollen, ob ein Parkplatz frei oder belegt ist. Die Kommunikation im Netzwerk funktioniert dann verzögert, fehlerhaft oder gar nicht mehr.“ Diese umweltbedingte Unzuverlässigkeit macht viele Anwendungen für das Internet der Dinge derzeit unmöglich. „Man kann sich vorstellen, was ein Nutzer einer App davon hält, zu einem Parkplatz gelotst zu werden, der gar nicht frei ist. Wenn das Internet der Dinge Einzug in Beruf, Medizin, Infrastruktur, Mobilität und so weiter finden will, muss es zuverlässig sein. Sonst funktioniert im schlimmsten Fall unser Alltag plötzlich nicht mehr“, so Römer.
 
GRAZER INNOVATION IN BARCELONA UND MADRID
Mit seinem Team hat der Technische Informatiker im Rahmen des EU-Projekts „RELYonIT“ zwei konkrete Anwendungsszenarien als Anlass genommen, die Probleme der Umwelteinflüsse auf die exponierten Mini-Computer wissenschaftlich zu betrachten und neue technische Konzepte und Lösungen zu entwickeln und testen: die Parkplatzsuche in Barcelona per Handy-App und das automatische Gebäude-Monitoring in Madrid.

Die Vorgaben der Industriepartner waren klar: Nachrichtenverlust, Informationsverzögerung und Batterielebensdauer sollen sich in einem bestimmten Rahmen bewegen. „Neben der Zuverlässigkeit der Informationen ist die Lebensdauer der Geräte wesentlich. Der Wartungsaufwand bei einem Parkplatzsystem wie im konkreten Beispiel in Barcelona mit mehreren tausend einzelnen, direkt an den Parkplätzen angebrachten Computern muss natürlich so gering wie möglich sein“, sagt Römer.

Gemeinsam mit weiteren Projektpartnern hat das Team der TU Graz neue Lösungen für jene Software erarbeitet, die die Kommunikation zwischen den einzelnen Geräten steuert. „Wir haben die Ergebnisse vor Ort eingebaut und demonstriert. Wir haben alle vorgegebenen Leistungsparameter erfolgreich umgesetzt“, fasst Kay Römer zusammen. Die Forscher bewegen sich dabei in einem sehr interdisziplinären Feld: „Das Internet der Dinge soll künftig viele Bereiche des alltäglichen Lebens durchdringen. Seitens der technischen Informatik sind wir daher innerhalb der TU Graz und darüber hinausgehend in engem Austausch mit anderen Disziplinen wie Architektur, Bauingenieurwesen oder Fahrzeugentwicklung“, so Römer.
 RELYonIT ist im Oktober 2012 gestartet und hat eine Projektlaufzeit von 28 Monaten. Neben der TU Graz als Koordinatorin sind die TU Delft, die University of Lancester, das Swedish Institute of Computer Science und zwei spanische Unternehmenspartner, konkret Worldsensing und Acciona, Teil des Projekt-Konsortiums.
 
Gleich drei der fünf „Fields of Expertise“ genannten Forschungsschwerpunkte der TU Graz finden sich in diesem Projekt vereint: Sustainable Systems, Information, Communication & Computing und Mobility & Production. (pi)