Mehr Anwendungsbereiche für Sensoren

Intelligente Sensoren kommen zunehmend in den unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz. Die Einsatzmöglichkeiten reichen von der Zimmertemperaturregelung über die Maschinenzustandsüberwachung bis zur Zugangskontroll- und Sicherheitstechnik.

Das Challenger-Unglück war Anlass für einige Forscher am Massachusetts Institute of Technology, neue Verfahren zur Verhinderung von Unfällen zu entwickeln.

Ihr STAMP-System (Systems-Theoretic Accident Model and Processes) geht von der Annahme aus, dass es keine einfachen linearen Ursachen gibt. „Unfälle sind die Folge komplexer Interaktionen von Menschen, Maschinen und Umgebungen. Sie lassen sich nur schwer prognostizieren“, sagt Stephen Miles, Teamleiter des MIT SENSEable City Lab.

Das MIT-Labor erforscht, welche Möglichkeiten es gibt, Funkidentifizierung mit Sensor- und Trackingtechnologien so zu kombinieren, dass die Sicherheit auf Baustellen verbessert werden kann.

Das italienische Unternehmen ENEL bat die Wissenschaftler um Hilfe bei der Entwicklung von Sicherheitssystemen für den 2,8 Milliarden Euro teuren Ausbau des Atomkraftwerks in der slowakischen Stadt Mochovce. Das Kraftwerk soll bis 2014 rund 20 Prozent des nationalen Strombedarfs erzeugen.

Sensoren für Sicherheit

„Wir untersuchen, wie fortschrittliche Sensor- und Tracking-Technologien nützliche Daten für die Entscheidungsfindung liefern können“, sagt Miles, dessen MIT-Gruppe sich mit den technischen Aspekten der Gebäudesicherheit beschäftigt.

„Auf einer Baustelle sind bis zu 4000 Menschen mit den unterschiedlichsten Aktivitäten beschäftigt“, erklärt Miles. „Also machen wir ein Modell der geplanten Ereignisse, integrieren es in eine Standortsimulation und liefern den Sicherheitsplanern Lösungen zur Risikominimierung.“

Ein wichtiger Bestandteil von STAMP ist die Berücksichtigung von Überwachungsparametern für die einzelnen Systeme. Durch Sensortechnologie können die Bauarbeiter bei Gefahr alarmiert werden; die Gefahrkriterien werden bei Bedarf von der Technologie selbst festgelegt. Wenn ein Biosensor an der Schutzkleidung eines Bauarbeiters meldet, dass der Arbeiter ausgerutscht ist, kann der Vorfall untersucht und bei Bedarf auch der Bereich gesperrt werden. Die Absperrung erfolgt entweder mechanisch, zum Beispiel durch Zäune, oder elektronisch durch eine Warnmeldung über das Smartphone.

„Sensoren sind nicht teuer und bieten uns die Möglichkeit, unterschiedliche Kriterien – Temperatur, Entfernung oder Verschmutzung – zu messen”, sagt Miles. „Die Sicherheitsexperten wissen, welche Kriterien wichtig sind und überwacht werden müssen.“

Mit zunehmendem Baufortschritt ändern sich auch die Sicherheitsanforderungen. Zu Baubeginn lassen sich Personal und Maschinen noch per GPS überwachen, aber sobald die Gebäude ein Dach haben, müssen RFID-Lesegeräte eingesetzt werden. Tag für Tag wird neues, elektronisch registriertes Baumaterial an unterschiedlichen Orten erfasst und von unterschiedlichen Mitarbeitern bewegt.

„Das spannende daran ist, dass wir für LF, HF, UHF, WLAN, ZigBee, UWB und andere Funkstandards bereits ISO-Normen für die Bitübertragungsschicht haben. Für neue Anwendungen können wir also eine einheitliche Lesegeräte-Infrastruktur nutzen”, sagt Miles.

Wege zum Ziel

In der Kombination von Zugangskartendaten mit anderen Unternehmensdaten steckt viel Potenzial. Lindsay Hiebert, Senior Manager for Physical Security Marketing in der Cisco Central Marketing Organization nennt ein Beispiel: Wenn ein Angestellter von Cisco das Executive Business Center besucht, um sich dort mit einem Kunden zu treffen, kann er eine Reihe von Integrationsfunktionen nutzen: Sobald er das Gebäude betritt, wird auf einer Tafel der Weg zum Konferenzraum angezeigt.

„Die Zugangskontrollen, die Terminpläne der Mitarbeiter, die Belegung der Konferenzräume und der Gebäudegrundriss sind schon in die Anzeige integriert“, erklärt er.

Dennis Charlebois, Leiter Sicherheitslösungen bei Cisco, kann sich eine Weiterentwicklung gut vorstellen: „Wenn ich das Gebäude betrete, wird meine Identität an das Netzwerkzugangsbüro gemeldet und die Anschlüsse in meinem Büro werden freigegeben.“

Die IT-Sicherheit ist eine heikle Angelegenheit. Da sie wesentlich von der Gebäudesicherheit abhängt, ist es sinnvoll, den Netzwerkzugang eines Benutzers zu sperren, wenn dieser sich nicht im Gebäude aufhält. Es sind aber noch weitere Maßnahmen möglich.

„Wenn ein Vorstandsmitglied das Gebäude betritt und sich einloggt, bekommt er uneingeschränkten Netzwerkzugriff“, schlägt Charlebois vor. „Doch wenn er sich nicht im Gebäude aufhält, erhält er nur eingeschränkten Zugriff: Vielleicht ist er ja gerade bei Starbucks und nutzt eine unsichere WLAN-Verbindung, über die keine kritischen Unternehmensdaten übertragen werden sollen.“

Bislang ist die RFID-Karte der wichtigste Zugangskontrollsensor, aber Smartphones könnten das ändern. Hiebert erzählt, dass der Technische Verantwortliche der französischen Stadt Drancy, die Kunde von Cisco ist, bereits mit der nächsten Generation arbeitet.

„Der technische Leiter hat seine Zugangskontrollberechtigungen über normale Apps auf sein iPhone übertragen. Er braucht jetzt keine Schlüssel mehr.“

Im SENSEable Lab kommen Smartphones für das Geopositionierung und als „freiwillige Sensoren“ zum Einsatz. Wenn jemand ein Sicherheitsrisiko sieht, fotografiert er es, taggt das Foto mit den Geodaten und lädt es hoch. Und wenn Sensoren ungewöhnliche Aktivitäten messen, schickt das Telefon eine Mitteilung an die Teammitglieder oder an den Vorgesetzten. Dadurch besteht die Möglichkeit, so Miles, das Sicherheitsrisiko-Management interessanter und „demokratischer“ zu gestalten.

Von Michael Lawton