Wetterstationen im Internet der Dinge

15.08.2019 Christophe Lienert

Dank dem «Internet of Things» sind die Daten von Wetterstationen schneller verfügbar. Zudem können sie kostengünstiger und mit weniger Personalaufwand betrieben werden.

Wetterstation

Das Internet der Dinge, englisch Internet of Things, kurz IoT, bezeichnet physische und virtuelle Gegenstände und Geräte, welche miteinander vernetzt sind und mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien zusammenarbeiten. Ihre Zahl wächst rasant. Die Verknüpfung verschiedener Dinge über das IP-Netz bietet Unternehmen, öffentlichen Verwaltungen und Forschungsinstituten das Potenzial für neue Geschäftsmodelle, erweiterte Service-Angebote, mehr Effizienz in Geschäftsprozessen sowie Kosteneinsparungen. Fachkräftemangel und Sicherheit (u. a. Hackerangriffe, Industriespionage) stellen die grössten Herausforderungen bei der Realisierung von IoT-Projekten dar.

Längst verbindet das Internet nicht mehr nur menschliche Teilnehmende, sondern vermehrt auch physische und virtuelle Objekte. Diese Objekte generieren im Internet insbesondere dann einen Mehrwert, wenn ihr Zustand innerhalb des Netzwerks bekannt und verfügbar ist und mit weiteren Dingen verknüpft werden kann. Im IoT stehen die Zustandsinformationen von Dingen für die Weiterverarbeitung in einem vordefinierten, steuerbaren Zusammenhang zur Verfügung, und es lassen sich aus ihnen Folgeaktionen für weitere Dinge, Maschinen, Prozesse oder Menschen innerhalb des Netzwerks ableiten.

Messnetze generieren Messwerte und Betriebsdaten

Messgeräte eines Wettermessnetzes messen und übermitteln über das Internet – zum Teil automatisiert und in Echtzeit – die Messwerte der Regenmengen und des Ozongehalts in der Luft. Aufgrund der Regenmengen kann abgeschätzt werden, ob kurzfristig ein Hochwasser droht oder ob langfristig die Landwirtschaft genügend Wasser zur Verfügung hat. Der gemessene Ozongehalt gibt in einer automatisch aktualisierten Onlinekarte den Menschen darüber Auskunft, in welchem Gebiet sie sich möglicherweise einem Gesundheitsrisiko aussetzen. 
Abhängig vom Ausbaugrad und der Internetanbindung einer Wetterstation werden zusätzlich auch Betriebsdaten der Station selbst gemessen. Dazu gehören die Lufttemperatur und die Luftfeuchtigkeit im und um den Messkasten, in dem die Datenlogger installiert sind.

Die Wetterstation «sorgt» für sich selbst

Damit die Station automatisch und störungsfrei betrieben werden kann und zuverlässig Daten von hoher Qualität liefert, müssen die Messvorrichtungen vor Kälte, Hitze und Luftfeuchtigkeit geschützt werden. Sind Lüftung und Heizung des Messkastens ebenfalls an das Netzwerk angeschlossen, können diese automatisch an- oder abgeschaltet werden. Dazu wird vom Messnetzbetreiber programmiert, bei welchen Messwerten der Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur die Kastenlüftung oder -heizung eingeschaltet werden soll, damit die Geräte im Messkasten nicht feucht werden. Somit können sie weiter zuverlässig messen und korrodieren weniger schnell.

Unterhalt und Mitteleinsatz optimieren

Mit dem Einsatz des IoT können Unterhalt und Mitteleinsatz von Wetter- und weiteren Umweltmessnetzen optimiert werden. Der Lebenszyklus von Messnetzkomponenten verlängert sich. Gleichzeitig lassen sich die Anzahl von Vor-Ort-Besuchen der Wetterstationen reduzieren, auch sinkt der Aufwand für Wartungsarbeiten und die Neubeschaffung von Geräten. Neben Informationen zur Alterung der Messnetzkomponenten und Umweltbedingungen können aber auch Informationen über die aktuelle Nutzung von Online-Wetterdaten gemessen und interpretiert werden. Dies kann zum Beispiel während eines Unwetters sinnvoll sein, wenn Informationen zum Zeitpunkt, zur Anzahl Nutzer und zur Auslastung des Wetterportals benötigt werden, um die Rechenleistung zu optimieren und die Verfügbarkeit der Webserver sicherzustellen.

Mittwoch, 18:15 06.11.2019 Zürich HF Informatik, HF Wirtschaftsinformatik, Informatik Grundlagen