Verteiltes Gassensornetzwerk für die ortsaufgelöste Messung von Gasen im Katastrophenumfeld

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In der vorliegenden Arbeit wird ein Sensornetzwerk zur ortsaufgelösten Messung gefährlicher Gase und zur Rekonstruktion der Gasverteilung in Katastrophenumfeldern vorgestellt. Nach der Verteilung der Sensorknoten, beispielsweise durch Roboter, arbeiten diese autark. Um eine Schadstoffkarte zu erstellen, sind drei Verarbeitungsschritte erforderlich: die Detektion der Gase, die Lokalisierung der Sensorknoten und die Sensordatenfusion zur Rekonstruktion der Gasausbreitung. Ziel ist die vollständige Dezentralisierung der Datenerfassung und -auswertung über ein drahtloses Sensornetz. Das System erfasst verschiedene Gase, Temperatur und relative Luftfeuchte unter Verwendung kostengünstiger und energiearmer Methoden. Zur Gaserkennung kommen zwei Sensortypen zum Einsatz: ein Metalloxidgassensor und ein kolorimetrischer Sensor. Durch die intelligente Fusion der Sensordaten mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerks wird der selektive Nachweis einzelner Gase ermöglicht. Ultraschallsensoren und -emitter dienen der relativen Lokalisierung der Sensorknoten in Innenräumen. Die entwickelte Methode zur Rekonstruktion bietet eine Übersicht über die Gasverteilung, während die Kommunikation zwischen den Sensorknoten und ihrer Umgebung über ZigBee erfolgt.