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Sensorkabel

Einbrecher entdecken oder den Verkehr lenken

| Redakteur: Rebecca Vogt

Das Sensorkabel erfasst einige Meter um sich herum alles, was das Erdmagnetfeld ändert. Normalerweise liegt der Sensor flach auf dem Kabel.
Das Sensorkabel erfasst einige Meter um sich herum alles, was das Erdmagnetfeld ändert. Normalerweise liegt der Sensor flach auf dem Kabel. (Bild: Oliver Dietze)

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Experimentalphysiker der Universität des Saarlandes haben ein Sensorkabel entwickelt, das vielseitig und flexibel einsetzbar sein soll. Es könne etwa dabei helfen, den Straßenverkehr zu leiten oder warnen, wenn Unbefugte in Industrieanlagen eindringen.

Das Sensorkabel soll Antworten auf Fragen geben wie: Wo befindet sich die U-Bahn oder der Zug im Tunnel? Wo versucht jemand auf ein Grundstück zu kommen, auf dem er nichts zu suchen hat? Oder: Wer hat ein Handy dabei, obwohl er nicht sollte? Das dünne Kabel erfasst einige Meter um sich herum alles, was das Erdmagnetfeld in irgendeiner Weise ändert.

Überwachung von Industrieanlagen

An Zäunen angebracht könne es unterscheiden, ob nur der Wind an den Maschen rüttelt oder ein Bolzenschneider. Verlegt im Boden erkenne es Autos, nehme wahr, in welche Richtung sie fahren, unterscheide sie von Lastwagen. Sogar Drohnen, die in ein paar Metern Höhe das Kabel überfliegen, bemerke es – ebenso wie auch den Reißverschluss oder das Handy von dem, der darüber geht. An Flughäfen, U-Bahnen oder Bahnhöfen mache es neue Leitsysteme möglich, auf Privatgrundstücken, Kernkraftwerken wie Industrieanlagen neue Überwachungstechnik.

Magnetfeld-Sensoren kontinuierlich weiterentwickelt

Auch kleinste Veränderungen des Magnetfeldes erfasst das Kabel der Universität zufolge sicher, ordnet sie zu und meldet sie weiter. Ohne Daten zu sammeln. „Wir haben die Magnetfeld-Sensoren in den vergangenen Jahren kontinuierlich weiterentwickelt und immer sensibler und selektiver gemacht. Die Messwerte und Signalmuster, die entstehen, wenn unsere Sensoren Veränderungen wahrnehmen, können wir sehr genau den Ursachen einer Störung zuordnen“, erläutert Professor Uwe Hartmann.

Verschiedene Sensor-Systeme, die seine Arbeitsgruppe entwickelt hat, werden bereits als Verkehrsleitsysteme eingesetzt, etwa an Flughäfen oder in Parkhäusern.

Störungen werden selbstständig erkannt

Die kleinen Messfühler, die die Physiker wie Perlen an einer Schnur in einem dünnen Kabel miteinander verbinden, sind untereinander vernetzt. Ihre Messwerte melden sie an einen Micro-Controller. Dieser verarbeitet die Daten weiter. „Die Signalmuster unterscheiden sich je nach Art der Störung. Wir haben in zahlreichen Versuchsreihen etliche Arten von Änderungen des Magnetfeldes und von Erschütterungen simuliert und den jeweiligen Ursachen zugeordnet. Mit diesen Informationen haben wir das System angelernt. Es erkennt typische Muster, ordnet sie selbstständig Störungen zu und sortiert Fehlalarme aus“, erklärt Hartmann.

Die Physiker haben hierzu Datenmuster mathematisch modelliert und die Auswerteeinheit wie die Sensoren immer detailreicher programmiert und verfeinert. Das System zeige den Ort der Störung genau an, was vor allem bei der Überwachung großer Gebiete interessant sei.

Präsentation auf der Hannover Messe

„Wir können es sehr flexibel an verschiedenste Anforderungen anpassen“, erklärt der promovierte Physiker Haibin Gao, der in Hartmanns Team an der neuen Sensortechnik forscht. „Auf der Hannover Messe Ende April suchen wir Partner, mit denen wir das System je nach Bedarf zur Serienreife entwickeln können“, sagt Gao. Die Forschergruppe demonstriert dort ihr Verfahren.

Keine Angriffsfläche für Hacker

Insgesamt benötige das Sensorkabel nicht viel Strom. Eine Versorgung etwa über Solargeneratoren sei daher möglich. Die Sensoren seien nahezu verschleißfrei, ihre Messung unabhängig von der Witterung – auch bei Regen, Nebel oder Schnee funktionierten sie.

Außerdem speichere das System keine Daten oder sonstige Informationen. Hacker fänden keine Angriffsfläche. Nachrichten könnten etwa via Bluetooth aufs Smartphone oder Tablet geschickt werden.

Die Forschung wurde vom Bundesforschungsministerium mit insgesamt über einer Million Euro gefördert, mehr als 250.000 Euro davon flossen an die Saar-Universität. Beteiligte Partner waren Sensitec, Listec und GBA-Panek.

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