Zygizo One IoT Projekt - Sicherheit in herausfordernde Umgebungen gewährleisten

Angesichts des sich rasch verändernden Klimas ist heute eine genaue Überwachung der Schneeverhältnisse und des Lawinenrisikos wichtiger denn je. Raue Winterbedingungen stellen erhebliche Herausforderungen dar, von der Vorhersage der Infrastrukturbelastung bis hin zur Gewährleistung der öffentlichen Sicherheit in hochgelegenen Regionen. Um diesem Bedarf an präziser Datenanalyse in Echtzeit gerecht zu werden, hat sich Knowit an dem Projekt Zygizo One beteiligt - einer innovativen, IoT-gesteuerten Lösung, die für die Messung des Schneezustands, die Lawinenvorhersage und die Bewertung von Hochwasserrisiken entwickelt wurde.

In schneebedeckten Regionen, ob es sich um Bergpässe, Skigebiete oder städtische Infrastrukturen handelt, ist eine genaue, automatisierte Datenerfassung erforderlich, um Risiken effektiv zu bewerten. Herkömmliche Methoden stützen sich in hohem Maße auf manuelle Messungen, die arbeitsintensiv und fehleranfällig sind und keine Echtzeit-Einsichten ermöglichen. Die Herausforderung bestand darin, ein skalierbares, autonomes System aufzubauen, mehrere Fähigkeiten vereint: 

• Messung der Schneebedingungen in Echtzeit mit einer Reihe von Umweltsensoren.
• Vorhersage von Lawinenrisiko durch KI-gesteuerte Datenverarbeitung.
• Überwachung der Belastung von schneebedeckter Infrastruktur wie Brücken, Gebäuden und Stromleitungen.
• Den Betrieb unter extremen Witterungsbedingungen gewährleistet Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Leistungseffizienz. 

Dazu benötigte das Zygizo One-System eine robuste Firmware-Lösung, die in der Lage ist, die Integration von Sensoren, den Betrieb mit geringem Stromverbrauch und die Datenfernübertragung zu bewältigen - ein Bereich, in dem Knowits Fachwissen im Bereich Embedded IoT und Edge Computing entscheidend war.

Knowit war an der Entwicklung wichtiger Software- und Hardwarekomponenten für Zygizo One beteiligt.

Firmware-Entwicklung für die Sensorintegration
Das Knowit-Team hat Firmware entwickelt, um die Datenerfassung von mehreren Umweltsensoren zu verwalten, darunter:

• Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren - Bewertung der sich ändernden atmosphärischen Bedingungen.

• Schneehöhen- und Dichtesensoren - Bewertung der Schneedeckenstabilität für die Lawinenvorhersage.

• Wind- und Erschütterungssensoren - Erkennen plötzlicher Veränderungen, die auf potenzielle Risiken hinweisen.

Die Firmware gewährleistet eine effiziente Datenerfassung bei gleichzeitiger Optimierung des Stromverbrauchs für einen längeren Betrieb an abgelegenen Standorten.

Angesichts der Abgelegenheit der Schneeüberwachungsstationen hat Knowit optimierte Kommunikationsprotokolle implementiert und integriert:

Zuverlässige Kommunikation und Low-Power-Konnektivität

• Low-Power-GSM (LTE-M) & GNSS - Ermöglicht Fernverfolgung in Echtzeit.

• Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikation - Ermöglicht Sensornetzwerken den autonomen Datenaustausch.

• Edge-Processing-Funktionen - Reduziert den Bedarf an ständiger Cloud-Konnektivität und ermöglicht eine lokale Entscheidungsfindung zur Minimierung von Latenzzeiten.

Optimierung von Hardware und eingebetteter Software
In enger Zusammenarbeit mit Hardware-Partnern haben die Knowit-Ingenieure Firmware entwickelt, die nahtlos mit dem System zusammenarbeitet:

• Mikrocontroller-Einheiten (MCUs) für eine effiziente Datenverarbeitung

• SPI-, I2C- und UART-Schnittstellen für nahtlose Sensorkommunikation

• Erweiterte Fehlersuche und Tests mit Logikanalysatoren und Oszilloskopen

Dadurch wurde sichergestellt, dass die Zygizo One Plattform große Mengen an Sensordaten effizient verarbeiten kann, ohne Kompromisse bei der Genauigkeit oder der Batterielebensdauer einzugehen.