Funkbasierte Warn- und Notrufsysteme, die derzeit im Einsatz sind, geraten häufig an ihre Grenzen, wenn es um Reichweite und Verzögerungszeiten geht. Beides kann im Ernstfall entscheidend sein, um schnell und effektiv Hilfe und Informationen an die benötigte Stelle zu senden. »Ein großes Problem sind Funkstörungen, die durch andere Funksysteme verursacht werden und somit die Übertragung behindern. Personen, die in Gefahrenbereichen oder allein arbeiten, müssen sich jedoch auf Technologien wie ein drahtloses Alarmierungssystem auf jeden Fall verlassen können«, erklärt Ferdinand Kemeth, Forscher und Gruppenleiter am Fraunhofer-IIS-Standort für Lokalisierung und Vernetzung in Nürnberg. Auch Alternativtechnologien zu Mobilfunk wie Bluetooth, WIFI oder DECT bieten nur eine begrenzte Kommunikationsreichweite. »Keine dieser Technologien kann große Gebäude oder Gebiete abdecken, ohne dass kostspielige Netzinfrastrukturen installiert werden müssen«, so Kemeth. Zusammen mit der Swissphone Wireless AG arbeitet er in einem Team von Funkexpertinnen und -experten des Fraunhofer IIS an einem ebenso schnellen wie zuverlässigen Notfallsystem für Alleinarbeitende. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts »was4wos – Wireless Alerting System for Worker Safety« entwickeln die Forschenden eine angepasste und robuste Funktechnologie für eine zuverlässige Notfallwarnung.
mioty®-Funktechnologie zum Alleinarbeiterschutz
Die Lösung ist eine LPWAN-Technologie wie mioty®. Das vom Fraunhofer IIS entwickelte Funkprotokollsystem mioty® setzt neue Maßstäbe im Bereich der drahtlosen Datenübertragung hinsichtlich Skalierbarkeit, Kosteneffizienz, Reichweite, Übertragungssicherheit und Batterielebensdauer. »Durch eine Erweiterung dieses Funkprotokolls wollen wir neue Anwendungen wie den Alleinarbeiterschutz erschließen. Dort gibt es festgelegte Richtlinien, wann der Alarm ausgelöst sein muss. Diese Richtlinien wollen wir dadurch erfüllen, dass wir möglichst geringe Latenz bei der Übertragung erreichen – und zwar sowohl vom Sensor, beispielsweise von einem Sturzsensor oder Alarm-Button, zur Infrastruktur, als auch von der Infrastruktur zu den Ersthelfern, die dann direkt über ihre Pager alarmiert werden«, erklärt Kemeth.
Zuverlässige Echtzeitübertragung und große Reichweite
Mit der Integration der mioty®-Funktechnologie in die Notruf-Alarmketten von Alleinarbeitenden können die beiden wichtigen Anforderungen – Echtzeitübertragung und Reichweite – erfüllt werden. »Das spezielle Telegram-Splitting-Verfahren in mioty® sorgt für eine zuverlässige Übertragung der Nachricht sowohl bei Ausfall von 50 Prozent der Nachrichten als auch bei Störung durch andere Funksysteme oder komplexe, reflektierende Strukturen wie in Industriegeländen oder -hallen oder in Räumen mit nur geringer Netzabdeckung wie z. B. Kellern«, erläutert Kemeth.
Mit der so genannten Class B- und Class C-Variante der mioty®-LPWAN-Technologie ergeben sich weitere Vorteile: Es können viele Sensoren – im Extremfall bis zu hunderttausend – über nur eine Basisstation angebunden werden. Dabei können nicht nur Nachrichten an die Basisstation versendet werden, sondern auch die Gegenrichtung – also die Funkalarmierung oder -aktion – kann gleichzeitig über dasselbe System realisiert werden. »Dies ist genau dort interessant, wo keine Mobilfunkinfrastruktur zur Verfügung steht und zunächst mehrere Kilometer überbrückt werden müssen. Bei mioty® können dies bis zu 15 Kilometer bis zur nächsten Basisstation sein«, so Kemeth.
Mehr Sicherheit im Industrieumfeld
Drahtlose Kommunikations- und Lokalisierungssysteme mit mioty® können insbesondere im Industrieumfeld eine Lösung sein. Denn die drahtlos vernetzten, energieeffizienten bzw. -autarken Sensoren und Aktoren funktionieren auch in schwierigen Umgebungen robust und zuverlässig. »Durch Funkreflexionen können die Sensoren auch in stark metallischen Umgebungen oder eben bei fehlender Funkabdeckung eingesetzt werden. Für den autarken Betrieb der Sensoren setzen wir Energy Harvesting ein, also die Gewinnung kleiner Mengen elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Licht. Die Sensoren sind dadurch äußerst energieeffizient«, erläutert Kemeth. Die mioty®-Funktechnologie bietet für alle Ersthelfer speziell auch im industriellen Umfeld große Vorteile. Zusammen mit einer funkbasierten, möglichst präzisen Lokalisierung bietet die Kombination dieser Technologien eine deutliche Verbesserung für den Alleinarbeiterschutz.
Das auf einer mioty®-Funktechnologie basierte Notfallsystem wird vom 17. bis 21. April 2023 auf der Hannover Messe am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 16, Stand A12 präsentiert. An einem interaktiven Demonstrator können Interessierte direkt am Stand das Zusammenspiel zwischen Sensor und Funksystem bzw. auch die dann erfolgende Alarmmeldung und integrierte Arealwarnung testen und sich von der geringen Latenz überzeugen.
Fraunhofer-Gesellschaft