Arbeitsgruppe »Sensor Nodes & Embedded Microsystems«

Die Arbeitsgruppe »Sensor Nodes & Embedded Microsystems« entwickelt energieautarke und energieeffiziente Sensorknoten für Smart Farming, Smart Factory und Smart City. Dank hardwarebasierter KI-Algorithmen werden Messdaten bereits direkt im Sensorchip vorverarbeitet – das spart Übertragungsbandbreite, reduziert Betriebskosten und sorgt für schnelle, hochwertige Informationen. Unsere Auftraggeber profitieren so von weniger Wartungsaufwand, verlässlicher Datenqualität und deutlich verlängerten Batteriewechselintervallen.

Darüber hinaus gestalten wir dezentrale, skalierbare Systeme für die Industrie, in denen einzelne Sensorknoten eigenständig zusammenarbeiten und komplexe Abläufe analysieren. Ein weiterer Kernbereich ist die Entwicklung energieautarker Funksensoren zur Echtzeit-Zustandsüberwachung von Hochspannungsleitungen. Für Energieversorger und Infrastrukturbetreiber bedeutet das: höhere Systemverfügbarkeit, geringeres Ausfallrisiko und zuverlässige Warnmeldungen in kritischen Situationen.

Energieautarke Sensorknoten

Die Gruppe »Sensor Nodes & Embedded Microsystems« ist spezialisiert auf den Entwurf und die Realisierung von vernetzten und energieeffizienten autarken Funksensorknoten. Durch die Modellierung und Simulation von Komponenten und vollständigen Systemen werden wichtige System- und Leistungsparameter wie Funktionalität, Energiebedarf und Betriebszuverlässigkeit frühzeitig im Design- und Umsetzungsprozess ermittelt und berücksichtigt.

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Entwicklung eingebetteter Hardware-Systeme mit Edge-AI

Die weltweit wachsenden Datenmengen bringen neue Herausforderungen in der Datenverarbeitung mit sich. Traditionell werden die an der Datenquelle erzeugten Informationen zur Verarbeitung in die Cloud gesendet. Dieser Ansatz birgt jedoch mehrere Nachteile: von potenziellen Sicherheitsverletzungen beim Umgang mit sensiblen Daten über den hohen Energieverbrauch in Rechenzentren bis hin zu zeitlichen Verzögerungen bei der Datenübertragung und -verarbeitung, die insbesondere in kritischen Anwendungen problematisch sein können.

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Referenzeprojekte im Bereich Sensor Nodes & Embedded Microsystems

 

ASTROSE – Monitoring in der Energietechnik

Die Entwicklung eines energieautarken Funksensorsystems für die Montage auf Leitungsseilen ermöglicht das Monitoring von ganzen Freileitungsnetzen zur Optimierung der Durchleitungskapazitäten.

 

2022-2025

PFABO - Smarte Mehrwegverpackungen für Lebensmittel

Für das Anwendungsszenario intelligenter Mehrwegverpackungen entwickeln wir ein ganzheitliches Konzept für die Reinigungslogistik, einschließlich Kontaminationssensoren sowie KI-gestützter Testsensoren, die eine Oberflächenanalyse hinsichtlich Kontamination ermöglichen.

Referenzprojekte »Zustandsüberwachung«

 

SWARMY - Sensorik für IIoT-Anwendungen

SWARMY unterstützt die Zustandsüberwachung von industriellen Anlagen und Prozessen und ermöglicht vorausschauende Wartung, wodurch Ausfälle minimiert und die Effizienz gesteigert werden können. Die Sensorplattform ist ideal für das Retrofitting von bestehenden Industrieanlagen geeignet.

 

ForTune II – Sensorgateway für Edge-AI-Anwendungen

(2022-2024) Im Forschungsprojekt Fortune II hat das Fraunhofer IZM hierzu eine autarke adaptive Lösung zur KI-gestützten Zustandsüberwachung für den Bereich der Industrie 4.0 entwickelt.

Datenblätter

 

Download | Autarke und drahtlose IIoT-Sensornetzwerke

Zeitsynchrone Erfassung dynamischer Daten mit Funksensoren

 

Download | SWARMY

Drahtlose, autarke, miniaturisierte Sensor- Aktor-Plattform für Industrieanwendungen

 

Download | ForTune II

Predictive Maintenance Multi- Sensor Condition Monitoring

Vorausschauende Funksensorsysteme für Industrie 4.0

 

Download | Energieberatung für grüne IKT-Lösungen

Mit methodischem Design zu energieeffizienter Elektronik

Energieeffizienz und ökologisches Design von Hardware spielen eine
Schlüsselrolle bei der Entwicklung moderner elektronischer Systeme. Seit
Jahren ist das Fraunhofer IZM führend bei der Entwicklung von eingebetteten Systemen und autarken Sensorknoten.

 

Download | Paradigmenwechsel beim Design komplexer IKT-Systeme

Entwicklung intelligenter dezentral organisierter Sensorsysteme

Dezentrale Sensorsysteme mit autarken Einheiten bieten zahlreiche Vorteile im Vergleich zu etablierten zentralisiert gesteuerten Ansätzen mit abhängiger Peripherie. Sie ermöglichen unter anderem geringere Ausfallzeiten und eine höhere Verfügbarkeit.

Veröffentlichungen

 

REALIZM Blog

Hardware-Software-Co-Design für energieeffiziente IIoT-Systeme

Eine wichtige Voraussetzung für den wirtschaftlichen Einsatz von IIoT-Systemen ist deren Energieeffizienz. RealIZM sprach mit Carsten Brockmann über die Notwendigkeit des Hardware-Software-Co-Designs für eine optimale Systempartitionierung von IIoT-Systemen und deren Leistungsbewertung.

 

REALIZM Blog

Challenges in Data Processing for IoT-Based Applications

Malina Metzing spends her working days in a very exclusive position: a software developer at the generally hardware-oriented Fraunhofer IZM. As the vision of the Internet of Things is steadily becoming a reality, unprecedented numbers of devices and machines have become connected and begun to communicate with each other.

 

REALIZM Blog

Low Power and Communicative Microsystems: Turnkey Solutions for Industry

In factories, cars, agriculture, medicine – microsystems are used everywhere. Julia Günther-Sorge has met with us to explain how these microsystems work and which potential they can have for certain applications.