Telemetrie

MeteorologieBearbeiten

Telemetrie wird seit 1920 von Wetterballons zur Übermittlung meteorologischer Daten verwendet.

Öl- und GasindustrieEdit

Telemetrie wird verwendet, um während der Bohrung eines Bohrlochs Informationen über die Bohrmechanik und die Formationsbewertung in Echtzeit zu übertragen. Diese Dienste werden als Messung während des Bohrens und Protokollierung während des Bohrens bezeichnet. Die Informationen, die während des Bohrens Tausende von Metern unter der Erde erfasst werden, werden durch das Bohrloch an die Oberflächensensoren und die Demodulationssoftware gesendet. Die Druckwelle (sana) wird nach DSP und Rauschfiltern in nützliche Informationen umgewandelt. Diese Informationen werden für die Bewertung der Formation, die Bohrungsoptimierung und die Geolenkung verwendet.

MotorsportEdit

Telemetrie ist ein Schlüsselfaktor im modernen Motorsport, der es den Renningenieuren ermöglicht, die während eines Tests oder Rennens gesammelten Daten zu interpretieren und sie für die richtige Abstimmung des Fahrzeugs für eine optimale Leistung zu nutzen. Die in Rennserien wie der Formel 1 eingesetzten Systeme sind inzwischen so weit fortgeschritten, dass die mögliche Rundenzeit des Fahrzeugs berechnet werden kann, die der Fahrer erreichen muss. Beispiele für Messungen an einem Rennwagen sind Beschleunigungen (G-Kräfte) in drei Achsen, Temperaturmessungen, Raddrehzahlen und Aufhängungsverschiebungen. In der Formel 1 werden auch die Eingaben des Fahrers aufgezeichnet, damit das Team die Leistung des Fahrers beurteilen kann und (im Falle eines Unfalls) die FIA einen Fahrerfehler als mögliche Ursache feststellen oder ausschließen kann.

Zu den neueren Entwicklungen gehört die Zwei-Wege-Telemetrie, die es den Ingenieuren ermöglicht, die Kalibrierungen des Autos in Echtzeit zu aktualisieren (sogar während es auf der Strecke ist). In der Formel 1 kam die Zweiwege-Telemetrie Anfang der 1990er Jahre auf und bestand aus einer Anzeige auf dem Armaturenbrett, die das Team aktualisieren konnte. Die Entwicklung wurde bis Mai 2001 fortgesetzt, als sie erstmals in den Autos zugelassen wurde. Im Jahr 2002 konnten die Teams das Motor-Mapping ändern und die Motorsensoren von der Box aus deaktivieren, während sich das Auto auf der Strecke befand. Für die Saison 2003 verbot die FIA die Zwei-Wege-Telemetrie in der Formel 1; die Technologie kann jedoch in anderen Rennsportarten oder bei Straßenfahrzeugen eingesetzt werden.

Das Ein-Wege-Telemetriesystem wurde auch bei R/C-Rennwagen eingesetzt, um Informationen von den Sensoren des Fahrzeugs zu erhalten, wie z. B. Motordrehzahl, Spannung, Temperaturen und Gaspedal.

TransportationEdit

In der Transportindustrie liefert die Telemetrie aussagekräftige Informationen über ein Fahrzeug oder die Leistung des Fahrers, indem sie Daten von Sensoren im Fahrzeug sammelt. Dies geschieht aus verschiedenen Gründen, die von der Überwachung der Einhaltung von Vorschriften durch das Personal über die Versicherungseinstufung bis hin zur vorausschauenden Wartung reichen.

Telemetrie wird auch verwendet, um Verkehrszähler mit Datenaufzeichnungsgeräten zu verbinden, um Verkehrsströme sowie Fahrzeuglängen und -gewichte zu messen.

LandwirtschaftBearbeiten

Die meisten Aktivitäten im Zusammenhang mit gesunden Pflanzen und guten Erträgen hängen von der rechtzeitigen Verfügbarkeit von Wetter- und Bodendaten ab. Daher spielen drahtlose Wetterstationen eine wichtige Rolle bei der Krankheitsvorbeugung und Präzisionsbewässerung. Diese Stationen übermitteln Parameter, die für die Entscheidungsfindung notwendig sind, an eine Basisstation: Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit, Niederschlag und Blattnässe (für Modelle zur Krankheitsvorhersage), Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit (zur Berechnung der Evapotranspiration), Blattsensoren für Wasserdefizitstress (WDS) und Bodenfeuchtigkeit (entscheidend für Bewässerungsentscheidungen).

Da das lokale Mikroklima sehr unterschiedlich sein kann, müssen diese Daten aus der Kultur selbst stammen. Die Überwachungsstationen übermitteln die Daten in der Regel per Funk, gelegentlich werden aber auch Satellitensysteme eingesetzt. Oft wird Solarenergie eingesetzt, um die Station unabhängig vom Stromnetz zu machen.

WasserwirtschaftBearbeiten

Telemetrie ist wichtig für die Wasserwirtschaft, einschließlich der Funktionen Wasserqualität und Flussmessung. Zu den wichtigsten Anwendungen gehören die automatische Zählerablesung (AMR), die Grundwasserüberwachung, die Leckerkennung in Verteilungsleitungen und die Überwachung von Anlagen. Da die Daten fast in Echtzeit zur Verfügung stehen, kann schnell auf Ereignisse vor Ort reagiert werden. Die Telemetriesteuerung ermöglicht es den Ingenieuren, in Anlagen wie z. B. Pumpen einzugreifen und Pumpen je nach den Umständen ein- oder auszuschalten. Die Telemetrie in Wassereinzugsgebieten ist eine ausgezeichnete Strategie für die Implementierung eines Wasserbewirtschaftungssystems.

Verteidigung, Raumfahrt und RessourcenerschließungBearbeiten

Telemetrie wird in komplexen Systemen wie Raketen, Raptoren, Raumfahrzeugen, Bohrinseln und chemischen Anlagen eingesetzt, da sie die automatische Überwachung, Alarmierung und Aufzeichnung ermöglicht, die für einen effizienten und sicheren Betrieb erforderlich sind. Raumfahrtagenturen wie die NASA, ISRO, die Europäische Weltraumorganisation (ESA) und andere Agenturen verwenden Telemetrie- und/oder Telekommandosysteme, um Daten von Raumfahrzeugen und Satelliten zu sammeln.

Telemetrie ist bei der Entwicklung von Raketen, Satelliten und Flugzeugen von entscheidender Bedeutung, da das System während oder nach dem Test zerstört werden könnte. Die Ingenieure benötigen kritische Systemparameter, um die Leistung des Systems zu analysieren (und zu verbessern). Ohne Telemetrie wären diese Daten oft nicht verfügbar.

WeltraumforschungEdit

Telemetrie wird von bemannten oder unbemannten Raumfahrzeugen zur Datenübertragung genutzt. Es wurden Entfernungen von mehr als 10 Milliarden Kilometern zurückgelegt, z. B. von Voyager 1.

RaketentechnikEdit

In der Raketentechnik ist die Telemetrieausrüstung ein integraler Bestandteil der Anlagen, die zur Überwachung der Position und des Zustands einer Trägerrakete verwendet werden, um die Kriterien für die Beendigung des Fluges zu bestimmen (Zweck der Anlage ist die öffentliche Sicherheit). Zu den Problemen gehören die extreme Umgebung (Temperatur, Beschleunigung und Vibration), die Energieversorgung, die Antennenausrichtung und (bei großen Entfernungen, z. B. in der Raumfahrt) die Signallaufzeit.

FlugerprobungBearbeiten

Heutzutage ist fast jeder Flugzeugtyp, jede Rakete und jedes Raumfahrzeug bei der Erprobung mit einem drahtlosen Telemetriesystem ausgestattet. Die mobile Telemetrie in der Luftfahrt dient der Sicherheit der Piloten und der Personen am Boden während der Flugtests. Die Telemetrie eines bordeigenen Flugtest-Instrumentensystems ist die Hauptquelle für Echtzeit-Messungen und Statusinformationen, die während der Tests von bemannten und unbemannten Flugzeugen übertragen werden.

Militärische AufklärungBearbeiten

Abgefangene Telemetrie war eine wichtige Informationsquelle für die Vereinigten Staaten und Großbritannien, als sowjetische Raketen getestet wurden; zu diesem Zweck betrieben die Vereinigten Staaten einen Abhörposten im Iran. Schließlich entdeckten die Russen das US-Aufklärungsnetz und verschlüsselten ihre Raketentest-Telemetriesignale. Die Telemetrie war auch eine Quelle für die Sowjets, die in der Cardigan-Bucht Abhörschiffe betrieben, um die Raketentests des Vereinigten Königreichs in diesem Gebiet abzuhören.

EnergieüberwachungBearbeiten

In Fabriken, Gebäuden und Häusern wird der Energieverbrauch von Systemen wie z. B. HLK an mehreren Standorten überwacht; die entsprechenden Parameter (z. B. Temperatur) werden über drahtlose Telemetrie an eine zentrale Stelle gesendet. Die Informationen werden gesammelt und verarbeitet, was eine möglichst effiziente Energienutzung ermöglicht. Solche Systeme erleichtern auch die vorausschauende Wartung.

RessourcenverteilungBearbeiten

Viele Ressourcen müssen über weite Bereiche verteilt werden. Die Telemetrie ist in diesen Fällen nützlich, da sie es dem Logistiksystem ermöglicht, die Ressourcen dorthin zu leiten, wo sie benötigt werden, und gleichzeitig die Sicherheit dieser Güter zu gewährleisten; Hauptbeispiele hierfür sind Trockengüter, Flüssigkeiten und körnige Schüttgüter.

TrockengüterBearbeiten

Trockengüter, wie z. B. verpackte Waren, können durch RFID-Sensorsysteme, Barcode-Lesegeräte, OCR-Lesegeräte (Optical Character Recognition) oder andere Erfassungsgeräte – gekoppelt mit Telemetriegeräten – verfolgt und fernüberwacht, verfolgt und inventarisiert werden, um RFID-Etiketten, Barcode-Etiketten oder andere Identifizierungsmarkierungen zu erkennen, die an dem Artikel, seiner Verpackung oder (bei großen Artikeln und Schüttgutsendungen) an seinem Versandbehälter oder Fahrzeug angebracht sind. Auf diese Weise lässt sich ihr Standort ermitteln und ihr Status und ihr Verbleib aufzeichnen, z. B. wenn Waren mit Barcode-Etiketten durch einen Kassenscanner an einem Kassensystem in einem Einzelhandelsgeschäft gescannt werden. Stationäre oder tragbare Barcode-Scanner oder RFID-Scanner mit Fernkommunikation können eingesetzt werden, um die Bestandsverfolgung und -zählung in Geschäften, Lagern, Versandterminals, Transportunternehmen und Fabriken zu beschleunigen.

FlüssigkeitenBearbeiten

Flüssigkeiten, die in Tanks gelagert werden, sind ein Hauptgegenstand der ständigen kommerziellen Telemetrie. Dazu gehört in der Regel die Überwachung von Tanklagern in Benzinraffinerien und Chemiewerken sowie von verteilten oder abgelegenen Tanks, die aufgefüllt werden müssen, wenn sie leer sind (wie bei Tankstellentanks, Heizöltanks oder Agrochemietanks in landwirtschaftlichen Betrieben), oder geleert werden müssen, wenn sie voll sind (wie bei der Förderung aus Ölquellen, angesammelten Abfallprodukten und neu produzierten Flüssigkeiten). Telemetrie wird verwendet, um die variablen Messungen von Durchfluss- und Tankfüllstandssensoren zu übermitteln, die Flüssigkeitsbewegungen und/oder -volumina durch pneumatischen, hydrostatischen oder Differenzdruck, durch vom Tank begrenzte Ultraschall-, Radar- oder Dopplereffektechos oder durch mechanische oder magnetische Sensoren erfassen.

SchüttgutBearbeiten

Die Telemetrie von Schüttgütern ist üblich für die Verfolgung und Meldung des Volumenstatus und des Zustands von Getreide- und Viehfutterbehältern, pulverförmigen oder körnigen Lebensmitteln, Pulvern und Pellets für die Herstellung, Sand und Kies und anderen körnigen Schüttgütern. Während die mit der Überwachung von Flüssigkeitsbehältern verbundene Technologie teilweise auch für körnige Schüttgüter gilt, ist aufgrund der komplexeren und variableren physikalischen Eigenschaften von Schüttgütern manchmal die Meldung des Gesamtgewichts des Behälters oder anderer Bruttoeigenschaften und -bedingungen erforderlich.

Medizin/GesundheitspflegeEdit

Telemetrie wird bei Patienten (Biotelemetrie) eingesetzt, bei denen das Risiko einer abnormalen Herztätigkeit besteht, im Allgemeinen in einer Koronarstation. Telemetrie-Spezialisten werden manchmal zur Überwachung vieler Patienten innerhalb eines Krankenhauses eingesetzt. Diese Patienten werden mit Mess-, Aufzeichnungs- und Übertragungsgeräten ausgestattet. Ein Datenprotokoll kann den Ärzten bei der Diagnose des Patientenzustandes behilflich sein. Eine Alarmfunktion kann das Pflegepersonal benachrichtigen, wenn der Patient unter einem akuten (oder gefährlichen) Zustand leidet.

In der medizinisch-chirurgischen Pflege gibt es Systeme zur Überwachung, um ein Herzleiden auszuschließen oder um die Reaktion auf antiarrhythmische Medikamente wie Amiodaron zu überwachen.

Eine neue und aufkommende Anwendung für die Telemetrie ist der Bereich der Neurophysiologie oder Neurotelemetrie. Neurophysiologie ist die Untersuchung des zentralen und peripheren Nervensystems durch die Aufzeichnung bioelektrischer Aktivitäten, ob spontan oder stimuliert. Bei der Neurotelemetrie (NT) wird das Elektroenzephalogramm (EEG) eines Patienten von einem registrierten EEG-Technologen mit Hilfe moderner Kommunikationssoftware fernüberwacht. Ziel der Neurotelemetrie ist es, eine Verschlechterung des Zustands eines Patienten zu erkennen, bevor körperliche Anzeichen und Symptome auftreten.

Neurotelemetrie ist gleichbedeutend mit kontinuierlicher Video-EEG-Überwachung in Echtzeit und findet Anwendung in der Epilepsie-Überwachungseinheit, der neurologischen Intensivstation, der pädiatrischen Intensivstation und der Intensivstation für Neugeborene. Aufgrund der arbeitsintensiven Natur der kontinuierlichen EEG-Überwachung wird NT typischerweise in größeren akademischen Lehrkrankenhäusern mit internen Programmen durchgeführt, die R.EEG-Technologen, IT-Support-Personal, Neurologen und Neurophysiologen sowie Überwachungs-Support-Personal umfassen.

Moderne Mikroprozessorgeschwindigkeiten, Software-Algorithmen und Videodatenkompression ermöglichen es Krankenhäusern, kontinuierliche digitale EEGs von mehreren kritisch kranken Patienten gleichzeitig zentral aufzuzeichnen und zu überwachen.

Neurotelemetrie und kontinuierliche EEG-Überwachung liefern dynamische Informationen über die Hirnfunktion, die eine frühzeitige Erkennung von Veränderungen des neurologischen Zustands ermöglichen, was besonders nützlich ist, wenn die klinische Untersuchung eingeschränkt ist.

Forschung und Management von Fischerei und WildtierenBearbeiten

Eine Hummelarbeiterin mit einem auf dem Rücken befestigten Transponder, die eine Rapsblüte besucht

Telemetrie wird zur Erforschung von Wildtieren eingesetzt und hat sich bei der Überwachung bedrohter Arten auf individueller Ebene als nützlich erwiesen. Die zu untersuchenden Tiere können mit Instrumenten ausgestattet werden, die Sensoren zur Messung von Temperatur, Tauchtiefe und -dauer (bei Meerestieren), Geschwindigkeit und Standort (mit GPS oder Argos-Paketen) enthalten. Telemetrie-Etiketten können den Forschern Informationen über das Verhalten, die Funktionen und die Umgebung der Tiere liefern. Diese Informationen werden dann entweder gespeichert (bei archivierten Tags) oder die Tags können ihre Informationen an einen Satelliten oder ein tragbares Empfangsgerät senden (oder übertragen). Das Einfangen und Markieren von Wildtieren kann ein gewisses Risiko für sie darstellen, weshalb es wichtig ist, diese Auswirkungen zu minimieren.

RetailEdit

Auf einem Workshop in Las Vegas im Jahr 2005 wurde auf die Einführung von Telemetriegeräten hingewiesen, die es Verkaufsautomaten ermöglichen würden, Verkaufs- und Bestandsdaten an einen Tourenwagen oder an eine Zentrale zu übermitteln. Diese Daten könnten für eine Vielzahl von Zwecken verwendet werden, z. B. um den Fahrern die erste Fahrt zu ersparen, um zu sehen, welche Artikel vor der Auslieferung des Inventars aufgefüllt werden müssen.

Einzelhändler verwenden auch RFID-Etiketten, um das Inventar zu verfolgen und Ladendiebstahl zu verhindern. Die meisten dieser Etiketten reagieren passiv auf RFID-Lesegeräte (z. B. an der Kasse), aber es gibt auch aktive RFID-Etiketten, die in regelmäßigen Abständen Standortinformationen an eine Basisstation senden.

StrafverfolgungBearbeiten

Telemetrie-Hardware ist nützlich für die Verfolgung von Personen und Eigentum in der Strafverfolgung. Eine Fußfessel, die von Sträflingen auf Bewährung getragen wird, kann die Behörden warnen, wenn eine Person gegen ihre Bewährungsauflagen verstößt, indem sie beispielsweise die erlaubten Grenzen verlässt oder einen nicht genehmigten Ort aufsucht. Die Telemetrie hat auch Köderautos ermöglicht, bei denen die Strafverfolgungsbehörden ein Auto mit Kameras und Ortungsgeräten ausstatten und es an einem Ort abstellen können, an dem es gestohlen werden soll. Wenn es gestohlen wird, meldet die Telemetrieausrüstung den Standort des Fahrzeugs und ermöglicht es den Strafverfolgungsbehörden, den Motor zu deaktivieren und die Türen zu verriegeln, wenn das Fahrzeug von den zuständigen Beamten angehalten wird.

EnergieversorgerBearbeiten

In einigen Ländern wird die Telemetrie verwendet, um die Menge der verbrauchten elektrischen Energie zu messen. Der Stromzähler kommuniziert mit einem Konzentrator, und dieser sendet die Informationen über GPRS oder GSM an den Server des Energieversorgers. Die Telemetrie wird auch für die Fernüberwachung von Umspannwerken und deren Anlagen eingesetzt. Für die Datenübertragung werden manchmal Phasenleitungsträgersysteme verwendet, die auf Frequenzen zwischen 30 und 400 kHz arbeiten.

FalknereiEdit

In der Falknerei bedeutet „Telemetrie“ einen kleinen Funksender, den ein Raubvogel bei sich trägt und der es dem Besitzer des Vogels ermöglicht, ihn zu verfolgen, wenn er außer Sichtweite ist.

TestenEdit

Telemetrie wird beim Testen feindlicher Umgebungen verwendet, die für Menschen gefährlich sind. Beispiele sind Munitionslager, radioaktive Stätten, Vulkane, die Tiefsee und der Weltraum.

KommunikationEdit

Telemetrie wird in vielen batteriebetriebenen drahtlosen Systemen verwendet, um das Überwachungspersonal zu informieren, wenn die Batterieleistung einen niedrigen Punkt erreicht und das Endgerät neue Batterien benötigt.

BergbauEdit

In der Bergbauindustrie dient die Telemetrie zwei Hauptzwecken: der Messung von Schlüsselparametern von Bergbauausrüstungen und der Überwachung von Sicherheitsmaßnahmen. Die Informationen, die durch die Erfassung und Analyse von Schlüsselparametern bereitgestellt werden, ermöglichen die Identifizierung von Ursachen für ineffiziente Abläufe, unsichere Praktiken und falsche Nutzung der Ausrüstung, um die Produktivität und Sicherheit zu maximieren. Weitere Anwendungen der Technologie ermöglichen den Austausch von Wissen und bewährten Verfahren innerhalb des Unternehmens.

SoftwareEdit

In der Software wird Telemetrie verwendet, um Daten über die Nutzung und Leistung von Anwendungen und Anwendungskomponenten zu sammeln, z. B. wie oft bestimmte Funktionen genutzt werden, Messungen der Start- und Verarbeitungszeit, Hardware, Anwendungsabstürze und allgemeine Nutzungsstatistiken und/oder das Nutzerverhalten. In einigen Fällen werden sehr detaillierte Daten wie individuelle Fenstermetriken, Zählungen verwendeter Funktionen und individuelle Funktionszeiten gemeldet.

Diese Art der Telemetrie kann für Softwareentwickler von wesentlicher Bedeutung sein, um Daten von einer Vielzahl von Endpunkten zu erhalten, die unmöglich alle intern getestet werden können, und um Daten über die Beliebtheit bestimmter Funktionen zu erhalten und darüber, ob ihnen Priorität eingeräumt oder ihre Entfernung in Betracht gezogen werden sollte. Aufgrund von Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes, da Software-Telemetrie leicht zur Erstellung von Nutzerprofilen verwendet werden kann, wird Telemetrie in Anwendersoftware häufig auf Wunsch des Anwenders eingesetzt, und zwar in der Regel als Opt-in-Funktion (die eine ausdrückliche Benutzeraktion zur Aktivierung erfordert) oder auf Wunsch des Anwenders während des Software-Installationsprozesses.