1. ZHAW digitalcollection
  2. School of Engineering
  3. Publikationen
  4. Publikationen School of Engineering
Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.21256/zhaw-23507
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorAnet, Julien-
dc.contributor.advisorRennhard, Patrick-
dc.contributor.authorMoser, Simon-
dc.contributor.authorSpring, Lucas-
dc.date.accessioned2021-11-18T08:40:14Z-
dc.date.available2021-11-18T08:40:14Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttps://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/23507-
dc.description.abstractUrbane Hitzeinseln sind städtische Gebiete, die sich stärker erwärmen als ihr Umland. Die höheren Temperaturen bringen in den Städten eine Reihe von schwerwiegenden gesundheitlichen und wirtschaftlichen Problemen mit sich, von welchen immer mehr Menschen betroffen sein werden. Forschende auf der ganzen Welt versuchen, die genauen Ursachen und den exakten Nutzen von Gegenmassnahmen zu quantifizieren. Eine wichtige Grundlage dieser Untersuchungen ist die Messung der Temperaturverteilung in Städten. Am exaktesten kann diese mittels einer Vielzahl von Messstationen, die auf dem ganzen Stadtgebiet verteilt sind, erfasst werden. Da Messstationen teuer sind, ist es schwierig, ein dichtes Messnetz zu etablieren, weshalb oft nur über kurze Zeit oder mit zu wenigen Messpunkten gemessen werden kann. Zudem weisen gängige Stationen meist einen zu hohen Strahlungsfehler auf oder benötigen zum dauerhaften Betrieb eines Ventilators einen Netzanschluss. Das Ziel dieser Bachelorarbeit war die Entwicklung einer Messstation, welche die Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit exakt erfasst, die Messwerte automatisch und drahtlos übermittelt und weniger als Fr. 100.- kostet. Die Messstation soll mindestens ein Jahr ohne externe Energieversorgung betrieben werden können. Dies erforderte die Entwicklung eines Strahlenschutzgehäuses, von Mess- und Funkelektronik und von Steuerungssoftware. Zudem wurde eine Kostenschätzung für eine Serienproduktion der Messstation unternommen. Basierend auf Recherchen zu meteorologischen Messmethoden und Strahlenschutzgehäusen wurden Bauteile, Baumaterialien, elektronische Komponenten und Fertigungsverfahren evaluiert und getestet. Die ausgewählte Sensorik und Elektronik wurde miniaturisiert und in den Gehäuseprototypen, der aus 3D-Druck- und Blechteilen besteht, eingebaut. LoRaWAN wurde als Funkstandard ausgewählt und seine Funktionalität getestet. Zudem wurde die Software für die Messstation und einen Server, welcher die empfangenen Messdaten auswertet, entwickelt. Mittels einer einfachen physikalischen Modellbildung, verschiedenen Versuchen und nichtlinearen Ausgleichsrechnungen wurde zudem ein Extrapolationsalgorithmus etabliert, welcher exakte Messungen bei geringem Energieverbrauch ermöglicht. Aus der Arbeit resultieren zwei Prototypen, welche automatisch Messwerte sammeln und übermitteln. Die Messstation weist auch bei starker Sonneneinstrahlung eine Messgenauigkeit von 1K auf. In der Testphase wiesen die Prototypen im Vergleich mit einer Referenzstation in 93.5% der Fälle eine Abweichung von weniger als ±0.5K auf. Die Messgenauigkeit der relativen Luftfeuchtigkeit betrug ±3%RH. Zudem wurden Kostenschätzungen für die Produktion von 100, 500 und 1000 Messstationen erstellt. Der Materialpreis bei 1000 Stück liegt bei Fr. 131.- pro Messstation. Obwohl das geforderte Kostendach nicht eingehalten werden konnte, resultieren eine Vielzahl von wichtigen Erkenntnissen aus dieser Arbeit. Im Ausblick werden zudem mögliche Untersuchungen und Anpassungen, welche die Messstation bezüglich Kosten, Energieeffizienz und Messgenauigkeit weiter optimieren könnten, diskutiert. Mit dieser Arbeit konnte ein wichtiger Beitrag zur besseren Untersuchung des urbanen Hitzeinseleffekts geleistet werden.de_CH
dc.format.extent85de_CH
dc.language.isodede_CH
dc.publisherZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaftende_CH
dc.rightsLicence according to publishing contractde_CH
dc.subject.ddc600: Technikde_CH
dc.titleEntwicklung einer low-cost Messstation für urbane Hitzeinseln inkl. automatischer Datenübertragungde_CH
dc.typeThesis: Bachelorde_CH
dcterms.typeTextde_CH
zhaw.departementSchool of Engineeringde_CH
zhaw.organisationalunitInstitute of Signal Processing and Wireless Communications (ISC)de_CH
zhaw.organisationalunitZentrum für Aviatik (ZAV)de_CH
zhaw.publisher.placeWinterthurde_CH
dc.identifier.doi10.21256/zhaw-23507-
zhaw.originated.zhawNode_CH
zhaw.webfeedElektronik und Hochfrequenztechnikde_CH
zhaw.webfeedMeteorology, Environment and Air Traffic (ZAV)de_CH
zhaw.webfeedSensorikde_CH
zhaw.webfeedSensors and Measuring Systemsde_CH
zhaw.webfeedSoftware Systemsde_CH
zhaw.webfeedStadtökologiede_CH
zhaw.webfeedWireless Communicationde_CH
Appears in collections:Publikationen School of Engineering

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
BA21_anet_08.pdf8.98 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
Show simple item record
Moser, S., & Spring, L. (2021). Entwicklung einer low-cost Messstation für urbane Hitzeinseln inkl. automatischer Datenübertragung [Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften]. https://doi.org/10.21256/zhaw-23507
Moser, S. and Spring, L. (2021) Entwicklung einer low-cost Messstation für urbane Hitzeinseln inkl. automatischer Datenübertragung. Bachelor’s thesis. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-23507.
S. Moser and L. Spring, “Entwicklung einer low-cost Messstation für urbane Hitzeinseln inkl. automatischer Datenübertragung,” Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, 2021. doi: 10.21256/zhaw-23507.
MOSER, Simon und Lucas SPRING, 2021. Entwicklung einer low-cost Messstation für urbane Hitzeinseln inkl. automatischer Datenübertragung. Bachelor’s thesis. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Moser, Simon, and Lucas Spring. 2021. “Entwicklung einer low-cost Messstation für urbane Hitzeinseln inkl. automatischer Datenübertragung.” Bachelor’s thesis, Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-23507.
Moser, Simon, and Lucas Spring. Entwicklung einer low-cost Messstation für urbane Hitzeinseln inkl. automatischer Datenübertragung. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2021, https://doi.org/10.21256/zhaw-23507.


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.