TMS – Temperatur Monitoring System

Problemstellung

Dort, wo temperaturempfindliche Waren gelagert werden (Großküchen, Lebensmittelgeschäfte, Restaurants), müssen Kühlregale ununterbrochen funktionstüchtig sein, damit die Ware nicht verdirbt. Außerhalb der Betriebszeiten oder am Wochenende kann es jedoch vorkommen, dass die Kühlung wegen eines Stromausfalls oder technischen Defekts für mehrere Stunden unbemerkt außer Betrieb ist. Die darin gelagerte Ware darf dann wegen der Unterbrechung der Kühlkette nicht mehr verkauft oder verarbeitet werden. Dadurch kann für die Besitzer*innen der Ware ein hoher finanzieller Schaden entstehen.

Um diesem Problem entgegenzuwirken, haben Christian Reichl und Sarah Gartner bereits im ersten Semester ihres Masterstudiums mit der Entwicklung eines funktionstüchtigen Prototyps begonnen. Dieser Prototyp wurde nun im zweiten Semester durch die Unterstützung von Sandra Szeliga und Mario Zeller weiterentwickelt. 

Zielsetzung

Im Rahmen dieses Projektes soll ein funktionierender Prototyp entwickelt werden, mit dem sich Umgebungsparameter wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit von temperaturempfindlicher Ware automatisch überwachen und dokumentieren lassen. Die Gastronomen und Lebensmittelhändler sollen durch das automatische Monitoring der Kühlungen vom Dokumentationsaufwand entlastet werden. Die Lebensmittelaufsicht soll von der digitalen Erfassung der Messdaten profitieren.

Umsetzung

• Christian Reichl übernahm die Entwicklung der Hardware. Seine Aufgabe im Projekt war es, Messdaten wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit aus Kühlgeräten an ein Cloud-Backend zu senden.
• Sarah Gartner war für die Entwicklung und Programmierung des Cloud-Backends verantwortlich, welches die Messdaten der Hardware von Reichl entgegennimmt, verarbeitet, visualisiert und speichert. 

Für Benutzer*innen des Systems spielt auch die Bedienbarkeit eine wichtige Rolle. Aus diesem Grund wurde das Team zu Beginn des zweiten Semesters um zwei Projektmitglieder erweitert.

• Sandra Szeliga war für die Entwicklung von Mock-ups und für das Erstellen von Logos verantwortlich.
• Mario Zeller hat basierend auf den Mock-ups von Sandra eine top moderne Desktop- und Mobile-App für das Temperatur Monitoring System programmiert.

Projektschritte

Zu Beginn des Projekts wurden Anforderungen definiert, die das zu entwickelnde System erfüllen soll. In einer ausführlichen Software-Design-Beschreibung haben die Studierenden dann die Hardware-, Netzwerk- und Software-Architektur ihres Systems definiert. Weiters wurden auch jeweils ein Monitoring-, Logging-, Wartungs- und Security-Konzept ausgearbeitet.

Nach einer ausführlichen Hardware-Recherche startete das Team, basierend auf ihrer Software-Design Beschreibung, mit der Entwicklung und Programmierung des Prototyps. Die Fähigkeiten für die Umsetzung des Projekts wurden zum Teil in Lehrveranstaltungen an der FH vermittelt und zum Teil eigneten sich die Studierenden ihr Wissen aus persönlichem Interesse im Selbststudium an.

Zum Schutz der entwickelten Sendeeinheit, die Daten von den Kühlgeräten an das Cloud-Service sendet, hat Reichl außerdem ein Gehäuse in einer CAD-Software entwickelt und diese dann mit 3-D-Druck hergestellt. Dieses Gerät besteht aus einer Sendeeinheit mit eingebauter Elektronik sowie angeschlossenen Antennen und wird vom Projektteam auch als „CrossGate“ bezeichnet. Die nachfolgenden Abbildungen veranschaulichen die Bestandteile des Projektes. 

Abbildung 1: 3-D-Modell und 3-D-gedrucktes Gehäuse | Copyright: Christian Reichl

Abbildung 2: Einsatzbereite Sendeeinheit | Copyright: Christian Reichl

Abbildung 3: Design für Desktopversion und Umsetzung der mobilen Applikation | Copyright: Sandra Szeliga und Mario Zeller

Ergebnisse

Ergebnis des Projekts ist ein funktionstüchtiger Hardware-Prototyp mit Cloud-Backend. Der Prototyp wurde zu Projektende noch zu einem Starter-Kit weiterentwickelt. Dieses Starter-Kit beinhaltet drei Bluetooth-Sensoren für jeweils ein Kühlgerät, eine Sendeeinheit, ein Netzteil und mehrere Antennen.

Einblick in das entwickelte Starter-Kit | Copyright: Christian Reichl

Das Projektteam plant mit diesem Starter-Kit Experimente durchzuführen und es für Testzwecke an Unternehmen zu verleihen. Neben klassischen Einsatzbereichen, wie in Lebensmittelgeschäften oder Großküchen, kann sich das Team auch vorstellen, dass ihr System in Selbstbedienungsläden oder auch Weinkellern zur Überwachung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit eingesetzt werden könnte.