IoT-Monitoringsystem für Museumsexponate

Interaktive Museumsexponate erfordern eine bedarfsgerechte Wartung, um Ausfälle zu vermeiden und Ressourcen effizient zu nutzen. Diese Arbeit entwirft und realisiert ein skalierbares IoT-Monitoring System für Exponate am Beispiel von Primeo Energie Kosmos. Relevante Parameter werden mit Sensoren über dezentrale Edge-Geräte (ESP32/ESP32-S3) erfasst und mittels MQTT an ein zentrales Monitoring-System gesendet. Dort werden die Rohdaten mit Filter, Formatierer und virtuellen Sensoren stabilisiert und aufbereitet.

Ausgangslage

Das Mitmachmuseum Primeo Energie Kosmos betreibt eine Ausstellung mit verschiedenen interaktiven Exponaten rund um die Themen Energie und Klima. Die Ausstellung erstreckt sich über mehrere Stockwerke und Gebäude. Um einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen, müssen die Exponate regelmässig gewartet werden. Die erforderlichen Wartungsintervalle variieren jedoch stark in Abhängigkeit von der jeweiligen Nutzung. Derzeit basieren die Wartungen ausschliesslich auf den Erfahrungswerten der Betreibenden und sind nicht auf den tatsächlichen Bedarf abgestimmt.

Zielsetzung

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Monitoring Systems, welches Mitmachmuseen wie Primeo Energie Kosmos dabei unterstützt, die Wartungen ihrer Exponate auf den tatsächlichen Bedarf abzustimmen. Die Lösung soll den momentanen Prozess vereinfachen und darf keinen neuen Mehraufwand für die Betreibenden verursachen. Das System soll zudem so konzipiert werden, dass es skalierbar ist und auch in anderen Mitmachmuseen eingesetzt werden kann.

Ergebnisse

Die Arbeit zeigt das Potenzial, dass ein modular aufgebautes IoT-Monitoring-System den Wartungsprozess von Museumsexponaten effektiv unterstützen kann. Durch die Kombination von verbrauchs- und betriebsbezogenen Parametern wie Füllständen, Zuständen und Klimadaten lässt sich der Zustand eines Exponats zuverlässig einschätzen und gezielt eingreifen, wenn es erforderlich ist.

Die Möglichkeit, Daten individuell aufzubereiten und Zustände visuell hervorzuheben, sorgt für eine besonders benutzerfreundliche Darstellung. Darüber hinaus wird die Integration in Drittsysteme wie Home Assistant unterstützt, sodass sich das System nahtlos in bestehende Abläufe einfügen lässt.

Technische Schlüsselbegriffe

• IoTInternet of Things
• MCUMicrocontroller Unit
• ESP32kostengünstiger, stromsparender Mikrocontroller mit integrierter Wi-Fi- und Bluetooth-Konnektivität
• SensorikBezeichnet in der Technik die Wissenschaft und die Anwendung von Sensoren zur Messung und Kontrolle von Veränderungen von umweltbezogenen, biologischen oder technischen Systemen
• Monitoring SystemTechnisches System, das dazu dient, Prozesse, Systeme oder Vorgänge systematisch zu überwachen, zu erfassen und zu analysieren, um deren Zustand, Leistung oder Verhalten zu beurteilen
• ExponatAusstellungs-, Museumsstück

Kunde

Primeo Energie Kosmos
Weidenstrasse 6
4142 Münchenstein
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