ISBN 9783843902144

978-3-8439-0214-4, Reihe Ingenieurwissenschaften

Robert Diemer
Verteilte Datenauswertung zur Energieoptimierung im Medical Life Media

197 Seiten, Dissertation Technische Universität München (2011), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

„Life Media“ beschreibt die Idee, jegliche Information, die ein Mensch während seines Lebens aufnimmt, zu speichern, auszuwerten und sie wieder bereit zu stellen. Grundlage für ein derartiges System ist die kontinuierliche Erfassung von Informationen durch Sensoren. Für die automatische Auswertung und Speicherung der anfallenden Datenmenge ist eine Übertragung zu einem Rechnersystem über Mobilfunk erforderlich. In der vorliegenden Arbeit beschränkt sich das „Life Media“-Konzept auf medizinisch relevante Werte und wird daher „Medical Life Media“ genannt. Vor allem das Thema Energiemanagement spielt eine zentrale Rolle, da möglichst lange Batterielaufzeiten gewünscht sind.

Aufbauend auf einem in dieser Arbeit entwickeltem Aktivitätssensor wird ein Konzept gezeigt, bei dessen Verwendung die Energieeinsparung durch eine Reduktion der übertragenen Datenmenge und des Rechenaufwands bei der Auswertung erreicht wird. Durch gezieltes Feedback des Mobiltelefons an den Sensorknoten wird dieser in die Lage versetzt, physische Aktivitäten wie Gehen oder Laufen mit sehr einfachen Rechenvorschriften zu überwachen.

Daneben wird ein mathematisches Modell vorgestellt, das die Wahrscheinlich- keit für Paketverluste auf Grund von Interferenzen durch weitere Bluetooth- Geräte angibt. Es werden dazu verschiedene Übertragungsprofile verglichen und es zeigt sich, dass das „Health Device Profile“ den anderen Varianten gegenüber meist überlegen ist.

Drittens wird das Konzept der „Dynamischen Ticks“ seitens des Realzeit- Betriebssystems auf den Sensorknoten betrachtet. Durch eine dynamische, dem Programmablauf angepasste Umprogrammierung der Betriebssystemticks können Ruhe-Perioden, in denen der Mikrocontroller schläft, effektiver genutzt und unnötiges Aufwachen verhindert werden, wodurch Energie eingespart wird.

Zudem wurde ein neuer Sensor zur Bestimmung des Gesamtkörperwasserhaus- halts entworfen, bei dem auf Basis von Impedanzmessungen Veränderungen der Hautfeuchtigkeit erfasst werden. Obwohl der Sensor Feuchtigkeitsänderungen aufzeigen konnte, waren die Ergebnisse nicht aussagekräftig genug, um daraus auf das Gesamtkörperwasser schließen zu können.