Sensoren an Bäumen sollen den Waldbrand wittern
Sensoren an den Stämmen sollen einen entstehenden Waldbrand möglichst früh bemerken und die Feuerwehr warnen. Forschende der HTWK Leipzig entwickeln dafür ein Funknetz, bei dem sich die Sensoren gegenseitig aktivieren.
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Bei einem Waldbrand zählt jede Minute. Forschende der HTWK Leipzig entwickeln ein Sensornetz, das entstehende Brände möglichst früh erkennen und die Feuerwehr warnen soll. © Egor Vikhrev/Unsplash
Bei einem Waldbrand zählt jede Minute. Forschende der HTWK Leipzig wollen Feuer deshalb möglichst früh entdecken. Im Projekt "ZUBAT" entwickeln sie ein Netz aus kleinen Sensoren, die im Wald Veränderungen erfassen. Gibt es Hinweise auf einen Brand, soll möglichst schnell eine Warnung bei der Feuerwehr ankommen.
ZUBAT steht für „Zukunftsorientierte Wake-Up basierte opportunistische IoT Plattform zur Waldbrandfrüherkennung“. Am Projekt arbeiten zwei Forschungsgruppen der HTWK Leipzig: die Professur Nachrichtentechnik von Marco Krondorf und die Professur Smart Diagnostik und Online Monitoring von Faouzi Derbel. Das Bundesforschungsministerium fördert die Arbeit bis Ende 2028.
Sensoren wecken sich gegenseitig
Die Sensoren sollen möglichst lange im Wald bleiben können. Häufige Batteriewechsel wären aufwendig. Deshalb setzt das Team auf sogenannte Wake-up-Empfänger. Nicht alle Sensoren müssen ständig aktiv sein. Bei Bedarf können sie sich gegenseitig "wecken". Die Funktechnik soll dadurch bis zu 500-mal energieeffizienter arbeiten als bisher etablierte Systeme.
Ein Sensor misst dauerhaft Partikel in der Luft. Steigt ihre Menge über einen bestimmten Wert, werden weitere Sensoren aktiv. Sie prüfen beispielsweise, ob es sich um organische Partikel handelt. Andere messen Kohlenmonoxid und Kohlendioxid.
Auch ein Mikrofon soll zum System gehören. Erkennt es menschliche Stimmen, können weitere Sensoren aktiviert werden. Denn mehr als 90 Prozent der Waldbrände werden laut Projektteam durch Menschen verursacht. Mehrere Messwerte zusammen sollen helfen, einen möglichen Brand besser einzuordnen und Fehlalarme zu vermeiden.
Der Wald bremst das Funksignal
Doch ein erkannter Brand nützt wenig, wenn die Warnung nicht aus dem Wald gelangt. Die Sensoren müssen ihre Daten bis zu einer zentralen Basisstation weitergeben. Bäume und andere Pflanzen können die Funksignale abschwächen. Wie stark, untersucht das Team um Marco Krondorf. Dafür waren die Forschenden bereits in der Dübener Heide, im Leipziger Auwald und im Erzgebirge unterwegs. Sachsenforst stellte ihnen dafür Waldflächen zur Verfügung.
Aus den Messungen berechnen die Forschenden derzeit, wie häufig und wie stark Funksignale im Wald abgeschwächt werden. Gleichzeitig entwickeln sie die Funktechnik weiter und bauen erste Prototypen der Sender.
Im kommenden Jahr soll zunächst ein kontrolliertes Testfeuer auf dem Gelände der HTWK Leipzig stattfinden. Gegen Ende des Projekts ist ein Testbrand in einem sächsischen Wald geplant, gemeinsam mit Sachsenforst und der Feuerwehr. Dann soll sich zeigen, unter welchen Bedingungen das System zuverlässig arbeitet. Langfristig sollen die Ergebnisse als Grundlage für technische Standards zur frühen Erkennung von Waldbränden dienen.
