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Scientific publications

At Hahn-Schickard, research also means publishing findings in scientific publications.

Jahr Name
2021

STAG4Iot Projekt: STAG – Sensor Technology Adapter Gateway. Eine modulare Adapter Lösung für Sensoren im industriellen Internet der Dinge (IoT)

Dovydas Girdvainis, Christoph Rathfelder, Gerhard Marki

IoT-Konferenz / Edge & Cloud Control 2021, 20.10.2021, Online

show abstract

Intelligente Sensorsysteme sind die Grundlage einer intelligenten Fabrik und damit auch ein Baustein von Industrie 4.0. Sensorsysteme verschiedener Hersteller verwenden allerdings oft unterschiedliche und häufig auch proprietäre Kommunikationsprotokolle. Dies kann zur Herausforderung werden, wenn all diese Systeme in eine zentrale Datenverarbeitung oder gar IoT-Plattform integriert werden sollen. Noch komplizierter wird es, wenn die Sensorsysteme parallel in unterschiedliche IoT-Plattformen oder Datenbanken integriert werden sollen, um verschiedene Anwendungsfälle zu erfüllen. Zum Beispiel eine IoT-Plattform zur Überwachung von Sensordaten in Echtzeit und eine separate Datenbank, die für ein prädiktives Wartungssystem genutzt wird.  Ein modulares Sensor-Adapter-Gateway, wie das in diesem Vortrag vorgestellte Open-Source Projekt STAG, hilft, die Integrationskomplexität zu reduzieren, indem unterschiedliche Sensorkommunikationssysteme mit einem einheitlichen Modell abstrahiert werden und das IoT-Plattform-spezifische Modell automatisch konstruiert wird. Darüber hinaus lässt sich ein solches System durch Hinzufügen neuer Sensoradapter leicht erweitern. Es bietet eine einfache Schnittstelle auch für zukünftige IoT-Lösungen. In dieser Präsentation möchten wir einen Einblick in unser frei verfügbares Sensor Technology Adapter Gateway (STAG) geben und unsere bisher gesammelten Erfahrungen präsentieren.

Link zum Beitrag

2021

BAG – Bluetooth Low Energy App Generator

D. Landler-Gärtner, C. Rathfelder

Konferenz Internet of Things – vom Sensor bis zur Cloud, 20.10.2021 - 21.10.2021, Online

show abstract

Im Bereich der smarten Systeme besitzen Apps auf Smartphones und Tablets, die mit physischen Geräten wie Sensoren kommunizieren, eine große Bedeutung. Der Aufbau ist dabei häufig ähnlich, auf der einen Seite steht das mobile Endgerät und auf der anderen Seite das physische Sensorsystem mit Bluetooth Low Energy Schnittstelle. Die Kommunikation zwischen den beiden Parteien findet dabei häufig über das standardisierte Bluetooth Protokoll GATT (Generic Attribute Profile) statt.
Mit BAG verfolgen wir einen modellgetriebenen Ansatz, der aus einem Modell automatisiert den Programmcode für eine gewünschte App generiert. Durch diese Generierung können die häufig zu verwendenden Codeteile automatisiert erzeugt werden, sodass diese nicht mehr manuell umgesetzt bzw. angepasst werden müssen. Unter Verwendung einer eigens definierten Sprache (DSL) wird durch die entwickelten Codegeneratoren ein lauffähiges Grundgerüst einer App generiert, die mit einem physischen Bluetooth LE Gerät kommuniziert. Dabei wird jeweils eine Android und iOS Variante der gewünschten App erzeugt. Durch BAG werden dem App-Entwickler die Implementierungsaufgaben für die Kommunikation abgenommen und er kann sich auf die Logik und das User Interface (UI) konzentrieren. Durch die ebenfalls generierte Basis-UI können sich Sensorentwickler ihre eigene Test-App passend zum Sensor generieren lassen.

 

2021

Rapid wet-chemical oxidative activation of graphite felt electrodes for vanadium redox flow batteries

B. Shanahan, K. Seteiz, P. A. Heizmann, S. Koch, J. Büttner, S. Ouardi, S. Vierrath, A. Fischer and M. Breitwieser

RSC Advances 11 (51) 32095 - 32105, doi: 10.1039/D1RA05808H

2021

Simulation-Based Resilience Quantification of an Indoor Ultrasound Localization System in the Presence of Disruptions

A. K. Jain, D. J. Schott, H. Scheithauer, I. Häring, F. Höflinger, G. Fischer, E. A. P. Habets, P. Gelhausen, C. Schindelhauer, S. J. Rupitsch

Sensors 2021, 21(19), 6332

show abstract
2021

A performance-based tabular approach for joint systematic improvement of risk control and resilience applied to telecommunication grid, gas network, and ultrasound localization system

I. Häring, M. Fehling-Kaschek, N. Miller, K. Faist, S. Ganter, K. Srivastava, A. K. Jain, G. Fischer, K. Fischer, J. Finger, A. Stolz, T. Leismann, S. Hiermaier, M. Carli, F. Battisti, R. Makri, G. Celozzi, M. Belesioti, E. Sfakianakis, E. Agrafioti, A. Chalkidou, G. Papadakis, C. Fuggini, F. Bolletta, A. Neri, G. Giunta, H. Scheithauer, F. Höflinger, D. J. Schott, C. Schindelhauer, S. Köhler, I. Linkov

Environment Systems and Decisions (2021) 41:286-329

show abstract
2021

Eliminating viscosity bias in lateral flow tests

D. Kainz, B. Breiner, S. M. Früh, T. Hutzenlaub, R. Zengerle, N. Paust

Microsystems & Nanoengineering 7, 72, doi: 10.1038/s41378-021-00296-5

2021

Real-Time Detection of Tumor Cells during Capture on a Filter Element Significantly Enhancing Detection Rate

A. Lux, H. Bott, N. P. Malek, R. Zengerle, T. Maucher, J. Hoffmann

Biosensors 2021, 11(9), 312; doi: 10.3390/bios11090312

2021

Automated library preparation for whole genome sequencing by centrifugal microfluidics

J. F. Hess, M. E. Hess, R. Zengerle, N. Paust, M. Boerries, T. Hutzenlaub

Analytica Chimica Acta, 338954, doi: 10.1016/j.aca.2021.338954

2021

Bereitstellung von Produktdienstleistungen (InsightProducts)

J. Dehnert, S. Reiter

CORNET Gesamtschlussbericht und IGF-Schlussbericht Nr. 228 EN

show abstract

InsightProducts zielt auf die Verbesserung digitaler Produkte und konzentriert sich auf die eingehende Analyse von Lösungen zur industriellen Zustandsüberwachung, wobei insbesondere die Aspekte Architektur und Sensorik, produktinterne Intelligenz, Kommunikation und Datenerfassung berücksichtigt werden.

Link zum Bericht

2021

Virtual Fluorescence Color Channels by Selective Photobleaching in Digital PCR Applied to the Quantification of KRAS Point Mutations

F. Schlenker, E. Kipf, N. Borst, T. Hutzenlaub, R. Zengerle, F. von Stetten, P. Juelg

Anal. Chem. …., doi: 10.1021/acs.analchem.1c01488

2021

The effect of ionomer content in catalyst layers in anion-exchange membrane water electrolyzers prepared with reinforced membranes (Aemion+™)

S. Koch, P. A. Heizmann, S. K. Kilian, B. Britton, S. Holdcroft, M. Breitwieser, S. Vierrath

J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 15744-15754, DOI: 10.1039/D1TA01861B

2021

Hydrocarbon-based Pemion™ proton exchange membrane fuel cells with state-of-the-art performance

H. Nguyen, F. Lombeck, C. Schwarz, P. A. Heizmann, M. Adamski, H-F. Lee, B. Britton, S. Holdcroft, S. Vierrath, M. Breitwieser

Sustainable Energy and Fuels 2021, 5, 3687-3699, DOI: 10.1039/d1se00556a

2021

Site-Specifically-Labeled Antibodies for Super-Resolution Microscopy Reveal In Situ Linkage Errors

S. M. Früh, U. Matti, P. R. Spycher, M. Rubini, S. Lickert, T. Schlichthaerle, R. Jungmann, V. Vogel, J. Ries, I. Schoen

ACS Nano …..doi: 10.1021/acsnano.1c03677

2021

Novel lab-on-a-disk platforms: a powerful tool for molecular fingerprinting of oral and respiratory tract infections

K. Mitsakakis

Expert Rev. Mol. Diagn., 2021, 21(6), 523 – 526. DOI: 10.1080/14737159.2021.1920400

show abstract
2021

Performance and stability comparison of Aemion™ and Aemion+™ membranes for vanadium redox flow batteries

B. Shanahan, B. Britton, A. Belletti, S. Vierrath, M. Breitwieser

RSC Advances, Vol. 11 (22), 13077-13084, doi: 10.1039/D1RA01079D

2021

Integrated Devices for Non-Invasive Diagnostics

H. C. Ates, A. Brunauer, F. von Stetten, G. A. Urban, F. Güder, A. Merkoçi, S. M. Früh, C. Dincer

Adv. Funct. Mat., Vol.  31 (15), 2010388, doi: 10.1002/adfm.202010388

2021

Miniaturization, Parallelization, and Automation of Endotoxin Detection by Centrifugal Microfluidics

J.-N. Klatt, I. Schwarz, T. Hutzenlaub, R. Zengerle, F. Schwemmer, D. Kosse, J. Vincent, M. Scaer, K. Franaszczuk, D. Wadsworth, N. Paust

Analytical Chemistry 2021, 93, 24, 8508–8516, doi: 10.1021/acs.analchem.1c01041

2021

Blocking Protein Adsorption in Microfluidic Chips by a Hydrophobin Coating

J.-N. Klatt, T. Hutzenlaub, T. Subkowski, T. Müller, S. Hennig, R. Zengerle, N. Paust

ACS Appl. Polym. Mater. 2021, 3, 7, 3278–3286, doi: 10.1021/acsapm.0c01301

2021

Automation of peptide desalting for proteomic liquid chromatography–tandem mass spectrometry by centrifugal microfluidics

J.-N. Klatt, T.J. Dinh, O. Schilling, R. Zengerle, F. Schmidt, T. Hutzenlaub, N. Paust

Lab Chip 21,(21),2255, doi: 10.1039/d1lc00137J

2021

A microfluidic cartridge for fast and accurate diagnosis of Mycobacterium tuberculosis infections on standard laboratory equipment

A. Homann, L. Niebling, S. Zehnle, M. Beutler, L. Delamotte, M.C. Rothmund, D. Czurratis, K.-D. Beller, R. Zengerle, H. Hoffmann, N. Paust

Lab Chip 21 (8), 1540-1548, doi: 10.1039/d1lc00035g