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Vom Partikel zum Bildschirm
Wie Bioaerosol-Daten zu den Nutzern gelangen
Dieser Artikel beschreibt, wie wir einzelne Pollenkörner, Sporen und weitere Bioaerosol-Partikel in Daten umwandeln, die dann auf unserem Bildschirm verfügbar sind. Wie gelangen die Bioaerosol-Daten zu den Nutzern? Die Datenübertragung in der automatischen Überwachung von Bioaerosol-Partikel (z.B. Pollen) in Echtzeit ist ein wichtiges Thema. Welchen Pfad die generierten Daten zurücklegen, ist dabei oftmals nicht bekannt und undurchsichtig. Wir möchten dies ändern und zeigen anhand eines vereinfachten Best-Practice Beispiels, wie die Daten vom Partikel zum Bildschirm und im Endeffekt zum Benutzer gelangen. Als Benutzer definieren wir primär unsere Kunden aus der Privatwirtschaft, der Wissenschaft und dem öffentlichen Sektor.
Die Ausgangslage
In diesem Best-Practice Beispiel sehen Sie ein Setup für ein kleines automatisches Netzwerk für die Pollenüberwachung, bestehend aus einem SwisensPoleno Mars, einem SwisensPoleno Jupiter, einer zentralen Datenbank (Swisens Data Base) und dem Zugang für den Netzwerkbetreiber (SwisensDataExplorer). Der vereinfachte Datenpfad läuft von links nach rechts.
Wie gelangen die Daten vom Partikel zum Bildschirm?
Bevor wir den Datenfluss betrachten, erklären wir, wie aus einzelnen Aerosol-Partikel ein Bündel von Daten generiert wird. Dazu werfen wir einen Blick in das Innere eines SwisensPolenos. Von der Messung der einzelnen Partikel bis hin zur Ausgabe durchlaufen die Daten drei Stationen. Diese sind definiert durch die Messsysteme in grün, die zentrale Datenbank in grau (Swisens Data Base) und den Zugang für die Netzwerkbetreiber in blau (SwisensDataExplorer). Was bei den drei einzelnen Stationen jeweils passiert, erklären wir Ihnen in den nachfolgenden Abschnitten.
Am Ursprung steht die Generierung der Daten. Dazu messen beide SwisensPoleno Systeme die in der Umgebungsluft enthaltenen Partikel. Sie tun dies, indem sie ein Luftvolumenstrom von 40l/min ansaugen und die darin enthaltenen Partikel im Vorbeiflug durch die Messkammer messen. Ein gemessenes Partikel entspricht einem «Event», welcher folgende Informationen speichert:
Messdaten des Partikels
z.B. zwei Holographiebilder, Partikel-Position und Geschwindigkeit in der Messkammer
Ergebnisse der Echtzeit-Analyse
d.h. erfasste Partikel-Eigenschaften basierend auf holographischen Bildern, relativer Fluoreszenz Intensität & Lebenszeit und Polarisation
Resultat der Echtzeit-Klassifikation
d.h. basierend auf den lokal ausgeführten Machine Learning Identifikations-Algorithmen
Dieser Event wird dann entweder in Form von einer einzelnen Datei (JSON-File) oder in die Datenbank (MySQL) als Tabellen-Eintrag temporär auf dem SwisensPoleno abgespeichert. Im Anschluss werden diese Daten an eine zentrale Datenbank (ebenfalls MySQL) übermittelt. Der Zweck dieser Zwischenspeicherung ist, dass keine Datenverluste entstehen, sollte ein Verbindungsproblem (z.B. durch Ausfall der Internets) mit der zentralen Datenbank vorhanden sein. Der lokale Speicher von SwisensPoleno kann dabei Daten von bis zu 6 Wochen auf dem Zwischenspeicher ablegen. Danach erreicht die integrierte Speicherkapazität ihr Limit.
Weiterführende Informationen zur Datengenerierung finden Sie in unserem Whitepaper.
Datenübertragung in Echtzeit
Besteht eine reibungslose Datenverbindung, werden die Dateien innerhalb von wenigen Sekunden auf die zentrale Datenbank (Swisens Database) übertragen. Die Swisens Database entspricht dabei einer Software, welche das ganze Datenmanagement für das Netzwerk übernimmt. Sie holt sich alle Event-Daten von allen SwisensPoleno Systemen innerhalb des Netzwerkes. Von hier aus können die Daten via Swisens REST API oder dem SwisensDataExplorer abgerufen werden. Mit der Swisens REST API lassen sich die Daten für weitere Verwendungszwecke in End-User Applikationen wie zum Beispiel einer Webseite oder Smartphone App implementieren und anzeigen.
Neben der generischen REST API Schnittstelle, erhält der Netzwerkbetreiber via Web-Browser und dem SwisensDataExplorer einfach Zugriff auf die Messdaten. Über die URL https://dataexplorer.swisens.ch und den zugeteilten Login-Daten, können Sie auf die von ihren System generierten Daten zugreifen.
Details zu den Funktionen und die Bedienung des SwisensDataExplorers können Sie im dazu passenden Blog-Beitrag nachlesen.