Was ist LoRaWAN und was hat es mit Digitalisierung zu tun?

Von der Abwasser-Pumpstation über Baustellengeräte bis hin zur Kuh lässt sich alles miteinander vernetzen, überwachen, steuern und auswerten. Damit das funktioniert, wird eine passende Übertragungstechnologie für Maschinen (und Tiere) benötigt. Sie muss hohe Reichweiten haben und gut durch Mauern dringen, um aus dem letzten Winkel Daten herbeizuschaffen. Außerdem ist ein geringer Stromverbrauch sehr wichtig, damit man nicht ständig die Batterien an schwierigen Orten tauschen muss. Die großen Mobilfunk-Anbieter bauen hierfür das NB-IoT oder Narrowband IoT Netz auf – da, wo es für sie wirtschaftlich sinnvoll ist, und verbunden mit Übertragungskosten für jeden einzelnen Sensor oder Aktor. Was würden Sie sagen, wenn Sie die Netzabdeckung auf Ihrem (Stadt-) Gelände selbst bestimmen und flexibel erweitern könnten, und obendrein noch die Übertragungskosten einsparen? Das LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) kann Ihnen genau diese Freiheiten und noch vieles mehr bieten.

 

Und so funktioniert's:

  • In einem definierten Gebiet werden mehrere Gateways (die Verbindungsknoten) angebracht, um das gesamte Gebiet zuverlässig abzudecken
  • Alle Dinge, die überwacht oder gesteuert werden sollen, erhalten Sensoren zum Messen oder Aktoren zum Steuern
  • IoT Datenbank und Software werden konfiguriert, um die richtigen Daten für die richtigen Menschen aufzubereiten, oder automatisierte Aktionen durchzuführen

Dabei zeichnet sich das LoRaWAN durch folgende Merkmale aus:

  • Datenübertragung kostet nichts und erfolgt in dem von Ihnen kontrollierten Netz
  • Der LoRaWAN Standard ist durch mehrere Mechanismen vor Datenklau und Hacking abgesichert
  • Die Akku-Laufzeiten sind sehr lang (je nach Anwendungsfall viele Jahre), weil der Standard extrem energiesparend ist
  • LoRaWAN kommt gut durch Mauern und hat Reichweiten (abhängig von Gelände) von mehreren Kilometern
  • Wenn Sie einmal ein LoRaWAN in Ihrem Gebiet aufgebaut haben, können Sie schnell, einfach und günstig weitere Anwendungsfälle hinzufügen

So ist das LoRaWAN optimal für regionale oder lokale Maschinennetze geeignet. Hier ein paar Beispiele:

Baustellenvernetzung

Auf der Baustelle wird an vielen Stellen gleichzeitig gearbeitet, Materialien und Werkzeuge verschwinden und Geräte sind unauffindbar. Manchmal treten unerwartete Materialprobleme durch Temperaturschwankungen auf, oder das Toilettenhäuschen ist voll. All das verursacht Zusatzkosten und Unzufriedenheit bei den Mitarbeitern. Doch damit ist jetzt Schluss. Durch ein lokales LoRaWAN lässt sich die gesamte Baustelle ganz leicht überwachen. Ist jetzt ein Gerät nicht an seinem Platz, kann es durch einen Sensor geortet werden. Ein weiterer Sensor überwacht die Temperaturen auf der Baustelle und meldet kritische Werte. Diebstahlprobleme sind dank dem Netzwerk ebenfalls Geschichte. Vom Bauzaun bis zu den Containern werden an allen Toren, Türen und Fenstern Sender mit Alarmkontakten angebracht, die diese in Echtzeit überwachen. Sie, oder der Sicherheitsdienst, erhalten sofort eine Meldung auf Ihr Smartphone, wenn ein Tor geöffnet wird. Einbrechern bleibt damit wenig Zeit. Des Weiteren trägt die Vernetzung der Baustelle zur Sicherheit der Mitarbeiter bei. Stattet man allein arbeitendes Personal mit einem Totmann-Alarm aus, kann bei einem Unfall sofort geholfen werden. Und das volle Toilettenhäuschen ist auch kein Problem mehr, denn ein Sensor zur Füllstandmessung gibt rechtzeitig das Signal für die Leerung. Dank der langlebigen Akkus können die Sensoren ohne viel Aufwand überall angebracht werden. Und da ganz einfach Sensoren je nach Bedarf dazugeschaltet werden können, passt sich das Netzwerk von Baustelle zu Baustelle den Anforderungen an. Und wenn eine Baustelle fertig gestellt ist, kann das gesamte Netz mit zur nächsten Baustelle genommen werden.

Abwassersystem überwachen ohne in den Kanal zu steigen

Aktuell ist die Überwachung des Abwassersystems mit einem hohen Aufwand an Kosten und Zeit verbunden. An jedem Messpunkt muss eine Baustelle abgesperrt werden, zwei Abwasserexperten müssen hinuntersteigen und die Daten ermitteln. Anschließend wird die Baustelle wieder abgebaut und die ermittelten Daten werden vermerkt. Das geht dank LoRaWAN jetzt schneller und mit wesentlich weniger Aufwand. An den Messpunkten werden Sensoren angebracht, die Wassermenge, Druck, Fließgeschwindigkeit, Temperatur etc. erheben und automatisch senden. Alles was noch zu tun bleibt, ist das Auswerten der Daten. Das spart erheblich Zeit und Kosten und der Straßenverkehr wird auch nicht behindert. Hierbei zeichnet sich das LoRaWAN vor allem durch seine hohe Reichweite aus, denn auch in tiefen Kellern oder Schächten übermittelt es zuverlässig seine Daten.

Vernetzte Landwirtschaft oder Smart Farming

Jeder Hof kann für relativ geringe Kosten ein eigenes LoRaWAN aufbauen (lassen). Sensoren können sowohl Felder mit Pflanzen als auch Tiere überwachen, um immer optimale Bedingungen herzustellen. Ein Beispiel hierfür ist die Gesundheit von Nutztieren. Bis jetzt war es für Landwirte schwierig, einen ständigen Überblick über den Gesundheitszustand der Tiere zu haben. Immer wieder fallen Krankheiten erst auf, wenn Symptome sichtbar sind und die Krankheit bereits vorgeschritten ist. Doch bereits ein kleiner Sensor am Ohr des Tieres hilft. Jetzt hat der Landwirt jederzeit über sein Smartphone sämtliche Daten der Tiere, wie die Körpertemperatur etc., im Blick. Bei Auffälligkeiten kann er direkt eingreifen. Die hohe Reichweite und die starken Batterien machen das LoRaWAN hierfür wieder zur perfekten Technologie, da die Tiere sich mit den Sensoren problemlos auf der ganzen Weide bewegen können. Und auch im Stall wird keine extra Stromanbindung benötigt. Außerdem können bei einer Erweiterung des Bestandes einfach weitere Sensoren dazu geschaltet werden, ohne dass ein externer Anbieter benötigt wird. Mehr zur Smart Farming schreiben wir im nächsten Blog.

Smart Town - mit LoRaWAN ein Stadtnetz bauen

Bei der Entwicklung einer Stadt zu einer Smart Town bietet das LoRaWAN eine gute Ergänzung zum Mobilfunk. Alle Anwendungen, die keine großen Datenmengen verschlingen, können über das stadteigene Maschinennetz laufen. Anders als bei der Nutzung des Mobilfunknetzes bestimmt die Stadt hier selbst die Flächenabdeckung, und kann die erfassten Daten je nach Berechtigung an die richtigen Personen, Apps oder Ämter leiten.

Die Abwasserdaten der Sensoren an den Messstellen bekommen das Wasserwerk und die Kanalbetreiber. Über die Füllstände der Müllbehälter wird die Müllabfuhr benachrichtigt, die hierdurch ihre Routen optimieren kann. Auch eine Einbindung von intelligenten Strom- und Wasserzählern, die die Verbraucherdaten direkt an den entsprechenden Versorger übermittelt, ist möglich. Dadurch entfallen Einsätze von Außendienstmittarbeitern und die Bewohner müssen nicht mehr zuhause auf das Ablesen warten. Der Verkehr und die Straßenbeleuchtungen können ebenfalls optimiert und dadurch Energie gespart und die Umwelt geschont werden. So können Ampelschaltungen durch das Verkehrsamt überwacht und die Straßenbeleuchtungen in Smart Lights verwandelt werden. LoRaWAN Sensoren können auch für eine Mobile Feinstaubmessung genutzt werden. Bringt man sie beispielsweise an Fahrrädern an, übertragen sie von unterwegs zuverlässig Feinstaubdaten an das Umweltamt.

Mehr zum Thema Smart Town finden Sie auch hier.

Kurz und knapp - warum LoRaWAN für Sie interessant ist

Hier noch einmal kurz und knapp die Vorteile des LoRaWAN für Sie:

  • Netzabdeckung kann selbst bestimmt werden
  • Mobil und flexibel einsetzbar
  • Keine Übertragungskosten
  • Unabhängig von Mobilfunkanbietern
  • hohe Reichweite und niedriger Energieverbrauch 

Gerne ermitteln wir mit Ihnen zusammen das Einsatzpotenzial von LoRaWAN, als Alternative oder als Ergänzung zu anderen Übertragungstechnologien, und unterstützen Sie bedarfsgerecht bei Aufbau und Nutzung. Sprechen Sie uns an: consulting@ecbm.me.

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