Fachartikel LoRaWans im Einsatz – Intelligente Sensortechnik für effiziente Prozessgestaltung

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ist eine Low-Power-WideArea-Network-Spezifikation für drahtlose, batteriebetriebene Sensoren, die in einem regionalen oder globalen Netz agieren. Die Spezifikation erfüllt die wichtigsten Anforderungen des Internet of Things (IoT, Internet der Dinge) wie z.B. die sichere uni- oder bidirektionale Kommunikation, Lokalisierung und Mobilität von Dienstleistungen und eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung. Im Funkbereich nutzt LoRaWAN regional unterschiedliche Frequenzbereiche im ISM- und SRD-Band.

Durch den Einsatz von unterschiedlichen Sensoren werden Messwerte, Schaltzustände, Füllhöhen oder auch Parkplatzbelegungen erfasst und über das Gateway an den Netzserver und den Applikationsserver übertragen. Von dort aus können sie analysiert, ausgewertet und zu ressourceneffizienten Entscheidungen und Verbesserungen herangezogen werden. Die Vorteile eines LoRaWAN sind:

• Entfall von Kabelverlegung, geringer Installationsaufwand
• hohe Reichweite
• schnelle kostengünstige Montage und Inbetriebnahme
• einfache Integration in Netzleitsysteme
• Datensicherheit
• gute Gebäudedurchdringung
• geringer Energiebedarf usw.

Anwendungsbeispiele in der Praxis

Die Anwendungen für LoRaWANS in der Praxis sind vielfältig. Einige typische Einsatzfelder sollen dies verdeutlichen:

Stadtwerke (Strom, Gas, Wasser) Istsituation Die Stadtwerke/Wasserwerke müssen bislang die Zählerstände bei gewerblichen Kunden durch Mitarbeiter ablesen lassen und auswerten. • Problem Ressourcen in Form von Personaleinsatz/Kosten und Arbeitsmittelkosten werden ineffizient gehandhabt. • LoRaWAN-Ansatz Durch den Einsatz von „intelligenten“ Zählern, die digital Daten senden und empfangen können und in ein Kommunikationsnetz eingebunden sind, werden die Zählerstände ohne Personal-/Arbeitseinsatz abgelesen und weiter verarbeitet.

Straßenreinigung

Istsituation Im wöchentlichen Rhythmus fahren die Fahrzeuge der örtlichen Müllabfuhr alle öffentlichen Müllbehälter an.
• Problem Da nicht alle Müllbehälter innerhalb einer Woche gänzlich befüllt werden, sind viele Anfahrten durch die Müllabfuhr unnötig. • LoRaWAN-Ansatz Die einzelnen Müllbehälter werden mit Füllstandssensoren ausgestattet. Volle Müllbehälter geben zukünftig eine Meldung an das LoRaWANGateway weiter, das die Daten an ein intelligentes Leitsystem übermittelt. Auf Basis dieser Daten wird vom Leitsystem eine effiziente Abholroute für die Müllabfuhr erstellt, auf der nur noch Stationen mit vollen Müllbehältern berücksichtigt werden.

Parksysteme

Istsituation Ein Fahrzeug fährt ins örtliche Parkhaus mit insgesamt zehn Parkdecks. Die elektronische Tafel an der Einfahrt gibt Auskunft, dass noch freie Parkplätze verfügbar sind.
• Problem Es sind nur noch Parkplätze auf Parkdeck 7 verfügbar. Jedes Parkdeck bis Etage 7 muss seitens der Parkhausbesucher auf freie Plätze abgesucht werden. • LoRaWAN-Ansatz Die einzelnen Parkplätze werden mit Zustandssensoren ausgestattet. Belegte Parkfelder geben zukünftig eine Meldung an das LoRaWANGateway weiter, das die Daten an ein intelligentes Parksystem übermittelt. Auf Basis dieser Daten, die besagen, welche Parkplätze belegt und welche frei sind, erhält der Parkplatzsuchende bei der Einfahrt ins Parkhaus zukünftig eine Information „Bitte parken Sie auf Etage 7 im Bereich E. Dort sind noch Plätze frei“.

Gebäudeüberwachung

Istsituation Die verschiedenen Zufahrtstore des städtischen Betriebshofs sind vom zentralen Eingang aus nicht überschaubar. • Problem Regelmäßig vergessen Mitarbeiter, die Zugangstore zu schließen, was Vandalismusschäden nach sich zog.
• LoRaWAN-Ansatz Die einzelnen Zugangstore werden mit Schaltsensoren ausgestattet. Geöffnete Tore übermitteln künftig den Status „offen“ an das LoRaWANGateway und werden auf einem Bildschirm am zentralen Eingang grafisch rot hervorgehoben.

Autor: Theo Bongartz  

Der Artikel zum Download:LoRaWans im Einsatz

 

 

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