Intelligente Gebäude und Städte dank LoRaWAN

Die LoRaWAN-Netzarchitektur besteht aus vielen Endgeräten (Sensor, Gateway, Network Server und Application Server). Die Sensoren oder Messgeräte erfassen verschiedene Daten und senden diese an die Gateways, welche wiederum mit dem Network Server verbunden sind. Mit LoRaWAN können nahezu beliebig viele Sensoren in ein Netzwerk eingebunden werden. Die Gateways empfangen folglich alle Daten in ihrer Reichweite. Der Network Server, der die Datenpakete vom Gateway erhält, kommuniziert schließlich über verschiedene Protokolle (z.B. REST, MQTT, usw.) mit einer Anwendung, z.B. mit dem energy monitor von energielenker. Hier erfolgt dann Auswertung und Analyse der empfangenen Daten.

LoRaWAN bedeutet Long Range Wide Area Network und steht für den gesamten Netzwerkaufbau auf Basis des Funkstandards LoRa sowie für die Kommunikation zwischen den verschiedenen Komponenten Sensor, Gateway, Network Server und Application Server. Dank dieser Netzwerkarchitektur ist sichergestellt, dass jedes LoRaWAN-fähige Gerät in das Netzwerk integriert werden kann. LoRa bezeichnet einen offenen Funkstandard, der ein energieeffizientes Senden von Daten über lange Strecken ermöglicht und dabei besonders kostengünstig zu implementieren ist. Dabei wird LoRa nur zwischen dem Sensor und Gateway verwendet.

Die Nutzung des LoRaWAN-Netzes ist kostenfrei und — im Gegensatz zu NBIoT oder 4G — offen und herstellerunabhängig. Darüber hinaus fallen auch die Hardware- und Wartungskosten gering aus. Viele Sensoren gibt es bereits für unter 250 € und Gateways für unter 500 €. Die LoRaWAN-Technologie ermöglicht zudem eine sichere Datenübertragung dank der zweistufigen symmetrischen Verschlüsselung und besticht durch eine einfache Installation und Inbetriebnahme. Zudem sind vielfältige Anwendungsmöglichkeiten gegeben.

Die Reichweite ist stark von der Umgebung abhängig. In Stadtgebieten beträgt sie rund 2 km und in ländlichen Gebieten sogar bis zu 10 km.

Es gibt sowohl batteriebetriebene Sensoren mit Laufzeiten bis zu zehn Jahre als auch Sensoren, die vom Netz versorgt werden.

Einen der Hauptanwendungsbereiche bildet die Smart City. Hier finden sich zahlreiche Anwendungsfälle:

Energiedatenmanagement: Im Kontext einer Smart City oder eines smarten Gebäudes können Energiedaten, also die Zählerstände von Wasser-, Strom- oder Gaszähler automatisiert und aus der Ferne erfasst werden.

Parkraummanagement: Mithilfe von LoRaWAN-fähigen Sensoren wird die Belegung von Parkflächen
erfasst und in einer Software wie dem city monitor von energielenker übersichtlich dargestellt. Damit können Falschparker identifiziert und wichtige Zufahrten für Feuerwehr und Krankenwagen freigehalten werden.

Luftqualitätsmessung: Mit speziellen LoRaWAN-Sensoren kann der CO2-Gehalt, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Städten, Gebäuden oder einzelnen Räumen erfasst, kontrolliert und gesteuert werden.

Füllstanderfassung: Die Füllstände und Temperaturen von Müllbehältern können im ganzen Stadtgebiet erfasst werden. Dadurch kann eine bedarfsgerechte Entleerung sowie eine verbesserte Routenplanung der Müllwagen erfolgen.

Neben der Smart City kommt LoRaWAN auch im Bereich Smart Farming oder Smart Factory zum Einsatz.

Die LoRaWAN-Technologie gilt als sehr sicher. Die Daten sind durchgehend verschlüsselt, d.h. jede Nachricht ist über eine AES-Verschlüsselung geschützt. Zudem sind die Gateways, Netzwerk- und Applikationsserver durch https- und VPN-Technologien verschlüsselt.

In einem ersten Schritt muss Ihr Anwendungsfall konkretisiert werden. Anschließend erarbeiten unsere fachkundigen Mitarbeiter mit Ihnen die passende Ausgestaltung und beraten Sie zu möglicher Hardware und der Umsetzung. Wir unterstützen Sie zudem bei der technischen Klärung, damit Ihr LoRaWAN-Projekt reibungslos verlaufen kann. Nachdem die Rahmenbedingungen geklärt sind, bestellen wir die passende Hardware, kümmern uns um die Installation und weisen Sie in die Software ein, in der Ihre Daten ausgewertet werden können.

Eine Förderung von LoRaWAN-Projekten ist je nach Anwendungsfall über verschiedene Förderprogramme möglich. So wird die automatische Zählerdatenerfassung im Rahmen eines Energiemanagementprojektes über die Kommunalrichtlinie gefördert. Jedoch werden nicht alle Anwendungsfälle gefördert. Sprechen Sie uns gerne hierzu an.