Mit LoRaWAN ins IoT

Smart Building und Smart City

Zur Realisierung von IoT-Projekten arbeiten die großen Kommunikationsanbieter mit Partnern wie Tarent Solutions zusammen. Von der Konzeption des Projektes über die Auswahl der Geräte bis zur Umsetzung des Use Cases funktioniert eine reibungslose Zusammenarbeit zwischen dem Telekommunikationsanbieter, dem IT-Integrator als Partner und vor allem dem Kunden. So wurde bereits ein Smart Building-Projekt realisiert, bei dem unterschiedliche IoT-Geräte (Heizkostenverteiler, Warm- und Kaltwasserzähler und Rauchmelder) vernetzt wurden, um die Abrechnung und Wartung von Mietimmobilien über eine zentrale Web-Plattform zu ermöglichen.

Daten erheben und Regeln festlegen

Durch die Nutzung von LoRaWAN können vielfältige Daten über Sensoren erhoben und zentral visualisiert werden bzw. durch Regeln können Aktionen wie Benachrichtigungen, Serviceaufträge oder Abrechnungen ausgelöst werden. So ermöglicht eine höhere Abfrage von Energie- und Wasserverbräuchen beispielsweise eine sinnvolle Umsetzung von Sparmaßnahmen. Die Spareffekte können dabei ebenfalls überprüft werden. Positive Effekte können durch einfache Umsetzungen erzielt und über fertige Lösungsbausteine können Anwendungen realisiert werden – und das alles deutlich schneller als bisher. So kann ein einfacher Button zur Bedarfsanforderung beispielsweise für das Kopierpapier am Drucker oder einen Taxiruf bei Hotels genutzt werden. Auch die Information über die Anzahl der Personen, die an einem Geschäft oder an einer Behörde vorbeigehen, kann wichtige Erkenntnisse bringen. Diese Besucherzahl kann über Bluetooth- oder WLAN-Zähler näherungsweise bestimmt werden. So wird schnell und datenschutzkonform klar, wann ein hohes Aufkommen von Menschen entsteht. Für skalierende und sichere Lösungen ist meist mehr zu beachten. Sollen größere Mengen an Geräten in der Verwaltung noch kosteneffizient sein, ist eine gute Devicemanagement-Lösung unabdingbar. Sichere und zuverlässige Anwendungen umzusetzen und Software bzw. Firmware-Updates zu verwalten, ist für die Akzeptanz unerlässlich. Damit sich dies alles noch in einem wirtschaftlich sinnvollen Rahmen abspielt, sind professionelle Lösungen meist sinnvoller als eine Eigenentwicklung.

5 Tipps für die Entscheidung

Um zu entscheiden, ob LoRaWAN für einen entsprechenden Anwendungsfall die richtige Technologie ist, gibt Tarent Solutions folgende Entscheidungshilfen:

1. Möchte ich stationäre oder stadtweit bewegliche Objekte vernetzen?

Aufgrund der lokal begrenzten Verfügbarkeit eignet sich das LoRa-Netz für stationäre Geräte. Es können auch bewegliche Objekte vernetzt werden, die dann aber auf das Abdeckungsgebiet begrenzt sind. Da LoRaWAN-Reichweiten von drei bis 5km in Stadtgebieten und bis zu 15km in ländlichen Gebieten erreichen kann, sind Smart City-Anwendungen wie Smart Parking oder Intelligent Waste Management ideal umsetzbar.

2. Reicht die geringe Datenaktualität für meine Zwecke?

Das LoRa-Netz hat eine geringe Übertragungsgeschwindigkeit. Es können 0,3 bis 50kBit/s übertragen werden und es lassen sich Werte in 5 Minuten-Intervallen abfragen. Für eine Echtzeit-Maschinenüberwachung ist das jedoch zu wenig. Eine Füllstandsüberwachung von Altpapiercontainern oder das Ablesen von Heizkostenzählern sind mit der Bandbreite dagegen gut umsetzbar.

3. Sind mir eine schnelle Übertragung und eine kurze Antwortzeit wichtig?

Möchte man den Zustand von Geräten oder die Werte von Sensoren abfragen, sendet das System ein Kommando an das Gerät. Die Übertragung dessen dauert bei LoRaWAN relativ lange, weshalb Nutzer auch keine Antwort innerhalb von Sekunden erwarten können. Sollte das Gerät gerade schlafen, kann die Antwort auch bis zum nächsten Aufwachzyklus dauern, also z.B. auch bis zum nächsten Tag.

4. Lege ich Wert auf lange Batterielaufzeiten und einen niedrigen Energieverbrauch?

Wie alle LPWA-Technologien ist LoRa energiesparsam. Je nachdem wie viele Daten übertragen werden müssen, können Batterie-laufzeiten von mehreren Jahren realisiert werden, gegebenenfalls sogar ohne dass während des Einsatzes die Batterie gewechselt werden muss. Damit überschreitet die Batterielaufzeit zum Teil die Lebens- oder Einsatzdauer der Geräte. Eine ideale Situation für die Nutzung in schlecht zugänglichen Positionen wie Straßenlaternen.

5. Akzeptiere ich eine hohe, aber keine absolute Sicherheit?

Die LoRa-Technologie ist quelloffen und daher von Sicherheitsforschern eine intensiv untersuchte Technologie. Wie alle anderen Systeme ist auch LoRa nicht vollkommen sicher. So gibt es Angriffsszenarien wie Battery Draining, die Reduzierung der Batterielaufzeit durch gezieltes Aufwecken des Devices. LoRa hat jedoch eine Vielzahl von Sicherheitsmechanismen implementiert und kann als ausgereifte Technologie für die Anwendung angesehen werden.

Eine weitere Möglichkeit

Mit der steigenden Verfügbarkeit von LoRaWAN gibt es eine weitere Möglichkeit Digitalisierungsvorhaben umzusetzen. Durch geeignete Technologien und Methoden lassen sich schnell Ergebnisse erzielen und das Risiko minimieren.

Datum:17. Dezember 2019

Autoren:Patrick Steinert, Head of EmergingTechnologies, Tarent Solutions GmbH

Themen: Technik, Cloud/Internet of Things

Webseite: www.tarent.de

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