Autarke Datenübertragung via LoRaWAN für Smart City & Co
Sensoren zur Erfassung verschiedenster Messwerte sind unabdingbar für das Internet of Things (IoT), also die Vernetzung von Gegenständen und Maschinen. Nicht zuletzt auch für die zahlreichen Projekte an der FH Technikum Wien in den Studiengängen Verkehr und Umwelt sowie Integrative Stadtentwicklung – Smart City.
Knackpunkt Messdatenübertragung
Die Übertragung mobil erfasster Daten kristallisierte sich dabei als Knackpunkt heraus, da Mobilfunk teuer und energieintensiv ist und WLAN zumeist nicht zur Verfügung steht. „LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) schließt genau diese Lücke, weil darüber kleine Datenpakete wie Sensorwerte stromsparend über große Distanzen übertragen werden können“, erklärt Mathias Ballner, stellvertretender Leiter des Studiengangs Integrative Stadtentwicklung – Smart City der FH Technikum.
Es nutzt das lizenz- und genehmigungsfreie ISM-Funkband 868Mhz, in dem beispielsweise auch Wetterstationen oder Garagenfernbedienungen funken. Durch die Frequenzspreizung lassen sich bei freier Sicht damit Daten über Distanzen von 50 bis 60 Kilometer übertragen, zwischen Gebäuden immerhin noch auf rund 500 Meter. Weil der Funkchip dafür nur eine kleine Batterie benötigt, die sehr lange hält, können Messwerte vollkommen unabhängig von Stromnetz oder Internetverbindung gesendet werden.
Zuverlässig und kostengünstig
„Der große Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass Sie Sensoren damit sehr schnell und kostengünstig ins Feld bringen können“, erläutern Ballner. Der entsprechend Chip ist für rund sieben US$ erhältlich. Anwendungsbereiche sind etwa die Übertragung von Umweltdaten wie Luftgüte oder Temperatur, Verkehrsdaten, landwirtschaftlichen Messdaten oder Smart Meter für Wasser, Gas oder Strom.
Backup für kritische Infrastruktur
„Ein besonders spannendes Anwendungsgebiet wären aus unserer Sicht etwa smarte Wasserversorgungssysteme und Pumpstationen, die über LoRaWAN automatisch und zuverlässig melden, wenn es ein Problem gibt“, weiß Ballner. Aufgrund seiner Energie- und Netzwerkautarkie eignet es sich hervorragend als Backup-System, falls die primären Sensoren einmal durch einen Strom- oder Internetausfall lahmgelegt werden.
Serverraum-Monitoring an der FH Technikum
„Dass Sensoren auch dann noch Daten senden, wenn sie keine reguläre Strom- oder Netzwerkverbindung haben, ist natürlich von großem Nutzen“, sagt Ballner. Ein Beispiel dafür liefert die FH Technikum gleich selbst: Im Zuge eines Studierendenprojekts wird dort ein Serverraum mittels LoRaWAN überwacht. Der IT-Administrator kann ihn somit auch dann noch im Auge behalten, wenn ringsherum bereits die Lichter ausgegangen sind.
Die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten für LoRaWAN sind jedenfalls umfangreich. „Denken Sie etwa auch an die Bereiche Industrie 4.0 oder intelligente Infrastrukturen“, erläutert Ballner. Nicht von ungefähr errichtet die Kapsch BusinessCom in Wien derzeit in Kooperation mit der ORF-Tochter ORS das erste kommerzielle LoRaWAN.