IoT Sensoren LoRaWAN, Die IoT-Infrastruktur ermöglicht es Geräten untereinander zu kommunizieren, wobei die Datenerfassung oftmals über Sensoren und die Datenübertragung mittels Funktechnologien wie LoRaWAN erfolgt.

Die IoT-Infrastruktur ermöglicht es Geräten untereinander zu kommunizieren, wobei die Datenerfassung oftmals über Sensoren und die Datenübertragung mittels Funktechnologien wie LoRaWAN erfolgt. (Bild: jamesteohart @ AdobeStock)

Trend 1: Smarte Energiesteuerung

Angesichts der angespannten Situation der Energieversorgung hat die Bundesregierung die Energieeinsparverordnung eingeführt, mit der eine Notsituation bei der Energieversorgung in diesem Winter verhindert werden soll. Mittels intelligenter Temperatursteuerung mit Sensoren und LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), einem offenen Funkstandard, lassen sich solche Lösungen umsetzen. So lassen sich etwa Soll- und Ist-Werte vergleichen und die Ventilstellung überwachen. Für den Endanwender sind diese Werte dann verständlich visualisiert, zudem können sie einen Zeitplan erstellen, um die Temperatur nachzujustieren, erklärt Jan Bose, Geschäftsführer bei Alpha-Omega Technologie.

Sensoren helfen indirekt dabei, Energie einzusparen. Mit ihnen können beispielsweise Unternehmen und öffentliche Liegenschaften sicherstellen, dass Fenster nur zum Stoßlüften weit geöffnet werden und nicht über Nacht gekippt bleiben.Weil Kontrollgänge insbesondere in großen Gebäuden ineffizient sind, ist dort der Einsatz von LoRaWAN-Technologie ideal. Dezente Fenstersensoren sind leicht montiert und können aufgrund ihres niedrigen Stromverbrauchs und der langen Batterielaufzeit den Öffnungsstatus des jeweiligen Fensters jahrelang überwachen.

Die Energieeinsparverordnung erfordert zeitnahe Maßnahmen im Energiemanagement. Diese lassen sich mithilfe einer intelligenten Energiesteuerung auf Basis eines sensorbasierten IoT realisieren.
Die Energieeinsparverordnung erfordert zeitnahe Maßnahmen im Energiemanagement. Diese lassen sich mithilfe einer intelligenten Energiesteuerung auf Basis eines sensorbasierten IoT realisieren. (Bild: Alpha-Omega Technology)

Smart Grid – Alles Wichtige zum Stromnetz der Zukunft

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(Bild: petovarga @ AdobeStock)

Unsere Energieversorgung ist gerade noch stark geprägt von fossilen Brennstoffen. Gerade Deutschland ist dabei auf Drittländer angewiesen und je nach politischer Lage kann es dann auch zu negativen Konsequenzen und damit zu einer kritischen Energieversorgung führen. Allerdings steigt Deutschland nach und nach auf erneuerbare Energien um, doch diese sind von Wetter und Tageszeit abhängig, weshalb sie größtenteils unregelmäßig Energie produzieren. Unser aktuelles Stromnetz hat damit allerdings Probleme. Warum das so ist und alles Wichtige zum Thema Smart Grid haben wir hier zusammengefasst.

Trend 2: Smarte Dörfer

Die Digitalisierung kann für ländliche Kommunen große Vorteile bringen. Zum Beispiel, wenn in dünn besiedelten Gebieten Sensoren den Ausfall von Straßenlaternen signalisieren. Ein Dorf mit einer zeitgemäßen Infrastruktur hat Standortvorteile: Moderne Bürgerservices tragen dazu bei, dass sich junge Familien und damit dringend benötigte Fachkräfte ansiedeln. IoT-Lösungen können auch den Personalmangel abmildern. Mit Füllstandsensoren an den öffentlichen Abfallbehältern kann beispielsweise die Müllabfuhr ihren Personaleinsatz optimieren, indem sie bei Bedarf leert anstatt zu festen Terminen.

Das Smart-Village-Projekt SMARTinfeld in der Gemeinde Martinfeld im thüringischen Landkreis Eichsfeld zeigt, wie die IoT-Lösungen in der Praxis funktionieren. Seit mehr als fünf Jahren testet Alpha-Omega Technology hier in Zusammenarbeit mit der Gemeinde sensorbasierte LoRaWAN-IoT-Anwendungen unter realistischen Bedingungen und optimiert sie für den ländlichen Raum: Von der intelligenten Straßenbeleuchtung über die Messung der Temperatur von Fahrbahnen und die Verkehrszählung bis zur Überwachung von Trafostationen. Die Erkenntnisse und Kompetenzen sollen IoT-Projekten in anderen Gemeinden zugutekommen.

Smart-Village-Anwendungen auf Basis von LoRaWAN-Technologie überwachen aus der Ferne Straßenlampen, Fahrbahnen oder Abfallbehälter. Eine zeitgemäße Infrastruktur mit attraktiven digitalen Bürgerservices schafft für ländliche Gemeinden Standortvorteile.
Smart-Village-Anwendungen auf Basis von LoRaWAN-Technologie überwachen aus der Ferne Straßenlampen, Fahrbahnen oder Abfallbehälter. Eine zeitgemäße Infrastruktur mit attraktiven digitalen Bürgerservices schafft für ländliche Gemeinden Standortvorteile. (Bild: Alpha-Omega Technology)

Trend 3: Smartes Umweltmonitoring

Im nächsten Schritt sind in SMARTinfeld-Testprojekte in der Umweltsensorik geplant, etwa um die Pegelstände von lokalen Gewässern im Blick zu behalten. „In Flüssen und Seen können Sensoren anhand der Leitfähigkeit des Wassers Auskunft über die Wasserqualität geben. So lassen sich zum Beispiel drohende Umweltverschmutzungen frühzeitig erkennen und die Folgen abmildern. Und an Brücken montierte Ultraschallsensoren können die Pegelstände überwachen, damit Gemeinden rechtzeitig auf zu hohe oder zu niedrige Wasserstände reagieren können,“ erläutert Jan Bose. Für die Land- und Forstwirtschaft sind insbesondere die Überwachung des Wetters und der Bodeneigenschaften interessant – so sollen Sensoren beispielsweise Temperatur, Bodenfeuchte und den Niederschlag messen. Ein LoRaWAN-IoT kann zudem dabei helfen, Waldbrandgefahren so früh wie möglich zu erkennen. „Hierfür kommt ein Multisensor zum Einsatz, der Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck und diverse Gase wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid erfasst“, erklärt Jan Bose.  

LoRaWAN-Sensoren können sogar unterirdisch Messwerte sammeln, wie das Klimaschutzprojekt „Project Carbdown“ zeigt. Im Verbund von Wissenschaft und Wirtschaft wird hier erforscht, wie sich CO₂ aus der Luft mithilfe von Gesteinsmehl auf Ackerflächen binden lässt. Um Feuchte, Temperatur, Leitfähigkeit und den pH-Wert der Böden zu bestimmen und weitere Umweltparameter zu erfassen, werden spezielle Sensoren eingesetzt. Ihre Sonden werden eingegraben und das mit einem robusten Kabel verbundene Funkmodul versendet die Daten oberirdisch. Zusätzlich erfassen weitere Sensoren engmaschig Regenmenge und Temperatur und geben Auskunft darüber, wie sich zum Beispiel pH-Wert und Leitfähigkeit des Bodens kurz nach Wetterereignissen verändern. Das Projekt soll Aufschluss geben, wieviel Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre pro Hektar und Jahr in Ackerflächen gebunden werden kann. Landwirtschaftliche Betriebe könnten in Zukunft zusätzliche CO2-Zertifikate erwerben, wenn sie diese Methode anwenden.

Sensoren in einem LoRaWAN-IoT leisten einen wichtigen Beitrag für die Anpassung an die Folgen von Klimaveränderungen. Sie erfassen im Rahmen des Klimaschutzprojektes „Project Carbdown“ zum Beispiel Messwerte in Ackerböden für den Abbau von CO2.
Sensoren in einem LoRaWAN-IoT leisten einen wichtigen Beitrag für die Anpassung an die Folgen von Klimaveränderungen. Sie erfassen im Rahmen des Klimaschutzprojektes „Project Carbdown“ zum Beispiel Messwerte in Ackerböden für den Abbau von CO2. (Bild: Alpha-Omega Technology)

Trend-Technologie LoRaWAN

LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network und gehört zur Gruppe der Low Power Wide Area Networks, kurz LPWAN. Diese Funktechnologie braucht nur wenig Energie, um Mess- und Sensordaten über große Distanzen zu übertragen. In ländlichen Gebieten können das bis zu zehn Kilometer sein. Die Batterien der Sensoren halten viele Jahre. Die Anwender bauen ihre eigene Infrastruktur auf und sind so unabhängig von den Anbietern der großen Mobilfunknetze. Für LoRaWAN bietet der Markt zudem eine große Auswahl an Sensoren für Anwendungsfälle außerhalb des klassischen Spektrums von Heizungsventilen oder Parkplatzsensoren.

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