/ LoRaWan

Was ist LoRaWAN?

LoRaWAN ist die Abkürzung für Low Power Wide Area Network. Das Netzwerk ermöglicht es, Daten über lange Strecke mit wenig Energie zu senden. Hauptsächlich wurde die Technologie für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt. Das Netwerk erreicht über 100 Sensoren, die es verwalten und verarbeiten kann.

LoRa ist nicht gleich LoRaWAN

Unterschied zwichen LoRa und LoRaWAN

LoRa ist eine Funktechnik, die von der Firma Semtech entwickelt wurde. Sie ermöglicht eine energieeffiziente und großflächige Datenübertragung. Die Funktechnik LoRa stellt die Verbindung zwischen den Komponenten Sensor und Gateway her.

LoRaWAN stellt das gesamte Netzwerk dar, indem die einzelnen Komponenten des LoRa-Konzeptes miteinander kommunizieren und zusammenspielen.

Die drei Komponenten im LoRaWAN:

  • LoRa Sensoren
    auch "Node" genannt. Sie senden Daten mittels LoRa an das Gateway. Sie sind Batteriebetrieben, müssen aber nur alle zehn Jahre mal erneuert werden. Dadurch entstehen geringe Wartungsarbeiten.

  • LoRa Gateway
    bildet die Schnittstelle zwischen den Sensoren und dem Server. Sendet die Daten weiter an den Server.

  • LoRa Server
    Speicherort der LoRa Sensordaten. Die Daten können individuell abgerufen und genutzt werden. Beispielsweise ist eine Auswertung mit einer Visualisierung möglich.

Funkübertragung vom Sensor, über das Gateway auf den Server.

5 Fakten zu LoRa und LoRaWAN

Reichweite

Die maximale Reichweite von den gängigen Funktechnologien, wie Bluetooth und WLAN, beträgt um die 100 Meter. Bei LoRa liegt die Reichweite in Stadtgebieten bei circa 2 km und in ländlichen Gebieten bei bis zu 15 km. Gebäudemauern können durchdrungen werden, die Signale erreichen ohne Probleme auch Kellerräume. 

Energieverbrauch

Die LoRaWan-Sensoren werden mit Batterie betrieben, die laut Hersteller eine Laufzeit von circa zehn Jahre haben. Es ist also keine externe Stromversorgung notwendig. So verbrauchen die Sensoren circa dreimal weniger Strom. als z.B. WLAN.

Endgeräte

Klasse A ist für IoT-Anwendungen gedacht, denn das Endgerät sendet nur kurz bei Änderung eines Zustandes und bleibt sonst im batterieschonenden Modus.

Endgeräte, die dauerhaft empfanden und senden sollen, gehören zur Klasse B und C. Diese verbrauchen mehr Strom, sind kostenintensiver und werden je nach Netz nicht unterstützt . 

Praxisanwendungen

LoRa ist hauptsächlich für das Internet der Dinge entwickelt worden, um Sensor-Anwendungen effektiver und schneller abfragen zu können. Egal wo der Sensor steht, Statuswerte können effizient abgefragt und ins Netzwerk übermittelt werden.  Einsatzorte sind: Smart Home, Smart City, Smart Factory, Smart Farming, Smart Transport, etc..

Netzwerke

LoRaWan ist für jeden zugänglich, da die Frequenzen von LoRa öffentlich sind und keine Lizenskosten anfallen.

Wer sein eigenes LoRaWan aufbauen möchte, sollte Gateway und Server besitzen. Zweite Möglichkeit: Ins Netzwerk der Community "The Things Network (TTN)" einzusteigen.  Hier können Community Gateways kostenfrei verwendet werden. Der TTN-Server verschlüsselt die Daten bei der Übertragung. 

LoRa in der Praxis

Möglicher Fall: Eine Industriehalle soll verschiedene Daten über Sensoren erfassen und speichern können. 

  1. Mehrere Sensoren (Nodes) werden platziert um Parameter, wie Temperatur, Stromverbrauch etc., zu messen.
  2. Ein LoRa-Gateway deckt die Reichweite der Industriehalle reichlich ab und erfasst alle Sensoren. Das Gateway muss nur noch mit dem Internet verbunden (LAN oder LTE) und im LoRa-Server registriert werden.
  3. Kommunikation zwischen den LoRa-Komponenten steht nun und die Nodes können Daten übermitteln. So kann jederzeit schnellsmöglicht eine Änderung der Parameter festgestellt werden. Störungen oder Überlastung werden so frühstmöglich festgestellt. 

https://www.linemetrics.com/de

Mögliche Datenerfassung/Messung mit LoRa-Sensoren:

  • Verkehrszählung
  • Wetterdatenerfassung
  • Eiswarner
  • Feinstaub- und Lärmmessungen
  • Überflutungsmeldungen
  • Beleuchtungs-, Heiz- und Betriebskostenabrechnung
  • Stromverbrauchserfassung
  • Diebstahlsicherung
  • Türstatusbeobachtung
  • Temperatur- und Feuchtigkeitsmessungen
  • Rauchmelderchecks
  • Bienstocküberwachung
  • Mülleimerfüllstandserfassung
  • Parkplatzmanagement
  • Pflanzen- und Grünflächenmanagement

https://www.el-things.net

LoRaWAN in der Industrie: LoRa-Sensoren übermitteln bei kleinster Veränderung die aktuelle Temperatur zum Server.

Zu wenig technische Fakten über LoRaWAN?

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Projektleiter: /scouts: Prof. Dr. Christian Dietrich

Prof. Dr. Christian Dietrich

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Projektmitarbeiter: /scouts: Thorsten Platzek

Torsten Platzek

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