LoRa - die komplementäre Technologie

Sensoren im Internet der Dinge

Das Thema IoT hat an greifbarer Relevanz gewonnen und wird immer interessanter, auch für bestehende Systeme und Bestandsanlagen. Sensoren sind dabei die wichtigsten Datengeneratoren des IoT. Sie sind Enabler für neue Prozesse und moderne Businessmodelle - durch sie entsteht eine neue, digital vernetzte Welt. Sensoren registrieren Position, Feuchtigkeit, Temperatur, Helligkeit, Dichte, Bewegung, Beschleunigung, Lautstärke, Abstände, Farben, Muster etc. Doch erst die passende Kommunikationstechnologie ertüchtigt die Sensoren für das IoT. Wir zeigen, welchen Beitrag LoRa dazu leisten kann.
 Sicherheitsabstand einhalten dank LoRa-Tracker
Sicherheitsabstand einhalten dank LoRa-TrackerBild: Abeeway

Die Methoden der einzelnen Sensoren sind vielfältig und durch die Integration von Funk in bereits bestehende Messverfahren, eröffnen sich ungeahnte Möglichkeiten. Zentrale Herausforderungen dabei sind die zuverlässige Verbindung und Kommunikation unterschiedlichster Dinge miteinander, ohne das Sicherheitsaspekte vernachlässigt werden, die Kosten im Rahmen bleiben und energiesparende Technologien zum Einsatz kommen. All das gewährleisten auf LoRa basierende Funksensoren und bieten eine klare Alternative für einen Einstieg ins IoT – eine entsprechende Infrastruktur vorausgesetzt.

Bild: PublicDomainPictures/Pixabay / m2m Germany GmbH

Die Basis für das Internet of Things

Für die vernetzten Dinge von morgen wird eine passende Infrastruktur benötigt, die die unzähligen Geräte- und Sensordaten handhaben kann. Bewährte Funkstandards wie WLAN, 3G/4G, Bluetooth sind dafür nur bedingt geeignet, da die Geräte – für sich und im Verbund – zu viel Energie verbrauchen, die Reichweite zu gering ist und eine tatsächliche Vernetzung zu aufwändig ist. Der Funkstandard LoRa ist hier eine reelle Alternative. LoRa ist speziell für kleine, batteriebetriebene Geräte entwickelt worden, um von diesen Daten über Gateways in das Internet zu senden. LoRa offeriert eine verlässliche Kommunikation bei Reichweiten von bis zu 15km im unlizenzierten Frequenzband von 868MHz. Es ist eine hoch skalierbare Technologie – nahezu unbegrenzt ist die Anzahl der Endgeräte die eingebunden werden können und LoRa/LoRaWAN ist ein weltweiter Standard. LoRaWAN ist die Schnittstelle zwischen dem IoT-Gerät und einer Cloud. Das LoRaWAN Netz ist in seiner Topologie sternförmig – der Deckungsbereich ist nach allen Seiten offen und verknüpfbar. Grundsätzlich funktioniert LoRaWAN ähnlich wie ein herkömmlicher W-LAN Access Point: Daten werden von IoT-Geräten via Gateway empfangen und über das Internet an eine Cloud gesendet. In der Cloud stehen die Daten dann dem Anwender zur Verfügung. Im Gegensatz zu Wi-Fi oder GSM bzw. LTE wird für LoRa keine SIM-Karte oder ein Authentifizierungsschlüssel wie bei W-LAN benötigt.

 Ultraschallsensor mit integrierter Lora-Funktechnologie, OEM-Entwicklung von m2m Germany
Ultraschallsensor mit integrierter Lora-Funktechnologie, OEM-Entwicklung von m2m GermanyBild: m2m Germany GmbH

Weniger ist mehr

Die einzige Einschränkung bei LoRa ist die sehr niedrige Datenrate (<50kbps), das bedeutet, die Anwendungen dürfen nicht nach hohen Datenraten verlangen. Handelt es sich jedoch um kurze Statusmeldungen, Steuerbefehle, GPS Standortdaten und aktualisierte Sensordaten, dann ist LoRa die perfekte Wahl. LoRa ist nicht die Lösung für das Senden von Dauersignalen, aber ideal für den Intervallversand von kleinen Datenpaketen. Und genau das ist oft relevant bei IoT-Anwendungen, im Besonderen bei der Mess- & Regeltechnik geht es doch meist um Ereignis gestütztes Melden oder Status Benachrichtigungen.

LoRa-Gateway mit Modbus Schnittstelle
LoRa-Gateway mit Modbus SchnittstelleBild: Sensing Labs

Komplementäre Sensoren

Im Zeitalter von Industrie 4.0 und IoT sind die Anforderungen für Sensoren enorm gestiegen. Durch Funkintegration in bereits bewährte Sensoren, lassen sich komplett neue Szenarien abbilden und Sensor2Cloud Lösungen realisieren. Implementiert man beispielsweise den Funkstandard LoRa in einen Ultraschallsensor werden neue Anwendungen ermöglicht. In der industriellen Anwendung zeichnen sich Ultraschallsensoren neben ihrer Zuverlässigkeit besonders durch ihre enorme Vielseitigkeit aus. Sie lösen auch besonders komplexe Aufgaben beim Erfassen von Objekten oder Füllständen, weil ihr Messprinzip unter fast allen Umständen zuverlässig funktioniert.

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