Mit LoRaWAN zum digitalen Gebäude
In Retrofit- aber auch Neubauprojekten im Bereich der Gebäudeautomation setzen sich immer mehr Integrationslösungen auf Basis des LoRaWAN Funkstandards durch. Die Funkanbindung von Sensoren, Zählern oder Bediengeräten über LoRaWAN bietet dabei einige Vorteile gegenüber anderen kabellosen Technologien wie z. B.:
- Geringe Bereitstellungskosten für die notwendige Infrastruktur
- Hohe Sicherheit durch verschlüsselte Datenübertragung
- Kaum Verkabelungsaufwand bei der Installation im Gebäude
- Einfache und kostengünstige Integration von Produkten im Bestandsgebäude
- Lange Batterielaufzeiten von bis zu 10 Jahren (je nach Sensortyp)
- Hohe Reichweite und Durchdringung im Gebäude
Die Kombination von modernen DEOS IoT-/Cloud-Lösungen und der LoRaWAN Flexibilität ermöglichen neue und effiziente Nutzungsszenarien: Ziel ist es, das technische Facility Management zu entlasten, Betriebskosten zu reduzieren, Gebäudedaten transparent aufzubereiten und Gebäudebesitzer mit neuen Komfortfunktionen zu begeistern.
Was ist LoRaWAN?
LoRaWAN steht für „Long Range Wide Area Network“ und bezeichnet eine energieeffiziente Funktechnologie mit sehr hoher Reichweite, die speziell für das Internet of Things (IoT) entwickelt wurde. Sie gehört zu den sogenannten LPWAN Technologien (Low Power Wide Area Networks, LoRaWAN Alliance) und überzeugt mit einer Batterielebenszeit von bis zu 10 Jahren je nach Sensortyp und Datenübertragung. Dabei können Distanzen (je nach Umgebung und Außeneinflüssen) von bis zu 15 km überwunden werden. Ein weiterer großer Vorteil von LoRaWAN ist die hohe Gebäudedurchdringung. Die Kombination von geringer Leistungsaufnahme und großer Reichweite begrenzt jedoch die maximale Datenrate auf 50 kbit/s.
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Alles über LoRaWAN in unserem Blogpost erfahren.
LoRaWAN im Gebäude
In der Gebäudeautomation und speziell bei Smart Buildings steht die Datentransparenz im Mittelpunkt, um Gebäude möglichst energieeffizient betreiben zu können. LoRaWAN wurde für die Anforderungen des Internet of Things (IoT) entwickelt und besticht mit hoher Funkreichweite und exzellenter Gebäudedurchdringung. So können sogar ganze Firmengebäude mit dazugehörigem Betriebsgelände von nur einem Gateway abgedeckt werden. Auch der oftmals schwer in Wireless Netzwerke zu integrierende Keller stellt für LoRa Funknetze kein Problem dar. Aufgrund der geringen Datenmengen, die IoT-Sensoren und -Aktoren konsumieren, können nahezu beliebig viele Sensoren über ein einziges Gateway mit dem Netzwerkserver kommunizieren. Das macht die Integration von LoRa Funksensoren sehr günstig, da weder eine Vielzahl an Gateways noch an Repeatern benötigt werden.
Zusätzlich ermöglicht die Low Power Datenübertragung den energieeffizienten Betrieb von LoRa Sensoren und LoRa Aktoren mit Batterien. Dabei können diese eine Batterielaufzeit von bis zu 15 Jahren haben. Das reduziert die Wartungsaufwände im Facility Management auf ein Minimum und macht gerade das Nachrüsten in Bestandsgebäuden zum Kinderspiel, da keine Kabel nachträglich gezogen werden müssen.
Zur Integration in ein bestehendes Gebäudeautomationssystem verfügen einige LoRa Gateways bereits über standardisierte GA-Schnittstellen wie z. B. Modbus. So können gesammelte Daten von LoRa Endgeräten einfach zurück in die gebäudetechnische Regelung fließen. Diese Kommunikation funktioniert bidirektional und ermöglicht eine einfache und kostengünstige Integration.
Vorteile von LoRaWAN
DEOS Gebäudeautomation mit LoRaWAN
Wir bieten als einer der ersten Hersteller im Bereich der Gebäudeautomation eine praxisnahe LoRaWAN Lösung zur einfachen Nachdigitalisierung von Gebäuden.
Unser LoRa Portfolio ist dabei auf die Bedürfnisse der Gebäudeautomation angepasst. So haben unsere LoRa Gateways beispielsweise einen integrierten LoRa Netzwerkserver (LNS), um die IoT-Daten in einem lokalen Netzwerk zu behalten. Auch die standardmäßige Modbus TCP-Schnittstelle ermöglicht das einfache Auskoppeln von IoT-Daten an einen beliebigen Modbus-fähigen DDC-Controller im Gebäude. So tauschen LoRa Endgeräte Daten mit dem bestehenden GA-System bidirektional aus oder stellen die gesammelten Daten der DEOS pro.Building Suite (IoT-Plattform) zur Verfügung.
Die Plattform visualisiert die Daten in verschiedenen Anwendungen wie dem Smart Metering, Cleaning on Demand oder dem Predictive Maintenance. Auch eine Weiterleitung der Daten via MQTT an die pro.Building Suite oder einen beliebigen MQTT Broker ist möglich. Zur einfachen Inbetriebnahme von LoRa Sensoren mit der DEOS Lösung bieten wir unseren Kunden ein Tool zur Massenintegration. So können eine Vielzahl an Sensoren mit nur wenigen Klicks ins Netzwerk integriert und aktiviert werden. Das reduziert die Bereitstellungsaufwände auf ein Minimum.
Unsere Lösung bietet somit alle Vorteile, die das Funkprotokoll LoRaWAN mit sich bringt und stellt ergänzende Funktionen und Services speziell für die Anwendung im Bereich der Gebäudeautomation zur Verfügung.
LoRaWAN Anwendungsbeispiele im Gebäude
LoRaWAN hat klare Vorteile und nimmt stetig an Beliebtheit und Bedeutung zu. Doch wofür genau sollten LoRaWAN Lösungen im Bereich der Gebäudeautomation eingesetzt werden? Mit Anwendungsbeispielen aus dem Bereich Smart Building stellen wir einige der interessantesten Anwendungsfälle vor.
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LoRaWAN im Praxisvergleich
LoRaWAN, WiFi, Bluetooth, EnOcean oder Sigfox?
Die zunehmende Bedeutung von IoT sowie die starke Nachfrage nach anwendungsbezogenen Lösungen bringt aktuell viele neue Technologien in den stark umkämpften Markt. Dabei hat jede einzelne dieser Technologien seine Daseinsberechtigung, was einen direkten Vergleich erschwert. Wichtig ist das individuelle Anwendungsszenario bei der Entscheidung für eine Technologie zu berücksichtigen.
Besonders im Consumerbereich (Smart Home) finden häufig Protokolle wie WiFi und Bluetooth Anwendung zur Steuerung oder zum Auslesen von Beleuchtung, Verschattung oder auch für die Bereitstellung von Rauminformationen wie der Temperatur. Das hat vor allem den Grund, dass diese Infrastruktur in der Regel bereits vorhanden ist und für Heimanwendungen meist vollkommen ausreicht.
Für die Verwendung in der Industrie schneiden Local Area Networks (LAN) jedoch in den meisten Anforderungen sehr schlecht ab oder erfüllen diese gar nicht. So sind diese Technologien beispielsweise primär für hohes Datenaufkommen mit einer geringen Reichweite entwickelt worden und zudem extrem kostspielig. Diese große Bandbreite ist jedoch nicht notwendig, da das Datenaufkommen im Smart Building in der Regel sehr niedrig ist. Etwa 99,9 % aller LPWAN Geräte konsumieren laut der 3GPP (weltweite Kooperation von Standardisierungsgremien für die Standardisierung im Mobilfunk) weniger als 150 KByte an Daten pro Monat. Datenmenge, Energiebedarf und Reichweite stehen dabei in direktem Bezug zueinander.
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