17.08.2023 355

Was sind LoRaWAN-Sensoren und wo kommen sie zum Einsatz?

Das Internet of Things (IoT) beginnt mit der Datenerfassung durch winzige Geräte – Sensoren für Fernablesung.

LoRaWAN-fähige Sensoren

Die Hauptaufgabe von Smart-Technologien besteht darin, Informationen von Geräten zu erhalten und sie aus der Ferne zu steuern. Daher kommen im Internet der Dinge verschiedene Sensoren in großem Umfang zum Einsatz, die Daten sammeln und über drahtlose Kommunikationskanäle übertragen.

Die Datenerfassung ist das erste Element in diesem System. Auf dieser Ebene spielen LPWAN-Sensorgeräte – mit Sensoren ausgestattete Messgeräte – eine Schlüsselrolle. Ihre Aufgabe besteht darin, Veränderungen bestimmter physikalischer Größen zu überwachen und Informationen darüber über ein drahtloses Netzwerk an den Server zu übermitteln. Zahlreiche Geräte mit integrierten LoRa-Modulen erfüllen diese Aufgabe, wie zum Beispiel intelligente Stromzähler, Rauchmelder, Standort-Tracker usw.

Solche Geräte erfassen die benötigten Informationen und übermitteln sie über das Gateway-System in kleinen Datenpaketen an den Server. Dort können sie in andere Formate umgewandelt werden, so dass man die Daten mit Hilfe der entsprechenden Software weiterverarbeiten kann.

Typischerweise verwenden Sensorgeräte für LPWAN Batterien, die jedoch nicht häufig gewechselt werden müssen, da diese Sensoren lange Lebensdauer der Batterien aufweisen. Damit kann man diese Geräte jahrelang verwenden, ohne sich um ihre Wartung kümmern zu müssen.

Bei der Datenübertragung kommen verschiedene Frequenzbänder, Netzwerke und Protokolle zum Einsatz. Aber was alle IoT-Sensortechnologien gemeinsam haben, ist der geringe Stromverbrauch und die Fähigkeit, Daten über große Entfernungen zu übertragen. In diesem Artikel befassen wir uns mit der Technologie der drahtlosen Datenübertragung von LoRaWAN-Sensoren bzw. Funksensoren sowie der LoRaWAN-fähigen Sensoren selbst.

LPWAN-Sensoren mit geringem Stromverbrauch

Bei den im Rahmen der IoT-Technologie verwendeten Sensoren handelt es sich um Funkgeräte. Wie der Name schon sagt, sieht der Einsatz der LoRaWAN-Technologie den Einsatz von LoRaWAN-Sensoren vor. Änderungen physikalischer Größen wie Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Luftqualität, Beleuchtung oder Bewegung sind nur einige Beispiele für Informationen, die von diesen Geräten erfasst werden können. Die Sensoren sammeln Daten über den Zustand der Umgebung und senden sie drahtlos an Gateways bzw. Basisstationen. Von den Gateways werden diese Informationen dann über das Internet an einen Server übertragen.

Besonderheiten von LPWAN-fähigen Sensoren

IoT-Sensoren mit geringem Stromverbrauch bieten aufgrund ihrer Funktionsweise die Möglichkeit, unter dem Einsatz der IoT-Sensornetzwerke einen stabilen und effizienten Betrieb aufzubauen, wobei über Jahre hinweg keine Wartung und technischer Support erforderlich sind.

Anwendungsfälle der LoRaWAN-Sensoren

LoRaWAN-Sensoren werden zur Automatisierung und Vereinfachung des Betriebs in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, zu denen Bauwesen, Smart Cities, Verkehr, Landwirtschaft und Wissenschaft gehören. Welche Arten von Daten können diese Geräte also übertragen und welche Prozesse können sie steuern?

Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Solche Sensoren ermöglichen die Ferndatenerfassung von verschiedenen Informationen aus der Umwelt. Deswegen sind diese Geräte in der Landwirtschaft und in der Industrie sehr gefragt.

Straßenbeleuchtung. Bewegungssensoren in Straßenleuchten erkennen Fußgänger und Fahrzeuge, wenn diese sich nähern oder entfernen. Falls auf der Straße kein Verkehr vorhanden ist, kann sich die Beleuchtung automatisch abschalten, um Strom zu sparen.  

Fernablesung von Zählerständen. Diese Art von Sensoren kann an bereits installierten Wasser-, Gas-, Strom- und Wärmezählern angebracht werden. So ein Gerät erfasst die Zählerwerte und übermittelt sie an den Versorger über das LoRaWAN-Funknetz.

Verfügbarkeit von freien Parkplätzen. Einsatz von IoT-Sensoren ermöglicht die Schaffung von intelligenten Parkplätzen. Fahrer können freie Stellplätze finden und auf diese Weise Zeit sparen. 

Standortbestimmung. Die Ermittlung des Standortes wird unter anderem in der Logistik, im Transportwesen und bei der Überwachung von Lieferketten benötigt.

Wir haben nur einige Beispiele für den Einsatz von Sensoren in verschiedenen Branchen genannt. Es gibt noch viele weitere Anwendungsfälle für intelligente IoT-Geräte.

Skalierbare Lösungen mit IoT-Sensoren machen es möglich, Daten über den Zustand der Umgebung zu erhalten und verschiedene Geräte aus der Ferne zu steuern. Auf der Hardware-Ebene erfolgt die Datenerfassung durch Sensoren, die Veränderungen erkennen und diese drahtlos an die Basisstation übermitteln. Intelligente Sensornetzwerke tragen zur Vereinfachung und Beschleunigung zahlreicher Vorgänge in verschiedenen Bereichen des Lebens bei. Dazu gehören die Landwirtschaft, Smart Cities, Verkehrswesen, Energiemanagement und viele andere Anwendungsfelder.

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