LoRaWAN

Nach dem Smart Home kommt die Smart City

Der Traum von der intelligenten Stadt ist keine weit entfernte Zukunftsfantasie, sondern könnte schneller Wirklichkeit werden, als die Bürgerinnen und Bürger Düsseldorfs es sich vorstellen können.

Einen großen Schritt in Richtung Smart City machen die Stadtwerke im Herbst 2020 mit der Inbetriebnahme der ersten vernetzten Gateways, über die zukünftig ganze Gebäudekomplexe automatisch miteinander kommunizieren können.

Und noch viel mehr – die Anwendungsmöglichkeiten des hierbei zum Einsatz kommenden LoRaWAN-Funkstandards sind äußerst vielfältig.

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LoRa…WAS? LoRaWAN!

LoRaWAN ist eine Funktechnologie zur Datenübertragung. Die Abkürzung steht für Long Range Wide Area Network. Sie ist in der generellen Funktionsweise mit geläufigeren Funkstandards vergleichbar, verfügt jedoch über mehrere Vorteile für ein Vernetzungsvorhaben dieser Größenordnung.

Illustration LoRaWAN

Mit WLAN und 4G wurde das Smart Home Realität

Für die Smart City gehen wir einen Schritt weiter: mit LoRaWAN

LoRaWAN ermöglicht einen stromsparenden und kostengünstigen Datentransport aufgrund des relativ geringen Datendurchsatzes der angeschlossenen Sensoren, Aktoren, Zähler und Messinstrumente.

Eine Vielzahl von Gateways ermöglicht das Aufspannen eines LoRaWAN-Netzes. Dieses Netz bietet eine besonders gute Gebäudedurchdringung. Da die Sensoren mit Batterien betrieben werden können, kann LoRaWAN auch dort eingesetzt werden, wo herkömmliche Mobilfunktechnologien nicht in Frage kommen – z. B. in Kellern und Tiefgaragen.

Karte: LoRaWAN im Zukunftsviertel

Datensicherheit geht vor!

Uns als Stadtwerke ist beim LoRaWAN-Projekt die Sicherheit der mitunter sensiblen Übertragungsdaten besonders wichtig. Deshalb arbeitet das geschützte Protokoll mit einer zweistufigen symmetrischen Verschlüsselung, bei der der Schlüssel selbst nie per Funk übermittelt wird.

Internet of Things – next level

Mit dem Smartphone zuhause die Jalousien herunterlassen, das Auto im Winter vor dem Einsteigen vorheizen oder sich von Alexa daran erinnern lassen, zum nächsten Termin aufzubrechen – das kennt man mittlerweile. Mit unserem LoRaWAN-Netz wird es möglich sein, diese smarte Technologie auch für komplexe Anwendungen auf größere Bereiche zu übertragen.

Mobilität mit LoRaWAN

Mobilität

Von der effektiveren Parkraumbewirtschaftung bis zur Lenkung der Verkehrsströme oder smarterem Flottenmanagement ist Vieles denkbar.

Kontrolle Bürogebäude und Schulen mit LoRaWAN

Bürogebäude und Schulen

Kontrolle und selbstständige Regelung des Raumklimas sowie der Lichtverhältnisse für stets optimale Arbeits- und Lernbedingungen.

LoRaWAN in Krankenhäusern

Krankenhäuser

Mitunter hochtechnisierte Hospitäler können die Technik von der Bettenbewirtschaftung bis zur Medikamentenüberwachung vielfältig einsetzen.

Fernwärme Messung mit LoRaWAN

Energie & Wasser

Auch wir selbst profitieren, etwa durch das Fernauslesen von Messstellen, die Überwachung von Ortsnetzstationen oder bei der Fernwärme-Schachtmessung.

Überwachen und regeln von Contracting mit LoRaWAN

Contracting

Bei der Bereitstellung bzw. Lieferung von Wärme und Strom lassen sich die Betriebsstoffe sowie der Betrieb der für das Contracting benötigten Anlagen überwachen und regeln.

Bauwerksüberwachung mit LoRaWAN

Bauwerksüberwachung

Sensible Objekte wie etwa die Rheinbrücken können selbsttätig Daten über den Zustand des Mauerwerks regelmäßig übermitteln.

Das sind nur einige von vielen möglichen Einsatzgebieten. Allein dadurch, dass Funktechnik Verwendung finden kann, wo bislang Kabel genutzt werden, besteht ein enormer Anwendungshorizont. Und im praktischen Betrieb lassen sich diese Ideen in Zukunft sicher noch weiterentwickeln.

Projekt: die Müllabfuhr von morgen

Ein Altkleidercontainer der AWISTA

Frei nach dem Motto „Probieren geht über Studieren“ haben sich die Stadtwerke Düsseldorf für ein Pilotprojekt mit der AWISTA zusammengetan, um zu überprüfen, ob die theoretischen Vorteile des LoRaWAN-Netzes auch tatsächlich einen praktischem Nutzen bringen. Zielsetzung: die Sauberkeit in der Stadt zu verbessern und bessere Planbarkeit bei der Müll- und sonstigen Entsorgung.

Ausgangspunkt ist eine Problemstellung des Entsorgungsbetriebs: Denn, es lässt sich nur schwer vorhersehen, wann insbesondere Papier- und Altkleidercontainer voll sind. Eine zeitlich regelmäßige Leerung ist also nicht wirklich effektiv.

Hier soll LoRaWAN Abhilfe schaffen: Seit September 2020 sind drei Altkleidercontainer im Zukunftsviertel mit Sensoren ausgestattet. Sie messen, wie voll die Sammelbehälter sind, bestimmen die Aufnahmefähigkeit der Container und übertragen die Daten über das LoRaWAN-Funknetzwerk an die AWISTA-Leitwarte.

Halbleere Fahrzeuge nach einer Tour oder übervolle Container könnten damit demnächst in ganz Düsseldorf der Vergangenheit angehören. Das nennen wir Smart Waste Management.

Kontakt

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Benjamin Haase von den Stadtwerken Düsseldorf

Dr. Benjamin Haase
Konzeptentwicklung und Technik

lorawan@swd-ag.de
Marcel Bogdon von den Stadtwerken Düsseldorf

Marcel Bogdon
Applikationsmanagement

lorawan@swd-ag.de
Fabian Kober von den Stadtwerken Düsseldorf

Fabian Kober
Konzeptentwicklung und Technik

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Michael Ksoll von den Stadtwerken Düsseldorf

Michael Ksoll
IT-Architekt

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