Kerstin KrügerAllgemein

IoT-Daten senden und dabei Energie sparen – so funkt(ioniert) es mit LPWAN

Eine der bisher größten Herausforderungen des Internet of Things (IoT) ist die Konnektivität der Geräte. Der Grund: Der Energiebedarf aktueller Funkstandards für die Übertragung von Daten übersteigt bei weitem die Batteriekapazitäten. Die Lösung: Low Power Wide Area Network (LPWAN).

 Feuchtigkeitssensoren im Weinberg, Positionsbestimmung für Güterwaggons, Überwachung von Wasserleitungen in der Wüste – viele der IoT-Devices sind mobil oder werden an abgelegenen Orten betrieben. Sie können nicht auf ein zentrales Stromnetz zugreifen und sollen dennoch eine möglichst hohe Lebensdauer haben. Wie können die smarten Geräte mit Energie versorgt werden sowie ihre Daten senden oder empfangen?

Funktechnologien wie Mobilfunk über GPRS oder LTE sowie WLAN sind in den Bereichen IoT und M2M (Machine to Machine) weit verbreitet. Sie bieten zwar eine gute Übertragungsrate, sind jedoch aufgrund ihres hohen Energiebedarfes in vielen Szenarien nicht sinnvoll nutzbar. Zudem sind sie bei Anschaffung, Betrieb und Aufbau der Infrastruktur relativ teuer. Um Sensoren und Aktoren des IoT mobiler und preisgünstiger zu machen, ist also eine Funktechnologie notwendig, die mit wenig Energie und mit günstigen Komponenten auskommt. Seit Kurzem sind entsprechende Technologien unter dem Begriff LPWAN (Low Power Wide Area Network) verfügbar.

Die Vorteile von LPWAN gegenüber den allgemein etablierten Technologien:

  • Der Energieverbrauch für die Konnektivität wird drastisch gesenkt.
  • Die Reichweite übersteigt die von Bluetooth oder WLAN um ein Vielfaches.
  • Die Durchdringung von Gebäuden ist signifikant besser.
  • Langlebige Funkverbindungen über 10 Jahre oder länger sind problemlos möglich.
  • Stark verschlüsselte Übertragung schützt gesendete Daten gegen unbefugten Zugriff.
  • Die Hardware-Kosten sind extrem gering.

Große Netzbetreiber sind bereits dabei, ein umfassendes Netz in Deutschland aufzubauen. Auch der Aufbau privater Netze mit einer eigenen Infrastruktur ist kostengünstig machbar und ermöglicht interessante IoT-Projekte und neue Geschäftsmodelle einzelner Unternehmen. Für eine solche Lösung bietet sich die Funklösung LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) an, eine Spezifikation des LPWAN. Materna hilft dabei, den bestmöglichen Ansatz für LPWAN zu finden und die entsprechende Hard- und Software zu implementieren.

In unserem Monitor-Fachbeitrag erhalten Sie ausführliche Informationen zu den verschiedenen Funktechnologien für die Datenübertragung und den Potentialen von LPWAN.

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