LoRaWAN – Türöffner für Smart Cities?

Smarte Städte vernetzen ihre Verwaltungen, BürgerInnen, Unternehmen und die Umwelt, um das urbane Leben technologisch fortschrittlicher, nachhaltiger, sozial inklusiver und lebenswerter zu machen. Doch wie schafft man die für die Umsetzung benötigte digitale Infrastruktur? Ein innovatives Konnektivitätssystem bereitet mit seiner Funktechnologie den Weg für smart vernetzte und nachhaltige Städte und Kommunen. 

Das Wichtigste in Kürze

LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network und beschreibt eine Funktechnologie, die zu den sogenannten Low Power Wide Area Networks – kurz: Low Power WAN – gehört. Wie der Name „Long Range Wide Area” bereits verrät, kann das LoRaWAN Informationen und Daten energieeffizient über große Entfernung übertragen. Das LoRaWAN bildet insbesondere die wichtigsten Anforderungen des IoT – Internet of Things – ­ab und eignet sich darum bestens, um Konnektivität in Smart Cities zu ermöglichen.

Was ist LoRaWAN?

LoRaWAN ist ein Niedrigenergie-Weitverkehrsnetzwerk. Während der Name LoRaWAN das allumfassende Netzwerk beschreibt, steht LoRa allein für die neuartige Funktechnologie, die in dem Netzwerk zum Einsatz kommt. LoRaWAN ist in der Lage, Daten über große Entfernungen mit besonders geringem Energieverbrauch zu übertragen. 

Wie funktioniert LoRaWAN?

Eine LoRaWAN-Architektur setzt sich aus vier Elementen zusammen:

Endknoten

Endknoten sind verschiedene Sensoren und Sender, die Daten ermitteln. Dabei kann es sich um unterschiedlichste Sensoren handeln, wie beispielsweise Wasser- und Stromzähler, Sensoren zur Messung von Luft- oder Bodenqualität, Parksensoren, Temperatur- und Bewegungsmelder und viele mehr. Die Endknoten senden die aufgezeichneten Daten an sogenannte LoRaWAN-Gateways und können Daten bzw. Befehle von ihnen empfangen.

Gateways

Gateways sind eine Art Zwischenstation in der Nähe der Endknoten. Sie sammeln die Daten der Gateways und verschlüsseln diese. Gateways bilden die Schnittstelle zwischen der energieeffizienten LoRa-Funkübertragung und der leistungsstarken Anbindung zum Server. Die Durchleitung erfolgt über eine Standard-IP-Verbindung mit dem entsprechenden Netzwerkserver.

Netzwerkserver

Netzwerkserver empfangen alle Nachrichten von den Gateways. In dem zentralen Netzwerkserver finden die komplizierteren Prozesse der Datenverarbeitung statt. Der Netzwerkserver ist beispielsweise für das Entschlüsseln sowie Verschlüsseln von Nachrichten, das Weiterleiten von Nachrichten an die richtige Anwendung, die Auswahl des besten Gateways für Befehle und die Entfernung doppelter Nachrichten verantwortlich. Der Netzwerkserver leitet die Daten schlussendlich an sogenannte Anwendungsserver weiter.

Anwendungsserver

Anwendungsserver sind mit dem LoRaWAN-Netzwerkserver verbunden und übernehmen die anwendungsspezifische Verarbeitung von Daten. Auf diese Weise können Daten von einem PC oder einem Smartphone abgerufen werden. Zumeist laufen Anwendungsserver über eine Private oder eine Public Cloud, die an den Netzwerkserver angebunden ist. 

Energieeffizient, kostengünstig, sicher

Die Vorteile von LoRaWAN auf einen Blick:

  • Hohe Funkreichweite 
  • Niedriger Energiebedarf
  • Skalierbarkeit auf viele Anwendungen 
  • Einfache und schnelle Installation 
  • Hohe Datensicherheit durch Ende-zu-Ende verschlüsselten Datentransport 
  • Strahlungsarm 
  • Niedrige Kosten im Vergleich zu bisherigen Technologien

Wenn Mülleimer zu kommunizieren lernen

Die denkbaren Einsatzmöglichkeiten für LoRaWAN sind vielseitig. Es eignet sich jedoch vor allem dort, wo kleine Daten und Echtzeitanalysen übermittelt werden sollen. Zwar ist LoRaWAN nicht dazu gedacht, Dauersignale zu senden, doch es zeichnet sich durch den energieeffizienteren Intervallversand von kleinen Datenpaketen aus. Ob im Bereich Smart Cities, Smart Buildings, Industrie, Lieferketten- & Logistikmanagement und viele mehr – Der Einsatz von LoRaWAN bietet großes Potenzial für Unternehmen, Wasser- und Energieversorger, öffentliche Einrichtungen und vor allem Smart Cities. Hier sind nur einige denkbare Einsatzbereiche gelistet: 

Parkraummanagement

Sensoren senden Informationen über die Verfügbarkeit von Parkplätzen, wodurch die umweltbelastende Suche zu Ende ist und Zeitverluste gemindert werden.

Regulierung des Verkehrsflusses

Sensoren sammeln Daten über den Verkehrsfluss, wodurch Ampelphasen angepasst und umweltbelastende Staus und Wartezeiten vermieden werden.

Smarte Straßenbeleuchtung

Sensoren nehmen Verkehrsteilnehmer wahr und passen die Beleuchtung bedarfsgerecht und energieeffizient an. 

Füllstandsüberwachung von Abfalleimern und Containern

Sensoren in Abfalleimer und Containern nehmen den Füllstand wahr und ermöglichen auf diese Weise eine bedarfsgerechte und effizientere Abfallwirtschaft.

Monitoring (Messung von Luftqualität, Temperatur und Lautstärke in der Natur oder Gebäuden)

Sensoren überwachen unseren Lebensraum und ermöglichen eine Symbiose aus Natur und Technik. Auf kritische Werte kann reagiert werden, um Mensch und Natur zu schützen. 

LoRaWAN-Netzwerke – die ideale energieeffiziente Alternative zugängige Sensorlösungen basierend auf WLAN, Bluetooth, o. Ä. Mithilfe der innovativen Funktechnologie erfassen Städte wertvolle Daten und können diese sinnvoll nutzen und für die Verbesserung der Lebensqualität und zum Naturschutz einsetzen. Konnektivität ist das Herzstück smarter Städte. Denn je vernetzter, desto smarter. Und so ist auch LoRaWAN aus smarten Stadtkonzepten nicht mehr wegzudenken.

Wenn Sie mehr über die Möglichkeiten, LoRaWAN für Ihre Stadt, Kommune oder Ihr Unternehmen zu nutzen, erfahren möchten, sprechen Sie uns gern an. Wir sind ExpertInnen im Bereich Smart City und unterstützen Sie von der Vision bis zur erfolgreichen Umsetzung. Wir freuen uns auf Ihr Projekt!

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