Die Stadt erwacht im digitalen Zeitalter: LoRaWAN verbindet die urbane Infrastruktur mit der Zukunft der IoT-Technologie. (Quelle: Phoenix Contact/Philip Lange@shutterstock.com)
LoRaWAN hat sich in der urbanen Infrastruktur und den Smart Cities aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften durchgesetzt: Die Technologie erlaubt eine effiziente, preiswerte und sichere Datenübertragung über lange Distanzen mit geringem Energieverbrauch. Deshalb eignet sie sich optimal für die Vernetzung von Sensoren und Geräten in städtischen Umgebungen. Durch die Verwendung von LoRaWAN können Städte Kosten sparen, indem sie bestehende Infrastrukturen optimieren und die Effizienz städtischer Dienste verbessern. Wegen der geringen Datenrate und des niedrigen Stromverbrauchs im Batteriebetrieb sammeln Sensoren mehrere Jahre lang Daten ein und senden diese an den Server. Phoenix Contact hat das Potenzial der Technologie früh erkannt und bietet eine Lösung, die LoRaWAN näher an die Automatisierungstechnik bringt. Mit einer speziellen App, die den LoRaWAN-Netzwerkserver bereitstellt, können die Steuerungen PLCnext Control von Phoenix Contact nun direkt in das LoRaWAN-Netzwerk integriert werden.
Zentraler Netzwerkserver als Kommunikationsknotenpunkt
LoRaWAN arbeitet typischerweise mit einer sternförmigen Topologie und stützt sich auf ein Netzwerk von Gateways, die Signale von Endgeräten, wie Sensoren und Aktoren, empfangen. Diese Signale werden an einen zentralen Netzwerkserver weitergeleitet, der als Knotenpunkt dient und die Kommunikation zwischen Sensoren, Aktoren und Anwendungen auf den Endgeräten koordiniert. Die Signale werden dann verarbeitet und lassen sich zur Überwachung sowie Steuerung verschiedener Aspekte der städtischen Infrastruktur einsetzen, zum Beispiel der Straßenbeleuchtung, Umweltüberwachung und Energieverwaltung. Die Datenübertragung erfolgt auf dem gesamten Weg vom Sensor bzw. Aktor bis zum Netzwerkserver verschlüsselt, was die Technologie für den Betreiber zugriffssicher macht.
Der Server in einem LoRaWAN-Netzwerk ist für die Netzwerkverwaltung, das Datenratenmanagement, den Datenaustausch sowie die Sensorautorisierung und Sicherheit verantwortlich, um für eine effiziente und sichere Kommunikation zu sorgen. Dabei bildet der LoRaWAN-Netzwerkserver (LNS) das „Gehirn“ der kompletten LoRaWAN-Architektur. Er lässt sich mit einer PLCnext App on-Premise auf Basis einer industriellen Steuerung aufsetzen. Das System wird also in die Infrastruktur des Unternehmens eingebunden und dort von der zuständigen IT-Abteilung gehandhabt.
Individuelle Wahl zwischen On-Premise- und Software-as-a-Service-Systemen
Bei On-Premise-Systemen handelt es sich um eine Art von IT-Infrastruktur, bei der die Hard und Software vor Ort im eigenen Unternehmen gehostet werden. On-Premise-Systeme erlauben ihnen die volle Kontrolle und Anpassungsfähigkeit der eigenen IT-Infrastruktur. Sie ermöglichen eine optimierte Leistung, minimierte Netzwerklatenz und bieten Sicherheit für sensible Daten, da diese das Unternehmensgelände nicht verlassen. Langfristig können On-Premise-Systeme kosteneffizient sein, weil keine laufenden Abonnementgebühren anfallen. Der Offline-Zugriff trägt zur Betriebskontinuität bei. Anwender sind in der Lage, selbst in abgelegenen Gebieten oder bei Netzwerkausfällen auf das System zuzugreifen. Darüber hinaus wird die Integration mit Legacy-Systemen erleichtert, was die Migration und den Datenaustausch der Systeme wesentlich vereinfacht.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass On-Premise-Systeme nicht immer die beste Option für jedes Unternehmen darstellen. Es gibt auch Alternativen wie Software-as-a-Service (SaaS), die Anwendungen über das Internet auf Abonnementbasis bereitstellen. SaaS kann Vorteile, wie geringere Vorabkosten, Skalierbarkeit und Zugriff von überall, zur Verfügung stellen. Die Wahl zwischen On-Premise und SaaS hängt von den spezifischen Anforderungen und Ressourcen des jeweiligen Unternehmens ab.
Integration des LoRaWAN-Netzwerks
Aufgrund des offenen Linux-Betriebssystems der PLCnext Technology lassen sich unterschiedliche Technologien vereinen. So kann das LoRaWAN-Netzwerk in der Automatisierungstechnik neben einem Steuerungsprogramm koexistieren oder ebenfalls eingebunden werden. Dadurch ist LoRaWAN nicht nur in städtischen Umgebungen nutzbar, sondern ebenso in der Industrie. Zum Beispiel lässt sich die Technologie in einem großen Industriekomplex installieren, wo die Produktionsanlagen auf weiten Flächen verteilt sind. Die LoRaWAN-Sensoren werden strategisch eingebaut und erfassen dann die verschiedenen Messwerte, wie Temperatur, Druck, Energieverbrauch oder Feuchtigkeit, und senden diese an den LoRaWAN-Netzwerkserver auf der Steuerung. Dort lassen sich die Daten verarbeiten oder an Systeme von Drittanbietern weiterleiten. Auf diese Weise können abgelegene Messstellen, die keine andere Möglichkeit zur Integration der Daten in das vorhandene Netzwerk bieten, ausgelesen werden.