Wer sich mit dem Internet der Dinge (IoT) auseinandersetzt, ist ziemlich wahrscheinlich auch schon Mal über den Begriff LPWAN gestolpert. Aber was ist das eigentlich und welche Vorteile hat es? In diesem Artikel erfahren Sie alles wissenswerte über LPWAN und seine Anwendungsfälle.

Was ist LPWAN?

Unter LPWAN, Low Power Wide Area Network versteht man Technologien und Netzwerkprotokolle, welche zur Vernetzung von drahtlosen Geräten verwendet werden. Dabei ermöglichen die Technologien die Übertragung von kleinen Datenmengen über große Entfernungen und das bei einem äußerst geringem Energieverbrauch. Dabei unterscheiden sie sich in lizenzierte und nicht-lizenzierte Technologien.

Vorteile von LPWAN Technologien

Die Hauptvorteile der Technologie sind bereits im Namen enthalten: Low Power und Wide Area. Der geringe Energiebedarf erhöht die Batterielebensdauer der Geräte erheblich, so dass diese in der Regel über mehrere Jahre wartungsfrei betrieben werden können. Die hohe Reichweite ermöglicht die Verbindung von Geräten über mehrere Kilometer hinweg, was besonders in ländlichen und abgelegenen Gebieten von Vorteil ist. Damit verbunden ist eine hohe Durchdringung von Objekten und Materialien. Im Vergleich zu höherfrequenten Funktechnologien wie zum Beispiel Wi-Fi oder Bluetooth, durchdringen LPWAN Signale Hindernisse wie Wände und Gebäude sehr gut.

Neben dem geringen Energiebedarf und der hohen Reichweite sorgen lizenzfreie Netzwerke für zusätzliche Beliebtheit. Denn für sie fallen keine Lizenzierungskosten an.

Den Vorteilen gegenüber stehen jedoch die niedrigen Datenraten, denn diese bewegen sich meistens in einem Bereich von wenigen 100 bit/s bis hin zu einigen 100 Kbit/s. Somit eignen sich die Technologien hauptsächlich für Anwendungsfälle, welche mit einer geringen Bandbreite auskommen.

Welche Technologien und Standards gibt es?

LoRaWAN

LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network und ist ein lizenzfreier Funkstandard der LoRa Alliance. Der Funkstandard nutzt lizenzfreie Frequenzbänder, die von Land zu Land unterschiedlich sein können. In Europa und vielen anderen Ländern nutzt die Technologie die Frequenzbänder 868 MHz oder 433 MHz, während sie in Nordamerika das Frequenzband 915 MHz nutzt.

Die Netzwerke können lokal oder global aufgebaut werden und bieten eine sichere und skalierbare Infrastruktur für IoT-Anwendungen. Die Technologie wird von verschiedenen Herstellern und Dienstleistern unterstützt und ist ein wichtiger Bestandteil des wachsenden IoT-Ökosystems.

NB-IoT

NB-IoT steht für Narrowband-Internet of Things und ist ein Funkstandard für das Internet der Dinge (IoT). Der Standard nutzt bestehende Mobilfunknetze und hat eine sehr schmale Bandbreite, was ihn sehr energieeffizient macht.

NB-IoT-Netze nutzen bereits vorhandene LTE-Masten und Antennen, die gut ausgebaut sind. Im Gegensatz zu LoRaWAN und Sigfox erfordert die Nutzung von NB-IoT also keine Investitionen in die Netzwerkinfrastruktur, unabhängig davon, wo sich die Geräte auf der Welt befinden. Das wiederum ermöglicht es den Herstellern, internetfähige Geräte zu entwickeln, die direkt nach der Inbetriebnahme eine Verbindung herstellen können.

LTE-M (Cat-M2)

LTE-M (Long Term Evolution for Machines), auch als Cat-M2 bekannt, ist eine lizenzierte Variante des 4G-LTE-Netzwerks, das auch für die schnelle Übertragung von Daten und die Nutzung mobiler Breitbanddienste für Smartphones und Tablets verwendet wird. Im Vergleich zu anderen LPWAN-Technologien verfügt LTE-M über eine wesentlich bessere Datenrate. Zudem finden IoT-Geräte welche LTE-M nutzen fast überall eine gute Verbindung, da 4G das am weitesten verbreitete Mobilfunknetz ist.

Sigfox

Sigfox ist ein französisches Unternehmen, das ein gleichnamiges lizenziertes LPWAN-Netzwerk für das Internet der Dinge (IoT) anbietet. Wie andere LPWAN-Technologien ist Sigfox speziell für die Übertragung kleiner Datenmengen von IoT-Geräten konzipiert. Dazu nutzt das Netzwerk die Funkfrequenzen 868 MHz in Europa und 902 MHz in den USA. Pro Land ist Sigfox nur von wenigen Netzbetreibern zugelassen. So ist Netzabdeckung von Sigfox regional unterschiedlich und hängt von der Verfügbarkeit von Sigfox-Basisstationen ab. Zudem ist Übertragungskapazität von Sigfox ist sehr begrenzt. Denn pro Tag können nur 140 Nachrichten mit jeweils bis zu 12 Byte gesendet oder 8 Byte empfangen werden.

Anwendungsbereiche

LPWAN Technologien werden nahezu überall verwendet, wo eine drahtlose Verbindung benötigt wird, die Anforderungen an die Datenübertragungsrate und Datenmenge jedoch relativ klein sind. Im Bereich der Smart Cities können LPWAN-Networks beispielsweise für die Überwachung von Umgebungsbedingungen wie der Luftqualität und dem Lärmpegel eingesetzt werden. Auch für die Überwachung von Parkplätzen oder Müllcontainern eignen sich die Technologien.

Ein weiterer Anwendungsbereich ist Asset-Tracking, dabei geht es um die Lokalisierung und Überwachung von beweglichen Objekten wie Fahrzeuge, Geräte oder Transportbehälter. Mit den drahtlosen Technologien können diese Objekte in Echtzeit verfolgt werden wodurch eine effizientere Lieferkette ermöglicht wird.

In der Landwirtschaft können LPWAN-Netze zur Überwachung von Bodenfeuchte, Temperatur und anderen Parametern eingesetzt werden. Dadurch werden die Ernteerträge gesteigert und Wasserverbräuche gesenkt.

Weitere Anwendungsfälle könnten sein:

• Intelligentes Gebäude und Energiemanagement
• Überwachung von Ver- und Entsorgungssystemen
• Anlagenüberwachung
• Management von Lieferketten
• Intelligentes Verkehrs- und Transportmanagement
• Gesundheit und medizinische Anwendungen
• Heimautomatisierung und Smart-Home-Lösungen

Insgesamt bietet LPWAN eine kostengünstige und praktikable Lösung für die Vernetzung von Geräten und die Übertragung kleiner Datenmengen über größere Entfernungen. Obwohl die Datenraten im Vergleich zu anderen Technologien begrenzt sind, reichen sie für sehr viele Anwendungsfälle aus und ermöglichen eine zuverlässige und vor allem energiesparende Vernetzung.

James Bond, der berühmte fiktive britische Geheimagent, nutzte in mehreren Filmen GPS-Tracker. So nutzte er beispielsweise im Film “Ein Quantum Trost” einen GPS-Tracker um den Verbleib einer gestohlenen Handgranate zu verfolgen. Das die in Film gezeigte Technologie in der Regel nichts mit der Realität zu tun hat ist klar, doch das was lange noch als Fiktion galt, ist heute Realität und allgegenwärtig. Ob im Fitness, um das Haustier zu finden oder das Auto nachzuverfolgen, die kleinen Helfer sind in vielen Bereichen unseres Lebens zu finden. Aber was sind Tracker eigentlich und wie funktionieren Sie?

Ein Tracker ist eine Kombination aus Software und Hardware, die Daten sammelt und überwacht, um Bewegungen in der realen Welt zu verfolgen. Es gibt viele Arten von Trackern, die in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden können. Sie werden beispielsweise verwendet, um Objekte zu verfolgen, Echtzeit-Standortinformationen anzuzeigen oder Fahrzeuge zu überwachen.

Wie funktioniert es?

Ein Tracker ist im Grunde genommen eine Hardware-Kombination, bestehend aus Sensoren, Telematik und einer Energieversorgung. Dabei erfassen die Sensoren physikalische Kenngrößen wie zum Beispiel die Temperatur oder die Beschleunigung. Entsprechende Telematik-Module sorgen dafür, dass die Daten weitergeleitet werden können, während die Energieversorgung in Form einer Batterie oder eines Akkus dafür sorgt, dass das Gerät drahtlos betrieben werden kann.

In den meisten Fällen werden die Daten über eine Empfangsstation in eine Cloud-Plattform weitergeleitet. Empfangsstationen können ein Server, ein Smartphone, ein Gateway oder ein anderes Gerät sein, das mit dem Internet verbunden ist. Die Cloud-Plattformen speichern und analysieren die Daten anschließend in Echtzeit und visualisieren die Daten übersichtlichen Dashboards.

Die Art der Tracking-Lösungen variiert je nach Anbieter und Anwendungsfall. Einige Lösungen bieten grundlegende Funktionen wie die Überwachung von Standortdaten oder Bewegungsdatensätzen; andere sind sehr leistungsfähig und bieten Echtzeit-Visualisierung sowie detaillierte Berichtsfunktionen. Die Auswahl der richtigen Lösungen hängt somit vom Anwendungsfall ab – es ist also wichtig zu prüfen, welche Funktion für Ihren spezifischen Fall am besten geeignet ist.

Wofür wird ein Tracker verwendet?

Tracker sind für viele verschiedene Zwecke nützlich, darunter:

• Nachverfolgung von Gütern und Lieferungen;
• Erstellung von Verkehrsstatistiken;
• Erkennung von Unfällen;
• Ortung von Fahrzeugen;
• Überprüfung des Fortschritts beim Erreichen bestimmter Ziele;
• Dokumentation von Temperatur;
• Präzises Timing für sportliche Wettkämpfe usw.

Grundsätzlich lässt sich sagen, dass sie dabei helfen, die Ressourceneffizienz zu steigern und die Mitarbeiterproduktivität zu erhöhen – was letztlich dazu beitragen kann, Kosteneinsparungspotenziale freizulegen und Umsatzzahlen zu steigern. Daher sind sie in vielerlei Hinsicht unverzichtbar geworden.

In der Bauindustrie sind umfangreiche Inventare und die parallele Abwicklung vieler Projekte keine Seltenheit. Dabei den Überblick zu bewahren ist eine echte Herausforderung. Wie Sie durch Digitalisierung Ihres Gerätemanagement den Verwaltungsprozess vereinfachen, erklären wir Ihnen in diesem Artikel.

Bauprojektmanagement und die damit verbundene Logistik, also Geräte und Güter zur richtigen Zeit am richtigen Ort bereitzustellen, ist eine Mammutaufgabe. Die vielen parallelen Projekt-Standorte und eine Vielzahl von wechselnden Akteuren sorgen für viele Fehlerquellen beim Austausch von Informationen. Nicht selten kommt es also vor, dass Geräte und Güter ungenutzt und in zu großer Stückzahl an Projektstandorten vorhanden sind, während sie dringend an anderen Stellen benötigt werden. Zudem tauschen die Projekt-Standorte häufig Geräte untereinander, ohne davor ein zentrales Lager passiert zu haben. Dabei den Überblick zu bewahren ist fast unmöglich. Das wiederum führt zu Unproduktivzeiten und erhöht die Suchzeiten erheblich. Im schlimmsten Fall entstehen sogar Kosten für die überflüssige Neuanschaffungen von Geräten oder Neuanschaffungen durch Verluste.

Gerätemanagement digitalisieren durch Tracking

Das Gerätemanagement am Bau ist ein großer Hebel für die Effizienz und Effektivität am Bau. IoT-Geräten betätigen genau diesen Hebel. Durch die Ausstattung der Geräte mit Trackern und die Ausstattung der Lager sowie Baustellen mit Gateways erhalten Bauunternehmen digitale Inventare. So lässt sich über die Software einerseits einsehen welche Geräte oder Güter sich zum aktuellen Zeitpunkt in den Lagern befinden, an welcher Baustelle welche Geräte sind oder wo sich ein Gerät gerade befindet. Auch der Standortwechsel von Geräten zwischen Projekten wird somit nachvollziehbar.

Zeitersparnis dank Live-Inventar

Gerätemanagement digitalisieren optimiert den Logistikprozess in der Bauindustrie auf verschiedenen Ebenen. Das reduziert einerseits aktiv Suchzeiten, denn der Standort eines Geräts kann mit wenigen Klicks herausgefunden werden. So gehören zeitraubende Telefonate oder gar Suchaktionen der Vergangenheit an. Andererseits reduziert es die Unproduktivzeiten, dank der schnelleren Bereitstellung von Gerätschaften, erheblich.

Automatisierte Verschreibung auf Projekte

Auch in der Verwaltung macht sich die Zeitersparnis bemerkbar. Das Trackingsystem verbucht Geräte vollständig automatisiert auf die entsprechenden Projekte. Das senkt den Verwaltungsaufwand erheblich und beugt Fehlbuchungen vor.

Bedarfsgerechte Reduktion des Inventars

In den Trackern verbaute Beschleunigungs- und Klimasensoren geben Aufschluss über die Auslastung von Geräten. So können historische Daten dazu genutzt werden, überflüssige Neuanschaffungen zu vermeiden oder sogar den Gerätepark anhand der Daten bedarfsgerecht zu optimieren.

Fazit

Längst ist klar, dass die Digitalisierung kein Trend, sondern eine Aufgabe ist, welche uns in unserem privaten und vor allem unternehmerischen Alltag künftig viel Arbeit abnehmen wird. Dass die Einbindung von IoT-Systemen und Trackern mit Investitionen verbunden ist, ist selbstverständlich. Doch wer den Schritt geht, wird schnell merken welche enormen Mehrwerte die digitalen Helfer liefern können. Denn Informationen mit wenigen Klicks abgerufen, automatisierte Prozesse im Hintergrund und die erhebliche Beschleunigung der Kommunikation sorgen dafür, dass die Geräteverwaltung nur noch eine Nebensache ist.

Die Logistik gehört zu den größten und dynamischsten Branchen und damit auch zu den Branchen, welche am meisten von der Digitalisierung durch IoT-Lösungen profitiert. Doch in welchen Bereichen werden IoT-Lösungen eingesetzt und welche Lösungen gibt es? Das erfahren Sie in diesem Artikel.

Logistik, also die Planung, Koordination und Kontrolle des Flusses von Produkten, Rohstoffen und Informationen, ist unverzichtbar für die Wirtschaft. Allein in Deutschland setzte die Logistikbranche im Jahr 2020 rund 279 Milliarden Euro um (Quelle: Statista – Umsatz der Logistikbranche in Deutschland) und gehört somit zu den drei größten Branchen in Deutschland. Kaum eine andere Branche birgt mehr potenzial für den Einsatz intelligenter Lösungen, denn entlang einer Lieferkette entstehen unzählige von Prozessdaten. Also unzählige Möglichkeiten, Prozesse miteinander zu vernetzen und Vorgänge zu optimieren.

Aber warum ist die Digitalisierung der Logistik so wichtig?

Die Logistikbranche ist seit Jahren auf Wachstumskurs, so trug nicht zuletzt Corona dazu bei, dass die Branche im Jahr 2020 um 26,5 % gewachsen ist. Auch für die kommenden Jahre ist dank E-Commerce von einem weiteren Wachstum auszugehen. Das erhöhte Aufkommen erfordert, dass die Unternehmen immer effizienter arbeiten. Das wiederum erfordert transparente Prozesse, denn die Effizienz hängt stark von der Übersichtlichkeit und Vernetzung einer Lieferkette ab. Dabei gibt es zahlreiche Vorteile, welche vernetzte Lieferketten mit sich bringen:

• Kostenersparnis: Die Vermeidung überflüssiger Transporte, Optimierung von Lieferwegen und eine bessere Auslastung sorgen für eine Kostenersparnis. Zudem können Lagerbestände optimiert werden und die damit verbundenen Kosten gesenkt werden.
• Höhere Geschwindigkeit: Einer der bedeutendsten Vorteile einer digitalen Logistik ist die Geschwindigkeit, welche durch die vollständige Vernetzung erheblich gesteigert werden kann. Digitale Lösungen sammeln Daten, werten diese aus und liefern optimierte Ergebnisse für die Lagerung oder den Transport.
• Reduzierung der Fehleranfälligkeit: Die Digitalisierung löst Papier und analoge Planungs-Charts ab. Das reduziert Fehlerquellen und Prozesse sind jederzeit digital aufrufbar.
• Umweltschutz: Digitale Assistenten melden optimalen Routen sowie Verbesserungsvorschläge zur Fahrweise des Fahrers.

Welche Möglichkeiten gibt es?

IoT-Systeme können in Logistik-Prozessen an den verschiedensten Stellen Mehrwert leisten. Im Bereich der Fracht werden Güter beispielsweise mit Trackern oder Beacons vernetzt. Das verhindert, den Verlust oder Beschädigungen an den Gütern und bietet Transparenz entlang der gesamten Lieferkette. Besonders im Bereich der Lebensmittellogistik können Tracker große Mehrwerte leisten. Die stetige Erfassung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit mittels Sensoren erfüllt vollständig automatisiert Dokumentationspflichten bei temperaturgeführten Transporten. Gleichzeitig gewährleisten die Tracker die Sicherheit der Lebensmittel.

Auch in den Transport-Fahrzeugen erleichtert das IoT den Alltag. Hier können Daten über die Zustände der Fahrzeuge genutzt werden, um diese vorausschauend zu warten (Predictive Maintenance). Das spart Kosten und vor allem zeitfressende Pannen.

Nicht zuletzt im Bereich der Kommissionierung beschleunigen IoT-Systeme die Prozesse. Hier sorgen beispielsweise Pick-by-light Systeme für höhere Geschwindigkeiten, indem visuelle Signale den Kommissionierern das richtige Fach anzeigen. Umfangreichere Systeme zeigen zudem die richtige Stückzahl an.

Die Möglichkeiten sind vielfältig und die stetig steigende Menge der zu verarbeitenden Waren erfordern das Logistik-Unternehmen immer effizienter arbeiten, denn veraltete Technologien und Prozesse sind nicht länger wettbewerbsfähig.