LoRaWAN® auf der Baustelle: Anwendungsfälle, Vorteile & Praxisbeispiel
Letzte Änderung am 11.04.2024
Eines unserer Mitglieder baut gerade sein Eigenheim und setzt LoRaWAN® auf der eigenen Baustelle ein, um verschiedene Problemstellungen zu lösen. Aus diesem Anlass zeigen wir euch im Rahmen einer kleinen Beitragsserie einmal auf, welche IoT-Anwendungsfälle sich auf der eigenen Baustelle anbieten, warum sich LoRaWAN® als Übertragungsstandard dort als vorteilhaft erweist und anhand eines konkreten Anwendungsfalls, wie ihr das Ganze in der Praxis umsetzen könnt.
IoT-Anwendungsfälle auf der Baustelle
Zunächst ein paar Ideen für Anwendungsfälle, die wir für sinnvoll halten und die sich mit Hilfe von IoT-Sensoren und LoRaWAN® auf Baustellen gut umsetzen lassen:
- Überwachung der Anwesenheit/Aktivität von Handwerkern
- Überwachung des Raumklimas zur Vermeidung/Vorbeugung von Schimmel oder zur Kontrolle der Estrichtrocknung
- Erkennung von Leckagen an gefährdeten Stellen
- GPS-Überwachung von Maschinen, IBC-Tanks zur Lagerung von Flüssigkeiten wie z. B. Öl, Werkzeugen oder anderen Wertgegenständen
- Überwachung der Beleuchtung zur Vermeidung von unnötigem Stromverbrauch
- Überwachung der Füllstände von IBC- oder anderen Tanks
Wie ihr seht, bieten sich hier einige mögliche Use Cases an. Natürlich erhebt diese Liste keinen Anspruch auf Vollständigkeit und es gibt sicher noch viele mehr. Letztendlich sind eurer eigenen Kreativität keine Grenzen gesetzt.
Vorteile von LoRaWAN® auf der Baustelle
Warum ist LoRaWAN® ein geeigneter Übertragungsstandard für die Baustelle beziehungsweise welche seiner Vorteile kommen hier besonders zum Tragen? Aus unserer Sicht sind dies vor allem:
- Die Realisierung großer Empfangsreichweiten mit wenigen Mitteln (abhängig von den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten i.d.R. bis zu 5 km im städtischen Bereich, im ländlichen Bereich sogar bis zu 20 km)
- Die hervorragende Gebäudedurchdringung und die sehr hohe Störfestigkeit
- Der sehr geringe Strom/-Energiebedarf LoRaWAN®-basierter, batteriebetriebener IoT-Sensoren = wartungsarm, langlebig, kostengünstig und hervorragend geeignet für schwer zugängliche Messpunkte/-Orte
Wenn ihr noch mehr über LoRaWAN® und dessen weiteren Vorzüge, auch gegenüber anderen Standards wissen wollt, dann werft im Nachgang auch einen Blick in unsere FAQ im Hilfebereich sowie in den Blogbeitrag „LoRaWAN® vs. NB-IoT – Ein erster Überblick und Vergleich“.
Praxisbeispiel Anwesenheitsüberwachung – Ein Grundsetup
Am konkreten Anwendungsfall der oben erwähnten Anwesenheitsüberwachung zeigen wir euch nun, wie ihr das Ganze auf Basis des ZENNER Datahub in der Praxis umsetzen könnt und was ihr dafür alles benötigt.
1. IoT-Sensoren zur Anwesenheitserkennung
Um die Anwesenheit von Handwerkern oder auch ungebetenen Gästen auf der Baustelle zu erkennen, bieten sich verschiedene IoT-Sensoren an, die Bewegungen erkennen können. In diesem Beispiel wird ein Browan Tabs Motion Sensor verwendet:
Wie auf dem Foto zu sehen ist, wurde der kompakte Sensor einfach in eine noch offene Unterputzdose in der Nähe des Eingangs gesteckt. So fällt er kaum auf und ist zudem vor unerwünschten äußeren Einflüssen geschützt. Der batteriebetriebene Tabs Motion Sensor erkennt Bewegungen über einen dualen Passiv-Infrarot-Detektor (PIR) und eine Fresnel-Linse mit einem Erfassungsbereich von 7 Metern. Alternativ könnt ihr natürlich auch andere Sensor-Modelle verwenden. Eine Auswahl weiterer Bewegungssensoren findet ihr zum Beispiel im ZENNERShop.
2. LoRaWAN®-Netz zur Messwertübertragung
Damit die vom Sensor erfassten Messwerte zur Weiterverarbeitung an entsprechende Systeme/Tools gesendet werden können, ist ein Zugang zu einem LoRaWAN®-Netz notwendig. Falls das auf den Standort eurer Baustelle nicht zutrifft, dann erhaltet ihr diesen zum Beispiel durch die Bestellung eines IoT GatewayPLUS im ZENNERShop. Unser Community-Mitglied verwendet auf seiner Baustelle das ZENNER GatewayPLUS Indoor ein. Dieses kann entweder fest montiert werden oder, wie auf dem Foto unten zu sehen, einfach eingesteckt und zunächst lose an einem geeigneten Ort aufgestellt werden. Diese Variante bietet sich gerade für den Anfang an, wenn ihr vielleicht noch nicht sicher seid, wo der ideale Standort für euer Gateway ist.
Besonderer Vorteil: Für die Datenübertragung kann das Gateway automatisch zwischen Mobilfunk und Ethernet-Backhaul wechseln. Da in frühen Bauphasen die wenigsten Baustellen bereits über einen Internetanschluss verfügen, bietet sich die Nutzung von Mobilfunk hier natürlich besonders an.
3. IoT-Tools zur Datenverarbeitung & Visualisierung
Kommen wir nun zu den Systemen/Tools für die Weiterverarbeitung der gesammelten Daten. Um den Rahmen dieses Artikels jedoch nicht zu sprengen, soll im Folgenden zunächst nur ein grober Überblick gegeben werden, um dann in einem weiteren Artikel ins Detail zu gehen. Grundsätzlich habt ihr die Wahl zwischen „out-of-the-box“ einsetzbaren kostenpflichtigen Tools wie der B.One Gallery und meist kostenlosen Open Source Tools. Wenn ihr möglichst wenig selbst einrichten wollt und keine individuellen Anpassungsmöglichkeiten benötigt, ist Ersteres definitiv zu empfehlen. Ansonsten ist aber auch Letzteres ein spannender Ansatz, für den sich in diesem Anwendungsfall auch unser Community-Mitglied entschieden hat und den wir im Folgenden näher beleuchten.
ZENNER Datahub als Datendrehscheibe
In diesem Fall fungiert der ZENNER Datahub als zentrale Datendrehscheibe im Hintergrund. Die von den Sensoren erfassten Messdaten werden über das im Gebäude installierte IoT GatewayPLUS Indoor empfangen, im ZENNER Datahub geparst und schließlich per HTTP an den in Node-Red angelegten Endpunkt ausgeleitet.
Node-Red für die Anwendungslogik
Die gesamte Logik des Anwendungsfalls wird in Node-Red abgebildet. Dies reicht von der Speicherung der Daten in einer Datenbank bis hin zur Definition des minimalen Zeitfensters zwischen zwei Anwesenheitsbenachrichtigungen.
Messenger für die Benachrichtigung
Die Information über die Anwesenheit auf der Baustelle erfolgt über eine automatisch versandte Benachrichtigung. Diese wird über Node-Red konfiguriert und anschließend über den Messenger Telegram an den oder die hinterlegten Empfänger gesendet.
Grafana zur Datenvisualisierung
Neben der Ad-hoc-Benachrichtigung ist es gegebenenfalls auch interessant, die historischen Anwesenheitsdaten auszuwerten und im Zeitverlauf nachzuvollziehen. Zu diesem Zweck können die in der Datenbank gespeicherten Daten mit Hilfe von Grafana visualisiert werden.
Technische Umsetzung im Detail
Ihr habt nun einige Ideen für mögliche IoT-Anwendungen auf der eigenen Baustelle erhalten, erfahren, welche Vorteile von LoRaWAN® als Übertragungsstandard dort besonders zum Tragen kommen und wie ein mögliches Grundsetup für die praktische Umsetzung am Beispiel des konkreten Anwendungsfalls der Anwesenheitsüberwachung aussehen kann. Im zweiten Artikel gehen wir näher auf die technische Umsetzung ein. Dazu gehören vor allem das Zusammenspiel der verwendeten Systeme/Tools und die Einrichtung einer Alarmbenachrichtigung über Telegram. Darüber hinaus gibt es weitere Einblicke in das Dashboard selbst.
Setzt ihr selbst auch bereits eigene IoT-Anwendungsfälle auf der Baustelle um? Oder habt ihr weitere Anwendungsideen? Dann teilt eure Erfahrungen oder Ideen und tauscht euch hier in der Community aus 🙂
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