SWK Connect

Einen beeindruckenden Mehrwert bietet die digitale Erfassung von Zählern und Verbrauchs-mengen. Über diesen vergleichsweisen simplen Ansatz können Einsparpotenziale nicht nur transparent dargestellt werden, sondern ggf. sogar erste monetäre Einsparungen erreicht wer-den, wenn beispielsweise durch die Installation von digitalen Wasserzählern Leckagen im System entdeckt und beseitigt werden können. So hat zuletzt die Firma Kleinewevers, ein Kunde der SWK STADTWERKE KREFELD AG, durch die Detektion einer Leckage beträchtliche Summen eingespart.

So können unter anderem Belegungszustände von Räumlichkeiten oder deren Luftqualität mittels regulierter Messungen durch gezielt positionierte Sensoren zentral abgebildet werden. Auf diese Weise wird Überbelegungen oder einen minderwertigen Raumklima vorgebeugt. Letzteres hat sich gerade in Corona-Zeiten als nützliche Maßnahme bewährt, doch auch eine grundständige CO2-Überwachung wird der Gesundheit Ihrer Mitarbeitenden/Angestellten langfristig zugutekommen.

Möglich wird das Gebäudemonitoring durch die Installation von Fenster- oder Türkontakten, die regel-mäßig Statusupdates übermitteln, die nach Ihren individuellen Vorgaben ausgewertet werden. Diese ermöglichen Ihnen, das unternehmensinterne FlexDesk-Konzept oder die Reinigungsintervalle vor dem Hintergrund tatsächlicher Belegungszustände zu koordinieren, statt sich mit Mittelwerten und Mutmaßungen zufrieden zu geben. Von besonderem Interesse für Unternehmen ist angesichts des energiepolitischen Tagesgeschehens außerdem die Option einer intelligenten Heizkörpersteuerung mittels LoRaWAN-fähiger Thermostate.

Das Akronym ‚IoT‘ steht für ‚Internet of Things‘ bzw. ‚Internet der Dinge‘. Vereinfacht ausgedrückt dient der Begriff zur Bezeichnung des digital vernetzten Universums intelligenter Geräte. Geräte werden dieser Kategorie zugerechnet, sofern sie mit Internetkonnektivität, Sensoren sowie anderer Hardware ausgestattet sind, die eine Kommunikation und Steuerung via Internet ermöglichen. Das ‚IoT‘ wird als Netzwerkoberfläche von einer Kommunikationstechnik wie beispielsweise dem LoRaWAN genutzt, um über dessen digitales Verbindungsgeflecht Daten zu erfassen und auszuwerten. Dies geschieht automatisiert, d.h. es werden für diese Prozesse weder Mensch-zu-Mensch- noch Mensch-zu-Computer-Interaktionen benötigt.

Mittels der LoRaWAN-kompatiblen Sensortechnologie kann ein umfassendes Repertoire von Anwendungsoptionen zu vergleichsweise budgetfreundlichen und sicheren Konditionen realisiert werden. Zudem bestechen die Datenfunksysteme mit ihrer Langlebigkeit: Die Sensoren werden mit Batterien betrieben, die sich ähnlich modernen Rauch- oder CO₂-Meldern durch eine Lebensdauer von bis zu 15 Jahren auszeichnen.

Die Datenübertragung erfolgt dabei auf einer lizenzfreien Frequenz von 868MHz an sogenannte Gateways. Diese übermitteln die Daten schließlich an einen Server der SWK AG, der sie weiterverarbeitet und nach den jeweiligen, individuellen Vorgaben des zugehörigen Auftrags auswertet.

Bei der Einrichtung eines IoT-Netzes ist die Erschwinglichkeit des Projektes ein entscheidender Faktor. Daher kommen nur solche Lösungen infrage, die sowohl während der Installation als auch im Einsatz mit einem überschaubaren Budget finanziert und unterhalten werden können. Gängige Träger wie z.B. ein Glasfasernetz genügen dieser Anforderung nicht.

Darüber hinaus ergeben sich aus dem Charakter der Smart City-Einsatzbereiche weitere Bedingungen, denen das Konnektivitätssystem gerecht werden muss: Kleine(re) Datenmengen sollen über eine große räumliche Distanz mittels einer Vielzahl von Sensoren (mehr als 10.000) an zentrale Knotenpunkte wie eine Basisstation übermittelt werden. Hierbei muss das Signal stabil und stark genug sein, um Gebäude zuverlässig zu durchdringen. Vor diesem Hintergrund scheiden sowohl Mobilfunk als auch WLAN als Optionen aus. Übrig bleiben die sogenannten Low Power Wide Area Networks (LPWAN), die für den Gebrauch von IoT-Applikationen erarbeitet wurden.

LPWAN halten durch ihre Spezifikation als Niedrigenergieweitverkehrsnetze exakt das, was ihr Name verspricht: Sie fungieren als verlässliche Oberfläche, um kleine Datenpakete ultraenergieeffizient über eine weite Entfernung zu versenden. Die Vorteile der LPWAN-Technologie liegen somit auf der Hand:

• marginaler Energieverbrauch der eingesetzten Sensoren
• autarker Langzeitbatteriebetrieb statt anfälliger Stromversorgung via Kabelnetz
• relative Überschaubarkeit der Installations- und Einsatzkosten
• simples Hardware-System aus Sensoren, Servern & wenigen Gateways mit immenser Reichweite

Aus der Vielzahl der LPWAN-Technologien, die allesamt mit diesen Qualitäten punkten, fällt die Wahl der SWK auf das LoRaWAN, dessen Nutzung im Gegensatz zum NB-IoT der Telekom oder dem französischen Sigfox nicht über ein kommerziell betriebenes Privatnetz er-folgt. Damit entfallen bei dem nach einem Open Source-Modell etablierten LoRaWAN Mehrkosten durch den Netzanschluss sowie die Einschränkung des Systems auf lizensierte Hardware-Komponenten. LoRaWAN wurde seitens der federführenden LoRa Alliance so konfiguriert, dass prinzipiell jede*r dieses Netzwerk unter Einhaltung definierter, frei zugänglicher Standards einrichten und über die notwendige Hardware betreiben kann. LoRaWAN stellt für die Anforderungen einer Smart City somit nachweislich die effizienteste, nutzerfreundlichste und rentabelste Option dar.

Als Grundlage für die Umsetzung dieser Konzepte wollen wir als SWK eine digitale Infrastruktur für Krefeld aufbauen, die auf modernen Übertragungsstandards basiert und Daten mittels einer funktionierenden Internet-of-Things-Plattform erfasst. Wir möchten uns als kompetenter und zuverlässiger Netzbetreiber für das Krefelder IoT-Netz in Krefeld etablieren und sind bereit, dafür die nötige lokale Infrastruktur aufzubauen, zu unterhalten und stetig weiterzuentwickeln.

Dazu haben wir zunächst unsere internen Systeme einer ausgiebigen Überprüfung via LoRaWAN unterzogen, um unser eigenes Optimierungspotenzial zu erkennen und uns mit der Technologie vertraut zu machen. Im Anschluss daran haben wir in einer Vielzahl von Einsatzbereichen Feldversuche im Stadtgebiet vorgenommen und bereits erste externe Erfolge erzielen können: So konnten wir beispielsweise eine Leckage in den Systemen eines örtlichen Unternehmens identifizieren. Aufgrund dieser gründlichen Auseinandersetzung mit den Feinheiten und Funktionen der LoRaWAN-Technologie bieten wir uns der Stadt Krefeld und lokalen Unternehmen als erfahrener und unabhängiger Netzbetreiber an, der sich binnen der kommenden Jahre engagiert für die Realisierung des Smart City-Konzeptes einsetzen wird.

Ansprechpartner bei der SWK ist Julian Deymann:
E-Mail: Julian.Deymann@swk.de oder i-ot@swk.de
Telefon: +49 2151 98 2645

Ansprechpartner bei der Stadt Krefeld ist Markus Lewitzki:
E-Mail: Markus.Lewitzki@krefeld.de
Telefon: +49 2151 86 1085