Широкополосная сеть дальнего действия, сокращенно LoRaWAN, обладает огромным потенциалом для коммерции, промышленности и местных властей. Именно поэтому коммунальные службы Гиссена уже давно экспериментируют с этой технологией. В ближайшие несколько месяцев LoRaWAN будет охвачен центр города.
Каковосодержание CO2 в воздухе спортивного зала? Какова температура в зале? А что насчет влажности? Сторож или управляющий зданием школы Гете теперь получает эти и другие данные в четко организованном формате на свой компьютер. Предоставлено компанией Stadtwerke Gießen (SWG). Сотрудничество со строительным управлением университетского города Гиссен - один из четырех пилотных проектов, в рамках которых SWG тестирует возможности применения глобальной сети дальнего действия (LoRaWAN).
"Наш первый опыт подтверждает наше решение сделать ставку на высокопроизводительную беспроводную технологию, - объясняет Йенс Шмидт, коммерческий директор SWG. На самом деле, с помощью LoRaWAN можно найти множество полезных приложений. Возьмем, к примеру, школу Гете. Здесь датчики следят за тем, используется ли спортивный зал, открыта или закрыта входная дверь. Постоянно контролируется температура и влажность в потенциально сыром рабочем помещении в подвале. "Эти два параметра дают информацию о возможности образования плесени", - говорит Маттиас Функ, технический директор SWG, объясняя преимущества системы. "И если вы знаете, в каком состоянии находится помещение, вы можете это исправить". В данном случае просто проветрив помещение.
Контрольсодержания CO2 в воздухе спортивного зала служит очень похожей цели. Важно знать: Пропорции аэрозолей иCO2 в воздухе развиваются параллельно. Поэтому большое количествоCO2 означает большое количество аэрозолей. Непосредственное измерение мельчайших частиц, рассеянных в воздухе, было бы гораздо сложнее. "Регулярный и достаточный воздухообмен в настоящее время является ключевым вопросом, когда речь идет об аэрозолях, - говорит Маттиас Функ. И не только из-за короны. Свежий, более сухой воздух можно нагревать с меньшими затратами энергии, чем влажный. В связи с этим ежечасные проверки микроклимата в помещении также должны повысить энергоэффективность".
SWG также установила передатчики LoRaWAN на всех счетчиках электроэнергии, центрального отопления и воды в школе Гете. Здесь данные также передаются ежечасно. Полученные таким образом данные обеспечивают прозрачность потребления. Кроме того, автоматические записи улучшают и упрощают ручное снятие показаний, которое в настоящее время проводят сотрудники, отвечающие за управление энергопотреблением в городе Гиссен. Датчики дыма в системе вентиляции дополняют комплект. Беспроводная технология также устраняет необходимость в сложном подключении датчиков. "Только на одном этом объекте можно продемонстрировать множество полезных применений LoRaWAN", - говорит Астрид Айбельсхойзер, председатель наблюдательного совета SWG. "Я могу предположить, что город Гиссен будет сотрудничать с SWG и в других подобных проектах".
Начало внутри компании
Прежде чем SWG обратилась к городу и школе Гете, они уже протестировали технологию в своей компании. Например, все счетчики центрального отопления, установленные на улице Lahnstraße, каждый час отправляют свои данные на сервер для обработки. Но не только данные о потреблении, но и другую информацию, которая особенно важна для инженеров - например, температуру подающего и обратного трубопроводов.
В центре обслуживания клиентов SWG на Марктплац датчики сообщают о текущем количестве людей в комнатах. В настоящее время, конечно, это используется для контроля потока посетителей и обеспечения того, чтобы перед стойками стояло только столько людей, сколько разрешено властями. Однако в долгосрочной перспективе такие подсчеты таят в себе гораздо больший потенциал - в том числе и для многих других компаний. В конце концов, если вы знаете, сколько клиентов обычно приходит и когда, вы можете гораздо лучше адаптироваться. И, например, адаптировать часы работы или штатное расписание.
Четвертый пилотный проект связан с управлением парковкой. SWG следит за заполняемостью двух парковочных мест на своей станции электронной зарядки на парковке напротив главного офиса SWG на улице Ланштрассе. "В настоящее время мы все еще проверяем надежность датчиков. Но первые анализы вселяют в нас оптимизм", - говорит Фабиан Фишер, руководитель проекта в SWG. IT-специалист по системной интеграции участвовал в создании тестовых систем в рамках своего учебного проекта для сдачи выпускного экзамена. Теперь он работает в SWG и является первым студентом-дублером компании. В дальнейшем он будет продолжать развивать тему LoRaWAN.
Что стоит за LoRaWAN
LoRaWAN состоит из трех компонентов: датчиков, которые собирают и отправляют данные, приемников - так называемых шлюзов, - которые передают эти данные через интернет, и сервера, который обрабатывает собранную информацию. "Эта обработка является элементарным компонентом, - добавляет Фабиан Фишер. Потому что только интеллектуальная визуализация данных позволяет сделать из них осмысленные выводы. Или запустить определенные процессы". Для этого существует четвертая группа компонентов, так называемые исполнительные механизмы. Например, они запускают подачу воды в систему орошения, когда влажность почвы падает ниже определенного значения. Или обеспечивают автоматическую вентиляцию при слишком высокомуровне CO2, открывая окна с электроприводом - и снова закрывая их, когда в помещении достаточно свежего воздуха.
"LoRaWAN обладает огромным потенциалом, - продолжает Маттиас Функ. Дело в том, что уже существует бесчисленное множество датчиков и исполнительных устройств для самых разных применений. Например, для фермеров, которые хотят отслеживать уровень азота в почве. Логистические компании могут использовать LoRaWAN для учета свободных мощностей на складах. Существуют даже специальные комбинированные датчики для пчелиных ульев, которые измеряют различные параметры. Собранная таким образом информация позволяет пчеловодам оценить, что происходит в ульях, не беспокоя их колонии.
Сеть для заливки
Поскольку использование LoRaWAN настолько многогранно, ответственные лица в SWG решили создать сеть для центра Гиссена. Для этого достаточно семи шлюзов. Они обеспечивают настолько хорошее покрытие, что практически из каждой точки в радиусе действия датчиков всегда есть как минимум три. Это обеспечивает необходимую надежность. SWG также сотрудничает с городом Гиссен в установке этих приемных модулей. "Нам разрешено использовать некоторые муниципальные объекты для установки шлюзов, - объясняет Фабиан Фишер суть сотрудничества.
Практически нет никаких пространственных ограничений для размещения датчиков и исполнительных устройств. Передача данных работает даже из подвалов со сравнительно толстыми потолками - как, например, в школе Гете. Не требуется даже источник питания, поскольку устройства работают на батарейках. И очень долгое время. Это связано с тем, что они передают данные только через определенные, заранее установленные интервалы времени. Кроме того, требуемая мощность передачи данных крайне мала - она значительно ниже, чем у смартфона.
Разумеется, SWG настраивает LoRaWAN и для того, чтобы использовать ее самостоятельно. Например, все счетчики центрального отопления постепенно будут оснащаться соответствующими датчиками для дистанционной передачи данных. Это сделает снятие показаний счетчиков гораздо более эффективным. SWG также предоставляет эту новую инфраструктуру всем другим заинтересованным коммерческим или муниципальным структурам. "Мы не только открываем нашу сеть, но и предоставляем полезные визуализированные оценки для отдельных приложений", - говорит Йенс Шмидт, описывая предложение. Если поступают запросы из-за пределов центра города, SWG проверит, возможно ли подключение и каким образом. "Мы намерены расширять нашу сеть в соответствии со спросом", - говорит Йенс Шмидт.
Таким образом, LoRaWAN может сделать Гиссен немного умнее в будущем. И более эффективным. Ведь на пути к тому, чтобы стать климатически нейтральным муниципалитетом, помимо энергии,не содержащей CO2, необходима еще одна вещь: прозрачность в вопросах энергопотребления. И именно здесь LoRaWAN может сыграть ключевую роль.