Широкосмугова мережа великого радіусу дії, скорочено LoRaWAN, пропонує величезний потенціал для комерції, промисловості та місцевої влади. Саме тому муніципальні служби Гіссена вже деякий час експериментують з цією технологією. У найближчі кілька місяців центральна частина міста буде покрита мережею LoRaWAN.
Якийвміст CO2 у повітрі спортивного залу? Яка температура в приміщенні? І яка вологість? Ці та інші дані доглядач і керівник школи імені Гете тепер отримує на свій комп'ютер у чітко організованому форматі. Постачальник - Stadtwerke Gießen (SWG). Співпраця з будівельним відділом університетського міста Гіссен є одним з чотирьох пілотних проектів, за допомогою яких SWG випробовує можливі застосування широкосмугової мережі великого радіусу дії (LoRaWAN).
"Наш перший досвід підтверджує наше рішення покластися на цю високопродуктивну бездротову технологію", - пояснює Йенс Шмідт, комерційний директор SWG. Насправді, за допомогою LoRaWAN можна реалізувати багато корисних застосувань. Візьмемо, наприклад, школу імені Гете. Тут датчики відстежують, чи використовується спортивний зал і чи відчинені вхідні двері. Постійно контролюється температура і вологість потенційно вологої робочої кімнати в підвалі. "Ці два параметри надають інформацію про те, чи може утворитися пліснява", - говорить Маттіас Функ, технічний директор SWG, пояснюючи переваги. "І якщо ви знаєте стан, ви можете його виправити". У цьому випадку достатньо просто провітрити приміщення.
Моніторингвмісту CO2 у повітрі в спортивному залі слугує дуже схожій меті. Важливо знати: Пропорції аерозолів іCO2 в повітрі розвиваються паралельно. Тому багатоCO2 означає багато аерозолів. Вимірювання крихітних частинок, розсіяних у повітрі, безпосередньо було б набагато складнішим. "Регулярний, достатній повітрообмін в даний час є ключовим питанням, коли мова йде про аерозолі, - каже Маттіас Функ. І не лише через корону. Свіже, сухе повітря можна нагріти з меншими витратами енергії, ніж вологе. У зв'язку з цим, щогодинні перевірки клімату в приміщенні також повинні підвищити енергоефективність.
SWG також встановила передавачі LoRaWAN на всіх лічильниках електроенергії, централізованого опалення та води в школі імені Гете. Тут також дані передаються щогодини. Отримані дані забезпечують прозорість споживання. Крім того, автоматичні записи покращують і спрощують поточні ручні зчитування, які здійснюють доглядачі для енергоменеджменту міста Гіссен. Детектори диму у вентиляційній системі завершують повний пакет. Бездротова технологія також усуває потребу в складній проводці датчиків. "Багато корисних застосувань LoRaWAN можна продемонструвати лише на прикладі цього об'єкта, - каже Астрід Айбельшаузер, голова наглядової ради SWG. "Я можу собі уявити, що місто Гіссен створить інші подібні проекти зі SWG".
Початок власними силами
Перш ніж SWG звернулася до міста та Ґете-школи, вони вже випробували технологію на власному підприємстві. Наприклад, усі лічильники централізованого теплопостачання, встановлені на Ланштрассе, щогодини надсилають свої дані на сервер для обробки. Але не лише дані про споживання, а й іншу інформацію, особливо важливу для інженерів - наприклад, температуру подачі та обратки.
У центрі обслуговування клієнтів SWG на площі Марктплац датчики повідомляють про поточну кількість людей у кімнатах. Наразі, звісно, це використовується спеціально для контролю потоків відвідувачів і забезпечення того, щоб перед стійками стояло стільки людей, скільки дозволено владою на даний момент. Однак у довгостроковій перспективі такі підрахунки мають набагато більший потенціал - і для багатьох інших компаній також. Зрештою, якщо ви знаєте, скільки клієнтів зазвичай приходить і коли, ви можете набагато краще адаптуватися. І відповідно адаптувати години роботи або планування персоналу, наприклад.
Четвертий пілотний проект стосується питання управління автостоянками. SWG відстежує заповнюваність двох паркувальних місць на своїй електрозарядній станції на парковці навпроти головного офісу SWG на Ланштрассе. "На даний момент ми все ще тестуємо надійність датчиків. Але перші результати аналізу дають нам підстави для оптимізму", - говорить Фабіан Фішер, керівник проекту в SWG. ІТ-спеціаліст з системної інтеграції брав участь у налаштуванні тестових систем в рамках свого навчального проекту для випускного іспиту. Зараз він працює в SWG і є першим студентом компанії, який навчається за двома спеціальностями. Таким чином, він буде продовжувати розвивати тему LoRaWAN.
Що стоїть за LoRaWAN
LoRaWAN в основному складається з трьох компонентів: датчиків, які збирають і відправляють дані, приймачів - так званих шлюзів, які пересилають ці дані через Інтернет, і сервера, який обробляє зібрану інформацію. "Ця обробка є елементарним компонентом, - додає Фабіан Фішер. Тому що тільки інтелектуальна візуалізація даних дає можливість зробити з них значущі висновки. Або запустити певні процеси. Для цього є четверта група компонентів, так звані акселератори. Наприклад, вони запускають подачу води для зрошувальної системи, коли вологість у ґрунті падає нижче певного значення. Або забезпечують автоматичну вентиляцію, колирівень CO2 занадто високий, відкриваючи моторизовані вікна - і закриваючи їх знову, коли в приміщенні достатньо свіжого повітря.
"LoRaWAN має величезний потенціал, - продовжує Маттіас Функ. Справа в тому, що незліченна кількість датчиків і приводів вже доступні для широкого спектру застосувань. Наприклад, для фермерів, які хочуть відстежувати рівень азоту в ґрунті. Логістичні компанії можуть використовувати LoRaWAN для обліку доступної місткості на складах. Існують навіть спеціальні комбіновані датчики для бджолиних вуликів, які вимірюють різні параметри. Зібрана таким чином інформація дозволяє бджолярам оцінити, що відбувається у вуликах, не турбуючи колонії.
Мережа для заливки
Оскільки використання LoRaWAN є настільки універсальним, відповідальні особи в SWG вирішили створити мережу для центру міста Гіссен. Для цього достатньо семи шлюзів. Вони забезпечують настільки хороше покриття, що практично з кожної точки в радіусі дії датчиків завжди є щонайменше три з них. Це забезпечує необхідну надійність. SWG також співпрацює з містом Гіссен щодо встановлення цих приймальних модулів. "Нам дозволено використовувати деякі муніципальні об'єкти для встановлення шлюзів, - пояснює Фабіан Фішер.
Просторових обмежень для розташування датчиків і виконавчих механізмів практично немає. Передача працює навіть з підвалів з порівняно товстими стелями - як, наприклад, у Гете-школі. Не потрібне навіть джерело живлення, оскільки пристрої працюють від батарейок. І дуже довго. Це пов'язано з тим, що вони передають свої дані лише через певні, заздалегідь визначені проміжки часу. Крім того, необхідна потужність передачі надзвичайно низька - вона значно нижча, ніж у смартфона.
Звичайно, SWG також налаштовує LoRaWAN, щоб використовувати її самостійно. Наприклад, всі лічильники централізованого теплопостачання поступово будуть обладнані відповідними датчиками для дистанційної передачі даних. Це зробить зняття показань лічильників набагато ефективнішим. SWG також робить цю нову інфраструктуру доступною для всіх інших комерційних та муніципальних зацікавлених сторін. "Ми не лише відкриваємо нашу мережу, але й надаємо корисні та зручні візуалізовані оцінки для окремих застосувань", - говорить Йенс Шмідт, описуючи пропозицію. У разі надходження запитів з-поза меж центру міста, SWG перевіряє, чи можливе підключення, і якщо так, то яким чином. "Ми маємо намір розширювати нашу мережу відповідно до попиту", - оголошує Йенс Шмідт.
Таким чином, LoRaWAN може зробити Гіссен трохи розумнішим у майбутньому. І більш ефективним. Тому що на шляху до того, щоб стати кліматично нейтральним муніципалітетом, окрім енергіїбез викидівCO2, необхідна ще одна річ: прозорість, коли мова йде про споживання енергії. І саме тут LoRaWAN може зіграти ключову роль.