IoT für kleine Gemeinden
Martinfeld ist ein Ortsteil der Gemeinde Schimberg im Eichsfeld, mit rund 600 Einwohnern. Im Zuge der Erneuerungen der Straßenlaternen entschloss sich die Gemeinde, im Rahmen des Projektes „Smartinfeld“, das Ziel anzugehen, die europaweit höchste Dichte an Smart City Anwendungen zu realisieren. Unter Anleitung von Jan Bose, Managing Director von Alpha-Omega- Technology und seit 18 Jahren Anwohner von Schimberg, wurde LoRaWAN als technologische Basis des Projektes ausgewählt, um die Sensordaten zu übertragen.
„Als Teil des Gemeinderates war ich an der Erneuerung der Straßenlaternen direkt beteiligt“, erzählt Jan Bose von den Anfängen des Projektes. „Das vorherige System war nicht mehr zeitgemäß. War eine Straßenlaterne defekt, musste man sich als Bürger persönlich an die Gemeinde wenden.“ Ein Vorgang, der langwierig und aufwendig ist.
Jan Bose, Managing Director, Alpha-Omega-Technologies, im Gespräch mit RFID im Blick
„Die Erneuerung der Straßenlaternen war die Gelegenheiten für ein LoRaWAN-Großprojekt“
Von der Straßenbeleuchtung ausgehend gingen die Planungen schnell weiter. „Ich schlug der Gemeinde Schimberg vor, die Chance zu ergreifen und nicht nur die Straßenbeleuchtung auf ein neues, technologisches Level zu heben, sondern die Gelegenheit zu nutzen, einen Piloten der LoRaWAN-Implementierung zu starten“, beschreibt Jan Bose. Obwohl die Gemeinde klein ist, stieß die Idee zur Innovation beim Bürgermeister auf offene Ohren.
„Kurze Entscheidungswege und ein direkter Kontakt zwischen Entscheidungsträgern und Know-how-Trägern ist der große Vorteil in einer Gemeinde wie Schimberg. Natürlich gab es Fragen, was die Bereiche IoT und Digitalisierung anging, besonders bei Privatpersonen, die noch kein klares Bild von den Möglichkeiten der Technologie haben. Vorbehalte gegen die Umsetzung gab es aber nicht.“
Freie Lizenzen ermöglichen IoT auch an Orten mit schwacher Infrastruktur
„Der Vorteil von LoRaWAN gegenüber NB-IoT oder anderen lizensierten Frequenzbereichen ist, dass jeder selbst ein eigenes Netz bauen kann, ohne von großen Anbietern wie der Telekom oder Vodafone abhängig zu sein“, sagt Jan Bose. Dies ist besonders in Orten mit dünner Besiedlung und folglich geringem finanziellen Investitionsanreiz für große Telekommunikationsunternehmen also eine Möglichkeit, an den Vorteilen des IoT zu partizipieren – ohne diesen Unternehmen Gebühren bezahlen zu müssen, die Use Cases unwirtschaftlich machen.
Mehrwerte für Martinfeld durch individuelle Steuerung und Wartung
Auf 3,5 Straßenkilometern verteilen sich im Ortsteil Martinfeld 98 Straßenlaternen, die es zu modernisieren galt. Vor der Modernisierung beliefen sich die Kosten für die Straßenbeleuchtung auf 6.000 Euro jährlich. Die von der Gemeinde getragenen Umrüstungsmaßnahmen schlugen mit 50.000 Euro zu Buche. Für das Projektmanagement dieses und weiterer Use Cases zeichnete dabei Alpha-Omega- Technology verantwortlich.
„Allein die Umrüstung auf LED soll eine Einsparung des Verbrauchs um 60 bis 70 Prozent bringen, durch LoRaWAN wird dieser noch einmal um fünf Prozent optimiert“, rechnet Jan Bose vor. „Der eigentliche Mehrwert für den Bürger ist aber die individuelle Steuerung und die gezielte Wartung der Leuchten. Mit ein paar Mausklicks kann bei einem Straßenfest die Beleuchtung länger eingeschaltet bleiben.“
Implementationen in weiteren Smart City Bereichen geplant
Außer der Umstellung auf eine über IoT verbundene Straßenbeleuchtung sind in Martinfeld noch weitere Digitalisierungsprojekte geplant. „Schon jetzt messen wir Umweltfaktoren in umfangreichem Ausmaß. Das geht einmal in Richtung Smart Agriculture, aber auch Wetterbedingungen wie Windrichtung und -stärke sowie Bodenfeuchtigkeit, Wasser- und Luftqualität werden periodisch gemessen.“ Im Bereich der Müllstandsmessung hat sich die Gemeinde dazu entschlossen vorerst vor allem den Stand öffentlicher Müllbehälter zu ermitteln.
„Natürlich wäre es möglich, auch private Mülltonnen auszustatten und beispielsweise den Müll nur dann abzuholen, wenn im Haushalt Bedarf besteht. Das birgt allerdings in ländlichen Gegenden wie Martinfeld die Gefahr, dass Müll möglicherweise in den naheliegenden Wäldern entsorgt wird. Darum messen wir vorerst nur den Stand öffentlicher Müllbehälter“, erläutert Jan Bose.
Übertragungsraten unlizenzierter Frequenzbänder für Smart City ausreichend
Mit Blick auf Deutschland und Europa sieht Jan Bose die Zukunft des LPWAN bei LoRaWAN, Sigfox und NB-IoT. In einer Übernahme der freien Frequenzen durch große Telekommunikationsanbieter sieht er keine Gefahr. „Der große Vorteil von LoRaWAN ist die Nutzung freier Frequenzbänder, die es jedem ermöglicht, seine eigene Struktur aufzubauen.“
Allerdings liegt darin auch ein möglicher Nachteil begründet: „Im Worst Case sind zu viele Signale auf diesen freien Frequenzen unterwegs, so dass es zu Interferenzen kommt. Davon aber sind wir momentan weit entfernt. Die Übertragungssicherheit liegt bei 97 bis 98 Prozent, was für die meisten Anwendungsgebiete, besonders im Smart City Bereich, vollkommen ausreicht. Ein Notrufsystem sollte natürlich nicht ausschließlich über LoRaWAN geschaltet werden.“