Experten sehen drei Trends für das sensorbasierte Internet of Things (IoT). Es ermöglicht praktikable Lösungen für den ländlichen Raum, präventive Wartungen für die Industrie und eine nachhaltige Nutzung von Ressourcen.
Seit mehr als fünf Jahren setzt die Gemeinde Martinfeld im thüringischen Eichsfeld gemeinsam mit dem ortsansässigen Unternehmen Alpha-Omega Technology Projekte für ein sensorbasiertes Internet of Things (IoT) unter realistischen Bedingungen um. Im Modellort „SMARTinfeld“ wird so erlebbar, wie IoT-Lösungen für eine ganze Gemeinde funktionieren und somit das Dorfleben zukunftsfähig gestalten. „SMARTinfeld“ gehörte zu den Gewinnern im Innovationswettbewerb „Digitale Orte im Land der Ideen 2023“.
Die Experten des Unternehmens sehen für 2024 drei große Trends auf dem Markt für sensorbasierte IoT-Anwendungen: Demnach ermöglicht IoT für Smart Villages niedrigschwellige und praktikable Lösungen, für die Industrie in Kombination mit Maschinellem Lernen (ML) präventive Wartungen und grundsätzlich eine effiziente Nutzung von Ressourcen im Sinne der Nachhaltigkeit. Long Range Wide Area Network, kurz LoRaWAN, als Funktechnologie für IoT bleibt insbesondere für den Einsatz in ländlichen Regionen wichtig.
Trend 1: IoT für digitale Lösungen in Smart Villages
Smart-City-Projekte sind laut Alpha-Omega Technology in der Regel auf städtische Umgebungen beschränkt und berücksichtigen nicht die besonderen Bedürfnisse ländlicher Gemeinden. Um hier die Digitalisierung voranzubringen, seien Lösungen gefragt, die auf eine geringe Bevölkerungsdichte zugeschnitten sind. Sei es die smarte Ortsbeleuchtung, die Temperaturmessung auf dem Berg oder das Monitoring von Pegelständen und Wasserqualität. Jan Bose, Gründer und Geschäftsführer von Alpha-Omega Technology, erklärt: „Abstandssensoren bieten für letzteren Anwendungsfall eine gute Reaktion auf steigende Pegelstände. So lassen sich Hochwasserschäden reduzieren und erhebliche Kosten einsparen.“ Ziel der IoT-Anwendungen müsse sein, eine ländliche Lebensweise beizubehalten und gleichzeitig Technologie und Innovation zu integrieren. Ländliche Kommunen unterscheiden sich laut dem Experten nicht nur hinsichtlich der Anwendungsfälle von urbanen Räumen. In der Regel sind mehrere Gemeinden und damit Behörden involviert – der Abstimmungsbedarf steigt. Zudem identifizieren sich die Menschen auf dem Land häufig stark mit ihrer Kommune.
Die Antwort seien IoT-Anwendungen auf Basis der Funktechnologie LoRaWAN. Der Vorteil dieser Technologie für die Übertragung der erfassten Daten liegt laut dem Experten in den minimalistischen Datenmengen. Sie sorgen für einen geringen Leistungsverbrauch und bieten gleichzeitig einen ausreichenden Datenschutz, weil nur die zwingend benötigten Daten verwendet werden. LoRaWAN hat zudem eine hohe Reichweite – in ländlichen Gebieten können das bis zu zehn Kilometer sein. „Durch eine erhöhte Positionierung der Gateways erreichen die Gemeinden eine ausgezeichnete Abdeckung. Außerdem müssen nicht erst Straßen aufgerissen werden für die Kabelverlegung, um das Netzwerk in Betrieb zu nehmen. Gefragt ist eine skalierbare, lizenzfreie IoT-Technologie mit einem breiten Anwendungsspektrum wie LoRaWAN und Open-Source-Software“, betont Jan Bose.
Trend 2: Integration von Maschinellem Lernen in industrielles IoT
Industrielle Betriebe in Deutschland stehen unter dem Druck, die Effizienz zu steigern und in Zeiten des Fachkräftemangels qualifiziertes Personal zu finden. „Maschinelles Lernen ist hier natürlich kein Allheilmittel. Die Technologie kann jedoch die Beschäftigten entlasten, indem sie spezifische Aufgaben übernimmt. Nebenbei spart das Unternehmen so Ressourcen und damit Geld“, sagt Jan Bose. ML-basierte LoRaWAN-Sensoren nehmen Umgebungsinformationen auf, analysieren diese und geben dem Personal Hinweise, wann und wo Handlungsbedarf besteht. Dazu gehört beispielsweise die Wartung großer Maschinenanlagen. Die Sensoren können die ausgesendeten Vibrationsmuster lernen und anhand dieser Vibrationssignatur erkennen, ob eine Wartung ansteht. „Statt entweder zu oft eine Wartung durchzuführen und damit Arbeitszeit nicht effizient zu nutzen, wird nur eine Wartung durchgeführt, wenn dies notwendig ist. Gleichzeitig wird die Ausfallwahrscheinlichkeit der Anlagen deutlich reduziert, weil vor möglichen Störungen anhand einer abweichenden Vibrationssignatur gewarnt wird“, erklärt Jan Bose. IoT-Technologien mit einem offenen Ökosystem wie LoRaWAN bieten laut dem Experten den Vorteil, dass sie dort eingesetzt werden können, wo sie gebraucht werden. Zudem finden Unternehmen eine Vielzahl an Sensorik und Anwendungen auf dem Markt. Dies mache sie unabhängig, denn sie müssen sich nicht an einen Anbieter binden. Weitere Vorteile seien der niedrigschwellige Einsatz und die Transparenz darüber, welche Daten gesammelt und ausgewertet werden.
Trend 3: IoT für Nachhaltigkeit und Umweltschutz
Immer mehr IoT-Unternehmen stellen sich laut Alpha-Omega Technology auf den Trend der Nachhaltigkeit ein. Das beinhaltet zunächst die Produkte selbst: Sie kommen zum Beispiel mit einer eigenen, integrierten Solarversorgung aus oder die Gehäuse wurden aus recycelten Materialien hergestellt. „Darüber hinaus stellen wir fest, dass immer mehr Sensoren für die Überwachung der Umgebung innerhalb von Projekten für mehr Nachhaltigkeit nachgefragt werden. Typische Einsatzgebiete sind das Monitoring der Bodenfeuchtigkeit von besonders geschützten Bäumen oder die Überwachung von Einsatzorten, um Personal anlassbezogen einzusetzen und nicht nach Turnus. Auf diese Weise wird nicht nur die Ressource Mensch geschont, sondern es lassen sich auch begleitende Umstände optimieren“, berichtet Jan Bose.
Auch auf Probleme wie erhöhte Heizkosten lasse sich mit Unterstützung von IoT-Sensorik vergleichsweise schnell und kosteneffizient reagieren: Eine automatisierte Wärmesteuerung könne selbst in einem großen Gebäude innerhalb kurzer Zeit umgesetzt werden. In der Regel sei es nicht nötig, die alte Heiztechnik auszubauen und eine neue zu installieren. Denn die IoT-Technologie könne auf dem alten System aufgesetzt werden. Auch die Heizungskörper müssten nicht ausgetauscht werden, um eine digitale, automatisierte Heizsteuerung realisieren. Es reiche, das Heizungsventil mit einem IoT-Heizungsventil umzurüsten. Jan Bose betont: „Das spart Ressourcen, Energiekosten, bringt die Digitalisierung voran – und das mit einem sehr effizienten Kosten-Nutzen Verhältnis.“
red.