Makerfaire 2018 Projekte – LoRaWAN

LoRaWAN ist die Abkürzung für Long Range Wide Area Network. Dahinter verbirgt sich eine Funktechnik im freien 868 MHz Band, die für ein stromsparendes Netzwerk verwendet wird. Die Datenrate ist zwar sehr gering, für Sensoren und andere IoT Projekte durchaus akzeptabel.

LoRaWAN basiert auf der selben Technik wie LoRa. Im Gegensatz zu LoRa tauschen sich LoRaWAN Knoten nicht direkt aus, sondern übermitteln ihre Daten zu den Gateways. Gateways sammeln die Pakete ein und senden sie an Internet Server, wie z.B The Things Network oder kurz TTN genannt. TTN leitet die Daten dann zu Anwendungs-Server weiter, dazu gehören Cayenne und Node-RED. Dabei sind die Daten vom Knoten bis zum Anwendungs-Server Ende-zu-Ende verschlüsselt. D.h. niemand außer dem Besitzer des Knotens selbst, kommt an die Daten heran.

LoRaWAN Knoten (Nodes)

LoRaWAN Knoten, kurz Nodes genannt, sind kleine stromsparende Geräte Die Nodes bestehen aus einem Mikrocontroller, einem LoRa Transceiver Modul und ein oder mehreren Sensoren. Je nach Standort und Aufgabe können sie mit Batterien, Akkus oder auch von einem Netzteil mit Strom versorgt werden.

Einige Anwendungen für LoRaWAN Nodes sind:

LoRaWAN Pax Counter

Ein LoRaWAN Knoten zum zählen von Personen. Dabei werden nicht die Personen selbst erfasst sondern deren mobile Geräte, die Smartphones. Der Pax Counter zählt in festen Zeitintervallen die Anfragen von Mobilgeräten an den WiFi Access Point

Der Pax Counter ist ein ‘Proof of Concept’ Projekt von Cyberman54. Die Quellen für diverse ESP32 Boards sind auf Github zu finden.

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LoRaWAN GPS Tracker

Ein GPS Tracker mit einem LoRaWAN Knoten zu bauen, hat den Vorteil das kein GSM Modul mit SIM Karte benötigt wird. Solange sich der GPS Tracker in der Nähe eines Gateways befindet, ist die Übermittlung der GPS Daten gesichert. Zumindest in Ballungsräumen ist die Netzabdeckung durch LoRaWAN Gateways recht hoch.

LoRaWAN Feinstaubsensor

Eine weitere Use-Case Anwendung für LoRaWAN sind Feinstaubsensoren. Hierbei werden die Daten eines Feinstaubsensor (z.B. SDS011) über LoRAWAN übermittelt.

LoRaWAN Gateway

Ein LoRaWAN bildet die Schnittstelle zur Anbindung von LoRaWAN Nodes mit dem Internet. Gateways sind normalerweise öffentlich. D.h. jeder Anwender kann die öffentlichen Gateways kostenfrei nutzen.

Unser DIY Gateway besteht aus einem IMST IC880A LoRaWAN Concentrator Board, einem Raspberry Pi und einem selbstgebauten Shield.
Das Gateway ist damit voll kompatibel zum TTN Standard und erlaubt Empfangen und Senden über alle 8 LoRaWAN Kanäle.
Die Überwachung des Gateways erfolgt per MQTT Nachrichten, die in einer Cayenne UI dargestellt werden.

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