{"id":2016,"date":"2020-05-28T10:47:59","date_gmt":"2020-05-28T10:47:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.linemetrics.dev\/?page_id=2016"},"modified":"2023-11-29T12:57:38","modified_gmt":"2023-11-29T11:57:38","slug":"lora-und-lorawan-einfach-erklaert","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/lora-und-lorawan-einfach-erklaert\/","title":{"rendered":"Endlich verst\u00e4ndlich: LoRa (und LoRaWAN) einfach erkl\u00e4rt!"},"content":{"rendered":"\n<p><strong>LoRaWAN steht f\u00fcr Long Range Wide Area Network und bedeutet bzw. erm\u00f6glicht ein energieeffizientes Senden von Daten \u00fcber lange Strecken. Dies wurde speziell f\u00fcr das Internet of things (IoT) und Industrial Internet of Things (IIoT) entwickelt. Mit LoRaWAN ist es m\u00f6glich mehrere hundert Sensoren innerhalb eines Netzwerkes zu verwalten und Sensordaten zu verarbeiten. Sensoren k\u00f6nnen bis zu 10 Jahren ohne Batteriewechsel betrieben werden, was den Wartungsaufwand erheblich einschr\u00e4nkt.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Ein LoRaWAN besteht zumindest aus drei Komponenten: einem Node (Sensor), einem Gateway und einem LoRa-Server. Das Gateway bildet hierbei die Schnittstelle zwischen der energieeffizienten LoRa-Funk\u00fcbertragung und der leistungsstarken Anbindung zum Server. Was Sie bei der Positionierung der Gateways beachten m\u00fcssen, haben wir f\u00fcr Sie in dem Blogbeitrag <a href=\"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/praxistipps-noch-mehr-lorawan-reichweite\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">F\u00fcr maximale LoRaWAN Reichweite: Gateways und Sensoren richtig positionieren<\/a> zusammengefasst.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Node sendet Daten mittels LoRa an alle Gateways in seiner Umgebung. Diese nehmen die Daten auf geben und sie an den Server weiter. Ab diesem Zeitpunkt k\u00f6nnen die Daten individuell weiterverarbeitet, visualisiert und\/oder gespeichert werden. Mehr Informationen zur den Vorteilen der Technologie und Einsatzgebieten&nbsp; im Bereich IoT finden Sie unter <a href=\"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/plattform\/lora-funktechnologie\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">LoRa Funk<\/a>.<\/p>\n\n\n<style>.kb-row-layout-id2016_18007f-2f > .kt-row-column-wrap{align-content:center;}:where(.kb-row-layout-id2016_18007f-2f > .kt-row-column-wrap) > .wp-block-kadence-column{justify-content:center;}.kb-row-layout-id2016_18007f-2f > .kt-row-column-wrap{column-gap:var(--global-kb-gap-md, 2rem);row-gap:var(--global-kb-gap-md, 2rem);padding-top:var(--global-kb-spacing-sm, 1.5rem);padding-bottom:var(--global-kb-spacing-sm, 1.5rem);}.kb-row-layout-id2016_18007f-2f > .kt-row-column-wrap > div:not(.added-for-specificity){grid-column:initial;}.kb-row-layout-id2016_18007f-2f > .kt-row-column-wrap{grid-template-columns:repeat(3, minmax(0, 1fr));}.kb-row-layout-id2016_18007f-2f > .kt-row-layout-overlay{opacity:0.30;}@media all and (max-width: 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class=\"kt-infobox-textcontent\"><h2 class=\"kt-blocks-info-box-title\">LoRa Sensoren<\/h2><p class=\"kt-blocks-info-box-text\">Senden Messwerte via LoRa an Gateway.<\/p><\/div><\/span><\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n<style>.kadence-column2016_7cf27a-0c > .kt-inside-inner-col,.kadence-column2016_7cf27a-0c > .kt-inside-inner-col:before{border-top-left-radius:0px;border-top-right-radius:0px;border-bottom-right-radius:0px;border-bottom-left-radius:0px;}.kadence-column2016_7cf27a-0c > .kt-inside-inner-col{column-gap:var(--global-kb-gap-sm, 1rem);}.kadence-column2016_7cf27a-0c > .kt-inside-inner-col{flex-direction:column;}.kadence-column2016_7cf27a-0c > .kt-inside-inner-col > .aligncenter{width:100%;}.kadence-column2016_7cf27a-0c > .kt-inside-inner-col:before{opacity:0.3;}.kadence-column2016_7cf27a-0c{position:relative;}@media all and (max-width: 1024px){.kadence-column2016_7cf27a-0c > .kt-inside-inner-col{flex-direction:column;justify-content:center;}}@media all and (max-width: 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Damit wird sichergestellt, dass jedes LoRaWAN-f\u00e4hige Ger\u00e4t ohne Probleme in ein bereits vorhandenes Netzwerk eingebunden werden kann.<\/p>\n\n\n\n<p>LoRa bezeichnet die von Semtech entwickelte Funktechnik, die eine extrem stromsparende und weitreichende Daten\u00fcbertragung m\u00f6glich macht. Dabei wird LoRa nur zwischen Node (Sensor) und Gateway verwendet.<\/p>\n\n\n\n<p>Eine Analogie zum besseren Verst\u00e4ndnis: Als Menschen nutzen wir zur Kommunikation Stimmb\u00e4nder und Geh\u00f6r. Damit werden Laute erzeugt und k\u00f6nnen vom Gegen\u00fcber geh\u00f6rt werden &#8211; was somit LoRa entsprechen w\u00fcrde. Doch erst die gemeinsame Sprache und Grammatik erm\u00f6glicht uns die Verst\u00e4ndigung untereinander und w\u00fcrde damit LoRaWAN entsprechen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Anwendungsbeispiel: Vernetzung einer Industriehalle<\/h3>\n\n\n\n<p>M\u00f6chte man eine Industriehalle mit unterschiedlichen Sensoren vernetzen, k\u00f6nnte ein Szenario wie folgt aussehen:<\/p>\n\n\n\n<p>Zuerst werden Sensoren (Nodes) platziert, um die gew\u00fcnschten Betriebsparameter zu erfassen. Dies k\u00f6nnten das <a href=\"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/raumklimamonitoring-in-innenraeumen\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Raumklima<\/a> (Temperatur, Luftfeuchte, CO2 Belastung) in der Halle oder auch Maschinenparameter (Stromverbrauch, St\u00fcckzahl, etc.) sein. Nat\u00fcrlich gibt es noch viele weitere <a href=\"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/anwendungsfaelle\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Anwendungsf\u00e4lle<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p>\u00dcblicherweise reicht die Reichweite eines <a href=\"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/plattform\/lora-gateways\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">LoRa-Gateways<\/a> aus um alle Sensoren in der Halle abzudecken. Dieses Gateway wird nun \u00fcber LAN oder LTE mit dem Internet verbunden und am LoRa-Server registriert.<\/p>\n\n\n\n<p>Nun ist die Kommunikation zwischen Sensoren und Server hergestellt und die Sensordaten k\u00f6nnen weiterverarbeitet werden. Das erm\u00f6glicht die \u00dcberwachung des Raumklimas oder von Auslastung bzw. St\u00f6rungen der Maschinen. Auf Basis dieser Daten k\u00f6nnen faktenbasierte Entscheidungen und Optimierungen vorgenommen werden. Bei Erreichen kritischer Werte kann ein Alarm ausgel\u00f6st werden.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Batterielaufzeiten von Sensoren in der Praxis<\/h3>\n\n\n\n<p>Viele Hersteller von LoRaWAN-Sensoren geben eine Batterielaufzeit von 10 Jahren an. Dies ist jedoch die maximale Laufzeit und ist sehr stark von folgenden Parametern abh\u00e4ngig:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Senderate\/-intervall: Je h\u00e4ufiger ein Sensor Nachrichten \u00fcbermittelt, desto mehr Energie wird verbraucht. Typische Sendeintervalle f\u00fcr einen LoRa-Sensor liegen bei 15 Minuten bis 24 Stunden. Manche Sensoren k\u00f6nnen ereignisbasierend in l\u00e4ngeren, nicht \u00e4quidistanten Intervallen senden, was der Laufzeit zu gute kommt. Beispielsweise kann ein Feuchtigkeitssensor so lange \u201cschlafen\u201d bis er Feuchtigkeit &#8211; und damit ein potenzielle Leck &#8211; registriert hat.<\/li>\n\n\n\n<li>Empfangsst\u00e4rke: LoRaWAN versucht automatisch die energiesparendsten \u00dcbertragungsparameter zu w\u00e4hlen. Jedoch ben\u00f6tigt der Nachrichtenversand eines weit vom Gateway entfernten Sensores wesentlich mehr Leistung als der eines nahe gelegenen. Dadurch ist die Leistungsaufnahme auch abh\u00e4ngig von der Entfernung bzw. von abschirmenden Hindernissen (z.B. Stahlbetonmauern) in der Funkverbindung.<\/li>\n\n\n\n<li>Datenmenge: Da die Leistungsaufnahme \u00fcber einen Zeitraum von mehreren Jahren betrachtet wird, wirkt sich auch der Umfang der \u00fcbermittelten Daten auf die Batterielaufzeit aus. Die Schwankung kann je nach Datenmenge mehrere Millisekunden betragen, die zus\u00e4tzlich f\u00fcr den Datenversand ben\u00f6tigt werden. Aufsummiert \u00fcber einen Batterielebenszyklus beeinflussen auch diese geringen Ver\u00e4nderungen die Laufzeit erheblich.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Mehr Informationen zur Batterielaufzeit &#8211; u.a. ob die von Herstellern versprochenen Laufzeiten realistisch sind -, finden Sie <a href=\"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/bis-zu-10-jahre-batterielaufzeit-bei-lora-sensoren-so-schaut-es-in-der-praxis-aus\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">in diesem Blog Post<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Vergleich mit anderen Funktechnologien<\/h3>\n\n\n\n<p>Die Vorz\u00fcge einer Daten\u00fcbertragung mit hoher Reichweite und dabei geringem Leistungsverbrauch erf\u00fcllen nur die wenigsten Technologien. G\u00e4ngige Sensorl\u00f6sungen basierend auf WLAN, Bluetooth oder Zigbee haben eine maximale Reichweite (unter optimalen Bedingungen!) von ca. 100 Metern. Das ist in der Praxis f\u00fcr die Industriehalle im obigen Beispiel oft nicht ausreichend und f\u00fcr ein gr\u00f6\u00dferes Areal im Freien zu wenig.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei WLAN muss zus\u00e4tzlich die Leistungsaufnahme ber\u00fccksichtigt werden. WLAN ben\u00f6tigt in etwa drei Mal so viel Strom, wie ein herk\u00f6mmliches LoRa-Modul.<\/p>\n\n\n\n<p>Parallel zu LoRaWAN gibt es jedoch noch andere Low Power Wide Area Networks (LPWANs). Dazu z\u00e4hlen Sigfox und Nb-IoT. Der gr\u00f6\u00dfte Unterschied zu diesen Technologien besteht im Aufbau der Netzwerkstruktur. Hierbei stellen Telekommunikationsunternehmen das notwendige Netzwerk bereit und ein Nutzer ben\u00f6tigt nur einen kompatiblen Sensor &#8211; sofern die Netzabdeckung in der eigenen Region vorhanden und ausreichend gut ist. Das Preismodell hat hier der Netzbetreiber in der Hand, was bedeutet, dass f\u00fcr den Nutzer pro versendeter Nachricht Kosten anfallen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Mehr Informationen<\/strong> zur den Vorteilen der Technologie und Einsatzgebieten&nbsp; im Bereich IoT finden Sie unter <a href=\"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/plattform\/lora-funktechnologie\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">LoRa Funk<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Anwendungsbereiche<\/h2>\n\n\n\n<p>Beispiele zur Anwendung des Sensors in der Praxis. <a href=\"https:\/\/www.linemetrics.dev\/de\/anwendungsfaelle\/uebersicht\/\">Hier finden Sie alle Anwendungsf\u00e4lle.<\/a><\/p>\n\n\n<style>.kt-post-loop2016_c8a8d5-ff .kadence-post-image{padding-top:0px;padding-right:0px;padding-bottom:0px;padding-left:0px;}.kt-post-loop2016_c8a8d5-ff .kt-post-grid-wrap{gap:30px 30px;}.kt-post-loop2016_c8a8d5-ff 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