Hochschule setzt LoRaWAN-Technologie nun auch im nördlichen Schwarzwald ein
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IoT-Gateway am Wasserturm Dobel
Nach Stadt Pforzheim werden in Dobel und Freudenstadt weitere IoT-Gateways installiert
Das LoRaWAN-Forschungsnetz der Hochschule Pforzheim zieht immer weitere Kreise. Das ursprünglich zu Lehrzwecken an der Fakultät für Technik genutzte Funknetz fand im vergangenen Winter seinen ersten Anwendungsfall außerhalb des Campus: In einem gemeinsamen Pilotprojekt mit der Stadt Pforzheim wird seit Herbst 2020 mithilfe der digitalen Sensortechnik die Bewässerung von Bäumen im Stadtgebiet optimiert und der damit zusammenhängende Wasserverbrauch reduziert. Ein LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ist eine besonders strahlungsarme und energieeffiziente Funktechnologie, die Daten einer Vielzahl von Sensoren verschlüsselt übermitteln kann. „Die Vorteile von LoRaWAN liegen im geringen Energieverbrauch bei gleichzeitig großen Reichweiten. Somit können wir die Sensoren auch an Orten einsetzen, wo es bislang nicht möglich war“, so Professor Mike Barth, Leiter des Masterstudiengangs „Mechatronische Systementwicklung“ und, gemeinsam mit Laboringenieur Juri Kübler, LoRaWAN-Projektleiter – solche Orte sind zum Beispiel weitläufige Naturgebiete, wie Wälder, oder Straßen bis hin zu alten Gebäuden. Kürzlich wurden auf dem Wasserturm in Dobel sowie auf dem Gelände des Campus Schwarzwald in Freudenstadt neue Sende- und Empfangsinfrastrukturen, sogenannte IoT-Gateways, installiert.
Das IoT-Gateway am Wasserturm in Dobel ermittelt mithilfe der LoRaWAN-Technologie Füllstände von Flüssen der Umgebung. „Diese Daten können in Zusammenhang mit Hochwasserwarnungen oder drohender Dürre bis hin zu Waldbrandgefahr nützlich sein“, so Mike Barth – ein schönes Beispiel dafür, welchen Nutzen das Netzwerk im ländlichen Bereich bzw. in Kommunen stiften könne, so der Pforzheimer Professor. „An einem der höchsten Punkte im nördlichen Schwarzwald haben wir ideale Empfangsbedingungen“, so Mike Barth. Angedacht seien weitere Kooperationen, u. a. mit dem Forst Baden-Württemberg.
Die Installation am Campus Schwarzwald, als 5-G-Standort in Freudenstadt, stehe im Zeichen des Industrietransfers bzw. des Industriebenchmarks: „In kooperativer Forschung haben wir hier das Ziel, verschiedene Technologien zur Übermittlung von Daten in Zusammenhang mit dem baulichen Zustand von Gebäuden gegenüberzustellen. Wir wollen so Benchmarks entwickeln, um die Vernetzung von Maschinen – und damit Themen wie Monitoring and Optimization oder Predictive Maintenance – innerhalb von Industriefirmen weiter voranzutreiben. Für welchen Usecase eignet sich 5G, für welchen LoRaWAN?“
Auch im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der Otec Präzisionsfinish GmbH und der Hochschule Pforzheim findet die LoRaWAN-Technologie der Hochschule bereits Anwendung: Bei dem produzierenden mittelständischen Unternehmen in Straubenhardt gilt es, die Feuchtigkeitswerte von Granulat in großen Lagerfächen zu überwachen. „Das Granulat wird hier für Maschinen in Zusammenhang mit Gleitschleifen gebraucht und darf nicht feucht werden“, so Mike Barth.
Auch Studierende des Masterstudiengangs „Mechatronische Systementwicklung“ tragen zur weiteren Optimierung des LoRaWAN-Forschungsnetzwerks bei: Im Rahmen der Projektarbeit „Development of an IoT-Dashboard for real data from the city of Pforzheim“ entwickelten die Jungingenieure ein Ampelsystem, das den Bedarf der städtischen Baumpflege via gelbem, grünem oder rotem Signal verdeutlicht. Unter anderem integrierten die Studierenden außerdem eine Bewässerungsprognose durch die Vernetzung mit Wetterdaten.
In seinem Labor will Mike Barth die gewonnenen Daten aus Pforzheim, Dobel und Freudenstadt für die Forschung im Bereich der Künstlichen Intelligenz mit Fokus auf maschinellem Lernen verwenden.