Ein offenes Internet der Dinge ist machbar
Von Roland Freist
Das Internet of Things soll Geräte miteinander verbinden, sodass sie automatisch Daten austauschen können. Dabei zeigt sich, dass die herkömmlichen Übertragungswege für diesen Zweck nicht optimal sind: Den meisten IoT-Geräten und -Sensoren genügen einige wenige Bit pro Sekunde, um ihre Statusmeldungen zu übertragen. Wichtiger sind ein geringer Stromverbrauch, ein niedriger Preis und meist auch eine höhere Funkreichweite, als sie etwa ein WLAN zu bieten hat.
Derzeit arbeiten zahlreiche Hersteller weltweit an entsprechenden M2M-Netzwerken und dazu passender Hardware. Wie immer bei der Entwicklung neuer Technologien entwickeln sich verschiedene, miteinander wetteifernde Standards. Einer davon ist das Low Range Wide Area Network (LoRaWAN), das ursprünglich IBM und der Halbleiterhersteller Semtech entwickelt hatten, das heute aber die LoRa Alliance pflegt, eine offene, nicht profitorientierte Organisation.
Smart-City-Pilotprojekt in Amsterdam
Zur LoRa Alliance gehört eine Gruppe namens The Things Network. Sie hat ein Konzept für ein weltumspannendes Funknetz entwickelt, das komplett auf offener Hardware und Software basiert. In einem Pilotprojekt wurde bereits die Stadt Amsterdam mit einem Funknetz ausgestattet. Dieses Netz wird für eine sehr spezielle und für Amsterdam typische Anwendung genutzt: Die unzähligen Hausboote in den Grachten der Stadt haben vernetzte Feuchtigkeitssensoren bekommen. Falls ein Boot mit Wasser vollläuft – was offenbar häufiger vorkommt –, bekommt der Besitzer automatisch eine Nachricht an seinen Funkempfänger geschickt. Diese Geräte sind sehr klein und lassen sich am Schlüsselbund tragen.
Teil 1 gibt eine erste Einführung und stellt als Beispiele die Konzepte in Hamburg, Berlin und Göttingen vor. Teil 2 geht nach Bayern und berichtet, was sich in den Münchner Modellvierteln tut. Teil 3 wechselt über die Grenze nach Österreich – dort hat man nämlich bereits eine nationale Smart-City-Strategie und ist führend im Passivhausbau. Teil 4 stürzt sich dann mitten in die Metropolregion Ruhrgebiet und berichtet unter anderem von der digitalsten Stadt Deutschlands. Den deutschen Südwesten nimmt sich zuletzt Teil 5 dieser Serie vor. Ein Extrabeitrag hat außerdem Beispiele dafür zusammengetragen, was Green IT zur Smart City beitragen kann. (Bild: zapp2photo – Fotolia)
Offene Hardware für ein weltweites Funknetz
Insgesamt besteht das LoRaWan-System derzeit aus drei Geräten:
- Das Things Gateway verbindet sich per WLAN mit dem heimischen Netzwerk bzw. Internet-Anschluss und erreicht eine Funkreichweite von bis zu 10 km. Das Gateway verwendet die in der EU freigegebenen Frequenzen von 868, 915 und 433 MHz, kann aber nach Angaben des Herstellers auch auf jede andere Frequenz eingestellt werden.
- Dazu gibt es Nodes, kleine Empfänger in der Größe einer Streichholzschachtel, die mit einem Button und einer RGB-LED ausgestattet sind. Sie bekommen ihre Energie von Batterien, die dank des geringen Verbrauchs ein Jahr lang durchhalten sollen.
- Fehlt noch der Sensor. Dazu hat die Initiative das Mikrocomputer-Board The Things Uno entwickelt. Es basiert auf einem Arduino Uno, das sich je nach Bedarf mit Erweiterungen bestücken lässt. Entwickler können damit eigene Anwendungen umsetzen; ein Gehäuse gibt es als 3D-Druck.
Hardware und Software aller drei Geräte stehen unter Open-Source-Lizenzen und sind auf GitHub verfügbar. Die gesamte Datenkommunikation ist verschlüsselt. Die Idee ist nun, dass möglichst viele Personen sich ein Things Gateway zulegen, sodass die Nodes überall eine Internet-Verbindung haben. Die Gateways sind mit GPS-Sensoren ausgestattet, um eine Positionsbestimmung zu ermöglichen.
Finanzierung per Crowdfunding
Um das Netzwerk zu finanzieren, hat The Things Network im Oktober eine Kickstarter-Kampagne mit dem Finanzierungsziel von 150.000 Euro gestartet. Anfang November waren bereits knapp 190.000 Euro zusammengekommen – und es blieben noch fast zwei Wochen bis zum Ende der Crowdfunding-Kampagne. Auch Preise für die Hardware wurden bereits veröffentlicht: Das Gateway soll für 200 Euro angeboten werden, ein Node kostet 60 Euro, ein Things Uno 40 Euro. Ein Paket mit allen drei Geräten kommt auf 290 Euro. Dazu gibt es Sonderkonditionen etwa für Bildungseinrichtungen und Großabnehmer.
