Thethingsnetwork – TTN

The Things Network, kurz TTN, ist eine Communitybasierte Initiative zur Errichtung eines energiesparenden Weitbereichs-Netzwerk für das Internet der Dinge. Das Internet der Dinge (idD) ist ein Sammelbegriff für Technologien einer globalen Infrastruktur die es ermöglicht, physische und virtuelle Gegenstände miteinander zu vernetzen und sie durch Informations- und Kommunikationstechniken zusammenarbeiten zu lassen.

Beispiele:

  • Das Internet der Dinge ist die Basis für Anwendungen in einer „Smart City„. Beispielsweise entsteht im Abwasserkanal das Gas H2S. Neben seinem unangenehmen Geruch reizt das Gas die Schleimhäute, sorgt für Korrosion und greift den Beton an. Teure Sanierungsarbeiten des Kanals und Aufgrabungen sind die Folge. Das Internet der Dinge ermöglicht es die Konzentration des Gases in der Umgebungsluft laufend zu messen und automatisiert mittels Dosiersteuerungen Gegenmaßnahmen einzuleiten.  (Quelle: Wikipedia)
  • Sensor erfasst die Ultraschall-Pieptöne die von erzeugt Fledermäusen werden, und Zählt diese.
  • Eine Alarmanlage für das Fahrrad. Wenn das Fahrrad beschleunigt wird ein Sensor aktiv, dieser Aktiviert das GPS Modul das nun den Standort Sendet. Wenn das Fahrrad geklaut wird weiß man so wo sich dieses Befindet.
  • Das Flood Network ist eines der Bekanntesten LoRaWAN Projekte. Mittels Ultraschallsensoren, wird hier der Pegelstand der Flüsse gemessen und in einer Karte zusammengefasst. So wird versucht eine bessere Übersicht über eine eventuelle Gefährdung durch Überflutungen zu erhalten. Gerade dieses Projekt zeigt wie innovativ und ideenreich man mit LoRaWAN umgehen kann.
Prinzipiell kann aber jeder Teil des Internet der Dinge werden, z.B. um ein Umfassendes Netzt von Wetter Sensoren aufzubauen oder an vielen verschiedenen Punkten die Strahlung aus dem Weltall zu Messen.

Was macht das TheThingsNetwork?

The Things Network stellt dabei einfach nur das Netzt zur Verfügung womit sich die Geräte Verbinden können. Das geschieht über das LoRAWAN Low-Power-Wireless-Netzwerkprotokoll. Die LoRaWAN-Spezifikation wird von der LoRa Alliance festgelegt. Sie ist frei verfügbar und nutzt ein proprietäres und patentiertes Übertragungsverfahren, basierend auf einer Chirp Spread Spectrum Modulationstechnik, mit der Bezeichnung „LoRa“ der Firma Semtech Corporation. LoRaWAN ist wunderbar geeignet um einfache Sensordaten zu übermitteln wie Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit, also Umweltdaten. LoRaWAN bietet aber auch die Möglichkeit den Füllstand eines Glascontainers zu überwachen oder die Belegung von Parkplätzen. Die Überwachung des Pegelstandes von Gewässern ist ebenso möglich wie die Kontrolle des Bienenstockes. Der Einsatzbereich ist groß und bietet unzählige Möglichkeiten. LoRaWAN ist zwar nicht für die Übermittlung von großen Datenmengen gedacht, aber gerade die „kleinen“ Daten, können das Leben vereinfachen. LoRaWAN ist asymmetrisch und auf Energieeffizienz ausgerichtet für Reichweiten über 10 km für die Uplink-Kommunikation, also das Senden vom Endgerät an das Netz. Die Datenübertragungsrate reicht von 292 Bit/s bis 50 kbit/s. Verschiedene Betriebsabstufungen bis hin zu quasi-kontinuierlicher Downlink-Kommunikation sind möglich – letzteres geht auf Kosten der Energieeffizienz.  In Europa ist das Frequenzband von 433,05 bis 434,79 Freigegeben. Jeder der Lust hat kann ein Gateway, also eine Antenne, betrieben. In den Niederlanden, der Schweiz und in Südkorea wird die LoRaWAN Versorgung Flächendeckend angeboten. Auf der Offiziellen Website von Thethingsnetwork findet sich auch eine Sammlung an Lokalen Gruppen in der Regel eine für jede Stadt. Dort können sich interessierte zusammenschließen. Ein Gateway kann jeder selbst Bauen, aber es gibt auch vorgefertigte, diese fangen aber erst bei ca. 224€ an. Auch bei den DIY Gateways summieren sich die Kosten am Ende auf ca. 220€ Einen Aufsatz für den Raspberry 3 gibt es bereits ab 149€  Es gibt zwei Offizielle Gateways von Thethingsnetwork, eine Indoor Version für ca. 70€ und eine Outdoorversion für ca. 480€. Das TheThingsNetwork ist also ein Zusammenschluss von LoRaWAN Gateaways. Prinzipiell kann man auch ein eigenes LoRaWAN Netz betreiben, dies lohnt sich aber nur in den seltensten Fällen. Jeder kann also Teile dieses Netzwerk werden, auf der Offiziellen Karte erhält man einen Überblick über bereits vorhandene Gateways. Wer also erst einmal experimentieren möchte kann das tuen ohne direkt in ein eigenes Gateway investieren zu müssen.