Das Internet der Dinge ist ein Ausdruck für Objekte, Sensoren, „Dinge“, die irgendwo rumstehen und Daten an ein Netzwerk senden, um mit diesen Daten Anwendungen oder Geschäftsmodelle zu bauen.
Im Rahmen dieser Aktivitäten ist das LoRa Netwerk und LoRaWAN als Protokoll eine sehr spannende Technologie, die verspricht, Sensordaten über ein energieeffizientes Funknetzwerk zu versenden. Über „LoRa Gateways“ werden diese Signale empfangen. Das Gateway hat Zugang zum Internet und persistiert diese Daten in einem Application Server eines LoRaWan Netzwerks. „The Things Network“ (TTN) ist ein offenes LoRaWan Netzwerk, in dem jeder sein Gateway bereit stellen kann und in dem jeder seine Sensoren mit existierenden Gateways in aller Welt anschließen kann. Auch gibt es das „The People’s Network“ mit dem man sogar als Betreiber von Gateways ein passives Einkommen verdienen kann. Ich habe mir vor kurzem mehrere LoRa Module und ein Gateway angeschafft. Ich möchte in diesem Beitrag auf die verschiedenen Aspekte von LoRa eingehen und das Ganze im Kontext meiner batteriebetriebenen Interetgeräte evaluieren.
Einleitung
Um in das Thema einzuarbeiten habe ich mir erst einmal ein Modul gekauft, um Funksignale in das LoRa Spektrum zu senden. LoRa arbeitet regional mit unterschiedlichen Frequenzen. In Europa, bzw in Deutschland ist das Frequenzband zwischen 868 und 870 MHz lizenzfrei nutzbar, daher nutzt auch LoRa dieses Frequenzband.
Mein Plan ist es, Arduino Nanos zu nutzen, um Sensordaten über das LoRa Netz zu versenden, und sie woanders zu empfangen. Das kann entweder mein eigenes kleines Netzwerk sein, oder existierende LoRaWan Netzwerke wie Things Network. Im Anschluss möchte ich meine batteriebetriebenen Internetgeräte mit diesem Netzwerk verbinden, um so Sensoren aufzustellen, die man irgendwo hinstellen kann.
EBYTE E220-900T22D
Als erstes muss ein Modul her. Ich bin hier bei Amazon fündig geworden.
Der Ebyte E220-900T22D ist aktuell das günstigste Modul, um Signale in das LoRa Netz zu versenden und empfangen. Ich habe mir dieses angeschafft und meine ersten Experimente damit ausprobiert. Ich hatte zugegeben erst angenommen, dass ich damit auch Signale mit dem LoRaWan Protokoll senden kann. Dafür ist dieses Modul nicht geeignet. In kommenden Beiträgen werde ich dieses Modul näher erläutern.
868MHz SX1276 LoRa Breakout Board
Nachdem ich festgestellt habe, dass man mit dem EBYTE E220 keine Kommunikation mit einem LoRaWan Netzwerk aufbauen kann, musste ein Ersatz her. Der Grund, warum das nicht möglich ist, ist eigentlich simpel. Die LoRaWan Spezifikation gibt vor, dass im Vornherein die Kommunikation zwischen Sender und Gateway vereinbart werden muss.
Das SX1276 Modul erlaubt das asynchrone Senden und Empfangen von Kommandos, die über Funk gesendet und empfangen werden, um die Spezifikation zu erfüllen. Ich habe mir dieses Modul angeschafft und werde mir dieses Modul ebenfalls näher anschauen.
The Things Network
The Things Network (TTN) ist ein LoRaWan Netzwerk, was eine einfache und „faire“ Nutzung des Netzwerks kostenlos zur Verfügung stellt. Das heißt, dass man durchaus seine Sensoren an das Netz anschließen kann, dass man jedoch ein paar Limitationen befolgen muss („fair use policy“). Damit ist das TTN eine großartige Möglichkeit, kostenlos seine Sensordaten zu persistieren. Hervorragend für Hobby-Entwickler, die ihre Ideen und Spielereien verwirklichen möchten.
Jeder kann Teil des TTN werden, indem man selber Gateways kauft und diese dem Netzwerk bereit stellt. Das Netzwerk besteht aus freiwilligen, die ihr Internetanschluss und LoRaWan Gateway bereitstellen. Das TTN ist eine erste Anlaufstelle um Smart Home, Smart City, Smart University und weitere interessante IOT Anwendungsfälle anzugehen.
The People’s Network (Helium Mining)
Es lässt sich auch Geld verdienen mit LoRaWan. The People’s Network (TPN) baut auf ein Netzwerk auf, was auf Proof-Of-Coverage basiert. Teilnehmer in dem Netzwerk stellen ihre Bandbreite und ein LoRa Gateway bereit. Die Teilnehmer verifizieren sich gegenseitig und für jede Prüfung wird an den Prüfer und Geprüften eine Belohnung verteilt.
Gateways werden bei Helium „Hotspots“ genannt“. Ich will mir ein Helium Hotspot anlegen und schauen, was man so damit verdienen kann. Laut dem Explorer gibt es sowohl da, wo ich wohne, als auch bei meinen Eltern keine gute Abdeckung, und damit potenziell gute Einnahmen.
Nächste Schritte
Ich habe alle nötigen Module, Boards und Geräte bestellt, um die einzelnen Punkte anzugehen. Ich will in kommender Zeit alle Punkte angehen und diese in meinem Blog und auf Youtube dokumentieren.