M2M-Kommunikation: Mobile Steuerung spart Kosten und Aufwand

Ob Gaszähler, Heizungsanlagen oder Solarpanels – zum Ablesen, Warten und Steuern musste früher immer ein Servicemitarbeiter vor Ort sein. Diese Zeiten sind vorbei: Flexibilität, permanenter Zugriff und vor allem geringe Kosten sind heutzutage gefragt. Mobilfunkbasierte M2M-Lösungen mit fester IP-Adresse und VPN-Anbindung schaffen diesen Spagat.
Heizungsanlagen sind in mittleren und großen Mietshäusern oder gewerblich genutzten Immobilien wahre Kellerkinder. Während die Bewohner in ihren Wohnungen einige Stockwerke höher zur Regulierung der Raumtemperatur am Heizungsknauf drehen, wird dem Verbrauch einige Etagen tiefer oftmals keine Beachtung geschenkt. Treten Störungen auf, muss der Wartungsdienst direkt angefordert werden. An dieser Stelle setzen die Viessmann Werke GmbH & Co. KG an. Der Hersteller von Heiztechnik-Systemen offeriert für seine Heizungsanlagen eine Steuerungstechnologie auf Basis des Mobilfunknetzes. Der Vorteil: Die Eigentümer oder auch Verwalter eines Mietshauses müssen nicht mehr vor Ort sein, um den Verbrauch zu kontrollieren und bedarfsgerecht zu konfigurieren. Die Steuerung der Anlage erfolgt vielmehr über das Internet. Bei Störungen wird zudem der Kundendienst automatisch per SMS, Fax oder E-Mail benachrichtigt. Aus der Ferne können dann erste Diagnosen erstellt oder Fehler behoben werden. Für diese Art von Anwendungen hat Viessmann spezielle Fernüberwachungsmodule entwickelt. Das Ergebnis sind passende Lösungen für den privaten Wohnungsbau, kleinere Nutzgebäude und gewerbliche Betreiber. Aus der Ferne lassen sich mit diesen Heizungs- und Energiemanagementsystemen ein oder mehrere Anlagen überwachen, bedienen und optimieren. Auch bestehende Heizungen lassen sich umrüsten. Hierfür ist nur ein geringer Investitionsaufwand nötig, da lediglich geringfügige Modifikationen und zusätzliche Hardware erforderlich sind.

IP-mobile-Technologie

Die Technologie dahinter: mobilfunkbasierte M2M-Lösungen mit fester IP-Adresse und VPN-Anbindung. Kern dieser Innovation namens IP-mobile, welche von der Marcant GmbH aus Bielefeld entwickelt wurde, ist die feste Koppelung einer IP-Adresse mit dem jeweiligen Endgerät. Hierdurch kann eine Vielzahl von Geräten einzeln über das Internet erreicht werden. Dafür werden ein oder mehrere Anlagen mit einer Mobilfunkkarte ausgerüstet bzw. mehrere Endgeräte mit einem Router vernetzt. Eine eigens entwickelte, internetbasierte Oberfläche ermöglicht registrierten Benutzern den Zugriff auf die Endgeräte. Dort erhalten unterschiedliche Nutzer mit unterschiedlichen Berechtigungen Zugriff auf die Heizungsanlage – ein PC oder ein Smartphone genügen. Neben dem Auslesen der Daten können die Nutzer die Anlagen aktiv ansteuern, was bei handelsüblichen GPRS- oder UMTS-Endgeräten nicht möglich ist. Eine kabelbasierte und teure Anbindung der Heizungsanlagen an fest installierte Datennetzwerke im Haus ist nicht erforderlich. Unter IT-Sicherheitsaspekten ist eine feste Verkabelung ohnehin nicht ratsam. Will beispielsweise der Mitarbeiter eines Wartungsdienstes von außen Zugriff auf das System bekommen, müssen Freischaltungen in den Firewalls erfolgen, was einen weiteren personellen Aufwand und Sicherheitsrisiken nach sich ziehen würde. Diese Probleme werden mit dem Mobilfunknetz als Übertragungsweg umgangen. Gleichzeitig garantieren verschiedene Verschlüsselungs- und Authentifizierungsverfahren eine IT-Sicherheit auf hohem Niveau.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die Einsatzmöglichkeiten der IP-mobile-Technologie sind – speziell in der Gebäudeautomation – nahezu unbegrenzt. Neben der Steuerung von Heizungsanlagen lässt sich die Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) nämlich auch in ganz anderen Bereichen nutzen: Man denke nur an Solarpanels auf dem Dach, deren Ausrichtung geändert werden muss. Die Klimatisierung von Gebäudekomplexen, Videoüberwachung oder das Zutrittsmanagement sind weitere Einsatzfelder. Ebenso können beliebige Verbrauchs- und Messdaten erfasst werden – vom Getränkeautomaten bis hin zum Gasstromzähler. In der industriellen Produktion wird IP-mobile beispielsweise genutzt, um die bei einem Kunden eingesetzten Maschinen zu warten, ohne dass hierfür eine Verkabelung vorzunehmen ist. Die Einsparmöglichkeiten der Technologie sind beträchtlich: Servicemitarbeiter müssen zum Ablesen von Verbräuchen oder zur Wartung nicht mehr unbedingt vor Ort sein. Störungen lassen sich schneller beheben oder sogar vorhersehen. Alle Daten sind zudem permanent verfügbar. Hier schlummert ein gewaltiges Potenzial zur Senkung von Kosten und vor allem zur Prozessoptimierung. Gleichzeitig verursachen Bereitstellung und Nutzung des Systems nur geringe Kosten. Ein Teil der laufenden Kosten entsteht durch den gebührenpflichtigen GPRS- bzw. UMTS-Datenstrom. Dieser wird allerdings selten überwacht. Folge: Bei schlechtem Empfang, Applikations- oder Modemfehlern können die Geräte UMTS- oder GPRS-Verbindungen unkontrolliert auf- und wieder abbauen. Durch die sogenannte Sessionrundung wird dann pro Einlog-Vorgang eine pauschale Mindestdatenmenge abgerechnet. Zur Lösung dieses Problems hat Marcant ergänzend zu IP-mobile das Marcant Cost Control Portal (MCCP) entwickelt. Dabei handelt es sich um ein webbasiertes Portal zum Monitoring der Datenkommunikation von Maschinen im In- und Ausland. Über die reine Kontrolle des Datenvolumens hinaus warnt das System bei der Überschreitung von vorher definierten Schwellwerten. Im Bedarfsfall kann der Datenstrom automatisch getrennt werden. Durch die Kombination von MCCP und IP-mobile wird das Kosten-Nutzen-Verhältnis zusätzlich verbessert.

Gute Prognosen für die Zukunft

Fest steht: M2M-Kommunikation ist der kommende Trend in der Gebäudetechnik. Viele auf dem Markt befindliche Lösungen sind jedoch nur für spezielle Anwendungen und den Einsatz in einem verkabelten Netzwerk konzipiert, was den Vormarsch der Technologie hemmt. Der Siegeszug wird sich allerdings nicht aufhalten lassen: Nach Angaben des Marktforschungsinstituts ABI Research soll der weltweite Markt im Bereich der netzwerkunabhängigen M2M-Kommunikation von 19Mio. Mobilfunkmodulen in 2007 auf knapp 90Mio. Einheiten im Jahr 2012 ansteigen. Lösungen, die Mobilfunk und VPN mit dem unkomplizierten Zugriff über das Internet kombinieren, dürften dabei die entscheidenden Antreiber sein.