IoT-Anwendungen in der Gebäudeautomation

Smarte Lösungen erleichtern die Einrichtung

IoT-Anwendungen in der Gebäudeautomation

Datenanalysen gewinnen zunehmend an Bedeutung, wenn es darum geht, Nutzungsmuster von Gebäuden zu erkennen, Kosten zu senken und Gebäude zu besseren Arbeitsplätzen zu machen. Drahtlose, batterielose Sensoren gewinnen die benötigten Daten hierfür. Vernetzt mit der IT-Infrastruktur eines Gebäudes ergeben sich so neue Erkenntnisse und Handlungsfelder.

 (Bild: ©gorodenkoff/Getty Images)

(Bild: ©gorodenkoff/Getty Images)

Daten sind mittlerweile überall, denn sie bilden die Grundlage für eine Vielzahl an Prozessen im Bereich der Gebäudeautomation und für das Internet der Dinge (IoT). Sie sagen uns, wie Gebäude genutzt werden, und zeigen, wo noch Optimierungsbedarf besteht. Mit einer vielseitigen Datenanalyse können Facility Manager Abläufe effizienter gestalten und Arbeitsplätze optimieren. Zu letzterem zählen auch die flexible Nutzung des Arbeitsplatzes sowie die Reduzierung von Kosten, z.B. in Form von Energieeinsparungen. Dies sind nur einige Beispiele dafür, warum es sich lohnt, Daten rund um das Gebäude zu sammeln. Solch eine Lösung muss aber bestimmte Voraussetzungen erfüllen:

  • •  Sie sollte für den Nutzer keinerlei Barrieren darstellen und die alleinige Kontrolle über den Datenfluss sicherstellen.
  • •  Für eine einfache und kostengünstige Implementierung sollte auf die bereits vorhandene Gebäudeinfrastruktur sowie Cloud-Computing zurückgegriffen werden können.
  • •  Optimal wäre ein schnelles Onboarding.
  • •  Proof-of-Concept-Anwendungen sollten einfach realisierbar sein.

Der IoT Connector von EnOcean erfüllt diese Anforderungen. Die Software übersetzt die Rohdaten, welche von den im Gebäude angebrachten Sensoren gesammelt werden, in die passenden Formate für IoT-Anwendungen oder datengetriebene Geschäftsmodelle.

Rohdaten für IoT-Anwendungen

Im IoT nehmen drahtlose Sensoren eine wichtige Rolle ein. Sie sind es, die die benötigten Rohdaten sammeln und in IoT-Systeme übertragen. Kabellose und energieautarke Funksensoren eignen sich dafür besonders gut, denn sie bieten eine einfache und flexible Installation und Skalierung, sind wartungsfrei, verursachen keine Betriebskosten und auf sie kann über das Internetprotokoll (IP) via Gateway zugegriffen werden. Sensoren, die Energy Harvesting nutzen – sprich Bewegung, Licht und Temperaturunterschiede als Energiequelle einsetzen – können unbegrenzt Daten sammeln. Die nachhaltige Technologie macht Batterien und Kabel überflüssig und lässt Sensoren auch an schwer zugänglichen Stellen im Gebäude wartungsfrei arbeiten.

Daten im richtigen Format

Für einen reibungslosen Einsatz von IoT-Anwendungen in intelligenten Gebäuden mit Datenanalyse und Visualisierung müssen die Daten auch im benötigten Format vorliegen. Dies unterscheidet sich meist von dem der Rohdaten. EnOcean-Sensoren senden die gewonnenen Daten im von der EnOcean Alliance standardisieren Funkprotokoll. Der Funkstandard ist optimiert für IoT-Anwendungen und liefert Werte und Informationen für deren Aufbau. Ein weiterer Pluspunkt ist, dass der Funkstandard für den Betrieb mit niedrigem Stromverbrauch ausgelegt ist. Für die Verwendung der Daten in der Endanwendung dekodiert der IoT Connector die Rohdaten und übersetzt diese ins benötigte Format wie z.B. JSON. Hierfür werden Schlüssel/Werte-Paare erstellt. Ein Schlüssel/Werte-Paar besteht aus zusammengehörigen Elementen: einem Schlüssel (Konstante), der den Datensatz definiert, z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Belüftung, und einem Wert (Variable), der zum Datensatz gehört, z.B. 20°C, 80%, Stufe 1/2/3. Durch Nutzung der Daten im JSON-Format, welche mit einem MQTT-Publish/Subscribe-Netzwerkbroker oder Microsoft Azure IoT Hub ausgetauscht werden können, lassen sich IoT-Anwendungen einfacher realisieren.

Bindeglied zwischen IoT-Daten und IoT-Anwendungen

Der IoT Connector verbindet wartungsfreie IoT-Daten und Applikationen im IoT miteinander und erlaubt eine einfache Integration von EnOcean-Produkten. Für den bidirektionalen Betrieb dekodiert und kodiert der IoT Connector das EnOcean-Protokoll und bietet Sicherheit durch Ende-zu-Ende-Verschlüsselung mit AES128 TLS/SSL-Technologie. Darüber hinaus wird durch Überwachung der Sensorinformationen sichergestellt, dass Daten zuverlässig gesammelt werden, die Funksignalstärke ausreichend ist, Datentelegramme in den determinierten Intervallen gesendet werden und für einen reibungslosen Betrieb genügend Energie geerntet und im Sensor gespeichert wird. Mithilfe des IoT Connectors können die von den wartungsfreien Sensoren gesammelten Daten analysiert und in kundeneigenen Dashboards visualisiert werden. Verfügbar als Docker Container Image kann die Software als containerisierte Anwendung an verschiedenen Orten ausgeführt werden, sogar am finalen Datenziel. Sprich, die Daten werden direkt am Endziel wie einer Cloud oder einem Server des Kunden verarbeitet. Hiermit hat der Nutzer die Kontrolle über den Datenfluss, denn bei der Übertragung der Daten vom Sensor in die Cloud ist weder eine dritte Partei noch ein dritter Speicherort beteiligt.

Vorhandene Infrastrukturen nutzen

Die Nutzung von bereits vorhandenen IT-Infrastrukturen stellt eine einfache und kostengünstige Möglichkeit dar. Ein Beispiel: Die von den wartungsfreien EnOcean-Sensoren gesammelten Rohdaten werden mithilfe von Wi-Fi Access Points von Aruba Networks und einem darin eingesetzten EnOcean-USB-Stick in die Cloud übertragen. Bei der Kombination aus Aruba Access Points, dem USB-Stick und dem IoT Connector wird keine zusätzliche Software benöWird der IoT Connector in der Cloud betrieben, entlastet dies zum einen die lokale Infrastruktur, zum anderen fördert es die Entwicklung neuer Anwendungen. Solche Lösungen stellen eine Erleichterung dar, wenn es darum geht, IoT-Anwendungen in intelligenten Gebäuden einzurichten. Sie unterstützen darüber hinaus auch beim Aufbau und der Installation. Viel wichtiger aber ist: Die daraus gewonnenen Erkenntnisse helfen dabei, Abläufe und Prozesse mit kleinem Aufwand eindeutiger nachzuvollziehen und zu optimieren.

iot.enocean.com

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