Privates LoRaWAN für Smart-Farm-Sensoren mit dem R1520-LG

Ein Anwendungsbeispiel für Robustel

Anwendungsbeispiel – Wissenswertes auf einen Blick

Industrie

Landwirtschaft, Umweltüberwachung, intelligente Landwirtschaft

Produkt(e)

R1520-LG LoRaWAN-Gateway, RCMS

Herausforderungen

Große Grundstücke erfordern eine weitreichende, stromsparende Überwachung von Bodenfeuchtigkeit, Tanks, Toren und Wetterbedingungen – oft weit entfernt von Strom- und LAN-Anschlüssen. Die Verlegung von Ethernet-Kabeln oder die Erweiterung des WLAN-Netzwerks auf alle Punkte ist unpraktisch, da die Batterielebensdauer und die Reichweite begrenzt sind.

Erwartete Ergebnisse

Ein privates LoRaWAN deckt Weiden und Anlagen mit Batteriesensoren ab, die über Kilometer hinweg zuverlässig Daten melden. Die Daten fließen über ein einziges, überprüfbares Backbone-Netzwerk in die Dashboards der Landwirte, wo sie vom ersten Tag an klar sichtbar sind und per Fernzugriff verwaltet werden können.

Ein Netzwerk für die äußeren Bereiche des Betriebs

Wenn Entscheidungen von Bedingungen in abgelegenen Gebieten abhängen – Bodenfeuchtigkeit in der Tiefe, Tankfüllstände, Torzustand, Wind und Regen –, benötigen Sie ein Netzwerk, das auf Entfernung und Batterielebensdauer ausgelegt ist. LoRa (das Funkmodul) und LoRaWAN (die sichere Netzwerkschicht) sind genau dafür ausgelegt: seltene, kleine Nachrichten, die weit übertragen werden müssen und wenig Strom verbrauchen.

Mit dem R1520-LG als kompaktem, schrankfreundlichem LoRaWAN-Gateway (Mobilfunk oder festes Backhaul) können Sie Sensoren überall dort einsetzen, wo sie agronomisch sinnvoll sind, und nicht nur dort, wo Ethernet verfügbar ist. Die Daten werden über ein Backbone, das Ihnen gehört und das Sie verstehen, vom Feld in die Cloud übertragen, und der Betrieb bleibt so einfach, dass Sie ihn je nach Feld, Saison oder Standort ausweiten können. 

Geschäftliche Herausforderungen

Der Aufbau einer Sensorik-Infrastruktur auf Weiden ist in erster Linie ein betriebliches Problem und weniger ein Datenproblem. Die meisten Standorte können es sich nicht leisten, Stromleitungen zu verlegen oder WLAN auf jeden Sensor auszuweiten. Öffentliche Netzwerke erreichen möglicherweise nicht die Täler, in denen Sie Landwirtschaft betreiben. Was Sie brauchen, ist eine großflächige Infrastruktur, die energieeffizient ist, vorhersehbar funktioniert und sich leicht skalieren lässt, wenn die Anwendungsfälle zunehmen.

  • Abdeckung vs. Kosten: Lange Ethernet-Verbindungen oder Punkt-zu-Punkt-Funkverbindungen: kostspielig in der Installation und Wartung.
  • Batterielebensdauer: Sensoren müssen jahrelang funktionieren, nicht nur monatelang.
  • Heterogene Standorte: Tanks, Tore, Bodensonden und Wetterstationen befinden sich in sehr unterschiedlichen HF-Bedingungen.
  • Datenverwahrung: Viele Landwirte bevorzugen es, das Netzwerk privat zu halten und es gleichzeitig in den von ihnen gewählten LoRaWAN-Netzwerkserver (öffentlich oder privat) zu integrieren.
  • Operative Klarheit: Einfache Rollout-Muster, übersichtliche Überwachung und unkomplizierte Fehlerbehebung über alle Jahreszeiten hinweg.

Lösungsübersicht

Wir verankern das Design in einem privaten LoRaWAN mit Mobilfunk- oder Festnetz-Backhaul, das auf Ihre Weiden und Ihr Gelände zugeschnitten ist. Die Gateways sind hoch und übersichtlich, die Sensoren sind mit einheitlichen Profilen registriert und die Integration ist auf Ihren LoRaWAN-Netzwerkserver und die nachgelagerten Dashboards abgestimmt. Das Ergebnis ist ein Backbone, der einfach zu implementieren, zu überprüfen und zu skalieren ist.

  • Gateway-Platzierung und RF-Plan: Montieren Sie R1520-LG (oder LG5100 für höhere Kanaldichte) hoch und frei; wählen Sie Rundstrahlantennen für allgemeine Abdeckung oder Richtantennen für entfernte Weiden.
  • Backhaul und Serverauswahl: Verwenden Sie 4G/LTE oder ein festes WAN, um Ihren LoRaWAN-Netzwerkserver (privat oder öffentlich) zu erreichen; behalten Sie die Datenhoheit und -richtlinien dort, wo Sie sie benötigen.
  • Unterstützte gemischte Anlagen: Kombinieren Sie LoRa-Sensoren bei Bedarf mit vorhandenen Modbus/I/O-Geräten über denselben Standort-Backhaul.
  • Betrieb und Änderungskontrolle: Verwenden Sie RCMS für die Überwachung, Alarmierung und Firmware-/Konfigurationsänderungen auf Immobilienebene; dokumentieren Sie Hotspots und optimieren Sie Antennen/Platzierungen iterativ.
  • Sicherheit und Überprüfbarkeit: Privates Netzwerk, klar definierte Ein- und Ausgänge und versionierte Änderungen, die später leicht zu überprüfen sind.

Beispiele dafür, was Sie mit LoRaWAN auf einem Bauernhof überwachen und steuern können

Boden & Bewässerung

  • Bodenfeuchte-/Temperatursensoren (mehrere Tiefen): Bewässerung nach Zonen planen; trockene Schichten markieren, bevor sich Stress im Blätterdach zeigt. Typische Kadenz: alle 15–60 Minuten.
  • Bodenversalzungs-/EC-Sonden: Verfolgen Sie die Salzansammlung in bewässerten Blöcken und passen Sie die Auswaschungsanteile an.
  • Leitungsdruck und Durchfluss in Haupt- und Nebenleitungen: Erkennen Sie Lecks, Verstopfungen und leistungsschwache Drehpunkte.
  • Ventil-/Magnetantriebe: Auslösen von Zonen oder Fertigationsvorgängen über das Steuerungssystem.

Wasserressourcen

  • Tank-/Bohrlochpegel (Ultraschall- oder Druckwandler): Verhindern Sie Wasserausfälle, planen Sie Tankwagenfahrten und schützen Sie Pumpen vor Trockenlauf.
  • Kanal-/Grabenpegel und Wehrklappen: Halten Sie die Durchflussmengen innerhalb der zugewiesenen Mengen; bewältigen Sie Unwetterereignisse.
  • Wasserqualität (pH-Wert, Leitfähigkeit, gelöster Sauerstoff, Trübung) in Dämmen oder Teichen: Schutz der Aquakultur und Sprühwasserqualität.

Wetter & Mikroklima

  • Regen, Wind, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung (kompakte Messstationen): Betreiben Sie Sprühfenster, Krankheitsmodelle und Hitze-/Frostwarnungen.
  • Blattnässe in Obstplantagen/Weinbergen: Auslösen von Fungizid-Zeitschaltuhren und Laubmanagement.
  • Frostmessstangen (Luft-/Bodentemperatur in verschiedenen Höhen): Priorisieren Sie Ventilatoren oder Bewässerung für Kältefallen.

Vieh, Zäune und Umzäunung

  • Tor-/Reedschalter und Za unspannungswächter: Erkennen Sie, wann sich Tore öffnen oder wann ein Stromerzeuger ausfällt.
  • Wassertrogpegel und Zustand der Pumpenschuppentür: Patrouillen reduzieren; Störungen frühzeitig erkennen.
  • GPS-Viehmarken (LoRaWAN-basiert): Bewegungen auf hoher Ebene, Unterstützung bei der Zusammenführung (Kadenz hängt vom Batteriebudget ab).

Anbau, Lagerung und Verarbeitung

  • Füllstand, Temperatur und CO₂-Gehalt im Getreidesilo: Hotspots vermeiden, Auslieferungen planen, Verderb reduzieren.
  • Kühle Raumtemperatur/Luftfeuchtigkeit und Türzustand: Kühlkette überprüfen; Alarm bei Abweichungen oder offenstehenden Türen.
  • Verwendung von Tankwagen (Impulszähler) und Status von Generatoren (Betriebsstunden, Vibration): Abstimmung von Kraftstoff und Wartung.

Sicherheit und Infrastruktur

  • Bewegung, Neigung und Vibration an entfernten Anlagen (Pumpen, Tanks, Tore): Verhindern Sie Diebstahl und Vandalismus.
  • Asset-Tracker für Anhänger und Anbaugeräte (Low-Rate-Positionsbaken): Ausrüstung wiederfinden; Auslastung verbessern.
  • Leistungsüberwachung (einphasig oder dreiphasig): Sehen Sie sich Ausfälle an Schuppen oder Pumpen an, ohne vor Ort sein zu müssen.

Hinweis: Robustel liefert das Gateway/Backhaul und den Flottenbetrieb. Die Sensoren werden entsprechend Ihren agronomischen und Compliance-Anforderungen beschafft. Wir helfen Ihnen bei der Integration in den LoRaWAN-Netzwerkserver Ihrer Wahl und in nachgelagerte Dashboards.

Erwartete Kundenergebnisse

Was Erfolg bedeutet, sollte vom ersten Tag an klar sein und bei der Prüfung nachweisbar sein. Die Teams vor Ort erhalten Sensoren dort, wo sie benötigt werden; der Betrieb erhält ein Netzwerk, das sich vorhersehbar verhält; das Management erhält zuverlässige Daten für die Bewässerung, den Einsatz von Betriebsmitteln und die Arbeitsplanung.

Wie sieht Erfolg für die wichtigsten Stakeholder (Farm Manager, Operations Manager) und die sekundären Stakeholder (Installateure, Servicepartner) aus?

  • Farm-/Betriebsleiter: Weitreichende Sensorabdeckung mit mehrjähriger Batterielebensdauer; weniger Fahrten zur Überprüfung von Tanks und Toren; besseres Timing für Bewässerung und Inputs.
  • Daten-/IT-Leiter: Privates LoRaWAN unter klarer Governance; saubere Integration in ausgewählte Netzwerkserver und Analysen; unternehmensweite Transparenz.
  • Installateure/Servicepartner: Wiederholbare Montage- und Registrierungsmuster; bekannte Antennenoptionen; RCMS-Zugriff für Fernüberprüfungen und Updates.
  • Finanzen/Beschaffung: Geringere Gesamtkosten als bei Grabenbau/Stromversorgung von Außenposten; skalierbar in Blöcken ohne Neukonzeption; klare Verantwortlichkeiten der Lieferanten.

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