IAP schafft eine bessere LoRaWAN-Lösung für intelligente Gebäude

Die Bewohner von Gewerbegebäuden erwarten ein gewisses Maß an Intelligenz und Automatisierung in ihren Einrichtungen, und Immobilieneigentümer bemühen sich darum, per IoT zu liefern. Vielleicht erklärt das, warum die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate für den Markt für Gebäudeautomation und -steuerung voraussichtlich mehr als steigen wird 21 Prozent bis 2028. Schließlich erreichen Sie mit Facility IoT das versprochene Büro der Zukunft – und die jüngsten Trends machen intelligente Gebäude eher zu einer Anforderung als zu einem Vorteil. 

Unternehmen haben Energieziele; IoT hilft ihnen mit automatisierter Steuerung von HLK, Beleuchtung und mehr. Der Aufstieg der Fernarbeit hat zu viel ungenutztem Raum in den Einrichtungen geführt; IoT kann diese Räume identifizieren, sie für temporäre Benutzer personalisieren und Daten zur Optimierung jedes Quadratmeters liefern.  

Angesichts dieser Marktkräfte stellt sich nicht die Frage, ob man in intelligente Gebäudetechnik investieren sollte – sondern wie man dies so tut, dass sich diese Investition auszahlt und Geräte mit sowohl kabelgebundener als auch kabelloser Kommunikation unterstützt. Das Long Range Wide Area Network (LoRaWAN)-Protokoll ist eine vielversprechende Lösung für drahtlose Geräte, die weniger Strom benötigen als WLAN-Geräte, aber eine größere Reichweite als Bluetooth-Geräte haben. Verwaltet von der offenen, gemeinnützigen Organisation LoRa-Allianz, LoRaWAN schafft kostengünstige, stromsparende drahtlose Verbindungen mit großer Reichweite zwischen intelligenten Gebäudegeräten und den Plattformen, mit denen sie arbeiten. 

Das Problem ist, dass Integratoren Schwierigkeiten haben, LoRaWAN-Geräte mit älteren kabelgebundenen Gebäudeautomations- und Steuerungssystemen (BACS) zu verbinden. Das neue IoT Access Protocol (IAP) löst das Problem. Hier ist wie.    

Der Kampf um die Verbindung von LoRaWAN-Geräten mit Legacy-BACS

Jedes mittelgroße oder größere Gebäude verfügt höchstwahrscheinlich über ein BACS mit Geräten, die drahtgebundene Kommunikation verwenden – und dieses BACS ist nicht darauf ausgelegt, mit dem Innovationstempo im IoT Schritt zu halten. Seit Jahrzehnten verwenden Betreiber diese veralteten BACS-Plattformen, um alle Technologien innerhalb des Gebäudes zu verwalten: HLK, Beleuchtung, Zugangskontrolle, Sicherheit, Aufzüge – alles Systeme, die durch die Hinzufügung von IoT erheblichen Nutzen gewinnen. 

Wenn Sie die Gebäudeautomation erweitern möchten, müssen Sie Daten von jedem diskreten IoT-Gerät an das BACS übertragen. Aber es gibt eine Diskrepanz zwischen dem LoRaWAN-Standard und den gängigen BACS-Netzwerkprotokollen. Die Konnektivitätsprotokolle, die Ihr BACS versteht – BACnet und LON, um nur einige zu nennen – sind sehr umfangreiche Standards. Sie verfügen über umfangreiche Datenmodelle, spezifizieren Netzwerkdienste und bieten Befehls- und Kontrollfunktionen – und diese sind alle innerhalb der BACS-Architektur streng definiert. 

LoRaWAN stimmt nicht nativ mit all diesen BACS-Definitionen überein, daher ist es schwierig, eine starke Integration zu schaffen. Bis vor kurzem verbanden Smart-Building-Integratoren LoRaWAN-Geräte mit einem von zwei Ansätzen mit Legacy-BACS, von denen keiner ideal ist: 

• Manuelles Datenpunkt-Mapping. Zuerst verbinden Sie ein LoRaWAN-Gerät mit einem LoRa-Netzwerkserver. Dann ordnen Sie jeden Datenpunkt im Server einem entsprechenden Punkt im BACS zu. Die Schwierigkeit entsteht auf der BACS-Seite, wo Sie Automatisierungsalgorithmen manuell konfigurieren müssen – einschließlich der Definition und Konfiguration der grundlegenden Bedeutungen von Datenpunkten. Sie müssen dem BACS beispielsweise mitteilen, dass ein Temperaturmesswert ein Innenraumtemperaturmesswert ist, und einen Algorithmus erstellen, der dem System mitteilt, was mit diesem Datenpunkt zu tun ist. Es ist eine Menge ressourcenintensiver und zeitaufwändiger manueller Konfiguration durch die Gebäudesystemintegratoren. 
• Das Static Context Header Compression (SCHC)-Protokoll. Wenn Sie die Datenzuordnung auf der BACS-Seite lieber nicht fest codieren möchten, kann SCHC möglicherweise helfen. Dieses Komprimierungs-Framework stopft eine ganze BACnet-Nachricht in ein LoRa-Paket. Dadurch wird eine vollständige End-to-End-BACnet-Objekteigenschaft vom Gerät an das BACS übertragen. Die Definition des Datenpunkts ist eingebaut. Es gibt nur ein Problem: Integratoren können SCHC nicht selbst implementieren. Das Protokoll muss in das Gerät eingebaut werden, was bedeutet, dass nur der Gerätehersteller dies durchführen kann. Schlimmer noch, intelligente Gebäudegeräte von SCHC sind komplexer und daher teurer als einfache LoRaWAN-Sensoren – vorausgesetzt, jemand stellt sie überhaupt her. Wenn es nur wenige Hersteller gibt, ist es angesichts der heutigen Lieferkettenunterbrechungen sehr wahrscheinlich, dass solche knappen Geräte Vorlaufzeiten von 6 bis 12 Monaten haben werden.

Keiner dieser Ansätze unterstützt die Intelligenz in IoT-Edge-Geräten; Alle Datenoperationen finden auf der BACS-Ebene statt. Sie unterstützen auch nur BACnet, das dominierende Kommunikationsprotokoll in der Gebäudeautomation und -steuerung. Wenn ein Teil Ihrer IoT-Infrastruktur auf LON, Modbus oder DALI für die Beleuchtungssteuerung oder industrielle Ethernet-Protokolle für Fabriken angewiesen ist, haben Sie Pech. Glücklicherweise ist jetzt eine dritte Option verfügbar, die die Arbeit für intelligente Gebäudeintegratoren erheblich vereinfachen wird.  

Lernen Sie das IoT Access Protocol (IAP) für die LoRaWAN-Integration mit BACS kennen

IAP, kürzlich standardisiert durch ANSI und CTA, ist ein plattformunabhängiges Daten- und Dienstzugriffsprotokoll, das Definitionen von Informationen, Datenmodellen und Diensten für industrielle IoT-Geräte verallgemeinert. Einfacher gesagt, es erstellt eine Daten- und Dienststruktur, die alle Elemente Ihrer intelligenten Gebäudeinfrastruktur verbindet – einschließlich eines gemeinsamen Modells für die Informationen und Dienste, die von den Edge-Geräten im Gebäudeautomatisierungs- und -steuerungsnetzwerk bereitgestellt werden. Installieren Sie einen Edge-Server mit IAP, um Daten von LoRaWAN-Geräten in ein System mit BACnet, LON, Modbus oder praktisch jedem anderen BACS-Protokoll zu übersetzen und zu normalisieren, und greifen Sie von Workstations mit BACnet, LON oder OPC auf die Daten und Dienste aller Geräte zu UA. 

IAP erstellt eine digitaler Zwilling Ihrer Geräte. Auf jeden Zwilling wird vom BACS über ein beliebiges BACS-Protokoll zugegriffen, wodurch LoRa in eine Sprache übersetzt wird, die das BACS verstehen kann. Wenn Sie einen IAP-Server so einstellen, dass er einen BACnet-Server enthält, erkennt Ihr BACS ein LoRaWAN-Gerät als BACnet-Gerät; es ist so einfach. Keine umständlichen manuellen Integrationen, Hardcoding oder Bitten von Geräteherstellern mehr, SCHC zu unterstützen. Mit einigen der heutigen IAP-Edge-Server können Integratoren sogar LoRaWAN-to-BACS-Integrationen in einer Low-Code-Umgebung mit einer einfachen Benutzeroberfläche und Drag-and-Drop-Tools erstellen. 

Noch besser ist, dass IAP stark skalierbar ist. Wenn Sie es in einer Ihrer Einrichtungen installieren, können Sie in allen Ihren Einrichtungen dieselben Geräte- und Datenpunktkonfigurationen verwenden, indem Sie einfach den IAP-Edge-Server installieren. Und Edge-Server mit IAP erzielen Ergebnisse. Fragen Sie einfach den britischen Möbelhändler DFS, der IAP-Edge-Server verwendet hat, um Umgebungssensoren (und mehr) mit BACS-Plattformen in mehreren Einrichtungen zu verbinden. Das offene System mit mehreren Protokollen trug dazu bei, den Energieverbrauch von DFS zu senken, und sparte mit dem System etwa 33 Prozent der Stromkosten und 26 Prozent der Gaskosten für ein typisches Einzelhandelsgeschäft ein. Wenn Sie nach ähnlichen Ergebnissen suchen – und keine Lust haben, ein älteres BACS manuell zu konfigurieren und fest zu codieren – schauen Sie sich IAP an. Es könnte das LoRaWAN/BACS-Integrationstool sein, auf das Sie gewartet haben.

Quelle: https://www.iotforall.com/iap-creates-a-better-lorawan-solution-for-smart-buildings