Die Vermessung der Natur #39

Die Vermessung der Natur – Sensoren für die Umwelt

Sie sehen unspektakulär aus, haben es aber in sich: Kleine Geräte, mit einer ausgefeilten Signalübertragungstechnik versehen. Mit der sogenannten LoRaWan – Technologie werden mittels Sensoren Messwerte gesammelt, ausgewertet und Impulse gesendet. Die Sensoren erkennen und melden überflutete Keller, offene Türen, sie zählen Fahrzeuge, messen Temperatur und Bodenfeuchtigkeit und vieles mehr.

Die Städtischen Überlandwerke Coburg (SÜC) und die süc//dacor bauen zurzeit in einem Pilotversuch ein „LoRaWan-Netz“ in Coburg auf. Die Umweltsensoren sind unter anderem am Goldbergsee, Wolfgangsee, auf dem Parkhaus Post, dem Dach der süc//dacor oder auch im Tambacher Ruheforst installiert. Dort sammeln sie zunächst Daten über die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur und senden diese über den Glasfaseranschluss direkt an das Rechenzentrum der süc//dacor. „Lorawan ist ein Werkzeug, um Informationen zu sammeln, diese auszuwerten, um dann sinnvoll anzuwenden“, erklärt Andreas Kücker, Digitalmanager der süc// dacor. Zum Beispiel kann damit laut Kücker die Bodenfeuchte überprüft und bedarfsgerecht gegossen werden. „Das verhindert, dass Wasser verschwendet wird“, erklärt Kücker.

In Absprache mit den Waldbesitzern sind Sensoren in Wüstenahorn, dem Callenberger Forst und auf dem Bausenberg seit kurzem installiert. „Der Wald, der im Zuge des Klimawandels extrem unter der Trockenheit leitet, könnte von der Technologie profitieren“, sagt Förster Wolfgang Weiß. Die wichtigsten natürlichen Einflussgrößen für unsere Wälder seien Temperatur und Niederschlag beziehungsweise Feuchtigkeit. Mit den LoRaWAN-Sensoren könnte man diese Daten direkt in den Wäldern ermitteln und mit den Daten von Freiland-Wetterstationen abgleichen, so Weiß. Diese ermittelten Daten wiederum könnten Förstern und Waldbauern zum Beispiel bei der Wahl der Bäume, bei der Verjüngung von Beständen oder bei Durchforstungen helfen.

Auch die Wohnbau der Stadt Coburg hält die neue Technologie laut Annette Vogel von der Öffentlichkeitsarbeit für spannend. Momentan seien zwar noch keine „LoRaWan-Empfänger“ installiert, aber: „Wir schauen uns nach und nach alle Möglichkeiten an und prüfen, wo und mit welchem Nutzen die LoRaWan-Technologie bei uns eingesetzt werden kann“, sagt Vogel. Konkret denke man über die Einsatzmöglichkeit in den vier innerstädtischen Parkhäusern nach. „Wir sehen in der Verwendung dieser Messtechnik künftig Vorteile bei der Datensammlung und natürlich Wartungsvorteile, etwa bei der Überwachung des Raumklimas oder bei der Überprüfung der Auslastungsquote in den Parkhäusern“, so Vogel.

Die Stadt Coburg steht bereits seit längerem mit den Projektverantwortlichen im regelmäßigen Austausch. „Digitalisierung stellt einen wichtigen Beitrag zur Sicherung des Wirtschaftsstandortes Coburg Stadt und Land dar“, sagt Stefan Fey, stellvertretender Leiter des Amtes für Digitalisierung und Kommunikation. „Inwieweit die Stadt Coburg als Kooperationspartner bei der Erprobung bestimmter Anwendungsfelder zur Verfügung stehen kann, wird derzeit geprüft. Erste konkrete Ideen gibt es jedoch bereits“, so Fey. Im öffentlichen Bereich seien zahlreiche Anwendungsfelder denkbar, in denen Sensorik alltägliche Entscheidungs-Prozesse unterstützen könnte. Im Grünflächenamt denke man darüber nach, ob die Sensorik künftig bei der gezielten Bewässerung von Unterflurbaumquartieren in der Innenstadt, in der Rasentragschicht von Sportplätzen oder auch von Blumenbeeten helfen könne.

Ein Projekt von SÜC, süc//dacor, Zukunft.Coburg.Digital und weiteren Partnern

SMART CITY – SMART FACTORY – INTELLIGENTE VERNETZUNG

Mit der LoRaWAN Technologie (Long Range Wide Area Network – ein Low-Power-Wireless-Netzprotokoll) können einfache Messwerte und Impulse von Sensoren übertragen werden. Diese Funktechnologie ist in anderen bundesdeutschen Städten und vor allem im europäischen Ausland bereits erfolgreich im Einsatz und hat den Vorteil, dass die Übertragung nur sehr wenig Energie benötigt. Daraus resultiert eine lange Batterielaufzeit der Sensoren, die bis zu zehn Jahre beträgt. Die einmal installierten, nur Zigarettenschachtel großen Sensoren übertragen also ohne Wartung jahrelang zuverlässig völlig autonom die Messdaten. Durch die niedrige Frequenz kann eine große Flächenabdeckung mit wenig Sendeantennen erreicht werden. Die Übertragung ist sehr energieeffizient und auf kurze Übertragungszeiten beschränkt, die Strahlenbelastung ist minimal und mit einem handelsüblichen WLAN-Gerät zuhause vergleichbar.

Die Sensoren sind zu geringen Kosten erhältlich und messen zum Beispiel Temperatur, Feuchtigkeit, Kontakt, Bewegung, Helligkeit, Luftreinheit oder ähnliches. Es ergeben sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in vielen Bereichen des täglichen Lebens, im öffentlichen Raum und in der Industrie. Denkbar sind Parkraumüberwachung, Alarmierung bei Wassereintritt im Keller, Frequenzzählung von Fahrzeugen, Abfragen des Schließzustands von Türen/Fenstern, Messen des Füllstands von Mülltonnen, Ablesen von Verbrauchszählern…

Der lokale Energieversorger SÜC in Zusammenarbeit mit süc//dacor baut derzeit ein LoRaNetz für Coburg auf, so dass diese Technologie in der Region zur Verfügung steht. Erste Pilotanwendungen wie Temperaturmessungen in der Region sind im Einsatz.