Das Internet der Dinge (Internet of Things – IoT) ist ein stetig wachsender Teilbereich der Informatik. Mit der fortschreitenden Digitalisierung industrieller Prozesse im Zuge der Industrie 4.0 steigt auch die Bedeutung des sogenannten Industrial Internet of Things (IIoT).
Eine Schlüsseltechnologie in diesem Bereich ist LoRa (Long Range), ein Funkprotokoll, das durch hohe Reichweite bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch überzeugt. Aufbauend auf LoRa bildet das LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) die Grundlage für zahlreiche IoT-Anwendungen, die über öffentliche und teils internationale Gateways miteinander verbunden sind. Aber auch in Privathaushalten wird LoRa verwendet, um diejenigen Bereiche abzudecken, die mit herkömmlichen Smart-Home Gadgets durch mangelnden Strom- und Internetanschluss nicht abgedeckt werden können. Dabei werden in der Praxis viele LoRaWAN-Geräte und Gateways standardmäßig mit öffentlichen und cloudbasierten Netzwerken wie The Things Network (TTN) verbunden. Diese zentralen Infrastrukturen ermöglichen zwar eine schnelle Inbetriebnahme, schränken jedoch die Flexibilität und Individualität der Systemgestaltung ein. Anwender:innen erhalten dadurch nur begrenzten Einblick in die zugrunde liegende Netzwerktopologie, Sicherheitsmechanismen und Konfigurationsmöglichkeiten.
In diesem Praxisprojekt wird ein eigenständiges, privates LoRaWAN mithilfe individuell konfigurierter Hardware aufgebaut. Ziel ist es, ein vollständig funktionsfähiges LoRaWAN-System in Betrieb zu nehmen, bei dem Sensordaten eines Endgeräts zuverlässig übertragen, empfangen und visualisiert werden können. Dabei soll untersucht werden, inwieweit sich ein funktionsfähiges LoRaWAN auch ohne Vorkenntnisse in der Hardwarekonfiguration oder im Bereich des IoT eigenständig realisieren lässt, welche technischen und konzeptionellen Herausforderungen dabei auftreten und wie kosteneffizient ein solcher Eigenaufbau im Vergleich zu weniger flexiblen, vorkonfigurierten „Out-of-the-Box“-Lösungen umgesetzt werden kann.