Batterielose IoT-Lösung bei IBM in Guangzhou
September 30, 2022
Wartungsfreie Sensortechnik in China: Wie IBM sein Guangzhou-Büro mit energieautarken IoT-Sensoren intelligent vernetzt.
Die EnOcean Alliance hat erheblich expandiert und ihr Programm für die Gebäudeautomation und das Internet der Dinge durch den Beitritt von IBM als Promoter-Mitglied im Jahr 2016 verstärkt. In enger Zusammenarbeit definieren und erweitern die EnOcean Alliance und IBM Standards für wartungsfreie Lösungen für das IoT.
Für die nun erfolgreich abgeschlossene IoT-Nachrüstung seines Gebäudes im chinesischen Guangzhou (Kanton) entschied sich IBM für die EnOcean-basierte Lösung von Interfühler. Das Büro befindet sich am GT Land Plaza inmitten des Hauptgeschäftsviertels, das künftig als Zentrum von Guangzhou gelten wird. An diesem äußerst attraktiven Standort haben sich zahlreiche internationale Unternehmen angesiedelt.
Ziel der Projektanfrage von IBM war es, unterschiedliche Sensoren im Bürobereich mit der IBM Watson IoT-Plattform zu verbinden, darunter Arbeitsplatz-, Temperatur-, Feuchtigkeits- und Luftqualitätssensoren sowie Personenzähler, Leckage- und USV-Sensoren. So sollte eine batterielose, EnOcean-basierte Sensorlösung entstehen, die ein wartungsfreies Gebäudemanagement ermöglicht. Außerdem sollte die operative, finanzielle und ökologische Performance des Gebäudes verbessert werden.
Für die Angebotserstellung konnte Interfühler auf die von EnOcean und IBM entwickelte Konzeption für das IBM Watson Center in München zurückgreifen. Außerdem verfügt das Interfühler-Team bereits seit 2009 über umfassende Erfahrungen bei der Implementierung der EnOcean-Lösung in China – auch im Rahmen von Großprojekten, beispielsweise bei JP Morgan Chase, im BMW-Werk und im National Exhibition and Convention Center in Shanghai. Das von Interfühler übermittelte Angebot wurde innerhalb kürzester Zeit angenommen.
Im Rahmen des Projekts kommen hauptsächlich Tischsensoren zum Einsatz, um den Belegungsstatus von Arbeitsplätzen zu erfassen. Diese Sensoren werden nun immer häufiger zur Optimierung der Gebäudenutzung eingesetzt, um beispielsweise die Auslastung der Arbeitsplätze zu analysieren oder im Handumdrehen verfügbare Schreibtische zu finden. Darüber hinaus erfassen Multisensoren die Innentemperatur und Luftfeuchtigkeit sowie den Gehalt an CO2, flüchtigen organischen Verbindungen und Formaldehyd in der Luft, um eine gesunde Büroumgebung sicherzustellen. Präsenzsensoren und Personenzähler ermitteln gleichzeitig den Belegungsstatus von Bereichen wie Besprechungszimmern, Geschäfts- und Lagerräumen. Über das IoT-Gateway lassen sich die erfassten Sensordaten direkt in die Cloud übertragen. Außerdem können sie über ein KNX-Gateway mit dem Beleuchtungssystem und der Klimaanlage im Gebäude verbunden werden, um den Komfort zu erhöhen und den Energieverbrauch zu minimieren.
Herausforderungen
Eine der Herausforderungen des Projekts bestand darin, die bestehenden USV- und Leckage-Alarmsysteme von Drittanbietern über den Controller einzubinden, um die Facility Manager im Alarmfall per E-Mail und SMS zu informieren. Mithilfe eines bidirektionalen Modbus RTU/EnOcean-Gateways können die Modbus-Alarminformationen des alten Systems nun mühelos über EnOcean weitergeleitet werden. So wurde eine nahtlose Integration des alten und des neuen Systems erreicht.
Wartungsfreie Funklösungen
Durch die Nutzung des Sub-1-GHz-Bands (ISO/IEC 14543-3-1x) eignet sich der EnOcean-Funkstandard hervorragend für den Einsatz in der Gebäudeautomation und in Smart Homes weltweit. Im Gegensatz zu anderen Funkprodukten, die Batterien und damit einen gewissen Wartungsaufwand erfordern, sind EnOcean-basierte Geräte energieautark und ermöglichen die Entwicklung von „Fit-and-Forget“-Sensorlösungen. Hierbei wird die für den Betrieb batterieloser Module benötigte Energie beispielsweise aus Bewegung, Licht oder Temperaturdifferenzen in der Umgebung gewonnen. Dank dieses Prinzips der Energiegewinnung sind die Geräte wartungsfrei.
Verbindung zur Cloud
Die IBM Watson IoT-Plattform ist ein vollständig in der Cloud gehosteter Managed Service, der den Aufbau und die Bereitstellung von Anwendungen für IoT-Geräte, Sensoren und Gateways vereinfacht. In Verbindung mit der IBM Bluemix-Umgebung und den sicheren Watson APIs ermöglicht die Plattform die Integration und Auswertung prädiktiver, kognitiver und kontextueller Analysen für bessere Entscheidungen. Die Watson IoT-Plattform erlaubt es Organisationen, Geräte auf einfache und sichere Weise miteinander zu verbinden – von Chips und intelligenten Geräten über Anwendungen bis hin zu Industrielösungen. Die Plattform wird mithilfe Cloud-basierter Dienste skaliert und nutzt umfangreiche Analysedaten. Dadurch ermöglicht sie Organisationen neue Erkenntnisse, die den Weg für Innovationen und Transformationen bereiten. Die Facility-Management-Software IBM TRIRIGA stellt ein zentrales System zur Lebenszyklusverwaltung für Gebäude bereit.
Im Rahmen des Projekts in Guangzhou wurde erstmals eine Integrationslösung mit der EnOcean-Technologie und dem IBM Cloud-Service auf dem chinesischen Festland implementiert. Die Lösung eignet sich für verschiedene Anwendungen wie Asset-Management-, Ambient-Assisted-Living- oder Versicherungs-, Hotel- und Campus-Projekte.
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