Pripravljeni na razvoj inovativnih rešitev za internet stvari

V Mariboru potekala enodnevna mednarodna konferenca The Things Conference On Tour, na kateri se je več kot 150 udeležencev iz 74 podjetij in 11 držav spoznavalo z najnovejšimi IoT trendi, tehnologijo LoRaWAN in odprtim omrežjem za internet stvari The Things Network ter se tako opremilo s potrebnim znanjem za ustvarjanje inovativnih rešitev za internet stvari.

Dogodek je v Slovenijo pripeljal Inštitut IRNAS, v sodelovanju z združenjem The Things Network Slovenia. Inštitut IRNAS je mariborski inovativni laboratorij za razvoj naprednih rešitev na področjih brezžičnih komunikacij, IoT naprav in senzorjev za specializirane namene ter 3D bioprintinga. Strankam ponuja celovite rešitve, od snovanja ideje in izbire tehnične rešitve do razvoja končnega produkta in podpore pri uporabi. V združenju The Things Network Slovenia pa vzpostavljajo ekosistem organizacij in podjetij, ki se ukvarjajo z izgradnjo odprtih omrežij in razvojem rešitev za internet stvari. Informirajo, širijo znanje in svetujejo o odprtih tehnologijah za IoT ter o možnostih, ki jih te tehnologije ponujajo za razvoj novih naprav in storitev.

Skupaj gradimo globalno omrežje za internet stvari

Johan Stokking, soustanovitelj in tehnični vodja The Things Network, je udeležence konference seznanil z odprtim omrežjem The Things Network in tehnologijo, na kateri je osnovano – LoRaWAN. V primerjavi z ostalimi brezžičnimi tehnologijami je bil odprt brezžični komunikacijski standard LoRaWAN razvit specifično za internet stvari. Glavne prednosti LoRaWAN omrežji so minimalni strošek vzpostavitve mrežne infrastrukture, velik domet, ogromna kapaciteta, zelo nizka poraba energije, v protokol vgrajeni varnost in enkripcija, ter velika odpornost na motnje ter podpora za lokalizacijske storitve.

Teoretični doseg, ki ga omogoča tehnologija LoRa, je 850 kilometrov, kar je v primerjavi s 550-metrskim dosegom WiFi-ja ogromno. V praksi so uspeli doseči komunikacijo že na neverjetnih 702 km. Na žalost enih in srečo drugih to ne pomeni, da bi za pokritost celotne Evrope s signalom zadoščala ena sama bazna postaja. V realnih scenarijih se namreč pojavljajo atenuacija, refleksija in difrakcija in pojav tako imenovane Fresnelove cone. Kljub temu lahko rečemo, da je zmogljivost tehnologije LoRaWAN preprosto odlična. Če vzamemo za primer Maribor – za pokritosti celotnega mesta s signalom zadošča le par baznih postaj. LoRa je tako prikladna za uporabo v kmetijstvu, osvetljavi, sledenju objektov nizke vrednosti, pametnem merjenju, pametnem parkiranju, vzdrževalnih, komunalnih in vodovodnih storitvah ter povsod tam, kjer obstajajo omejitve pri uporabi električne energije.

Zgodba The Things Networka se je sicer začela leta 2015 v Amsterdamu, kjer si je skupnost želela raziskati možnosti, ki jih ponuja tehnologija LoRaWAN. Začeli so s postavitvijo odprtega in decentraliziranega omrežja za internet stvari, ki so ga financirali in upravljali uporabniki sami. V zadnjih nekaj letih je iniciativa doživela zelo hitro rast in tako je danes The Things Network prisoten v več kot 95 državah, 700 mestih, obsega 8 serverjev, ki usmerjajo 6 milijonov paketov na dan, z več kot 4500 baznimi postajami, povezanimi v omrežje, ter več kot 51000 uporabniki.

Eno od takih omrežij so zgradili tudi v Sloveniji – v The Things Network Slovenia je trenutno aktivnih 6 skupnosti, od Kopra do Maribora, in 33 baznih postaj. Kot je na konferenci predstavil Luka Mustafa, ustanovitelj in direktor Inštituta IRNAS in pobudnik iniciative The Things Network Maribor, bo po sami konferenci omrežje bogatejše za dodatnih 25 baznih postaj. 25 udeležencev konference se je namreč na delavnici “Naredi si svojo bazno postajo”, ki so jo vodili inženirji podjetja resin.io, zelo praktično poučilo o baznih postajah. Vsak izmed njih si je izdelal svojo napravo in jo odnesel domov, ter jo postavil na svoji lokaciji. Konferenca je tako prinesla tudi čisto praktične pozitivne učinke, saj so uspeli zelo na hitro razširiti pokritost z odprtim omrežjem za internet stvari in tako spodbudili inoviranje, eksperimentiranje in testiranje različnih IoT rešitev.

LoRaWAN primeri uporabe – od vesolja do 500 m pod vodno gladino

V panelni diskusiji so sodelovala podjetja, ki so predstavila njihove tržno uspešne rešitve, zasnovane na LoRaWAN tehnologiji. Klemen Logar iz podjetja Solvera Lynx je delil izkušnjo z izgradnjo rešitve po meri za optimizacijo energijsko intenzivnega proizvodnega procesa v največji cementarni v Sloveniji, Dejan Jančič iz podjetja Pessl Instruments in Matic Šerc iz podjetja Elmitel d.o.o. pa sta predstavila pametne rešitve za agrikulturo, za upravljanja pridelka, monitoring vremena in optimizacijo namakanja.

Thomas Telkamp iz podjetja Lacuna Space je predstavil zelo zanimiv projekt, na satelite namreč pošiljajo bazne postaje, z namenom, da zagotovijo pokritost omrežja tudi med mesti in na odročnih predelih Zemlje, kar omogoča monitoring in sledenje premikajočih se stvari ne glede na to, kje so, tudi na najbolj oddaljenih lokacijah. Luka Mustafa iz IRNAS-a pa je predstavil nekaj bolj “eksotičnih” primerov uporabe LoRaWAN-a za varovanje ogroženih živalskih vrst, ki so jih implementirali med drugim, v Afriki, v perujskem amazonskem gozdu in na Antarktiki. Raziskovanje prostoživečih živali na odročnih lokacijah, s ciljem oblikovanja in implementiranja utemeljenih strategij za varovanje ogroženih vrst, zahteva preproste in časovno učinkovite metode za izgradnjo omrežij, ki pokrivajo obsežna in nedostopna področja. Kot odgovor na to so ustvarili vrsto rešitev – od sledilcev živali, statičnih senzorjev, do avtomatiziranega kartiranja signala s pomočjo drona nad vodo, nad visokimi krošnjami dreves in na drugih nedostopnih mestih. S slednjim so pred postavitvijo infrastrukture preverili, kje je signal najboljši in izbrali najprimernejšo lokacijo za bazne postaje ter se tako izognili dodatnim stroškom.

Da bi udeležencem prikazali enega bolj atraktivnih in obetavnih primerov uporabe tehnologije LoRaWAN, so v Mariboru v sodelovanju s podjetjem Kerlink Group postavili demonstracijsko omrežje. S tremi Kerlink baznimi postajami so zagotovili pokritost celega mesta s signalom, da bi prikazali funkcionalnosti geo-lokacije zgolj z uporabo LoRaWAN-a, brez GPS tehnologije. Sistem so testirali skupaj z lokalnim vodovodnim podjetjem, s katerim so ugotavljali, kako lahko z geolokacijo optimizirajo svoje procese.

Praktično raziskovanje LoRaWAN

V sodelovanju z iniciativo microclimate.network so vsakega od udeležencev konference opremili z LoRaWAN napravo – MicroClimate senzorsko napravo za merjenje temperature, relativne vlažnosti in zračnega tlaka, ki se lahko s pridom uporablja tako v pametnih mestih, kmetijstvu, pametnih zgradbah in v podatkovnih centrih. Med samo konferenco pa so napravo uporabljali kot učno orodje – na eni izmed delavnic so napravo integrirali v Wolkabout IoT platformo, z uporabo LoRaWAN-a in The Things Network-a, zvizualizirali podatke, ki jih naprava beleži, in na daljavo upravljali s senzorjem preko njihove spletne in mobilne aplikacije ter se tako poučili, kako se zgradijo celovite rešitve, ki prinašajo vrednost za kupca.

Medtem pa je potekala delavnica, prilagojena posebej učiteljem, kjer je Luka Mali iz Laboratorija za telekomunikacije s Fakultete za elektrotehniko, Univerze v Ljubljani, opremil učitelje z znanjem in pripomočki, ki jim bodo v pomoč pri prenašanju IoT vsebin v razrede, z namenom izobraževanja današnjih učencev in dijakov za IoT razvijalce prihodnosti.

The Things Conference on Tour je postregla tako z idejami, znanjem in spretnostmi kot s priložnostjo za mreženje s ključnimi akterji iz industrije ter udeležence pripravila za ustvarjanje IoT inovacij za zdravstveni sektor, pametna mesta, kmetijstvo, energetiko in industrijo 4.0, kar bo zagotovo še dodatno pripomoglo k razvoju IoT sektorja v slovenskem prostoru.