LoRaWAN Reichweitentests

Basierend auf den Ergebnissen des ersten Reichweitentests wurden weitere Antennen getestet. Vier der Antennen sind kommerziell erhältlich. Die beiden anderen Antennen wurden basierend auf einer Vorlage eines Github-Projektes (https://github.com/FabienFerrero/UCA_Board/tree/master/Antenna) auf Leiterplatten gedruckt und können mit einem Kabel mit dem Mikrocontroller der Field-Devices verbunden werden. Der Vorteil der gedruckten Antennen besteht in einer Kosteneinsparung und der Tatsache, dass kein Kabel durch das Gehäuse der Field-Unit verlegt werden muss. Für die Gateways wurde ebenfalls eine neue Antenne getestet.

Mit den bisherigen Antennen konnte bereits eine gute Reichweite bei direkter Sichtverbindung erreicht werden. Mit den neuen Antennen wurde versucht die Durchdringung von Gebäuden zu verbessern. Dies ist im Hinblick auf die Anwendung in Trinkwasseranlagen von Bedeutung, da die Sensoren in der Regel in Gebäuden oder Schächten installiert sind.

Für die Tests wurde die Antenne des Gateways auf dem Dach eines Einfamilienhauses installiert. Das Field-Device, an das die verschiedenen Antennen nacheinander angeschlossen wurden, wurde auf dem Armaturenbrett eines Autos montiert. Die Erfassung der während der Fahrt übertragenen Signale erfolgte wieder mit der TTNMapper App.

Die Testergebnisse mit den 6 untersuchen Antennen sind sehr unterschiedlich ausgefallen. Mit einer kommerziellen Antenne konnten in einem Umkreis von ca. 1.4 km alle Gebäude mit dem LoRaWAN-Signal durchdrungen werden. Ähnliche Ergebnisse konnten auch mit den beiden gedruckten Antennen erzielt werden. Es ist geplant für die nächsten Prototypen die Antenne auf der Leiterplatte der Field-Devices zu integrieren.

Die Ergebnisse mit den anderen Antennen waren nicht zufriedenstellend. Obwohl diese Antennen von Ihrer Spezifikation für LoRaWAN Anwendungen geeignet sein müssten, konnte keine gute Durchdringung erzielt werden. Dies deckt sich mit den Erfahrungen aus den ersten Reichweitentests. Mit diesen Antennen wird das Signal nur durch 1-2 Gebäude übertragen. Bei direkter Sichtverbindung sind jedoch auch größere Reichweiten möglich. Als Fazit der Tests lässt sich festhalten, dass die Wahl der Antennen einen großen Einfluss auf die Möglichkeit zur Durchdringung von Gebäuden hat. Diese Tests werden zukünftig an Installationen im Wasserwerk Jockgrim wiederholt. Dadurch soll ermittelt werden welche Antennen für die Signalübertragung von Geräten in Trinkwasseranlagen geeignet sind. Basierend auf den bisher durchgeführten Testinstallationen an drei Brunnenpumpen und einer Netzpumpe hat sich gezeigt, dass eine gute Signalübertragung möglich ist. Dies hängt allerdings von den baulichen Gegebenheiten ab. Bei einem Brunnen mit Stahlcontainer musste die Antenne nach draußen verlegt werden. Bei Brunnen mit Plastikhauben sowie der Netzpumpe im Keller des Gebäudes des Wasserwerks funktioniert die Übertragung problemlos.

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