Wie IoT intelligente Messungen ermöglicht

Das Internet der Dinge (IoT) hat Einfluss auf die Nutzung von Gegenständen am Arbeitsplatz und im Haushalt. Die Einführung einer Technologie, die verbunden mit alltäglichen Gegenständen, wie Türschlösser, Heizungs- und Kühlungssystemen, oder sogar Haushaltsgeräten, deren Status und Position in Echtzeit übermittelt, ermöglicht es Unternehmen, den jeweiligen Zustand des Gerätes einzusehen und zu verfolgen.

IoT bietet aber noch viel mehr. Durch die Einführung von intelligenten Messgeräten ist ein Möglichkeit geschaffen, Verbräuche von Versorgungsleistungen, wie Strom, Wasser, Gas und Heizung in Echtzeit und adhoc zu überwachen, übermitteln und zu steuern.

Im Folgenden wird der Prozess der intelligenten Messung dargestellt.

Wie die IoT-fähige intelligente Messung funktioniert

Die  intelligente Messung der Verbräuche mittels IoT basiert auf dem Einsatz von Funk-Messgeräten. Diese Geräte setzen oft den LoRaWAN Funkstandard ein und werden für die Messung von Verbräuchen von z.B. Strom, Wasser oder Gas innerhalb von Gebäuden, aber auch außerhalb eingesetzt.

So funktioniert der Prozess:

• Verbindung herstellen: Der erste Schritt besteht darin, den Zähler mit einem sicheren Netzwerk zu verbinden. Diese Verbindung ermöglicht den Datenaustausch zwischen dem IoT-Smart-Meter und dem jeweiligen Versorgungsunternehmen.
• Daten übermitteln: Sobald der Zähler mit dem Netzwerk verbunden ist, beginnen Sensoren im Smart-Meter, z.B. den Energieverbrauch zu messen. Die erfassten Daten beinhalten eine tagesaktuelle und detaillierte Angabe des Verbrauchs und der Datumsangabe. Eine solche Messung kann in unterschiedlichen Zeitintervallen übermittelt werden, üblich sind einmal täglich..
• Stichtagsgenaue Messung: Messungen, von. Z.B. Heizungsverbräuchen, laufen zum Teil noch nach dem alten Muster. Ein Mitarbeiter eines Messdienstleisters schreibt die Zählerstände eines jeden Zählers vor Ort in der Wohnung, oder Haus auf. Dieser kosten- und zeitintensive Prozess wurde durch die Einführung von smart meter gänzlich neu und maximal flexibel gestaltet. Täglich übermitteln die Geräte ihre Messwerte, sollte z.B. ein Mieterwechsel anstehen, so kann eine zusätzliche Messung am Tag des Mieterwechsels ausgelöst werden.
• Versorgungsverbrauch steuern: Erkenntnis über den aktuellen Verbrauch, ermöglicht es Endverbrauchern, verschwenderische Verbrauchsmuster zu identifizieren, sodass sie notwendige Anpassungen vornehmen können. Diese Möglichkeit spart bares Geld in der Nebenkostenabrechnung

IoT-Kommunikationstechnologien für intelligente Messungen

Der Einsatz von IoT im Energiemanagement gewährleistet sichere und zuverlässige Kommunikation zwischen dem intelligenten Zähler und dem Versorgungsanbieter oder Messstellenbetreiber. Einige der am häufigsten eingesetzten Technologien hinter diesen Machine-to-Machine (M2M) Kommunikation sind:

Schmalband-IoT (NB-IoT)

NB-IoT, auch bekannt als schmalbandige-Kommunikationstechnologie, ist speziell für den Einsatz für LPWANs konzipiert. Basierend auf der Technologie von M2M-SIM-Karten, bietet NB-IoT eine Kommunikationslösung, die darauf ausgelegt ist, Effizienz und Zuverlässigkeit für IoT-Anwendungen in verschiedenen Umgebungen zu gewährleisten. Es bietet eine lange Akkulaufzeit von bis zu 10 Jahren und LTE-Standard-Sicherheit.

Long Range Wide Area Network (LoRaWAN)

LoRaWAN ist eine LPWAN Technologie, die für außergewöhnlich weite Datenübertragungen im Innen- und Außenbereich bekannt ist. Dank ihrer langen Funkwellen, bietet diese Funktechnologie eine sehr gute Gebäudedurchdringung. Der kosteneffiziente Einsatz von Funkbasisstationen (Gateways) bietet maximale Flexibilität und Funkabdeckung dort wo sie benötigt wird. Sie zeichnet sich obendrein durch sehr geringen Stromverbrauch und eine lange Akkulaufzeit aus.

Wie IoT für Zählerablesungen Unternehmen helfen kann

Smart-Metering auf Basis von IoT, liefert Einblicke in den Energieverbrauch eines Unternehmens oder eines Haushaltes. Die Beobachtung und Auswertung des Verbrauchs von Ressourcen oder Energie, hilft den Umgang zu optimieren  und durch Anpassungen Kosten zu sparen. Beispielsweise können Unternehmen Bereiche mit hohem Energieverbrauch identifizieren und Anpassungen vornehmen. Dadurch werden unnötige Energieverbräuche eingedämmt und Kosten gespart.

Die Überwachung des Stromverbrauchs erleichtert es Unternehmen, ihren Energieverbrauch, z.B. basierend auf der aktuellen Auslastung der Räumlichkeiten hin anzupassen. Über die Zeit wird somit die Energieeffizienz gesteigert und es kann eine Kultur des Energiebewusstseins am Arbeitsplatz entstehen.

Heutige IoT Systeme sind benutzerfreundlich und bieten Tools für das Datenmanagement und Überwachungsplattformen für die Konnektivität. Dies hilft Unternehmen ihre Konnektivität mit Echtzeiteinblicken zu verwalten. Ob es um das Einrichten von Triggern und Alarmen geht, nahtloses Management ist nur ein paar Tipps oder Klicks entfernt.

Herausforderungen und Überlegungen

Eine sehr große Herausforderung im Bereich ist das Thema Datenschutz und Datensicherheit. Da IoT-Systeme unter anderem sensible Verbrauchsinformationen erheben und übertragen, können diese zu einem Ziel für Cyberangriffe werden.

Mangelhafte Handhabung Dritter, wie z.B. unzureichende Verschlüsselungen der Kommunkation, oder Authentifizierung und fehlende Verantwortungen, verstärken  Risiken weiter. Im Jahr 2020 gab es z.B.  57 Millionen Malware-Angriffe auf IoT-Geräte.

Die Einführung ausgeklügelter Cybersicherheit in IoT-Ökosystemen hat drei grundlegende Ziele – die Sicherung der Daten, die Absicherung  der Datenkommunikation und den Schutz der Privatsphäre. Viele Systemadministratoren setzen zur Absicherung der Datenkommunikation auf den Einsatz von VPN-Lösungen, wie IPSec und OpenVPN. Diese Technologien bieten hochwertige Verschlüsselung, um die Datenintegrität zu gewährleisten.

Eine stetige Ausweitung von IoT Anwendungen in weitere Branchen könnte Cyber-Atacken noch häufiger werden lassen. Im Jahr 2021 waren 62% der Organisationen durch Cyberangriffe auf IoT-Lieferketten betroffen. Dies unterstreicht den notwendigen Bedarf nach robusten Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz von Informationen.

Trotz der steigenden Gefahr durch Cyberatacken auf IoT Systeme, bleibt der starke Ansstieg von IoT Anwendungen weiterhin in vollem Gange. Der Markt für intelligente Zähler soll bis 2024 ein Volumen von 13,7 Milliarden US-Dollar erreichen, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 6% seit 2018. Die U.S. Energy Information Administration gibt an, dass 69% der Zählerinstallationen im kommerziellen Sektor intelligent sind.

IoT-basiertes Smart Metering

IoT beeinflusst die intelligente Verbrauchsmessung und bietet präzise Echtzeit-Datenerfassung, verbesserte Energieeffizienz und Nachhaltigkeit. Diese Zähler ermöglichen es Unternehmen, fundierte Entscheidungen über ihren Energieverbrauch zu treffen.

Während die zugrundeliegende Technologie hinter IoT-Smart-Metern weiterentwickelt wird, bleibt sie eine treibende Kraft im Management von Versorgungsressourcen. Allerdings müssen Herausforderungen in Bezug auf Datensicherheit und Datenintegrität angegangen werden.

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