Denkt man an „Smart City“ so kommt einem womöglich eine komplex vernetzte Metropole der Zukunft in den Kopf. Jede Mülltonne spricht mit jeder Laterne und jeder Ampel. Alle Daten laufen in der Cloud zusammen und eine künstliche Intelligenz optimiert in jeder Sekunde den gesamten Ablauf in der Stadt.
Doch so komplex muss es gar nicht sein. Es sind häufig die simplen Use Cases, welche den echten Mehrwert schaffen. Etwa die Automatisierung von Straßenbeleuchtung, um Energie zu sparen und gleichzeitig ein Sicherheitsgefühl für alle Straßenteilnehmer sicherzustellen.
Häufig angesprochen sind insbesondere kleinere Einsatzorte wie Firmengelände oder städtische Beleuchtung innerhalb von Gewerbegebieten oder Wohngebieten, welche man ohne riesigen Kosten und Administrationsaufwand intelligent automatisieren möchte.
Doch alles, wofür bis heute noch kostenintensive Strukturen gebraucht werden – von zentralen Gateways und Servern bis hin zu Cloud-Lösungen und dafür benötigte Schulungen – ist bereits heute einfacher als je zuvor mit Bluetooth Mesh und jedem Smartphone realisierbar.
Mit Bluetooth Mesh kann eine Straßenleuchte für weniger als 100 € mit einem Bluetooth Modul ausgestattet werden. Alle Straßenleuchten werden zudem mit sinnvollen Sensoren ausgestattet, welche etwa Präsenz, Dämmerung, Helligkeit, oder Regen erkennen. Alle Straßenleuchten werden anschließend in einem Mesh Netzwerk untereinander vernetzt und mithilfe einer Schwarmfunktion intelligent automatisiert. Das alles kann ein städtischer Technikmitarbeiter jederzeit mit seinem Smartphone konfigurieren oder auch nachträglich anpassen, ohne dass eine Firma beauftragt und gerufen werden muss.
Warum Bluetooth Mesh?
Es gibt in der Tat andere Funktechnologien, welche auf eine deutlich weitere Reichweite optimiert sind. Doch mit der optimierten Reichweite kommen gleichzeitig einige Nachteile, welche eine Vernetzung von Straßenbeleuchtung so teuer machen. Es wird immer ein zentraler Hub oder ein Gateway benötigt, dieses muss aufwendig installiert und eingerichtet werden. Dies wird möglicherweise von einer externen Firma verwaltet, oder die Stadt erhält einen kostenpflichtigen Zugang zu einer Cloud, für welche zudem nicht selten eine Schulung benötigt wird.
All diese Komplexität ist für die angedachten einfachen Use Cases nicht notwendig. Mit Bluetooth 5 ist inzwischen auch die Reichweite von über 200 bis 300 Metern im freien Feld ausreichend, um gesamte Wohngebiete oder Gewerbegebiete in einem Mesh Netzwerk zu verbinden. Somit fallen diese Gateways und zentralen Server weg. Mit Bluetooth Mesh bleiben die Daten lokal vor Ort im Mesh Netzwerk, nur wenn gewünscht werden, diese mittels eines günstigen Gateways in eine Cloud geleitet.
Straßenbeleuchtung mit Bluetooth Mesh
Folgend einige Beispiele von Use Cases, welche kinderleicht bereits heute mit Bluetooth Mesh umgesetzt werden können.
- Ein- und Ausschaltung bei Sonnenuntergang und Sonnenaufgang
Mithilfe des Standortes können die Bluetooth Mesh Module eigenständig den Sonnenaufgang und Sonnenuntergang berechnen, ohne dass hierfür ein Sensor benötigt wird. Konfiguriert werden kann dies innerhalb von einer Minute über die MESHLE App. - Schwarmvernetzung: Dynamische Beleuchtung bei Anwesenheit von Personen oder Fahrzeugen
Sind alle Leuchten in einem Bluetooth Mesh Netzwerk vernetzt, so kann ohne großen Aufwand eine Schwarm-Logik programmiert und ein Schwarmnetzwerk geschaffen werden. Ein Beispiel: die gesamte Beleuchtung ist bei Abwesenheit von Fahrzeugen und Personen auf 30 % der maximalen Helligkeit gedimmt. Erkennt nun eine der Leuchten die Anwesenheit eines Fahrzeuges oder einer Person, so erhöht sich die Helligkeit dieser Leuchte auf 100 %, alle anderen Leuchten im direkten Umfeld erhalten ein Signal und dimmen gleichzeitig auf 80 % hoch, alle noch weiter entfernten Leuchten auf 50 %. Nähert sich diese Person der nächsten Leuchte, so dimmt diese Leuchte auf 100 % hoch, die letzte Leuchte dimmt wieder auf 80 % ab, und so weiter. - Einbindung von Sensorik in das Netzwerk
Nicht nur die Anwesenheit von Personen, sondern auch Echtzeitdaten von Sensoren innerhalb der Leuchte können in einem Mesh und einem Schwarmnetzwerk Änderungen herbeirufen. Beispielsweise: Detektiert ein Helligkeitssensor während des Tages Dunkelheit oder ein Regensensor schweren Regen, so kann die Beleuchtung völlig automatisch auf 100 % hochgefahren werden, um die Sicherheit während eines schweren Unwetters zu erhöhen. - Human Centric Lighting für die Stadt
Durch die Verwendung von Bluetooth Modulen kann die Beleuchtung von Straßenleuchten auch adaptiv auf die Beleuchtungssituation angepasst werden. Zum Beispiel könnte die Straßenbeleuchtung abends blaulichtarm oder ganz ohne Blaulicht leuchten, um den Zikaden Rhythmus des Menschen nicht zu stören. Früh morgens, wenn die Menschen, teilweise noch müde, auf dem Weg zur Arbeit sind, kann hingegen auf besonders helles und bläuliches Licht gesetzt werden, um die Konzentration zu fördern. All das kann völlig automatisiert basierend auf der Uhrzeit oder mithilfe von Sensoren mit Bluetooth Mesh umgesetzt werden. - Defekte Leuchte ausbessern
Ist eine Leuchte defekt, so können die beiden nächstgelegenen Leuchten versuchen diesen Ausfall bestmöglich zu kompensieren, indem diese automatisch nicht mit gewöhnter 70 % Helligkeit, sondern 100 % Helligkeit leuchten. - Fehlermeldungen auslesen
Sind beispielsweise 300 Straßenlaternen in einem Bluetooth Mesh Netzwerk vernetzt, so kann ein Techniker in der Nähe einer dieser 300 Leuchten, aus dem Auto heraus, die Fehlermeldungen aller Leuchten auslesen. So kann innerhalb kürzester Zeit der Defekt lokalisiert und behoben werden.
Dies sind nur einige Möglichkeiten und Ideen, welche bereits heute kostengünstig und einfach umgesetzt werden können. Mit einer zusätzlichen Anbindung an eine Cloud können mit denselben, per Bluetooth Mesh vernetzten, Laternen auch Parkplätze lokalisiert werden, Dashboards zur Verfügung gestellt werden und vieles mehr.
Wir bei MESHLE helfen mit unserem Bluetooth Mesh Know-how, unserer Technologie und Software Unternehmen als auch städtischen Kommunen wirklich einfache Smart City Lösungen zu realisieren. Wenn Sie unsere Idee spannend finden oder bei Ihnen Wiedererkennen, freuen wir uns von Ihnen zu hören!
