LoRa voor industriële dummy’s in de Rotterdamse haven

LoRa-apparatuur
LoRa-apparatuur

Na social media en het Internet of Things is er een nieuwe hype: LoRa. Voor iLightz (een nieuw magazine van het industriële kennisnetwerk iTanks uit Rotterdam en uitgeverij Industrielinqs in Amsterdam) dook ik in de kansen en gevaren van dit nieuwe communicatienetwerk voor de industrie in het Rotterdamse havengebied. Het Havenbedrijf Rotterdam, technologiepartner MCS, automatiseerder Accenture en Rotterdam Internet Exchange vertellen alles wat je moet weten. 

LoRa voor industriële dummy’s

Je hoort en leest er overal over: de kansen van LoRa, een nieuwe methode voor draadloze communicatie. Maar snapt iemand wat het is en hoe je het gebruikt? Vier experts geven antwoord op de zeven meest nijpende vragen.

Tekst: Inge Janse

Heeft u zin in een klein experiment? Mooi. Vraag tijdens de lunchpauze aan uw collega’s twee dingen. Ten eerste: vind je ook dat we iets moeten doen met het Internet of Things? Grote kans dat iedereen volmondig ‘ja’ antwoord. Dan vraag twee: kun je me uitleggen wat het Internet of Things eigenlijk is? Ongetwijfeld hoort u ditmaal een even unaniem als stamelend ‘nee’. En dat terwijl iedereen ervan overtuigd is dat we er ‘iets mee moeten’.

LoRa-apparatuur
LoRa-apparatuur

Om zaken nog complexer te maken, is er nu ook LoRa. Deze nieuwe communicatiemethode maakt het opeens supermakkelijk mogelijk om het Internet of Things aan te slingeren. Of zoiets. Vier experts leggen daarom aan de hand van zeven vragen uit wat LoRa is, wat je ermee kan doen en hoe de Rotterdamse industrie hiervan kan profiteren.

1: wat houdt lora precies in?

LoRaWAN staat voor Low Range Wide Area Network. Het netwerk bestaat uit zenders (die samen het netwerk vormen) en sensoren (die hun meetgegevens via het netwerk versturen). Karakteristiek aan een LoRa-netwerk is veel bereik (tien tot vijftien kilometer per zender), maar weinig bandbreedte (enkele kilobytes per seconde). Bovendien communiceren LoRa-sensoren slechts een beperkt aantal keren per minuut. LoRa is daarmee het tegenovergestelde van de alombekende wifi-netwerken: vol continu vele megabytes per seconde verstouwen, maar met zenders die slechts tientallen meters bereik hebben.

LoRa-sensoren hebben zelf geen internetverbinding nodig (er hoeft dus geen sim-kaart in), maar communiceren op eigen kracht met het netwerk. Bovendien zijn ze heel energiezuinig (een batterij of zonnecel is voldoende voor jaren gebruik), snel aan te melden op het netwerk en goedkoop in aanschaf. Een ander voordeel is dat LoRa-apparaten gebruikmaken van een vrije frequentie. Je kunt daarom relatief eenvoudig je eigen LoRa-netwerk opzetten, dus onafhankelijk van internetproviders of andere tussenpersonen.

Al die eigenschappen maken het LoRa-netwerk uitstekend geschikt voor meetsensoren, vertelt Nadine Vos, woordvoerder bij het Havenbedrijf Rotterdam. Is een kade nog vrij? Wat is de waterstand? En waar bevindt zich die container? “Kortom, met LoRa kun je een situatie monitoren waar je zelf niet de hele tijd naast staat, maar waarvan je wilt weten of er een verandering optreedt. Dat kan heel waardevol zijn in de haven.”

In Rotterdam heb je inmiddels The Things Network, vertelt Vos. Dit gratis LoRa-netwerk is voor het bedrijfsleven iets minder geschikt. “Bij een mankement zijn er enkel best effort-garanties en geen Service Level Agreements met oplostijden en dergelijke. Het netwerk is dus prima geschikt voor pilots en proefopstellingen, maar minder voor bedrijfstoepassingen die garanties nodig hebben.” Een ‘professionele’ versie komt uit de koker van KPN. De telecomreus heeft een een eigen LoRa-netwerk dat Rotterdam en het havengebied dekt, inclusief technische dienstverlening voor mankementen.

2: welke mogelijkheden biedt LoRa?

Jan van Rossum, specialist in machine-to-machine-communicatie bij Internet of Things-technologiepartner MCS, geeft enkele voorbeelden van toepassingen. “Daar waar het mogelijk is om kleine datapakketjes te gebruiken met een relatief beperkte updatefrequentie, kun je LoRa gebruiken. Denk aan de monitoring van grondwater, parkeerplekken, binnenklimaat, werkplekken, storingen, draaiuren, et cetera.”

Hij krijgt daarin bijval van Taede Rakhorst en Frank van den Nieuwboer, Senior Manager en Senior Technology Architect bij automatiseerder Accenture. “Afhankelijk van de eisen is LoRa een ideale communicatieoplossing voor situaties met een lange afstand, lage kosten, geen stroombekabeling en lage meetfrequentie. Deze eisen gelden bijvoorbeeld voor metingen op temperatuur, druk en stroming onder normale condities.”

Waar LoRa weinig zin heeft, zijn situaties waarin je veel data in een hoge frequentie wilt verzamelen. Van Rossum: “Het is vooral interessant voor sensor- en Internet of Things-toepassingen. Je kunt er bijvoorbeeld geen video mee streamen.” Een andere beperking is dat de sensoren meestal in slaapstand staan (om energie te besparen) en daardoor niet van buitenaf bereikbaar zijn. “Wil je dus iets op afstand in- of uitschakelen, dan heeft de sensor externe voeding nodig”, legt Van Rossum uit. De MCS-specialist waarschuwt ook dat LoRa nog niet per definitie een goedkoop alternatief is om een informatienetwerk op te zetten. Dat gebeurt volgens hem pas als zowel de hardware als infrastructuur massaal omarmd wordt.

3: welke bedrijven (in haven en industrie) gebruiken het al?

“Als Havenbedrijf hebben we als een van de eersten een pilot gedaan met KPN”, vertelt Vos. “We hebben drie bestaande sensoren die de waterstand meten vervangen door een LoRa-module die elke minuut de waterstand verstuurt. Dit werkte goed.” Het havenbedrijf onderzoekt waar LoRa nog meer ingezet kan worden en zo waarde oplevert. “Kortom, LoRa is een middel om waarde toe te voegen waar dat voorheen niet mogelijk was, bijvoorbeeld door gebrek aan stroom of een te beperkte batterijduur. Het moet geen doel op zich zijn om LoRa te gebruiken.”

MCS-specialist Van Rossum werkte aan een project in de Haven van Antwerpen. “Wij ondersteunden Nazca IT Solutions bij de inrichting van een temperatuur-monitoringssysteem via een privaat LoRa-netwerk. Zo bewaken en loggen we de temperatuur op diverse dieptes van balen cacao en rijst. Hierdoor wordt broei voorkomen. Voor de eerste fase zijn 680 sensoren uitgerold.”

LoRa-netwerk
LoRa-netwerk

4: wat zijn mondiaal de meest succesvolle gebruikerscases voor de industrie?

Volgens Vos zijn het momenteel nog vooral pilots door grote organisaties. Eventuele angst voor teleurstellende resultaten neemt ze graag weg. “Het is een enorm cliché, maar in deze fase van LoRa, waarin het nog echt innovatief is en iedereen de mogelijkheden verkent, kun je niet spreken van falen.”

“Aangezien LoRa nog een relatief jong communicatieprotocol is, hebben we nog geen grootschalige uitrolroltrajecten gezien in de industrie”, vertellen ook Rakhorst en Van den Nieuwboer namens Accenture. Wel zijn zij met meerdere klanten in gesprek over grotere projecten. Dat de grote successen nog uitblijven, verbaast de medewerkers van Accenture niet. “In dit geval loopt de consumentenmarkt voor op de industriële markt, onder meer omdat de veiligheid in de industrie moet zijn gewaarborgd. Na de eerste golf consumententoepassingen van Internet of Things zien we een grote interesse van de industrie in draadloze IoT-oplossingen.”

5: hoe belangrijk is het om je er als industrie serieus in te verdiepen?

“Adapt or die.” Matthijs Jaspers, projectmanager bij Rotterdam Internet Exchange (R-IX) en aanjager van het publieke The Things Network in Rotterdam, is stellig in zijn overtuiging. “Je moet blijven innoveren, wil je niet voor onaangename en disruptieve verrassingen komen te staan.” Tegelijkertijd relativeert hij de hype rondom LoRa. “Het is heus niet voor iedereen het gouden ei. Maar in het licht van de IoT-revolutie kan het geen kwaad om van de gebruiksprincipes op de hoogte te zijn.”

Van Rossum ziet LoRa vooral als kans om bestaande business-processen te optimaliseren, iets waarvoor steeds meer data nodig is. Die data kan uit bestaande systemen komen, maar dat vereist lastige systeemkoppelingen en vertalingen van protocollen. “Met LoRa wordt het goedkoper en eenvoudiger om allerlei data te collecteren, onafhankelijk van het systeem.”

Ook Rakhorst en Van den Nieuwboer zien het belang van optimalisatie voor bedrijven. “De belangrijkste waarde van LoRa is dat er op een heel makkelijke en goedkope manier nieuwe sensoren in de plant gezet kunnen worden. Hiermee krijgen bedrijven meer inzicht in hun productieproces, wat verdere optimalisatie mogelijk maakt.”

6: hoe ga je ermee aan de slag?

Jan van Rossum benoemt namens MCS ten eerste de techniek. “Het LoRa-ecosysteem is niet eenvoudig in te richten. Het bestaat uit een sensor, een gateway en een LoRaWan-server.” Hij pleit ervoor om dit door specialisten te laten uitvoeren. “Door hobbyisme zien we veel netwerken niet lukken.”

Daarnaast vormt de businesscase een belangrijk aandachtspunt. Zijn advies: stel jezelf de vraag welke informatie jij nodig hebt om je business beter te doen. “Deze vraag kun je voor alle afdelingen in een organisatie bepalen. Denk bijvoorbeeld aan onderhoud & service, R&D, logistiek, maar vooral ook sales en marketing.” Vergeet ook niet buiten de bedrijfspoorten te denken, dus aan klanten en leveranciers. “Welke informatie hebben zij nodig voor het verbeteren van hun processen? En welke problemen willen zij oplossen?”

Heb je dat goed in kaart gebracht, dan kun je bepalen welke informatie nodig is en hoe LoRa-sensoren dat kunnen genereren. “Selecteer of maak de hardware, koop je eigen LoRa-gateway zodat je direct kan testen en alles in eigen hand hebt, zet een proof of concept op, evalueer deze, en rol dan de toepassing uit.” Klinkt makkelijker dan het is? Dat valt wel mee, want ook de Accenture-specialisten merken dat LoRa zeer laagdrempelig is. “In feite kun je met wat simpele hardware al een concept opzetten en testen.”

7: wat zijn momenteel de belangrijkste bottlenecks voor toepassingen?

Jaspers, LoRa-aanjager namens R-iX, somt drie punten op. “Ten eerste ontbreekt het aan goed inzicht in in hoe de techniek in de praktijk werkt. Ten tweede is er een gebrek aan off the shelf-sensoren die met LoRa zijn uitgerust. En ten derde scoort LoRa hoog in de hype cycle. Er is van alles mogelijk, maar niet morgen en waarschijnlijk ook nog niet overmorgen.”

Van Rossum merkt bij MCS dat bedrijven nog niet goed genoeg bepalen welk probleem zij willen oplossen en welke businesscase daarbij hoort. Ook het krijgen van voldoende interne commitment voor de ontwikkeling van sensoren en hardware kan bedrijven parten spelen.

“Een punt dat bij iedere implementatie nog een uitdaging blijft, zijn het ontwerp en de certificering van een sensor”, zeggen Rakhorst en Van den Nieuwboer. “Daarnaast is er een nieuw securityvraagstuk. Een netwerk moet namelijk niet zomaar de data van elke sensor zonder validatie toelaten.” En dan is er nog de uitdaging om een landelijk dekkend netwerk te bouwen. “Dat is op dit moment nog niet beschikbaar, waardoor de inzet nog beperkt is. Het is de verwachting dat KPN eind van 2016 een landelijk dekkend netwerk heeft uitgerold.” Toch zijn de Accenture-experts vooral positief gestemd. “Wij zien LoRa als een laagdrempelige technologie die goed aan het IT-ecosysteem kan worden toegevoegd. Het lost vooral een bottleneck op voor betrouwbare, grootschalige en goedkope communicatie voor sensoren.”

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *