Energiezuinig en kosteneffectief sensordata draadloos versturen

Draadloze technologieën vergeleken

Om te begrijpen welke technologie het meest geschikt is voor bootmonitoring, is het nuttig om verschillende draadloze technologieën te vergelijken op basis van bereik, datasnelheid, energieverbruik en kosten.

Hieronder zie je verschillende veelvoorkomende draadloze technologieën verdeeld op basis van:

• X-as: Bereik (van 10m tot 10km, logaritmische schaal)
• Y-as: Doorvoersnelheid (van 1KB/s tot 100MB/s, logaritmische schaal)
• Kleurcode: Donkere kleuren betekenen dure componenten, lichte kleuren goedkope componenten

WiFi

WiFi heeft een betrekkelijk klein bereik (typisch 30-100m), maar hoge doorvoersnelheden. Het hoge energieverbruik maakt het echter ongeschikt voor langdurige monitoring van een onafhankelijke batterij.

4G/5G

Mobiele verbindingen hebben een groot bereik en hoge doorvoersnelheid, maar het energieverbruik is hoog (denk aan je smartphone die maar één dag meegaat) en de componenten zijn relatief duur. Daarnaast zijn er relatief dure maandelijke kosten verbonden aan een verplicht abonnement.

LoRaWAN

Voor het monitoren van een boot, waar je misschien per half uur of uur meer dan genoeg hebt aan een update van bijvoorbeeld je accuspanning, is LoRaWAN uitermate geschikt. Het bereik gaat tot 10km, terwijl de doorvoersnelheid zeer laag is. Dit lage dataverbruik vertaalt zich in een extreem laag energieverbruik.

Wat is LoRaWAN?

Net zoals mobiel internet dat wordt aangeboden door providers als KPN en Vodafone, waarbij masten door heel Nederland zijn geplaatst die elk een dekkingsgebied hebben, werkt LoRaWAN ook met een netwerk van antennes. Het verschil is dat de LoRaWAN-antennes vaak veel kleiner en onopvallender zijn.

868 MHz

LoRaWAN werkt op de 868 MHz frequentie (in Europa), wat lager is dan mobiele technologie. Deze lagere frequentie resulteert in een langere golf, en langere golven hebben de eigenschap minder gehinderd te worden door obstakels zoals muren en gebouwen. Het typische bereik van LoRaWAN is daardoor 5 tot 10 km.

Kleine datapakketjes

Een cruciaal aspect van LoRaWAN is dat het ontworpen is voor het versturen van zeer kleine hoeveelheden data. Een voorbeeld: het versturen van een accuspanning van 12,4V is een ontzettend klein datapakketje. Om dit in perspectief te plaatsen: één enkel frame (1/30e seconde) van een Netflix-film bevat evenveel informatie als waar je een heel jaar lang je boot mee zou kunnen monitoren!

Ultra-low power

Door deze lage datasnelheid verbruikt LoRaWAN extreem weinig energie. Dit maakt het mogelijk om sensoren jaren te laten werken op kleine batterijen - perfect voor bootmonitoring waarbij onafhankelijkheid van de bootaccu een belangrijk voordeel is.

De 868 MHz frequentie is vrijgegeven door het Agentschap Telecom, wat betekent dat iedereen op deze frequentie mag uitzenden. Dit heeft geleid tot een interessante ontwikkeling: een LoRaWAN netwerk gemaakt voor en door particulieren.

The Things Network

Zo heeft een groep enthousiaste Amsterdammers heeft in 2016 The Things Network (TTN) opgericht. Dit is een open, gedecentraliseerd LoRaWAN-netwerk dat wordt gedragen door de gemeenschap. Iedereen kan meedoen aan The Things Network door een gateway (antenne) aan te schaffen, deze te plaatsen en zo het netwerk uit te breiden.

Het mooie hiervan is dat iedereen met een LoRaWAN-apparaat gratis gebruik kan maken van dit netwerk om datapunten te versturen. Deze data wordt via het netwerk naar het internet vertaald, waarna je er via apps of websites toegang toe hebt.

Helium network

Voor BlueStar hebben we gekozen voor het Helium netwerk als onze standaard LoRaWAN-provider. Helium, ook bekend als "The People's Network", is een gedecentraliseerd draadloos netwerk dat wereldwijd wordt uitgebouwd door individuele gebruikers. Kosteneffectief gezien ligt het Helium netwerk tussen The Things Network en het LoRaWAN netwerk van KPN in.

Hoe werkt het Helium netwerk?

Het Helium netwerk bestaat uit duizenden hotspots die door particulieren en bedrijven zijn geplaatst. Deze hotspots fungeren als gateways die LoRaWAN-signalen ontvangen en doorsturen naar het internet. Het bijzondere van Helium is dat het netwerk wordt aangedreven door blockchain-technologie en een uniek concept genaamd "Proof of Coverage".

Hotspot-eigenaren worden beloond met de cryptocurrency HNT (Helium Network Token) voor het aanbieden van dekking en het verwerken van gegevensoverdracht. Dit creëert een economische stimulans voor mensen om het netwerk uit te breiden, wat heeft geleid tot een explosieve groei van het netwerk sinds de lancering in 2019.

Dekking van het Helium netwerk

Hoewel het The Things Network geheel gratis te gebruiken is, zijn er gemiddeld aanzienlijk minder beschikbare antennes in de buurt. Zie hieronder de situatie bij WSV de Zeevang in Edam. De blauwe bolletjes zijn antennes bij particulieren thuis of bij een bedrijf.

Zoals hierboven te zien is, is de dekking van het Helium netwerk fenomenaal. We hebben dan ook nog geen situaties gezien waarbij er geen antenne te bereiken was vanuit een haven. Om er zeker van te zijn dat er voor je BlueStar systeem dekking is bij jouw haven ga je naar deze interactieve kaart: Helium World. Is er in jouw haven geen dekking? Geen probleem! Neem contact met ons op voor plaatsing van een gateway.

Zoals je ziet heeft Nederland en ons directe vaargebied een goede dekking. Uit ervaring weet ik dat dit inderdaad ook geldt voor Engeland en Duitsland.

Bij een laatste interactieve presentatie op de WSV de Zeevang hebben we wel een extra TTN Indoor gateway geplaats, waardoor de leden van WSV de Zeevang ook gebruik kunnen maken van het gratis The Things Network LoRaWAN netwerk. Een Helium gateway was al aanwezig. Voor een overzicht van actuele dekking door het The Things Network netwerk kijk je op deze kaart: TTN mapper.

Voordelen van Helium voor BlueStar gebruikers

Voor BlueStar biedt het Helium netwerk verschillende voordelen:

• Uitgebreide dekking: Vrijwel alle Nederlandse jachthavens en binnenwateren hebben goede Helium-dekking.
• Betaalbaar: De kosten per datapakket zijn zeer laag, wat ons in staat stelt een betaalbare monitoring-oplossing aan te bieden.
• Betrouwbaar: Het gedecentraliseerde karakter betekent dat er geen single point of failure is, wat zorgt voor een robuust netwerk.
• Toekomstbestendig: Het netwerk blijft groeien, wat betekent dat de dekking steeds beter wordt.
• Uitbreidbaar: Is er in jouw haven geen dekking? Geen probleem! Neem contact met ons op voor plaatsing van een gateway.

Conclusie: Een perfecte match voor bootmonitoring

De combinatie van LoRaWAN-technologie en het Helium netwerk maakt BlueStar tot een ideale oplossing voor bootmonitoring:

• Energiezuinig: Sensoren en Bridge werken jarenlang op batterijen
• Lange afstand: Communicatie over kilometers, ook in afgelegen gebieden
• Betaalbaar: Geen dure maandelijkse abonnementen nodig
• Betrouwbaar: Robuuste technologie die werkt in maritieme omgevingen

Door voor deze technologische combinatie te kiezen, kunnen we ons doel waarmaken: betaalbare, betrouwbare en onafhankelijke bootmonitoring voor elke booteigenaar in Nederland.

Wil je meer weten over hoe BlueStar jouw boot kan monitoren? Bekijk ons starterspakket of neem contact met ons op voor persoonlijk advies.