Wirepas
Wirepas Mesh
Möchten Sie die Wirepas Mesh-Technologie in Ihre IoT-Lösungen integrieren? Wir erläutern Ihnen die technische Funktionsweise.
Was ist die Wirepas-Technologie?
Die Wirepas-Technologie, die von dem gleichnamigen, 2010 gegründeten Unternehmen entwickelt wurde, ist eine drahtlose Verbindungstechnologie für industrielle Anwendungen des Internet der Dinge (IIoT). Diese Technologie basiert auf dem 2,4 GHz Frequenzbereich und kann eine große Anzahl von Objekten in einem einzigen Netzwerk unterstützen.
Wir sprechen hier von einem Mesh-Netzwerk, in dem jedes angeschlossene Gerät als Relais für die Daten dienen kann. Dieses Kommunikationssystem bietet viele Möglichkeiten für die Entwicklung von industriellen IoT-Projekten.
Anwendungsbeispiele für die Wirepas-Technologie
Diese Technologie ist besonders beliebt für die Lokalisierung von Geräten oder Personen in Innenräumen, für Smart-building und Smart-City-Anwendungen.
Inländische Lokalisierung in Wirepas
Wirepas reagiert auf die Herausforderungen der Indoor-Lokalisierung in Industrieunternehmen, indem es eine Lösung anbietet, die auf einer leichten Infrastruktur (batteriebetrieben) basiert, einfach zu implementieren ist und eine Genauigkeit von ca. 5 m aufweist.
So können Unternehmen die Bewegungen und den Nutzungsgrad ihrer Ausrüstung (Gabelstapler, Werkzeuge usw.) verfolgen, Ersatzteile inventarisieren und lokalisieren oder auch Personen lokalisieren, um deren Sicherheit zu gewährleisten (z.B. isolierte Arbeiter).
Umweltmonitoring
Im Rahmen ihrer Energieumstellung statten viele Unternehmen ihre Gebäude mit Umweltsensoren aus, um ihre Ressourcen und ihren Verbrauch zu überwachen. Mit dem Wirepas-Protokoll können IoT-Sensoren wie Temperatur-, Luftfeuchtigkeits-, Helligkeits- und Anwesenheitssensoren einfach in Gebäuden installiert werden.
Dies wird als Smart Building bezeichnet und ermöglicht es Unternehmen,Tausende von Umweltdaten ohne zusätzliche Verkabelung und mit optimiertem Betrieb (Installation und Wartung) zusammeln.
Entdecken Sie unser Angebot an Wirepas Mesh Lokalisierungs-Tags und industriellen Sensoren.
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Funktionsweise und Infrastruktur der Wirepas-Technologie
Die Wirepas-Technologie wird in mehrere IoT-Geräte (sogenannte Knoten) eingebettet, wie z.B. Tags oder Sensoren. Um ein Mesh-Netzwerk zu schaffen, kommunizieren die angeschlossenen Objekte dezentral miteinander, so dass viele verschiedene Arten von Daten (Position, Temperatur, Feuchtigkeit, Bewegung, Helligkeit usw.) erfasst werden können. Das Netzwerk ist selbstorganisierend und resilient, was bedeutet, dass es sich dynamisch an die sich ändernde Topologie anpassen kann. Auf diese Weise kann das Netzwerk leicht durch Hinzufügen neuer Knoten erweitert werden und die Wartung wird ebenfalls vereinfacht.
Die Wirepas-Knoten können bidirektional kommunizieren. Sie senden Daten an andere Knoten im Netzwerk und können auch Daten von diesen Knoten empfangen. Dies ermöglicht das Sammeln von Informationen von Sensoren, die Fernsteuerung und die bidirektionale Datenübertragung.
Die Daten, die über das Mesh-Netzwerk übertragen werden, werden von einem oder mehreren Gateways zentralisiert. Als wesentlicher Bestandteil einer IoT-Infrastruktur ist das Gateway die Schnittstelle zwischen dem Wirepas Mesh-Netzwerk und anderen Netzwerken, einschließlich Ethernet. Sie wird die vom Netzwerk gesammelten Daten mit Hilfe eines MQTT-Brokers an den Server/die Cloud des Nutzers weiterleiten.
Sobald die Daten auf dem Server sind, werden sie von Tools wie dem WNT (Wirepas Network Tool) und dem WPE (Wirepas Positioning Engine) verarbeitet und analysiert. Ersteres ermöglicht die Visualisierung von Diagnoseelementen, die vom Netzwerk bereitgestellt werden, so dass die Nutzer ihr Netzwerk überwachen und konfigurieren, die Topologie visualisieren, den Status der Kommunikation zwischen den Knoten überprüfen und bei Bedarf Anpassungen vor Ort vornehmen können. Das zweite, WPE, bezieht sich auf die Lokalisierungsfunktionalität innerhalb der Wirepas-Netzwerke.
Schließlich visualisieren die Nutzer ihre Daten auf einer IoT-Plattform in Form von Grafiken, Karten oder Verläufen. Diese Anwendungen können lokal auf Servern, in der Cloud oder auf in das Netzwerk integrierten Geräten ausgeführt werden. Sie können die gesammelten Daten für verschiedene Anwendungsfälle wie Überwachung, Energiemanagement, vorbeugende Wartung usw. nutzen.
Unterschiede zwischen Ankern, beweglichen Tags und Sensoren
Das Wirepas Mesh-Netzwerk basiert auf einer Reihe von autonomen verbundenen Geräten, die unter anderem feste Beacons, die als “Anker” oder “Router” bezeichnet werden, mobile Beacons, die als “mobile Tags” oder “nicht-routende Tags” bezeichnet werden, und auch Umweltsensoren umfassen. Was ist der Unterschied zwischen diesen beiden Arten von Geräten?
Anker oder Router
Die Anker werden an einem festen Punkt positioniert, um das Maschennetz zu erstellen. Die Position jedes Ankers wird auf einen virtuellen Plan übertragen und vom Wirepas WPE-Tool verwendet.
Sie sind unerlässlich, wenn diese Technologie zur Lokalisierung von Geräten oder Personen verwendet wird, da sie als Referenzpunkt dienen.
Die Anker ermöglichen es, die Standortdaten der mobilen Tags sowie die Daten der Sensoren in ihrer unmittelbaren Umgebung zu übermitteln, indem die Informationen an das Gateway weitergeleitet werden.
Mobile oder Non-Router-Tags
Mobile Tags oder “Nicht-Router” werden an den zu lokalisierenden Geräten/Personen angebracht. Ihre Aufgabe ist es, in regelmäßigen Abständen eine eindeutige Identifikationsnummer zu senden, die als UUID (Universal Unique Identifier) bezeichnet wird.
Die Anker in der Nähe empfangen das RSSI-Signal der mobilen Tags. Die Position der beweglichen Tags wird für das WPE-Tool auf der Grundlage der Stärke dieses Signals berechnet.
Wirepas Mesh-Sensoren
Ein Wirepas Mesh-Sensor ist ein drahtloser Sensor, der eine Vielzahl von Umweltdaten messen und sammeln kann. Sensoren mit Wirepas-Technologie sind die perfekte Antwort auf die wichtigsten Herausforderungen des Smart-Building.
Mit dieser Technologie ist es einfach, Hunderte von Umweltsensoren einzusetzen, um die Verwaltung von Gebäuden zu optimieren, sie zu sichern und das Wohlbefinden der Nutzer zu verbessern. Die Sensoren können sowohl Router als auch Nicht-Router sein.
Der Benutzer kann die Rolle der Sensoren definieren, aber er kann auch den Modus “Autopolis” wählen, in dem die Sensoren ihre Rolle entsprechend der Topologie des Netzwerks selbst definieren.
Warum Wirepas?
Wirepas ist die ideale Lösung für Ihre IoT-Projekte, wenn Sie eine einfach zu implementierende, energiesparende und skalierbare drahtlose Technologie benötigen.
Unübertroffene Konnektivität
Die Wirepas Mesh-Technologie bietet eine unübertroffene Konnektivität durch ein dynamisches Mesh-Netzwerk. Jedes Gerät wird zu einem Kommunikationsknoten und schafft so ein intelligentes Netz, das sich nahtlos an Ihre Umgebung anpasst. Keine toten Zonen, kein Datenverlust.
Niedrige Infrastrukturkosten
Die Flexibilität des Wirepas-Netzwerks und der Batteriebetrieb der in der Infrastruktur verwendeten Sensoren und Ortungs-Tags halten die Installationskosten gering. Da die Aktualisierung und Wartung der IoT-Geräte über das Netzwerk erfolgen kann, werden die Arbeitskosten für die Wartung des Netzwerks unter Kontrolle gehalten. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass bei der Verwendung des WPE-Tools Lizenzkosten für die Wirepas Software-Suite anfallen.
Interoperabilität
Wirepas ist so konzipiert, dass es mit einer breiten Palette von Hard- und Software funktioniert, so dass es leicht in bestehende IoT-Ökosysteme integriert werden kann. Es kann mit verschiedenen Arten von Geräten und Sensoren verwendet werden.
Optimierte Operationen
Wirepas bietet native Funktionen für die Bereitstellung und Inbetriebnahme im Protokoll. Der Kunde kann so bereits bei der Planung der Lösung seine Abläufe optimieren, um die Einsparungen vor Ort zu maximieren.
Skalierbarkeit
Wirepas-Netzwerke sind hochgradig skalierbar, was bedeutet, dass Sie neue Geräte hinzufügen können, wenn Ihr IoT-Netzwerk wächst, ohne die Leistung des Netzwerks zu beeinträchtigen.
Ausfallsicherheit des Netzwerks
Eines der herausragenden Merkmale von Wirepas ist seine Selbstorganisation. Wenn neue Knoten zum Netzwerk hinzugefügt werden, verbinden sie sich automatisch und werden zu aktiven Mitgliedern des Netzwerks. Die Knoten können sich auch bewegen oder aus dem Netzwerk entfernt werden, ohne die Gesamtkonnektivität zu stören. Jedes Objekt enthält die gesamte Intelligenz. Wenn ein Knoten ausfällt oder ein Pfad blockiert wird, kann das Netzwerk schnell auf alternative Routen umschalten, um eine kontinuierliche Datenübertragung zu gewährleisten.
Flexibilität
Wirepas kann für eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden, von der intelligenten Beleuchtungssteuerung über die Überwachung der Landwirtschaft bis hin zur industriellen Automatisierung. Seine Vielseitigkeit macht ihn zu einer geeigneten Option für verschiedene Anwendungsfälle in manchmal schwierigen Umgebungen und mit einer Reichweite, die groß sein kann.
Sicherheit
Wirepas bietet Sicherheitsfunktionen zum Schutz der Daten und der Privatsphäre. Dazu gehören Verschlüsselungs- und Authentifizierungsmechanismen, um sicherzustellen, dass die IoT-Daten geschützt sind, aber auch Systeme zur Kontrolle des Datenzugriffs mit verschiedenen Berechtigungsstufen.
Welche alternativen Technologien zu Wirepas?
Wirepas vs. Quuppa
Beide Technologien bieten unterschiedliche Ansätze zur Lösung von Konnektivitäts- und Lokalisierungsproblemen. Die Quuppa-Technologie basiert auf einer Infrastruktur aus 360°-Drahtantennen, die in luftiger Höhe angebracht sind. Um die Position eines Objekts oder einer Person zu berechnen, nutzt Quuppa die AoA-Methode (Angle of Arrival), die eine Echtzeit-Lokalisierung (RTLS ) mit hoher Genauigkeit (< 1m) ermöglicht.
Die Wirepas-Technologie bietet eine Lokalisierungsgenauigkeit von etwa 5 m, aber da sie in einem Mesh-Netzwerk arbeitet und keine Verkabelung erfordert, sind die Installationskosten niedriger als bei der Quuppa-Technologie. Die Wahl zwischen den beiden hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, einschließlich der erforderlichen Ortungsgenauigkeit und der Art der Umgebung, in der die Lösung eingesetzt werden soll.
Wirepas vs. BLE
Die BLE-Technologie ist ein Standard-Kommunikationsprotokoll, das in vielen mobilen Geräten (Smartphones, Tablets, Computern, Trackern, Routern usw.) integriert ist. Dies erleichtert die Interoperabilität zwischen den Geräten und die Verbindung mit bereits bestehenden IT-Lösungen. Da diese Technologie sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden kann, kann sie viele industrielle Anforderungen erfüllen. Was die Lokalisierung betrifft, so muss sich ein BLE-Beacon in der Nähe eines Gateways mit GPS befinden, was die Genauigkeit der Positionsbestimmung einschränkt. In diesem Fall spricht man von Zoning.
Für den Einsatz in Innenräumen ist die Wirepas-Technologie besser geeignet, wenn Sie eine höhere Ortungsgenauigkeit (<5m) und eine bessere Reaktionsfähigkeit benötigen. Da diese Technologie ohne GPS funktioniert, ist sie auch für Umgebungen geeignet, die nicht vom Satellitennetzwerk abgedeckt werden, wie z.B. Tunnel oder Minen.
