Die Implementierung von LoRaWAN in IoT: Chancen und Herausforderungen für kommunale Winterdienste

Abstract

Die Arbeit behandelt die Fragestellung, wie IoT-Technologien und vor allem das „Long Range Wide Area Network“ (LoRaWAN) bei der Zuverfügungstellung von Schneeräumdi- ensten einen Vorteil für Gemeinden bringen kann. Der Schwerpunkt richtet sich insbeson- dere auf die in Betracht kommenden Vorteile und Herausforderungen sowie auf die daraus hervorgegangenen Auswirkungen auf die Initiativen der „Smart City“. In der Folge sollen in der Arbeit die Anforderungen der Schneeräumung für die sogenannten „Smart Cities“, vor allem aber für ländliche Gebiete, wie Neuhaus in Österreich, behandelt werden. Es besteht die Möglichkeit für Gemeinden, im Zuge des Winterdienstes auf einen mehr datengesteuerten Ansatz umzusteigen. Dieser Umstieg soll nicht nur die Effizienz, Nachhaltigkeit und Sicher- heit verbessern, sondern gleichzeitig auch die Betriebskosten senken. Des Weiteren soll die Arbeit wichtige daraus entstehende Herausforderungen, wie Funkstörungen, Energiemanage- ment und Abdeckungsdefizite in schwierigem Areal hervorheben. Basierend auf den An- forderungen für die Schneeräumung soll in der Arbeit zusätzlich eine Analyse von den „Low Power Wide Area Network“ Technologien Sigfox, LoRaWAN und NB-IoT erfolgen, sowie eine Vergleichung jener stattfinden. Dies soll die Überlegenheit von LoRaWAN in Bezug auf die Eigenschaften, wie Kosteneffizienz, Interferenz, Immunität und Netzabdeckung aufzeigen. Außerdem sollen noch Fortschritte im IoT, wie autonome Geräte, aufgearbeitet und behandelt werden.This thesis investigates how IoT technology and specifically Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) can benefit municipalities in their provision of snow removal services. The focus is laid on the potential benefits and challenges as well as the outcoming implications for those smart city initiatives. The thesis adresses the needs towards snow removal for smart cities but in particular for rural areas like Neuhaus in Austria. Municipalities have the possiblity to transiton to a more data-driven approach in the field of winter services. Enhancing not only efficiency, sustainability and safety but also reducing operational costs. Key challenges like radio interferences, energy managment and coverage shortcoming in difficult terrains are also highlighted in this thesis. Furthermore, based on the requirements for snow removal the Low Power Wide Area Network technologies Sigfox, LoRaWAN und NB-IoT are analyzed and compared to one and another. This demonstrates LoRaWAN’s superiority in characteristics like cost-effectiveness, interference immunity and network coverage. Also, some advancements in the IoT, such as automnomous equipment, are outlined