Hoe communiceren ‘dingen’ in the Internet of Things?

Het gebruik van internet is in de afgelopen jaren gewijzigd van informatie publiceren tot interactie tussen mensen. De volgende fase die het internet gaat doormaken, is dat apparaten met elkaar communiceren zonder tussenkomst van mensen. Ontwikkelingen in alle branches geven aan dat alle mogelijke apparaten aan het internet verbonden worden. En niet alleen apparaten zoals het standaardvoorbeeld van de intelligente koelkast, maar veelal kleine sensoren die een enkel onderdeel meten en de meetgegevens continu doorsturen via internet.

The Internet of Things

Naar verwachting zijn er in 2020 enkele tientallen miljarden apparaten verbonden met internet. Dat zijn dus vele malen meer apparaten dan er mensen op de aarde leven. Tel daarbij op dat sommige apparaten meerdere zaken meten en dan heb je een idee van de hoeveelheid gegevens die hiermee beschikbaar kan worden gesteld via internet.

De alwetende smartphone

Een smartphone is continu op de hoogte van de locatie waar je je bevindt, je website gedrag, je activiteit op sociale media, je belgedrag en nog vele andere zaken. Daarmee is de smartphone meteen één van de sensoren die de meeste informatie verzamelt. Gelukkig worden deze gegevens niet allemaal naar internet gestuurd, deels is hiervoor de toestemming nodig van de gebruiker van de smartphone.

Hoe de ‘dingen’ communiceren

In deze uiteenzetting wil ik verder in gaan op de mogelijkheden die nu in ontwikkeling zijn of al worden geboden om te zorgen dat the Internet of Things de macht inderdaad naar de eindgebruiker brengt.
Dit artikel gaat niet zozeer over de mogelijke toepassingen van het The Internet of Things, maar over de manier waarop die ‘dingen’ met elkaar communiceren.

The Things Network

Om ervoor te zorgen dat de mogelijkheden van het Internet of Things niet beperkt worden door de regie van de grote bedrijven, zijn er initiatieven om te zorgen dat iedereen toegang krijgt tot de mogelijkheden die het Internet of Things kan bieden. Eén van de initiatieven die recentelijk gestart is, is The Things Network. Telecombedrijven zijn inmiddels gestart met het opzetten van nieuwe landelijk dekkende netwerken voor het Internet of Things en machine-naar-machine-communicatie (M2M). Aangezien de investeringen terugverdiend moeten worden, wordt er gewerkt met een abonnementsmodel.

Juist daar springt het initiatief van The Things Network in het oog. Waarom is het nodig om een abonnementsstructuur op te zetten, als we de huidige internetverbindingen van de bedrijven, gezinnen en andere organisaties daarvoor kunnen gebruiken?

Voordelen van communiceren via een LoRaWAN-technologie

De machine-naar-machine-communicatie voor the Internet of Things behelst korte berichten die weinig bandbreedte vergen van een verbinding. LoRaWAN is een technologie speciaal voor communicatie voor het the Internet of Things. Door gebruik te maken van de LoRaWAN-technologie, is het mogelijk om sensors en andere apparatuur te laten communiceren zonder dat er een bekabelde, WiFi- of 3G-verbinding voor nodig is. Met een reikwijdte van 10 tot 15 kilometer reikt het verder dan WiFi en door het lage energieverbruik kunnen apparaten wel 3 jaar op één batterij functioneren. Ook is er geen mobiel abonnement nodig om gebruik te kunnen maken van het LoRaWAN netwerk.

Door een LoRaWAN-gateway te plaatsen en te koppelen aan een bestaande internetverbinding is het mogelijk om daarmee meer dan tienduizend apparaten ‘gratis’ te voorzien van een internetkoppeling. Een LoRaWAN-gateway zorgt ervoor dat de communicatiestromen van het LoRaWAN-netwerk verstuurd worden naar de ontvangers via het normale internet. Aangezien het bereik van een dergelijke gateway ongeveer 10 kilometer is, is het mogelijk om een dekkend netwerk te creëren met een beperkt aantal gateways.

Amsterdam als voorloper

In Amsterdam heeft The Things Network dit gerealiseerd binnen 4 weken met een netwerk met 13 gateways en ook in Eindhoven is afgelopen week een initiatief gestart om de tweede stad te worden met een dergelijk netwerk.

De gebruiker krijgt de macht

Het netwerk dat door The Things Netwerk wordt gerealiseerd is een open netwerk dat eigendom is van de gebruikers. Een open netwerk wil zeggen dat de communicatie vanuit dit netwerk naar elke bestemming mogelijk is, de sensors of andere apparatuur kunnen zelf geprogrammeerd worden naar welke bestemming (ontvangende server) de berichten verstuurd dienen te worden. Een gateway kost ongeveer 1500 euro, heeft een laag energieverbruik en wordt gekoppeld aan een bestaande internetverbinding.

Zou het niet geweldig zijn als we bijvoorbeeld in de eigen gemeente Horst aan de Maas een dergelijk dekkend netwerk op kunnen zetten dat gebaseerd is op participatie van bewoners en bedrijven? Als in elke kern van de gemeente Horst aan de Maas (zie kaart Horst aan de Maas) een Gateway geplaatst wordt, zou daarmee de gehele gemeente voorzien zijn van een dekkend netwerk. Dit zou Horst aan de Maas een voorsprong geven, want daardoor kunnen er toepassingen gebruikt worden die eerst niet mogelijk waren.

Toepassingen

Denk hierbij bijvoorbeeld aan locatiesensoren voor ouderen en huisdieren, waarbij er geen abonnement nodig is om toch te kunnen zien waar iemand zich bevindt. Als de desbetreffende sensor (in dit geval een oudere of huisdier), zich binnen de grenzen van het netwerk bevindt, kan deze simpel teruggevonden worden. Dit met een apparaatje (sensor) dat niet dagelijks of wekelijks opgeladen hoeft te worden (meer dan een jaar op één batterijlading), en waar geen abonnement voor afgesloten hoeft te worden.

Of wat te denken van de mogelijkheden die dit de agri-business geeft om sensoren toe te passen op locaties waar nu geen internetverbinding mogelijk is of te duur is? Met goedkope sensoren en zonder extra netwerk aan te leggen, is het mogelijk om de groei van de gewassen in de gaten te houden en continu bijvoorbeeld de vochtigheid, zonuren en andere invloeden te meten. Een sensor op een appel plakken die de zuurtegraad en het vochtgehalte meet, zou kunnen zorgen voor een optimale oogstplanning.

The Things Network zelf heeft een Engelstalige film gemaakt over hun initiatief.

Afbeeldingen met dank aan Fotolia