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Internet des Lichts IP-Kommunikation erfolgt über die vernetzte Leuchte

Autor / Redakteur: Mathias Burger* / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Die vernetzte LED-Leuchte ist Ausgangspunkt für das vernetzte Gebäude und das Internet der Dinge. Zum Einsatz kommt eine Toolbox, die den Weg zum Internet des Lichts ebnet.

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MicroConsult Microelectronics Consulting & Training GmbH
congatec GmbH
NetModule AG
TridonicAtco GmbH & Co. KG
Vernetztes Licht: Über eine drahtlose oder Ethernet-basierte Verbindung lassen sich nicht nur Lichtsysteme steuern, sondern auch weitere Dienste.
Vernetztes Licht: Über eine drahtlose oder Ethernet-basierte Verbindung lassen sich nicht nur Lichtsysteme steuern, sondern auch weitere Dienste.
(Bild: Tridonic)

Je mehr sich das Internet of Things verbreitet, umso komplexer wird auch die Vernetzung. Damit diese nicht ausufert, müssten sich die Hersteller auf eine einheitliche Plattform verständigen. Dabei nimmt die vorhandene Infrastruktur für Licht und LEDs als Leuchtmittel eine wichtige Stellung ein: Lichtinfrastruktur ist bereits in jedem Gebäude installiert und Lichtsysteme verfügen über eine eigene Energieversorgung.

Damit wird die Energieversorgung der Sensoren vereinfacht, da sich diese nahtlos in Leuchten integrieren lassen. Somit entwickeln sich die Leuchten zum Knotenpunkt für Datenerfassung und Verbreitung. Kommt für die vernetzte Beleuchtung eine Internet-Protokoll-basierte, drahtlose oder Ethernet-basierte Verbindung zum Einsatz, kann diese neben der Lichtsteuerung für weitere Dienste verwendet werden.

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Die Plattform ist offen, flexibel und skalierbar

Darauf aufbauend hat Tridonic eine Hard- und Softwareplattform entwickelt, mit der sich die Licht-Infrastruktur mit der IP-Welt nahtlos verknüpfen lässt. Das Ergebnis ist die Toolbox net4more, die LED-Treiber, Kommunikationsmodule oder -schnittstellen, Sensoren, Router, Software und Applikationen zu einem Gesamtkonzept vereint. Dabei ist die Plattform offen, flexibel und skalierbar.

Die Infrastruktur der Toolbox basiert auf dem offenen Standard des Internet-Protokolls IPv6, die drahtlose Kommunikation auf einer Low-Power-Version nach dem Thread-Standard ermöglicht. Als echtes IP-to-the-End-Node-Konzept ist IP-Kommunikation bis zur Leuchte möglich. Dabei sind keine Gateways erforderlich, sämtliche Funktionen der Leuchte oder von Sensoren und Beacons lassen sich direkt adressieren.

Die Lösung beruht auf modularen Hardware-Komponenten und einem Intraleuchten-Bussystem, welches das Kommunikations-Interface, den LED-Treiber und die Sensoren miteinander verbindet und mit Energie versorgt.

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Was mit dem Internet des Lichts möglich ist

Das sogenannte Internet des Lichts ist ein mächtiges Instrument, um das IoT auszubauen. Beispielsweise erfasst ein einziger Präsenzmelder, der unsichtbar in die Leuchte integriert ist, ob sich jemand im Büro aufhält. Diese Daten lassen sich in der Cloud speichern, auswerten und an Heizung, Lüftung, Jalousien, Sicherheitsmanagement und die Lichtsteuerung weitergeben. Zudem lässt sich feststellen, wie gut Besprechungsräume, Büros oder Gemeinschaftsflächen überhaupt genutzt werden. Betreiber können ihre Gebäude optimieren. Werden mehrere Präsenzmelder verwendet, dann können die Daten feingranularer ausgewertet werden.
Das funktioniert nicht nur in einem Gebäude: Sensoren im Parkhaus oder in Straßenleuchten melden, wo ein freier Parkplatz ist und können die Information an ein Navigationssystem weiterreichen.

Das Buskonzept ist flexibel ausgelegt und kann künftig verschiedene Treiber und komplexe Lösungen integrieren. Dazu gehören Multi-Sensor-Leuchten oder Mehrkanal-LED-Treiber. Das Treiber-Portfolio lässt sich problemlos an die Anforderungen der Licht-Applikation ohne Einfluss auf die Kommunikation anpassen.

Als erstes Lichtvernetzungssystem unterstützt die Toolbox drei verschiedene Netzwerktypen: kabelgebunden mit Ethernet und Power over Ethernet (PoE) sowie ein drahtloses Thread-Mesh-Netzwerk. Wird Ethernet verwendet, dann laufen die Stromzufuhr und die Datenkommunikation über zwei verschiedene Kabel. Bei PoE lässt sich die Netzwerkleitung auch für die Stromversorgung nutzen.

Bei der drahtlosen Datenübertragung schließlich bedarf es nur einer Stromverkabelung für die Leuchten, in denen die Funkmodule die Informationen von Leuchte zu Leuchte weiterleiten. Zudem ist das System für Gebäude oder Flächen unterschiedlicher Größe flexibel skalierbar. Basislösungen wie eine Cloud-Plattform mit grundlegenden Services, Funktionen zum Lichtmanagement, Apps zur Inbetriebnahme und zur Bedienung werden enthalten sein.

Alle Systeme auf dem Bussystem, dazu gehören beispielsweise Treiber oder Sensoren, fungieren als Ressourcen eines Netzwerkknotens unter einer einzelnen IPv6-Adresse. Dabei erlaubt es das Buskonzept, unterschiedliche Hardware-Komponenten in einer Leuchte zu integrieren.

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