LoRaWAN und Tanküberwachung:
Der vollständige Leitfaden

lan 1. Was ist LoRaWAN?

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ist ein Netzwerkkommunikationsprotokoll Entwickelt für das Internet der Dinge. Es definiert, wie Geräte (Sensoren) mit Gateways und der Cloud kommunizieren. Es ist die Softwareschicht, die auf der LoRa-Physikschicht (Radiotechnologie) basiert.

Einfach ausgedrückt: LoRa, es ist das Radio, das das Signal aussendet. LoRaWAN ist die Sprache, mit der Geräte Daten zuverlässig und sicher organisieren und übertragen können. Dies ist ein offener Standard, der von der LoRa Alliance, ein Konsortium von mehr als 500 Unternehmen weltweit.

Ziel von LoRaWAN ist es, kostengünstige und verbrauchsarme Geräte in die Lage zu versetzen, über große Entfernungen mit minimaler Infrastruktur zu kommunizieren. Dies ist genau das, was es für Tankfüllstandsensoren braucht, die nur wenige Bytes an Informationen ein paar Mal am Tag senden müssen.

account_tree 2. Wie LoRaWAN funktioniert: Gateway, Sensor, Cloud

LoRaWAN Architektur ist einfach und elegant. Es basiert auf Drei Hauptkomponenten die zusammenarbeiten, um Daten vom Sensor an den Benutzer zu senden.

Die drei Schichten von LoRaWAN

• Endgerät: das Gerät, das den Füllstand des Behälters misst. Es ist mit einem LoRa-Funkmodul ausgestattet, das Daten zum nächstgelegenen Gateway überträgt.
• Gateway: einem Empfänger, der LoRa-Signale in einem Radius von mehreren Kilometern aufnimmt. Es leitet Daten über das Internet (4G, Fiber, ADSL) an das Netzwerk weiter.
• Der Netzwerkserver (Cloud): die Plattform, die die Daten empfängt, dekodiert und speichert. Hier verwandeln Tankio-Algorithmen Rohmessungen in nützliche Informationen (Literstufe, Warnungen, Grafiken).

Bei Tankio empfängt das mitgelieferte WLAN-Gateway die Sensordaten per LoRa und leitet sie an das Internet weiter. Das Produkt ist nicht von einem öffentlichen LoRaWAN-Netz abhängig und wird nicht in einer zweiten Version ohne Gateway angeboten.

radio 3. Die 868 MHz Frequenz in Europa

LoRaWAN nutzt Frequenzband 868 MHz in Europa (und 915 MHz in Nordamerika). Es ist ein ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical), das kostenlos ohne Lizenz verwendet werden kann, was bedeutet, dass jeder ohne Zahlung von Gebühren ausstellen kann.

Die Wahl von 868 MHz ist strategisch: Diese Frequenz bietet einen hervorragenden Kompromiss zwischen Reichweite und Penetration. Die 868 MHz-Wellen passieren viel besser durch Hindernisse (Wände, Beton, Boden) als die 2,4 GHz oder 5 GHz WiFi-Wellen. Aus diesem Grund kann ein LoRa-Signal eine Kellerplatte passieren, während ein WiFi-Signal vollständig blockiert würde.

Die Sendeleistung ist in Europa auf 25 mW (14 dBm) begrenzt, was viel niedriger ist als bei einem Mobiltelefon (bis zu 2 W). In Kombination mit der außergewöhnlichen Empfindlichkeit der LoRa-Empfänger (-137 dBm) können so Reichweiten von mehreren Kilometern bei minimalem Stromverbrauch erreicht werden.

signal_cellular_alt 4. Reichweite und Penetration: bis zu 5 km durch Beton

Die Reichweite von LoRaWAN ist eine seiner wichtigsten Stärken. Unter realen Bedingungen zählen:

• dichtes Stadtgebiet: 1 bis 2 km Reichweite kreuzt das Signal die Wände der angrenzenden Häuser.
• Stadt-/Wohngebiet: 2 bis 5 km typische Reichweite.
• Ländliches Gebiet / offenes Feld : bis zu 10-15 km mit einer optimalen Antenne.
• Im Keller oder Keller : zuverlässige Kommunikation mit einer Brücke auf dem Boden oder in einem Nachbarn.
• Sie ist begraben. das Signal kreuzt 1 bis 2 Meter Boden und Beton ohne Schwierigkeiten.

Dieser außergewöhnliche Umfang wird durch die Modulationstechnik erreicht CSS (Chirp Spread Spectrum) Verwendet von LoRa. Diese Technik verteilt das Signal über ein breites Frequenzband und macht es extrem resistent gegen Rauschen und Störungen. Die gleiche Technologie wird in der Radar- und Weltraumkommunikation verwendet.

Für belgische Besitzer, deren Tank oft im Garten oder in einem Keller vergraben ist, ist diese Penetrationsfähigkeit entscheidend. Es stellt sicher, dass der Sensor auch unter schwierigsten Bedingungen immer kommuniziert. Für eine konkrete Demonstration entdecken Sie die vernetzter Füllstandsensor.

lock 5. LoRaWAN-Sicherheit

Sicherheit ist ein grundlegender Aspekt von LoRaWAN. Protokoll enthält zwei Verschlüsselungsschichten Eine für das Netzwerk (verhindert Eingriffe) und eine für die Anwendungsdaten (sicherstellen, dass nur autorisierte Anwendungen die Daten lesen können).

Konkret hat jeder Sensor einen eindeutigen Verschlüsselungsschlüssel, der in der Fabrik generiert und gespeichert wird. Die übertragenen Daten werden von Ende zu Ende verschlüsselt: Auch wenn ein Dritter das Funksignal abfängt, kann er es nicht entschlüsseln. Dies ist das gleiche Sicherheitsniveau wie das, das Banken für elektronische Transaktionen verwenden.

Darüber hinaus verwendet LoRaWAN eine Schusszähler Dies verhindert Wiederholungsangriffe: Eine abgefangene Nachricht kann nicht später zurückgegeben werden, um eine falsche Maßnahme zu simulieren. Jede Nachricht ist einzigartig und zeitgebunden.

Im Jahr 2026 ist die Sicherheit vernetzter Objekte ein großes Thema. LoRaWAN ist das einzige öffentliche IoT-Protokoll, das standardmäßig eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung integriert.

ground_water 6. Anwendungen für vergrabene Tanks

Die vergrabenen Tanks sind der anspruchsvollste Anwendungsfall für eine vernetzte Lösung. In den Boden eingebaut, oft aus Beton oder dickem Kunststoff, sind sie schwer zu erreichen und das Funksignal muss mehrere Materialschichten durchlaufen.

LoRaWAN zeichnet sich in diesem Zusammenhang aus. Die Frequenz 868 MHz kreuzt den Boden und Beton viel besser als WiFi oder Bluetooth. Ein Sensor, der in einem 1,5 Meter tiefen Tank installiert ist, kommuniziert reibungslos mit einer Brücke im Haus, auch wenn sie sich an der Oberfläche befindet.

Bei einem erdverlegten Wassertank liegen die wichtigsten Herausforderungen beim Zugang, beim Schutz der Wasserqualität und bei der Funkübertragung durch das Erdreich. Über die LoRa-Verbindung lässt sich der Füllstand ablesen, ohne den Tank für jede Messung zu öffnen.

compare 7. LoRaWAN gegen andere Protokolle (WiFi, Bluetooth, Sigfox)

Die Tabelle spricht von sich selbst: LoRaWAN bietet den besten Kompromiss für die Tanküberwachung mit außergewöhnlicher Reichweite, Rekordautonomie und minimalen Infrastrukturkosten. Sigfox ist ein direkter Konkurrent, aber sein proprietäres Netzwerk und sein extrem niedriger Durchsatz begrenzen die Möglichkeiten der Evolution.

verified 8. Warum Tankio LoRa mit eigenem Gateway nutzt

Tankio nutzt eine LoRa-Verbindung zwischen dem Sensor und dem mitgelieferten WLAN-Gateway. Diese Architektur bietet die nötige Reichweite für erdverlegte Tanks, einen niedrigen Energieverbrauch und eine kontrollierte Internetverbindung aus dem Gebäude, ohne von einem öffentlichen LoRaWAN-Netz abhängig zu sein.

LoRaWAN ist ein offener Standard. In der Tankio-Architektur kommuniziert der Sensor per LoRa mit dem mitgelieferten Gateway, das sich per WLAN mit dem Internet verbindet. Diese lokale Konfiguration ist nicht von der Verfügbarkeit eines öffentlichen LoRaWAN-Netzes abhängig.