Umeå har full IoT- täckning

Sensorn ESM5k i en IP54-klassad version.

Inomhussensorn ERS mäter temp, luftfukt,  koldioxid, ljus och rörelse.

TIO KM RÄCKVIDD OCH TIO ÅRS BATTERITID Lowaran (LoRaWAN) är en radioteknik som ger låg bandbredd men bra täckning och lång batteritid i ändnoderna. Alla noder pratar direkt med basstationerna som i sin tur är kopplade mot en server. Det trådlösa länkprotokollet i Lowaran heter Lora (LoRa). Ändnoderna kan dynamiskt variera datatakten – från 0,25 till 11 kbit/s – för att variera räckvidden. Elsys använder det europeiska licensfria bandet SRD868 där noderna får ha en sändningscykel på högst en procent. Data från sensor till slutanvändare är krypterad hela vägen i nätet. Inte ens operatören kan se kundens data. Flera Lorawan-operatörer kan etablera sig i samma områden utan större störningar. Den konkurrerande tekniken Sigfox för smalbandig yttäckande radio har stor täckning i Europa medan Lorawan ännu befinner sig i sin linda. Elsys var till en början ensam svensk i Lora Alliance, men har sedermera fått sällskap. Å andra sidan finns ett kraftigt växande ekosystem för Lorawan. Efter bara ett år har alliansen vuxit till ungefär 300 medlemmar. I Norden finns i dagsläget ett dussintal konsultbolag som kan åta sig Lora-uppdrag. Utrullning av Lorawan i Nederländerna och Belgien pågår. Ambitionen i Belgien är att ha samma täckning som 2G-nätet – små europeiska länder har lättare än Sverige att nå sådana mål.

Elektronikkonsulten Elsys har byggt ett eget Lorawan-nät över Umeå centralort. Det krävde bara fyra basstationer.

Sedan oktober 2015 har Elsys använt nätet för att testa och utvärdera egna sensorer och basstationer. Nu öppnar företaget nätet för alla intresserade användare.

Några exempel på lämpliga användningar är fastighetsövervakning, industrisystem, vatten, belysning, avlopp, bullermätningar och luftkvalitetsmätningar.

Elsys har tidigare gjort IoT-installationer som använt 802.15.4 eller 4G-modem.

– I många installationer är den korta räckvidden i 802.15.4 ett problem. Det krävs många mottagare bara för att till exempel täcka in en byggnad, säger Elsys teknikchef Peter Björk.

För mobilnätsmodem är hårdvaran dyrare och strömförbrukningen mycket högre.

– En enhet som är uppkopplad med GPRS, 3G eller 4G kan förbruka upp till 1 W i uteffekt mot en Lora-enhet på max 25 mW på de flesta band.

När de smalbandiga mobilnätsstandarderna LTE-M och NB-IoT börjar rullas ut, blir de då en ­tuffare konkurrent?

– Lorawan har som mål att positionera sig som något mer energisnål och lägre kostnad. Men visst kommer LTE-M och NB-IoT att bli en stark konkurrent. Framförallt kommer det att snabbt byggas upp täckning med den tekniken när den väl är färdig.

Det finns ett testnät för Lorawan i Stockholm och det finns basstationer i Göteborg. Men Elsys är först att vara stadstäckande. 

– Vi har gjort en del mätningar med sensorerna på olika platser i Umeå, men inte systematiskt, så visst kan det finnas fläckar dit det är svårt att nå, säger Peter Björk.

Räckvidden för Lorawan i stadsmiljö är mellan två och fem kilometer beroende på om sen­sorn är monterad inom- eller utomhus. Utrymmen under jord är problematiska, men det spelar även stor roll vilken typ av antenn sensorn har och om den har möjlighet att använda en hög­re spridningsfaktor i kodningen (spreading factor) vilket ger en lägre bithastighet.

Det finns en uppsjö Lorawan-sensorer från olika tillverkare att koppla in på Elsys nät i Umeå. Företaget har dessutom utvecklat en egen basstation och egna sensorer kring Semtechs radio SX1272, för smarta hem och för industriellt bruk.

Den egna basstationen ELG använder OpenWrt som operativsystem, är IP67-skyddad och kopplar upp sig via mobilnät, PoE eller Wifi. Kunden kan addera egen mjukvara.

Elsys sensorer ESM5k och ERS mäter olika kombinationer av temperatur, luftfuktighet, acceleration, rörelse, koldioxid­koncentration och ljus. ERS mäter inomhusklimat medan ESM5k är IP54-klassad och är anpassningsbar för olika syften, exempelvis kan den gjutas in.

Den IP65-klassade GPIO-transceivern ELT-1 mäter analogt 0–2,56 V och digitalt 2,7–5 V, och kan dessutom räkna pulser. Liksom sensorerna har den en batteritid på upp till 10 år och en räckvidd på upp till 8 kilometer. Alla tre kan dessutom NFC-konfigureras via smarttelefon.

Basstationen och sensorer används av en kund i Australien, och sensorerna används av kunder i Belgien och Nederländerna.

Elsys planerar att ha sina produkter certifierade till hösten.

– Lora-standarden och stacken har utvecklats så mycket på slutet så att många företag väntar med certifiering. Förra veckan kom det ut en ny version av standarden med en hel del förändringar, säger Peter Björk.

Lorawan är på väg att få stöd för positionering av ändnoderna.

– Det är inte riktigt färdigt ännu men strukturen finns både i servrar och i stacken. När detta är fullt fungerande så blir det riktigt intressant, säger Peter Björk.

Han svarar inte på frågan om hur företaget kommer att ta betalt.

– Kostnaden är betydligt lägre än för vanliga telekom-M2M-abonnemang. Den vanligaste prismodellen för Lorawan är ett pris per meddelande liknande den som mobiloperatörerna använder för SMS – en fast månadskostnad för ett visst antal meddelanden.

Elsys bedriver i övrigt industriell konsultverksamhet. Bland annat utvecklar företaget system för uppkopplade fordon.

En stor kund är Polarvagnen där Elsys levererar en helhetslösning för ett intelligent elsystem. Några partners och kunder är Volvo, SCA, Umeå universitet, Fältcom och Norrmejerier.