LoRaWAN im Detail
Private LoRaWAN-Netze für Pharma, Chemie und Industrie: vor Ort ausgemessen, mit zwei redundanten Gateways und Mobilfunk von zwei verschiedenen Netzbetreibern. Ohne Eingriff ins Firmennetz oder Leitsystem – und so dokumentiert, dass es in eine Qualifizierung passt.
868 MHz
lizenzfreies SRD-Band in Europa
2 Gateways
pro Gebäude – jeder Sensor doppelt empfangen
2 Netzbetreiber
SIM-Karten verschiedener Anbieter
< −100 dBm
Empfang aller Nodes beim Walkdown: GUT
Funk statt Kabel
LoRaWAN-Funk bringt Messwerte aus Räumen, in die man kein Kabel ziehen will oder darf. Der Sensor misst direkt am Messpunkt, das Gateway sendet unabhängig vom Werksnetz – ohne Durchbruch, ohne Trasse, ohne Eingriff ins Leitsystem.
Mit Kabel
Mit Funk-Sensoren
Praxisbilanz: 3 Jahre Auswertung eines EMSR-Raum-Monitorings
3
Jahre Dauereinsatz
2
min Messintervall
rund um die Uhr
788.400
Payloads je Sensor
3 × 365 × 24 h × 30/h
1,58
Mio. Messwerte
Temperatur + Feuchte
15
Grenzwertüberschreitungen
sicher erkannt und gemeldet
Jede Überschreitung kam als E-Mail an – bevor daraus ein Ausfall wurde.
So einfach geht’s
Wir messen vor Ort die Funkabdeckung an jedem geplanten Messpunkt – Signalstärke und Signalqualität, auch in Kellern und hinter Stahlbeton.
Walkdown
Messwerte, Gateway-Standorte und Antennenplanung kommen in einen Bericht. Er ist die Grundlage für die Installation – und bei GMP für die Qualifizierung.
Funkprotokoll
Das Kit kommt vorkonfiguriert im Koffer: Gateway, Sensoren und Zubehör, sauber verpackt und sofort einsatzbereit.
Im Koffer
Gateway an den Strom – die LTE-Verbindung steht. Sensoren per Magnet, Halter oder Kabelbinder genau dort anbringen, wo es kritisch ist.
Plug & play
Auf monicore.one anmelden: Messwerte live, Grenzwerte setzen, E-Mail-Alarm aktivieren. Fertig.
Live-Daten
Mehr Sicherheit
Die Anzahl der Gateways richtet sich nach Gebäude und Kritikalität. Jeder Sensor sendet an alle Gateways in Reichweite; fällt eines aus, übernehmen die anderen automatisch.
1Gateway
Start & Pilot
Ideal für den Einstieg, einen Raum oder ein Stockwerk.
2Gateways
Redundant
Zwei Gateways mit SIM-Karten von zwei verschiedenen Netzbetreibern – unser Standard für kritische Bereiche.
3Gateways
Großes Gebäude
Mehrere Stockwerke oder lange Gebäude: jeder Messpunkt wird von mindestens zwei Gateways gehört.
4Gateways
Campus & höchste Verfügbarkeit
Mehrere Gebäude oder Gelände – Abdeckung mit Reserve, auch wenn ein Gateway gewartet wird.
Wir realisieren alles – vom Starterkit im Koffer bis zum redundanten, qualifizierbaren Netz.
Ausleuchtung anfragenZusammenfassung unserer Berichte
Hinter dieser Seite stehen Erfahrungs-, Walkdown- und Messberichte aus mehreren Jahren Praxis. Die wichtigsten Ergebnisse in Kürze:
Pilot bei DSM seit 2022
Technisch-wirtschaftliche Bewertung
Messung vor Ort, Netzplanung
Grundlagen der Funkplanung
Eigene Messung je Funkpaket
Walkdowns und Meldungen per QR-Code
Grundlagen
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ist ein offener Funkstandard der LoRa Alliance für Sensoren, die kleine Datenmengen über große Distanzen senden – batteriebetrieben, über Jahre. Für Industrieareale ist er ideal: Die Signale kommen durch Wände und Decken, die Sensoren brauchen weder Kabel noch Netzwerkdose.
Jeder Sensor (Node) funkt direkt an die Gateways in Reichweite. Fällt ein Node aus, hat das keinen Einfluss auf die anderen – es gibt kein Mesh, das neu aufgebaut werden muss.
Gesendet wird im SRD-Band 863–870 MHz. Jedes Gerät darf höchstens 1 % der Zeit senden (Duty Cycle) – das sind 36 Sekunden pro Stunde – mit max. 25 mW.
Jede Nachricht ist Ende-zu-Ende mit AES-128 verschlüsselt. Jeder Node erhält eigene Schlüssel; ohne sie kann niemand Daten lesen oder einschleusen.
Typisch 10 mW, max. 25 mW – WLAN sendet mit 100 mW bis 1 W, Mobilfunk mit über 1 W. Und ein Node sendet nur Bruchteile einer Sekunde, z. B. alle 2 Minuten.
Mit dem Spreading Factor (SF7 bis SF12) wird das Funksignal „gestreckt“. Mehr Streckung bedeutet mehr Reichweite – aber längere Sendezeit, mehr Batterieverbrauch und weniger erlaubte Nachrichten pro Stunde. Ziel jeder guten Planung: möglichst niedriger SF, also Gateways so platzieren, dass die Sensoren mit SF7 auskommen.
Richtwerte für eine kurze Nutzlast bei 125 kHz Bandbreite. Theoretisch bis 5 km (SF7) bzw. 16 km (SF12) – in Gebäuden mit Stahlbeton deutlich weniger. Genau deshalb messen wir vor Ort.
SF wählen
Laufzeit aus unserer eigenen Strommessung je Funkpaket (13,8 mAs bei SF7 bis 81,7 mAs bei SF12) plus Ruhestrom – ohne Selbstentladung und Temperatureinfluss. Deshalb legen wir auf 10 Jahre aus und planen die Gateways so, dass SF7 reicht.
Funkplanung im Detail
Ein Funknetz lässt sich über drei Eigenschaften beschreiben: Reichweite, Datenrate und Energieverbrauch. Optimieren lassen sich in der Praxis höchstens zwei davon. LoRaWAN setzt auf Reichweite und geringen Energiebedarf – bei kleiner Datenrate. Genau richtig für Messwerte alle paar Minuten.
151 dB reichen im freien Feld für sehr große Distanzen. Im Werk fressen Wände, Decken und Metall diesen Vorrat auf – deshalb zählt die Messung vor Ort.
Auch bei Sichtverbindung zählt der Raum um die direkte Linie: Liegt ein Hindernis in der ersten Fresnel-Zone – eine Rohrbrücke, ein Dachaufbau –, sinkt der Pegel spürbar. Gateways deshalb erhöht und frei montieren.
Richtwerte. Stahlbeton, Metallcontainer und Tanklager können deutlich mehr dämpfen – im Walkdown messen wir den tatsächlichen Wert.
Das Netz stellt den Spreading Factor jedes Sensors automatisch passend ein: Wer gut empfangen wird, sendet schneller und spart Batterie. Gute Gateway-Positionen sind die Voraussetzung dafür.
Warum überhaupt?
In EMSR-, Server- und Infrastrukturräumen stehen Steuerungen, Netzteile, Switches und SIL-Karten – die Grundlage jeder Produktion. Gemessen wird dort trotzdem selten. Das haben wir in vielen Werken gesehen:
Klimagerät, Schaltschrank und Zutritt gehören oft verschiedenen Abteilungen. Fällt die Kühlung aus, fühlt sich niemand direkt verantwortlich.
Wartung über externe Firmen, unklare Meldewege – bis die richtige Person vor Ort ist, vergehen Stunden oder Tage.
Zu warme Elektronik fällt sporadisch aus – von einzelnen Signalkanälen bis zum ganzen Leitsystem. Auch SIL-Karten sind dann nicht mehr sicher funktionsfähig.
Zentrale Sammelmeldungen ohne klare Zuordnung werden quittiert und vergessen. Raumtemperatur ist kein Prozessalarm und gehört nicht zum Operator.
Schichtpersonal darf in EMSR- oder Serverräume meist nicht hinein. Ein Problem fällt erst auf, wenn die Bedienung des Leitsystems ausfällt.
Dauerhaft zu hohe Temperaturen und Feuchte lassen Bauteile schneller altern und begünstigen Kondensation – lange bevor etwas ausfällt.
Pilotfälle aus der Praxis
Aus unseren Pilotprojekten in EMSR-Räumen (seit 2022). Jeder Fall zeigt eine andere Funk-Herausforderung – und warum Messen vor Ort entscheidend ist.
Vorgehen in der Pharma
In regulierten Umgebungen zählt nicht nur, dass es funktioniert, sondern dass es nachweisbar funktioniert. Viele unserer Prüfungen bei FAT und SAT sind genau die Aktivitäten, die auch in der Installations- und Funktionsqualifizierung (IQ/OQ) gefordert werden.
Welche Räume und Anlagen sind geschäftskritisch? Welche Messgrößen, Grenzwerte, Vor- und Hauptalarme? Wer wird wann informiert? Ist der Messpunkt GMP-relevant, ATEX-relevant, braucht es USV?
URS / Lastenheft
Begehung mit Gebäudeplänen: Messpunkte, Node- und Gateway-Positionen sowie 230-V-Anschlüsse werden festgelegt. Referenzmessung mit mobilem Gateway auf Stativ und Test-Node – an jedem Messpunkt. Zusätzlich Mobilfunkmessung je Netzbetreiber. Fotos und Betriebsmittelkennzeichnung (BMK) nach Kundenvorgabe.
Walkdown-Bericht = Basis der DQ
Gateway-Standorte und Antennenausrichtung nach Gebäudestruktur, mindestens zwei Gateways pro Gebäude, SIM-Karten verschiedener Netzbetreiber, Netzteile an getrennten Stromkreisen. Jeder Node soll von beiden Gateways empfangen werden.
Netzplan, Geräteliste
Das gesamte Netz wird vorab bei uns in Betrieb genommen: Gateways, Nodes, Schlüssel, Grenzwerte, Alarm-Empfänger und Dashboard. Erst nach bestandenem Werksabnahmetest geht es zum Kunden.
FAT-Protokoll
Montage nach Vorgaben, Signal-Einzelmessung jedes Nodes an beiden Gateways, Test der Grenzwertalarme, der Gateway-Redundanz (ein Gateway wird bewusst abgeschaltet) und der E-Mail-Alarmkette.
SAT-Protokoll
DQ über den Walkdown-Bericht, IQ für Installation und Dokumentation, OQ für Funktion innerhalb der Grenzen, PQ unter realen Bedingungen – z. B. Grenzwertalarme, Gateway-Redundanz, Alarmierung und optional Audit Trail.
DQ · IQ · OQ · PQ
Watchdog („last seen“) je Node, Überwachung aller Gateways, Batteriespannung einmal täglich unter Last gemessen, Remote-Konfiguration und Updates, Schulung des Personals, Abschlussbericht.
Abschlussbericht, Schulung
Nodes
Ein Node ist ein batteriebetriebener Funksensor direkt am Messpunkt. Er misst, verschlüsselt und sendet – und braucht weder Kabeltrasse noch Durchbruch noch Schnittstelle im Leitsystem. Damit bleibt die Trennung zwischen Prozessalarmen und Infrastruktur-Monitoring sauber erhalten.
Montagemaße aus unseren Walkdown-Vorgaben
Walkdown: mobiles Gateway auf Stativ, Test-Node am geplanten Messpunkt
Gateway-Auslegung & Ausfallsicherheit
Das Gateway ist das Herz des Netzes – deshalb gibt es bei uns nie nur eines. Pro Gebäude planen wir mindestens zwei unabhängige Gateways, die beide das gesamte Gebäude abdecken. Fällt eines aus oder wird gewartet, übernimmt das andere – ohne dass ein einziger Messwert verloren geht.
Jeder Node wird von beiden empfangen. Das zeigen wir im Walkdown mit Messwerten an beiden Gateways – nicht mit einer Annahme.
Jedes Gateway hat eine eigene LTE-SIM eines anderen Anbieters. Fällt ein Mobilfunknetz aus, laufen die Daten über das andere.
Die Netzteile hängen an unterschiedlichen Stromkreisen – optional an der USV, damit auch bei Stromausfall weiter gemessen und alarmiert wird.
Die Gateways senden per Mobilfunk. Es braucht keine Firewall-Freigabe, kein VLAN und keine Schnittstelle im Leitsystem.
LoRa- und LTE-Antenne extern am Gateway, Installation im Gebäude – damit entfällt die Blitzschutzbetrachtung.
Alle Gateways sind im Dashboard sichtbar; ein Ausfall wird gemeldet. Einstellungen und Updates sind per Fernzugriff möglich – wichtig bei schwer zugänglichen Räumen.
Eine Ebene
Antenne vertikal, Gateway möglichst mittig in der Fläche.
Mehrere Stockwerke
Gateway mittig im Gebäude, Antenne horizontal – die „Donut“-Abstrahlung geht nach oben und unten.
Von außen
Gateway außen, Antenne vertikal: Fenster dämpfen weniger als Stahlbetondecken.
Grenznähe
Am Dreiländereck können Schweizer Mobilfunkmasten stören. Wir prüfen die Abdeckung je Netzbetreiber vorab.
Messwerte statt Annahmen
So sieht das Ergebnis einer Vor-Ort-Messung aus (anonymisiert). Jeder Sensor wird an beiden Gateways gemessen – und wo ein Gateway weiter weg ist, ist das andere nah. Genau das ist gewollt.
| Messpunkt | Gateway 1 | Gateway 2 | Bewertung |
|---|---|---|---|
| EMSR-Raum 1 | −56 dBm · SNR 10,25 dB | −77 dBm · SNR 9,75 dB | gut |
| EMSR-Raum 2 | −79 dBm · SNR 10,25 dB | −56 dBm · SNR 9,0 dB | gut |
| Mobilfunk am Gateway-Standort | RSRP −101 dBm · RSRQ −13,5 dB · SINR 4 dB | mittel – ohne externe Antenne gemessen → externe LTE-Antenne vorgesehen | |
RSSI
Empfangsstärke in dBm. Je näher an 0, desto besser. Beim Walkdown gilt: alle Nodes besser als −100 dBm = GUT.
SNR
Signal-Rausch-Abstand in dB. Positive Werte sind sehr gut; LoRa kann Signale sogar unterhalb des Rauschens noch dekodieren.
RSRP / RSRQ / SINR
Kennwerte des Mobilfunks am Gateway. Sie entscheiden, ob eine externe LTE-Antenne oder ein anderer Netzbetreiber nötig ist.
Demonstrator 2022–2025
Hinweis
Die DataDOT ONE war unser Demonstrator im Pilotprojekt. Sie lief drei Jahre im Dauereinsatz und ist kein aktuelles Verkaufsprodukt. Plattform und Lösung heißen MoniCore.one; die Erfahrungen aus der Demo fließen in die eigene Sensorfamilie MoniCore M1+ ein.
Was die Demo im realen Betrieb gezeigt hat – in EMSR-Räumen eines Produktionsgebäudes, Messung alle 2 Minuten:
DataDOT ONE – Demo-Sensor (Skizze)
Einbau im EMSR-Raum (Skizze)
Statusansicht eines Nodes (Skizze)
Nein. Die Gateways übertragen per Mobilfunk (LTE) direkt an MoniCore.one. Es gibt keine Implementierung im Firmennetz und keine Schnittstelle im Leitsystem. Eine Anbindung an eigene Server ist auf Wunsch möglich.
Jeder Sensor wird von zwei Gateways empfangen, die SIM-Karten verschiedener Netzbetreiber nutzen und an getrennten Stromkreisen hängen. Fällt ein Weg aus, laufen die Daten über den anderen. Der Ausfall selbst wird im Dashboard gemeldet.
LoRaWAN-Nodes senden typisch mit 10 mW (max. 25 mW) und nur Bruchteile einer Sekunde – höchstens 1 % der Zeit, in der Praxis meist unter 0,03 %. Das ist um Größenordnungen weniger als WLAN oder ein Mobiltelefon.
Das hängt vom Sendeintervall und vom Spreading Factor ab. Bei guter Gateway-Planung (niedriger SF) sind mehrere Jahre üblich. Die Batteriespannung wird überwacht, ein Wechsel lässt sich planen.
Ja. Walkdown-Bericht (DQ), FAT und SAT liefern die Grundlage für IQ und OQ; in der PQ werden u. a. Grenzwertalarme, Gateway-Redundanz und die Alarmkette geprüft. Den Umfang stimmen wir mit Ihrer Qualitätssicherung ab.
Für Ex-Bereiche braucht es dafür zugelassene Geräte. Ob und wie ein Messpunkt in einer Zone umsetzbar ist, prüfen wir im Projekt – oft genügt es, den Sensor außerhalb zu platzieren und einen Fühler hineinzuführen.
Ein Walkdown mit mobilem Gateway zeigt in wenigen Stunden, wie viele Gateways Sie brauchen und wo – mit Messwerten für jeden Punkt.
