IoT – Oder wie Kühlschränke das Kommunizieren lernen

Andy BrunnerAllgemein, Technik

IoT (Internet of things) bezeichnet die fortschreitende Vernetzung unserer Umwelt und vor allem der technischen Geräte, mit welchen wir uns im Alltag umgeben. Eines der Ziele dabei kann sein, dass wir uns mithilfe neuer Technologien von mühseligen wiederkehrenden Arbeiten befreien, dabei effizienter werden und gleichzeitig die Fehlerquote senken.

All jene, welche im beruflichen Umfeld mit gekühlten Lebensmittel arbeiten, kennen die Thematik, dass in regelmässigen Abständen die Temperatur der Kühlgeräte kontrolliert und dokumentiert werden muss. Je nach Anzahl der Kühlgeräte kann dies in der Summe ein erheblicher Arbeitsaufwand bedeuten. Das Grand Resort Bad Ragaz, eine grosse Hotelanlage mit mehreren Küchen, Restaurants und Bars stellte deshalb die Anfrage an uns, ob wir das Messen und Dokumentieren der Temperaturen in den rund 40 Kühlschränken, -schubladen und -räumen automatisieren können.

Der Vorteil für das Grand Resort Bad Ragaz und seine Mitarbeitenden dabei ist, dass niemand mehr für die manuelle Überprüfung und Dokumentation der Temperaturen Zeit zu investieren braucht. Die Mitarbeitenden werden von einer Routine-Arbeit entlastet. Dann, bei einer Fehlfunktion eines Kühlgeräts und einer daraus folgenden Temperaturänderung kann aufgrund der automatischen Alarmierung sehr rasch reagiert werden, was die Sicherheit für die Lebensmittel erhöht. Hinzu kommt, die Daten sind lückenlos digitalisiert. Dies bedeutet, dass daraus auf einfache Weise Berichte mit den gewünschten Kriterien erstellt werden können.

Anforderungen

In jedem Kühlgerät soll in regelmässigem Abstand (z.B. alle 15min) die Temperatur gemessen und diese Werte dann zentral gesammelt werden. Gewünscht wird eine Visualisierung der Messwerte sowie eine Alarmierung per SMS/eMail bei Unter- oder Überschreiten eines Schwellwerts.

Da der Kunde bereits eine Überwachungslösung der Firma Enastra AG für die Gebäudeelektrik im Einsatz hat, wurde der Wunsch geäussert, die Temperaturdaten ebenfalls damit zu sammeln, zu visualisieren und zu überwachen.

Vorschlag

Diese automatische Temperaturmessung in den Kühlgeräten kann mit relativ geringem Aufwand realisiert werden. Es muss dafür bloss in jedem Kühlgerät ein Sensor von der Grösse einer Streichholzschachtel (kabellos und mit Batterie) installiert werden und je nach Situation vor Ort mindestens ein Gateway (ein Gerät ähnlich Ihrem WLAN-Router zuhause) mit welchem die Sensoren kommunizieren können. Der Gateway wiederum ist mit dem Internet verbunden und leitet die Temperaturwerte an eine zentrale Instanz weiter, wo die Daten für die Überwachungslösung zur Verfügung gestellt werden.

Wie erwähnt, hat der Kunde bereits eine Überwachungslösung im Einsatz. Hier wäre jedoch auch eine eigene Lösung ohne weiteres realisierbar.

Umsetzung

Wir haben uns für die Hardware-Produkte von Dragino und für die IoT-Management-Lösung von AWS entschieden.

Die Sensoren wurden in den meisten Fällen einfach im Kühlraum-/schrank an einer unauffälligen Stelle montiert.

Temperatur Sensor

Der Gateway braucht lediglich Strom- und Internetanschluss.

LoRaWAN Gateway

Der Gateway übermittelt die Daten in einer komprimierten Form an den IoT Dienst bei AWS. Dieser IoT Dienst bereitet die Daten auf und stellt sie über ein sogenanntes Topic wieder zur Verfügung.

Temperaturdatenfluss vom Sensor bis zum Topic
Komponentenübersicht

Die Überwachungslösung kann nun dieses Topic abonnieren und erhält auf diese Weise die Temperaturwerte aller Sensoren in aufbereiteter und sortierter Form. Nachfolgend als Beispiel die Visualisierung der Enastra AG von vier Sensoren. Wobei wir neben der gemessenen Temperatur auch die relative Luftfeuchtigkeit sowie den Batteriestatus sehen. Eine Alarmierung bei Über-/Unterschreiten von bestimmten Schwellwerten wurde ebenfalls umgesetzt.

Grafische Ansicht der Überwachung

Fazit

Mit wenig Aufwand können wir mithilfe der neuen Technologien Lösungen schaffen, die uns von mühseligen Routinetätigkeiten befreien und uns auf unsere eigentliche Arbeit konzentrieren lassen. Die Fehlerquellen und der Aufwand für die Auswertung der Daten werden reduziert.

Eine automatische Übermittlung von Temperaturdaten aus einem Kühlschrank und entsprechende Reaktion darauf ist eine der Möglichkeiten in der Digitalisierung von bisher autonomen Geräten. Das Thema IoT ist gerade dabei, überall in der Industrie und in unserem Alltag ganz neue Automatisierungen zu schaffen.

Es gibt Sensoren für beinahe jeden erdenklichen Messwert. Haben Sie eine Idee wo Ihnen diese Technologie die Arbeit erleichtern könnte?


Reto Schwengeler
Leiter Infrastruktur und Sicherheit, Grand Resort Bad Ragaz

«Durch die Digitalisierung dieses Prozesses konnten wir die Küchenchefs und deren Team entlasten. Zudem haben wir nun die Möglichkeit, die historischen Temperaturdaten unserer Kühleinheiten zu visualisieren und werden automatisch alarmiert, falls eine Temperatur nicht dem Sollwert entspricht. Mit dieser papierlosen Lösung erreichen wir eine lückenlose und automatisierte Dokumentation der Temperaturwerte im gesamten Unternehmen.»