Zukunftsweisende Basisstation für Sensornetze im Projekt »Energieautarke IoT-Infrastruktur« entwickelt

Erlangen/Nürnberg/Hannover: Die Einsatzmöglichkeit von Sensornetzen zur Zustandsüberwachung steigt und sinkt mit der Verfügbarkeit von Energieversorgung und Mobilfunkabdeckung. Gerade in Bereichen wie der Agrarwirtschaft, im Landschafts- und Bevölkerungsschutz ist dies nicht immer gegeben. Im Projekt EIOTI »Energieautarke IoT-Infrastruktur« hat nun ein Konsortium aus dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, der Agvolution GmbH, der Enerthing GmbH und WEPTECH electronics eine zukunftsweisende energieautarke Basisstation zur Anbindung von Sensoren in einem Low-Power Wide-Area (LPWAN) Network entwickelt. Auf der Agritechnica von 9. bis 15. November 2025 in Hannover zeigt unser Projektpartner Agvolution zusammen mit uns diese Basisstation in Halle 21 Stand H17.

Dürreperioden und Starkregenereignisse erfordern eine Schadensprävention durch ein effizientes, digitales Monitoring mit einem Netz aus verschiedenen Sensoren. So können Kosten und Ressourcen eingespart werden, z. B. durch zielgenaue Bewässerung im Ackerbau oder rechtzeitige Alarmierung im Katastrophenfall.

Bislang fehlte der entscheidende Mitspieler: Die autarke Basisstation

Um solche drahtlosen Sensornetze und die entsprechende Datenkommunikation auch für Anwendungen abseits von direkter Stromzuleitung anbieten zu können, wurde eine autarke Basisstation entwickelt, die mit Energy-Harvesting-Technologien betrieben wird. Denn was für Sensoren bereits weitestgehend gelöst werden konnte, fehlte bislang für die notwendigen Basisstationen – hier ging ohne direkten Zugang zu einem Energienetz bis jetzt nichts.

In dem vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten Projekt EIOTI arbeiteten das Fraunhofer IIS, Agvolution, Enerthing und WEPTECH electronics zusammen, um eine solche resiliente Zustandsüberwachung per LPWAN zu realisieren. Hierzu entwickelten die Projektpartner ein Energieversorgungsmodul, das kleine Solarmodule nutzt, um die Basisstation mit Strom zu beliefern oder die gewonnene Energie mittelfristig in einer Batterie zu speichern. Es können aber jederzeit auch andere Energy-Harvesting-Quellen wie Wärme oder Bewegung für die Versorgung des Moduls eingesetzt werden.

Für die Basisstation wurde im Projekt auch die Sendefunktionalität mittels einer angepassten Wellenform für die Signalübertragung entwickelt. So kann die Basisstation als Relais fungieren und die Sensordaten an den nächsten versorgten Infrastrukturpunkt senden. Somit hat man nun die Möglichkeit, noch abgelegener Regionen wie Wälder oder großflächige landwirtschaftliche Nutzflächen mit LPWAN (Low Power Wide Area Network) zu versorgen.

Die entwickelte Lösung wurde im Projekt mit der mioty®-LPWAN-Technologie getestet und prototypisch realisiert. mioty® zeichnet sich durch hohe Robustheit, zuverlässige Übertragung und hohe Skalierbarkeit der Sensorenanzahl aus. Das effiziente, standardisierte mioty®-Funkprotokoll erlaubt hier, ohne große Zusatzentwicklung, die Verwendung energieautarker Sensoren und der neuen Basisstation. Damit können bis zu einer Million Sensoren über eine autarke Basisstation angebunden werden – ein zusätzliches Plus für den Einsatz in Agrarwirtschaft und Landschaftspflege. Dank der hoch-effizienten Komponenten eines derartigen mioty®-Sensornetzes ist auch ohne Mobilfunkabdeckung jederzeit ein Überblick über die notwendigen Daten für schnelles Eingreifen möglich.

Eine erste Testinstallation mit Bodensensoren, die die Feuchtigkeit messen, konnte im Weinbau realisiert werden, um den besten Zeitpunkt für die Bewässerung des Rebstocks zu finden. Die aufgenommenen Daten können ausgewertet und dokumentiert werden.

Das Projekt EIOTI lief über 2,5 Jahre und wurde im August dieses Jahres erfolgreich abgeschlossen. Auf der Agritechnica in Hannover zeigt unser Projektpartner Agvolution zusammen mit uns diese Basisstation in Halle 21 Stand H17.