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Bosch Connected Devices and Solutions
Case Study

Das denkmalgeschützte, vernetzte Gebäude

Einfaches Nachrüsten des Gebäudemanagements

Einführung und Herausforderung

Mann sitzt in einem großen Raum eines historischen Gebäudes

Wie können wir verschiedene Parameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Lichtstärke steuern, um effizienter zu leben? Diese und viele andere Fragen werden derzeit von Facility-Managern gestellt. Kornelius Nägele, Technical Innovation Evangelist für IoT bei Bosch Connected Devices and Solutions, stellt sich dieser Herausforderung. In Zusammenarbeit mit CISCO suchte er nach einer einfachen und drahtlosen Lösung, um das historische "CISCO openBerlin Innovation Center" in Berlin noch heller zu machen. Einige bestehende Lösungen sind meist kabelgebunden und schwer zu installieren. Um dieses Problem zu lösen, bietet das Cross Domain Development Kit (XDK) die passende Hard- und Software. Das bemerkenswerte, drahtlose Sensorgerät mit acht eingebauten Sensoren ist einfach nachzurüsten und kann als vollständig vernetzter Sensor Node verwendet werden.

Ansatz

Darstellung verschiedener Sensoren zur Messung von Parametern wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luminanz.

Anfang des 20. Jahrhunderts erbaut, wirkt das typische Backsteingebäude im Vintage-Look warm und einladend. - Kornelius steht inmitten eines großen Büroraumes im ehrwürdigen Innovationszentrum in Berlin. Er erinnert sich an das vergangene Jahr: "Das Gebäude ist fantastisch, aber als ich die ersten Wochen hier gearbeitet habe, habe ich mich gefragt: Wie können wir die Effizienz der Heizung im Winter und der Kühlung im Sommer steigern?

Es dauerte nicht lange, bis er eine mögliche Lösung zur Messung dieser verschiedenen Parameter fand: das Cross Domain Development Kit (XDK) von Bosch. Das XDK ist ein drahtloses Sensorgerät, das ein schnelles Prototyping von sensorbasierten Produkten und Anwendungen für das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht. Es vereint mehrere mikroelektromechanischer Sensoren (MEMS) von Bosch Sensortec und Akustica. Beides sind hundertprozentige Tochtergesellschaften der Robert Bosch GmbH, die sich auf MEMS-Sensoren und Mikrofonlösungen spezialisiert haben.

Das XDK ermöglicht eine zeit- und kosteneffiziente Realisierung von IoT-Anwendungen und bietet dem Anwender die Freiheit der Programmierung auf einfacher, als auch fortgeschrittener Ebene.

"Sie können ihn aber auch als Sensor Node verwenden, um beispielsweise Daten von Maschinen zu validieren und zu analysieren. Im vorliegenden Fall werden die meisten XDKs als Umgebungssensor an der Decke und auf der Stromschiene genutzt", sagte Kornelius. Das 850 Quadratmeter große Innovationszentrum für das "Internet of Everything" hat drei Etagen und 17 Räume von 10 bis 200 Quadratmetern. In der folgenden Erfolgsgeschichte erfahren Sie, wie sich das Denkmalgebäude in ein "voll vernetztes historisches Gebäude" verwandelt.

Use Case

Zur Messung der relevanten Parameter wurden 100 XDK's im Gebäude installiert. Das XDK verfügt über 8 eingebaute Sensoren:

Hier kommen der digitale Lichtsensor, der Feuchtesensor und der Temperatursensor zum Einsatz. Durch sein Gehäuse mit eingebautem Akku und kleinen Maßen von nur 60 x 40 x 22 mm³ können mit dem XDK Objekte jeder Größe nachgerüstet werden! Die Stromversorgung erfolgt über USB an den Kabelkanälen an der Decke und jeder Sensor ist über WLAN und Message Queue Telemetry Transport (MQTT) mit dem lokalen Gateway und der Remote Cloud verbunden. Das XDK kann die Sensordaten einmal pro Minute aktualisieren. Von jedem Smartphone oder Tablet aus kann der Benutzer die Lichtintensität oder Lichtfarbe individuell für seinen Bereich einstellen.

Die Werte werden auf der Raumebene durch ein lokales Fog Gateway aggregiert, wo ein intelligenter Regelmotor alle Lichter, Klimaanlagen, Frischluftzufuhr und die Heizung für das gesamte Gebäude steuert. Ausgeschlossen sind jene, die für Notfälle benötigt werden. Im Vergleich zu einem klassischen, verkabelten Temperatursensor, der 140€ kostet, ist die Sensorbox ein Schnäppchen.

Vor allem, wenn man die gesamte Verkabelung mit einbezieht, die man für den Anschluss an die Stromleitung benötigt hätte. Geschweige denn, wenn diese Art von Gebäudemanagement von namhaften Anbietern gekauft worden wäre. Das Nachrüsten mit KNX wird sogar noch teurer, da jedes Datenkabel seperat vom Stromkabel getrennt werden muss.

"Die Kombination von Funksensoren, Fog Architecture für die Gebäudesteuerung, einem Cloud-Backend und BACnet (Building Automation and Control Networks) gesteuerten Geräten für Heizung, Klimatisierung, Frischluftzufuhr und Beleuchtung wurde vorher so noch nicht getestet. Das zertifizierte XDK ist aufgrund seiner kompakten Bauweise und seines schönen Gehäuses das richtige Werkzeug für diese Art von Projekten. Auch die neuen Erweiterungspakete lassen das Gebäude in Zukunft noch intelligenter werden."

Kornelius Nägele, Technischer Innovationsevangelist für das IoT bei Bosch Connected Devices and Solutions

Die Rolle von Bosch Connected Devices and Solutions

Als innovatives Unternehmen kann Bosch Connected Devices and Solutions auf umfangreiche Erfahrungen mit Sensoren und Softwarelösungen zurückgreifen. Durch die Kombination unserer Expertise mit Partnern aus verschiedenen Geschäftsbereichen, z.B. von Bosch Sensortec und Akustica, ermöglichen wir neue Wertvorstellungen und neue Wege der Wertschöpfung.

Das XDK bietet Ihnen die Möglichkeit, Ihr Produkt über Bluetooth oder ein drahtloses Netzwerk zu überwachen und zu steuern. So haben Sie rund um die Uhr Zugriff auf Ihre Daten. Für diese Art der Nutzung bieten wir Ihnen die zuverlässige XDK Hard- und Software. Sie können nicht nur Ihr Gebäudemanagement steuern: es ist auch möglich, das XDK für Predictive Maintenance im Industriebereich einzusetzen. Darüber hinaus können Sie die Sicherheit erhöhen, Energie sparen und den Komfort im Tagesgeschäft erhöhen.

Lösungsansatz und Vorteile

Tisch auf dem viele Cross Domain Development Kits XDK liegen

Mit Hilfe des XDK können Sie ganz einfach ein eigenes Gebäudemanagement aufbauen. Fragen wie: "Ist es zu feucht?", "Ist es zu dunkel?", oder "Ist es zu kalt?", gehören somit der Vergangenheit an. Auf einen Blick können alle relevanten Daten in einem Dashboard überprüft werden. Die vorliegende Case Study ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie man mit dem XDK das Leben einfacher und komfortabler gestalten kann. "Nach der Durchführung dieses Projektes wurde das Wärme- und Lichtmanagement kontinuierlich verbessert. Energieeinsparungen von ca. 60 % durch ausreichende Temperatur- und Lichtregelung wurden erreicht", berichtet Kornelius stolz.

Dieser Anwendungsfall ist nur ein Beispiel für den Einsatz von XDK als Sensor Node: Maschinenbetreiber erfahren mit dem XDK ob ihre Geräte gewartet werden müssen oder nicht. Zudem wird von der Reduzierung der Stillstandszeiten und Betriebskosten durch optimierte Einstellungen an den sensiblen Maschinen profitiert. Hier führen bereits kleine Schwingungsänderungen zu signifikanten Verbesserungen.

Fazit

Für die Zukunft sind weitere Maßnahmen zur Verbesserung des Gebäudemanagements geplant: Ein Sensor zeigt an, welche Bereiche im Gebäude belegt sind und welche nicht. Ein weiterer Raumluftqualitätssensor prüft die Luft und sorgt gegebenenfalls für eine bessere Belüftung. Hierdurch kann auch das Risiko von Schimmelbefall reduziert werden.

Derartige Beispiele zeigen die weitreichenden Einsatzgebiete des XDK. Smart Home Use Cases können auf Industryie Use Cases übertragen werden und umgekehrt. Wenn Sie ähnliche Anwendungsfälle haben und ein maßgeschneidertes Softwarepaket mit einer Vielzahl an Sensoren und Sensor Nodes benötigen, ist das XDK für Sie das richtige Produkt. Wir bieten Ihnen individuelle Möglichkeiten für die Massenproduktion und Serienentwicklung Ihres Produktes.

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Das vernetzte historische Gebäude (EN)

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