CERN veröffentlicht eine große Anzahl von Internet of Things-Projekten. Auf einer Schwierigkeit: ein riesiger Raum und … ein grenzüberschreitender Raum.
Kernenergie ist nicht das einzige Forschungsgebiet am CERN, auch das Internet der Dinge wird untersucht. Im Jahr 2022 werden verschiedene Initiativen umgesetzt, um die relevantesten Verwendungszwecke hervorzuheben: Etwa 450 Laufkräne werden angeschlossen, ebenso wie Container, Gabelstapler und bestimmte Orte, um ihre Temperatur oder Luftfeuchtigkeit zu kennen. Dazu gehört auch die Fernwartung vor Ort. Neue Projekte werden in den kommenden Monaten erscheinen.
Das Internet der Dinge ist jedoch kein neues Thema für das Europäische Zentrum für Teilchenphysik. Viele Jahre lang wurden Dinge aller Art (Voltmeter, Oszilloskope usw.) über Ethernet, Wi-Fi oder ein Mobilfunknetz verbunden. “Mit der Demokratisierung des Internets der Dinge und der Einführung kostengünstiger Sensoren nutzten wir die Gelegenheit, um ein neues drahtloses Netzwerk einzuführen, das auf batteriebetriebene Dinge mit begrenzter Bandbreite abzielt. Dies veranlasste uns, uns für LPWANs zu interessieren”, sagt er Rodrigo Sierra, IoT-Direktor am CERN. Eine zellulare IoT-Lösung zur Abdeckung eines gesamten Campus stellte sich als zu teuer und komplex heraus, dann wandte sich Rodrigo Sierra an LoRaWAN und die Tests wurden 2018 mit einer Open-Source-Lösung durchgeführt. Die Experimente mit der Betreiberin Swisscom wurden fortgesetzt. CERN verfügt über ein spezielles Netzwerk, das die Oberfläche der Organisation und ihres Hauptbeschleunigers, des LHC, abdeckt.
“Der Vorteil von LoRa war die Möglichkeit, eine resistive Lösung in unserer Umgebung zu entwickeln”
„Ein weiterer Vorteil von LoRa gegenüber Zytosol ist die Fähigkeit, eine verstärkte Lösung zu entwickeln (an Radioaktivität angepasste Bauteile, Anm. d. Red.)und damit Widerstände in unserer Umgebung”, identifiziert der IoT-Manager, der diese Lösung intern mitentwickelt hat. Die Notwendigkeit des ersten Einsatzes wurde festgestellt: Messung der Radioaktivität in Containern, die auf dem Campus aufgestellt sind, um eine Kontamination der aufgestellten Geräte zu verhindern dort versehentlich eine Möglichkeit, manuelles Lesen zu vermeiden und gleichzeitig die Teamsicherheit durch Verifizierung nahezu in Echtzeit zu verbessern.
13.000 Artikel vor Ort verwaltet
Das Haupthindernis für die Verbreitung des Internets der Dinge bei CERN ist die Geografie: „Der zwischen Frankreich und der Schweiz gelegene Standort stellt eine Fläche von 625 Hektar mit 653 Gebäuden und mehr als 60 km Tunneln dar. Er ist zweigeteilt über die Grenze. Um ein Netzwerk einzurichten, muss man mit den Betreibern in Frankreich und der Schweiz sprechen, was die Sache kompliziert. Es ist unmöglich, eine einzige Lösung zu haben “, erklärt Rodrigo Sierra. Die zweite Herausforderung: nutzt. “Sie müssen die richtigen Fälle finden, die einen Mehrwert bringen. Dies erfordert Ressourcen für die Bereitstellung und Wartung von Sensoren sowie die Einrichtung von Datenbewertungstools”, sagte er, während sein Team aus nur zwei Personen besteht, die IoT-Netzwerkprobleme verwalten.
In diesem Zusammenhang spielte die Gesundheitskrise die Rolle des Beschleunigers. Grund: Jeder Arbeiter auf der Baustelle ist mit einem Annäherungsmesser ausgestattet, um die physische Distanzierung und Kontaktverfolgung sicherzustellen. Er erinnert sich an Rodrigo Sierra, der 52 Fußgängerbrücken bauen musste, um den Verkehr zu bewältigen: 26 Außenbrücken, 18 Beschleunigerbrücken und 8 Innenbrücken für spezielle Zwecke.
Insgesamt sind 13.000 mit CERN verbundene Objekte ausgestattet, und das Internet der Dinge hat die Verbreitung auf dem Gelände noch nicht beendet. Als Beweis dafür wird das LoRa-Netzwerk bis 2023 alle Beschleuniger abdecken und das LTE-M-Netzwerk wurde gerade in unterirdischen Bereichen ausgerollt, um andere Anwendungsfälle zu bewältigen. Sein Ziel wird es sein, mehr Bandbreite für die Anwendungen bereitzustellen, die diese benötigen. „Echtzeitsteuerung ist unser nächster Schwerpunkt“, sagt Rodrigo Sierra, der plant, Treffen mit Forschern abzuhalten, um deren Bedürfnisse zu ermitteln. 5G steht auch für die Verwaltung globaler Standortverbindungen und Robotik auf der Agenda, während LPWANs sich weiterhin auf bestimmte Fälle konzentrieren werden.