Een eet-, retail- en co-workinglocatie gebruikt een KNX IoT-systeem, dat in slechts 90 minuten geïnstalleerd was, om belangrijke omgevingsfactoren te monitoren en te controleren.
Door Bruno Johnson en Andrew Lambert
Electronic Media Services (EMS), IT-dienstverlener, biedt operationele technologie (OT) diensten aan op een 1.657m2 eet-, retail- en co-working locatie in Bordon, Hampshire, VK, door de implementatie van KNX IoT.
Cascoda ontwierp en implementeerde een systeem dat draadloze KNX IoT-sensoren en routers integreert om belangrijke omgevingsfactoren te controleren, zoals temperatuur, vochtigheid, CO₂, vluchtige organische stoffen, enz. EMS vulde dit aan met de implementatie van een MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) server, gebruiksvriendelijke dashboards en een oplossing voor monitoring op afstand, waardoor monitoring, toegang en controle in realtime mogelijk zijn zonder tussenkomst op locatie.
Deze innovatieve aanpak ondersteunt efficiënt beheer en optimalisatie van gebouwen. Het KNX IoT-systeem maakt flexibele, grotendeels draadloze installatie achteraf mogelijk, waardoor dure en storende bedrading vermeden wordt. De gecombineerde oplossing helpt de operationele kosten en koolstofuitstoot te verminderen en zorgt er tegelijkertijd voor dat de locatie voldoet aan de toekomstige regelgeving voor binnenluchtkwaliteit (IAQ), waaronder de EU-richtlijn voor energieprestaties van gebouwen.
Planning en ontwerp
De planning en het ontwerp van het KNX IoT-systeem waren gericht op het garanderen van betrouwbare, schaalbare en niet-opdringerige connectiviteit in een drukke omgeving met meerdere gebruikers. De KNX IoT hub werd geïnstalleerd in de management suite van het gebouw, gelegen op de bovenste verdieping, waardoor een gecentraliseerde coördinatie van apparaten mogelijk werd terwijl de overlast voor de huurders tot een minimum beperkt bleef.
Gezien de vele huurders op de locatie en de overvolle Wi-Fi-omgeving waren robuuste draadloze prestaties van cruciaal belang. Het KNX IoT-systeem maakt gebruik van het Thread-protocol – een energiezuinig, veilig draadloos mesh-netwerk dat ontworpen is om naast Wi-Fi te bestaan. Om een volledige dekking in de 1.657 m 2 ruimte te garanderen, werd een Thread mesh extender ingezet, die het bereik van het KNX IoT Thread-netwerk uitbreidde en een naadloze communicatie tussen sensoren en routers in de hele site mogelijk maakte.
Cascoda gebruikte de KNX installer software tool, ETS 6.3, om de KNX IoT apparaten te configureren. Datapunten van milieusensoren – die temperatuur, vochtigheid, CO₂, VOC’s, gas en batterijstatus meten – werden via KNX-groepsadressen verbonden met de MQTT-server.
EMS implementeerde de MQTT-server en ontwikkelde een dashboard, bewaking op afstand en rapportageoplossing. Dit maakte real-time inzicht in de locatieomstandigheden mogelijk en maakte off-site beheer mogelijk, waardoor de noodzaak voor handmatige inspecties afnam en de operationele efficiëntie verbeterde.
Installatie
Het KNX IoT-systeem voor The Shed werd vooraf geconfigureerd en grondig getest op Cascoda’s locatie voorafgaand aan de installatie. Dit omvatte een volledige configuratie van de KNX IoT-sensoren en routers met behulp van ETS 6.3, evenals het op afstand testen van de MQTT-backhaul door verbinding te maken met de MQTT-server van EMS via het internet. Hierdoor was de implementatie op locatie zeer efficiënt en kostte het twee mensen slechts 90 minuten om het te voltooien. De batterijgevoede omgevingssensoren hoefden niet geboord of bekabeld te worden, waardoor de installatietijd en verstoring binnen de bezette ruimte aanzienlijk gereduceerd werden.
Eenmaal ter plaatse werd de KNX IoT hub, die zich in de management suite bevond, eenvoudigweg in de bestaande Ethernet-infrastructuur van het gebouw gepatcht via een speciaal VLAN. Dit zorgde voor een veilige en betrouwbare connectiviteit voor een naadloze gegevensoverdracht. Het gestroomlijnde proces toonde de effectiviteit aan van pre-commissioning en draadloze technologie bij het leveren van snelle, niet-invasieve OT-oplossingen via IT-netwerken, waardoor realtime monitoring en energieoptimalisatie mogelijk werd in een complexe faciliteit voor veelzijdig gebruik.
Ervaring met het project
De KNX IoT implementatie bleek zeer kosteneffectief en tijdsefficiënt. In tegenstelling tot traditionele bedrade systemen, vereiste de draadloze installatie geen ingrijpende werkzaamheden en was deze in slechts 90 minuten voltooid, allemaal tijdens de normale bedrijfsuren. Hierdoor werden zowel de installatiekosten als de operationele kosten op de lange termijn aanzienlijk verlaagd.
De oplossing voor bewaking op afstand, ontwikkeld door EMS, maakt een continue beoordeling van de systeemprestaties mogelijk, inclusief de signaalkwaliteit van het draadloze netwerk zoals geleverd door de KNX IoT Hub. Hierdoor kan de stabiliteit van het systeem op de lange termijn worden bewaakt zonder dat controles ter plaatse nodig zijn.
Toekomstige uitbreiding
Nu de draadloze KNX IoT mesh infrastructuur een feit is, kunnen bijkomende sensoren en actuatoren naadloos worden geïntegreerd. Deze flexibiliteit ondersteunt toekomstige uitbreiding en aanpassing van het systeem naarmate de eisen van het gebouw veranderen, waardoor het een schaalbare en toekomstbestendige OT-oplossing is.
Conclusie
De KNX IoT installatie in The Shed demonstreert een moderne, efficiënte aanpak voor het implementeren van operationele technologie in complexe, bezette gebouwen. Door gebruik te maken van IT-connectiviteit en draadloze, op batterijen werkende sensoren en vooraf in gebruik genomen infrastructuur, werd het project snel opgeleverd met minimale verstoring en aanzienlijk lagere kosten dan traditionele bedrade oplossingen. Het systeem biedt realtime milieumonitoring en beheer op afstand, waardoor energieoptimalisatie, naleving van regelgeving en operationele efficiëntie op de lange termijn mogelijk worden.
De succesvolle implementatie valideerde ook de betrouwbaarheid van KNX IoT netwerken in drukke draadloze omgevingen en bevestigde de robuustheid van remote monitoring via MQTT.
Over het geheel genomen dient dit project als blauwdruk voor nieuwe bedrijfsmodellen voor IT-dienstverleners, die nu kunnen beginnen met het leveren van betrouwbare, schaalbare diensten voor gebouwautomatisering.
Lijst met apparatuur
Cascoda KNX IoT omgevingssensor
Cascoda KNX IoT Hub
Cascoda KNX IoT Mesh Extender
EMS Aletheon platform
EMS MQTT-server
EMS TwinScale Dashboard
Bruno Johnson is de CEO van Cascoda Limited, een communicatiebedrijf dat chips, modules en apparaten produceert om KNX IoT-connectiviteit in slimme gebouwen te ontsluiten.
Andrew Lambert is de CEO van Electronic Media Services (EMS) Ltd, een gespecialiseerd technologiebedrijf dat veilige, high-performance connectiviteit en edge intelligence-oplossingen levert voor complexe, mobiele en bedrijfskritische omgevingen.
