Baum | Wasser | Smart

ARBOR smart city

Bedarfsgerechtes Bewässerungsmanagement durch Bodenfeuchtemessungen

ARBOR smart city

Bäume brauchen Wasser! Aber wann und wieviel?

ARBOR smart city ist die digitale Bedarfsermittlung
mit Feuchtesensoren im Smart City Gedanken.

Was steckt hinter (ARBOR) smart city

ARBOR Smart City – Digitale Technologien für das Grünflächenmanagement von Städten und Kommunen

Wie in allen Bereichen des modernen Lebens, steigen auch die Ansprüche an moderne Städte. Die Digitalisierung eröffnet uns die Möglichkeit, unsere urbane Umgebung effizienter, intelligenter und ökologischer zu gestalten. Das gilt selbstverständlich auch für das Grünflächenmanagement. Aber was verbirgt sich überhaupt hinter dem Begriff Smart City und welche Konzepte können konkret in der Stadtentwicklung umgesetzt werden?

Smart City – was ist das?

Smart Cities begegnen den modernen Herausforderungen des städtischen Miteinanders mit digitalen Lösungsansätzen. Mobilität, Umweltschutz, Energieeffizienz oder Verwaltung: Die Smart City spiegelt sich in vielen Bereichen wider. Das Ziel ist dabei immer gleich. Die Stadt soll mit Hilfe digitaler Mess- und Auswertungsmethoden nachhaltiger, besser und lebenswerter für ihre Bewohner werden. Auf der Grundlage der erfassten Daten, können Städte in Echtzeit auf sich ändernde Umstände reagieren, proaktiv handeln und so intelligente Lösungen finden.

Wie eine Stadt smart wird

Die Maßnahmen können entweder ganz pragmatisch und simpel, oder auch sehr komplex und komplett automatisiert sein. So sorgen Carsharing-Konzepte für mehr Flexibilität und ein geringeres Fahrzeugaufkommen in den Innenstädten. Smart Governance gibt den Bürgern mehr Mitspracherecht und Gestaltungsspielraum bei der Entwicklung ihrer Heimatstadt. Intelligente Gebäude verbrauchen nicht nur Strom, sondern produzieren ihn auch selbst und speisen Überschüsse ins Netz ein. So gibt es eine große Zahl kleiner Teilbereiche, die alle gemeinsam zu smarteren cities beitragen.

  • Smart Economy
  • Smart Home
  • Smart Governance
  • Urban Gardening
  • Sharing-Services
  • Carsharing sowie Verleih von Fahrrädern und E-Rollern
  • Smarte Gesundheitsversorgung
  • Smart Grids
  • Smartes Grünflächenmanagement
  • und viele mehr

Intelligentes Grünflächenmanagement mit ARBOR Smart City

Natürlich gibt es auch im Bereich Grünflächenmanagement interessante Ansätze für eine intelligente Stadtentwicklung. So können wir mit entsprechenden Feuchtesensoren die Humidität und Temperatur in verschiedenen Bodentiefen rund um die Uhr kontrollieren und gemeinsam mit dem am Standort gemessenen Niederschlag und der Nass-/ Trockentemperatur die klimatischen Auswirkungen einschätzen. Dank des daraus resultierenden Bewässerungsmanagements, ist es viel leichter geworden, das urbane Grün bei bester Gesundheit zu halten. Und in unseren Städten brauchen wir vitale Bäume besonders dringend – tragen Sie doch ganz maßgeblich zur Verbesserung der Luftqualität bei. Auf diese Weise konnten wir schon in Berlin, Trier, Frankfurt am Main, Stuttgart, Wolfsburg, Freiburg, Mannheim, Offenburg und vielen weiteren deutschen Städten für die nachhaltige Verbesserung der Grünflächen sorgen.

 

ARBOR Smart City – Digitale Technologien für das Grünflächenmanagement in Städten und Kommunen!

ARBOR monitor - Dashboard - ARBOR revital

ARBOR smart city revolutioniert das Bewässerungsmanagement für Straßenbegleitgrün mit IoT-Technologie. Unsere verschiedenen Sensoren messen z.B.:

  • Bodenwasserpotential
  • volumetrischen Wassergehalt
  • Bodentemperatur
  • Niederschlag, Nass-/ Trockentemperatur

und analysieren die Daten für eine bedarfsgerechte und ressourcnoptimierte Bewässerungsstrategie.

Die einfache Integration in LoRaWAN-Netze von Eigenbetrieben oder anderen Netzbetreibern ermöglicht eine nahtlose Zusammenarbeit und bringt Synergien in anderen Smart City-Bereichen. Und mit der Einhaltung der DSGVO und dem Hosting auf deutschen Servern haben Sie die volle Kontrolle über Ihre Daten.

Entdecken Sie die Vorteile von ARBOR smart city und bringen Sie Ihre Bewässerung auf die nächste Stufe!

Das Technikprinzip

Funktechnik

Unser Funksender verwendet entweder die LoRaWAN- oder die NB-IoT-Technologie der Mobilfunkanbieter. Beide Technologien bieten eine zuverlässige drahtlose Kommunikation und sind ideal für das Internet der Dinge geeignet.

Stadtklima

Etablieren Sie ein Temperaturmonitoring (Nasstemperatur & Trockentemperatur) auf städtischer Ebene, zur Echtzeit-Warnfunktion
der Bevölkerung bei Hitzetagen. Nutzen Sie die gewonnenen Erkenntnisse für eine auf Hitze-beständigkeit ausgerichtete Stadtentwicklung.

Energieversorgung

Unsere Sensoren werden über die Stromversorgung des Funksenders mit Energie versorgt, der über eine austauschbare Batterie verfügt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Sensoren kontinuierlich mit Strom versorgt werden und keine externe Stromquelle benötigen.

Sensoren

Ob Bodenwasserpotentialmessung (Watermark), volumetrischer Wassergehalt (FDR – Frequency Domain Reflectometrie) oder Bodentemperatur –  wir unterstützen die gängigsten Messverfahren für unsere ARBOR smart city Anwendung.

Steuerungsmöglichkeit

Wir ermöglichen die Steuerung von Magnetventile an automatischen Bewässerungsanlage über unsere Funkeinheiten, bieten die Möglichkeit zur Integration eines Wasserzählers oder verarbeiten die samrten Daten eines Regenmessers zur gesammelten Anzeige in unserem Dashboard.

Vandalismusschutz

Um unsere Lösung vor Vandalismus und Beschädigungen zu schützen, wird die Elektronik in einer Schutzbox verbaut. Dadurch wird sichergestellt, dass die Funkeinheit vor äußeren Einflüssen wie Regen, Schnee oder mechanischen Beschädigungen geschützt ist.

Bewässerungssteuerung mit Feuchtesensorik

Mit Hilfe von Feuchtesensoren können Sie den Großteil Ihrer Ressourcen, wie Personal, Wasser und Zeit, bedarfsgerechter einsetzen. Keine pauschalen Bewässerungsgänge mehr! Setzen Sie Ihre vorhandenen Mittel nachhaltiger ein und gewöhnen Sie Ihre Gehölze an Trockenperioden durch ein ausgewogenes Verhältnis von Förderung und Forderung. Durch eine individuelle Anpassung der Wassergabe auf die einzelnen Standorte können Sie sicherstellen, dass Ihre Pflanzen immer optimal versorgt sind.

Dank unserer Lösung müssen Sie sich keine Gedanken mehr über manuelle Bewässerungsgänge machen, die oft ineffizient und zeitaufwändig sind. Unsere Feuchtesensoren sorgen für eine bedarfsgerechte Bewässerung, die auf den individuellen Bedarf jedes Standorts abgestimmt ist. Dadurch sparen Sie nicht nur wertvolle Ressourcen, sondern gewährleisten auch eine nachhaltige Bewirtschaftung Ihres Straßenbegleitgrüns.

Mit zusätzlichen personellen Bewässerungsgängen im richtigen Zeitfenster sorgen Sie dafür, dass die pflanzlichen Akkus aufgeladen werden und Ihre Pflanzen auf höchster Effizienzstufe fahren. Nutzen Sie die Vorteile unserer Lösung und maximieren Sie die Effizienz Ihrer Bewässerung.

Um einen Pflanzenbestand verlässlich zu bewerten, werden fünf repräsentative Baumstandorte mit einheitlichen Bedingungen bestimmt. Anschließend können Sie die Bodenfeuchtedaten auf eine beliebige Anzahl von Gehölzen unter gleichen Bedingungen übertragen. Als sinnvolle Kriterien gelten beispielsweise:

 

  • Ein sonniger, halbschattiger oder schattiger Standort
  • Unterpflanzungen oder Mulch
  • Offene oder überbaute Bauweisen
  • Gehölzgröße (Evaporation, Transpirationsfläche)
  • und weitere Gegebenheiten
Z

Fünf Messpunkte pro Begebenheit sind praktikabel und ökonomisch vertretbar, um einer eventuellen Streuung der Sensormessdaten durch Mittelwertbetrachtung entgegen zu wirken.

Aus der Praxis für die Praxis!

Projektbericht vom Bruno-Tesch-Platz in Hamburg Altona.

Weitere interessante Detailinformationen

Wer installiert das System?

Wir installieren die Sensoren für Sie und richten die Sendeeinheiten ein. Nach einer Einweisung in das Web-Modul ARBOR monitor ist ARBOR smart city sofort einsatzbereit und Schritt für Schritt erweiterbar. Bei Fragen stehen wir Ihnen natürlich auch im Nachhinein jederzeit zur Verfügung.

Wo bekomme ich fachlichen Support?

Unser Team besteht aus Spezialisten aus den unterschiedlichsten Fachbereichen rund um das Thema Baum. Die Kombination aus den Fachrichtungen Gartenbau, Arboristik und Landschaftsarchitektur geben uns drei wertvolle Perspektiven auf Gehölze in der Stadt. Somit erhalten Sie eine fachliche und wissenschaftlich fundierte Einschätzung zum Wasserbedarf von Gehölzen, zur Speicherfähigkeit von verschiedenen Böden (Substrate) und letztlich praktikable Schwellen- und Grenzbereiche für ein sinnvolles Bewässerungsmanagement im ganzen Stadtgebiet.

Wie lange halten die Sensoren?

Bei den von uns eingesetzten Sensoren (Watermark) handelt es sich um sogenannte Matrixpotentialsensoren. Diese sind gegen schwankenden EC-Wert in der Bodenlösung zur Stabilisierung der Messdaten „gepuffert“. Die gemessene Saugspannung (wissenschaftlich: Boden- oder Substratwasserpotential) wird mittels einer offen zugänglichen Kalibrierungsfunktion vom Hersteller in 0-199 kPa umgewandelt. Die Sensoren sind robust, frostsicher, ohne eigene Stromquelle zu verwenden. Alternativ sind volumetrische Sensoren einzusetzen. Hier handelt es sich um FDR (Frequency Domain Reflectometrie) Sensoren, die sich nicht mehr stark vom Preisniveau der Watermark-Sensoren entfernen.

Wie hoch ist der Wartungsaufwand?

Der Wartungsaufwand ist sehr gering. Die Batterie im Sender ist im Grunde das einzige Bauteil was einer Wartung unterzogen werden müsste. Je nach den jahresübergreifenden Temperaturschwankungen gehen wir von einer Nutzungsdauer von 2-3 Jahren bis zu einem Austausch der Batterie aus.

Wie komme ich an ein LoRaWAN-Netz?

Die niederfrequente Funktechnik per LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) nutzt ein freiverfügbares Übertragungsprotokoll und findet somit die verschiedensten Anwendungsbereiche. Zum Beispiel nutzen Hausverwaltungen diese Technik um Zählerstände automatisiert abzurufen.

Nun ist es zwar möglich ein eigenes Netz aufzubauen, jedoch empfehlen wir, das Rad nicht neu zu erfinden, sondern auf eine vorhandene Infrastruktur zu setzen. Nicht selten haben Stadtwerke und Servicebetriebe der einzelnen Kommunen eben ein solches Netz aufgebaut, sodass Sie diesen Dienst mit nutzen können.

Die Kommunikation zur etwaigen Netzbetreibung bzgl. vorbereitenden Schnittstellenbeschreibungen, sowie die individuelle Entwicklung einer sogenannten REST-API (Representational State Transfer – Application Programming Interface) ist ebenfalls möglich.

Ich habe kein LoRaWAN zur Verfügung, was nun?

Sie haben kein LoRaWAN Netzwerk und/oder keinen geeigneten LoRaWAN Netzwerkbetreiber in Ihrem Einzugsgebiet. In diesem Fall bieten wir eine Altenative per NB-IoT Telemetrie, die von Mobilfunkanbietern genutzt wird. Auch bei dieser technischen Lösung unterstützen wir Sie tatkräftig!

Benötige ich zusätzlich eine Internetverbindung?

Nein. Sie benötigen keine Internetverbindung. Die Funksender schicken Ihre Daten automatisch an LoRaWAN oder NB-IoT Gateways. Angekommen in der Datenplattform der Netzbetreiber werden diese dann weitergeleitet an das Web-Modul „ARBOR monitor“.

Kann ich die Daten in OpenData Projekte einbinden?

Ja, auf jeden Fall. Nutzen Sie unsere Schnittstellen zum Export von rohen oder interpretierten Daten zur Einbindung in verschiedene OpenData Datenverarbeitungsplattformen.

LoRaWAN vs Narrowband IoT: Was ist das und wo liegen die Unterschiede?

Um die von unseren Feuchtesensoren gemessenen Daten zu übertragen, benötigen Sie ein sicheres, stabiles und leistungsfähiges Netzwerk. Für smarte Städte stehen hier vor allem zwei etablierte Funktechniken zur Wahl: LoRaWAN und Narrowband IoT.

Grundsätzlich sind beides Netzwerke, die einen schnellen Austausch kleinerer Datenmengen über große Entfernungen ermöglichen. So können zwei vernetzte Maschinen per Funk im Internet of Things (IoT) miteinander kommunizieren. Das funktioniert in beiden Fällen schnell und mit einer jeweils vergleichbaren Übertragungsrate. Aber wenn sich beide Technologien so ähnlich sind, warum gibt es dann überhaupt zwei Optionen, was ist besser und auf welcher Grundlage sollte man diese Entscheidung treffen?

LoRaWAN

LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network. Mithilfe mehrerer Basisstationen entsteht ein Netz, das auf lizenzfreien Frequenzbändern die Kommunikation zwischen verschiedenen Maschinen ermöglicht. Die nötige Infrastruktur ist in vielen Städten und Kommunen bereits vorhanden – so wird LoRaWAN von vielen Stadtwerken genutzt, um Zählerstände abzulesen und zu übermitteln. Ist das Netz allerdings nicht vorhanden, müssen erst mehrere Gateways eingerichtet werden. Unter der Voraussetzung kann diese Technologie alles, was Narrow Band IoT kann – mit dem Unterschied, dass Sie sich mit LoRaWAN die Datenhoheit erhalten.

Narrow  Band IoT

Narrow Band IoT nutzt eine bereits bestehende Infrastruktur – und zwar die der Mobilfunkanbieter. So lassen sich überall da NB-IoT Gateways betreiben, wo es Funkmasten für Telefonie gibt. Die Technik wird bereits für viele andere Smart City Anwendungen genutzt – sei es für Smart-Parking oder die Vernetzung von Straßenlaternen. Selbst wenn also die Kontrolle der Bodenfeuchte das erste Smart City Projekt in Ihrer Stadt oder Kommune ist, steht die nötige Infrastruktur für den Datentransfer dafür schon bereit. Lediglich in den Regionen, wo das Netz noch unzureichend ausgebaut ist, kann es zu Schwierigkeiten mit der Funkverbindung kommen.

Ihre Stadt oder Kommune verfügt bereits über ein gut ausgebautes LoRaWAN-Netzwerk? Dann spricht nichts dagegen, die bestehende Infrastruktur auch für die Bodenfeuchtekontrolle Ihres Baumbestandes zu nutzen.

Der Netzbetreiber in Ihrer Stadt oder Kommune verfügt nicht über eine flächendeckende Infrastruktur? Dann sollten Sie das bereits bestehende NB IoT-Netz nutzen, um die Kosten für den Aufbau eines neuen Netzwerks zu sparen.

Sie haben weitere Fragen zu den beiden Funktechniken? Melden Sie sich bei uns – wir beraten Sie gerne zum Aufbau von Smart City Technologien in Ihrer Stadt oder Kommune.

Unser Know How!

Jahrelange wissenschaftliche Forschung und Methodenentwicklung in der Praxis an Projekten in ganz Deutschland begleitet durch die Fachbereiche des Gartenbaus und der Arboristik. Die wissenschaftliche Überprüfung unserer Erkenntnisse stehen für verlässliche Gießempfehlungen in punkto Intervall und Menge. Dynamische Grenz- und Schwellenwerte und deren fachgerechte Interpretation führen zur Anpassung von Strategien des Ressourcenmanagements. Überzeugen Sie sich von unserer Expertise!

Unsere Kunden!

Deutschlandweit sind wir für kommunale Einrichtungen in Berlin, Trier, Koblenz, Frankfurt am Main, Mannheim, Hamburg, Lübeck, aber auch für die Wilhelma in Stuttgart oder für kleine und mittelgroße Kommunen, wie Markdorf am Bodensee und Leopoldshöhe tätig. Dabei entwickeln wir immer die beste Lösung für die individuellen Bedürfnisse unserer Kunden. Die Erfahrung aus rund 50 Sensorik-Projekten und rund 3.500 im Einsatz befindlichen Sensoren lassen wir stets in die Kundenbetreuung miteinfließen.

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