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Funknetz

Vom Funkpaket bis zur Anzeige

Vier Bausteine machen das Netz in Kayna aus. Hier steht, was jeder davon tut, warum wir ihn so gewählt haben und wie viel gerade los ist.

Aufbau des Netzes

  1. 01 · Empfangen

    Solar-Gateway mit SIM-Karte

    Eine Antenne auf einem Schornstein im Dorf hört allen Messgeräten zu. Sie hat ihr eigenes Solarmodul mit Akku und schickt jedes Funkpaket über das Handynetz weiter an unseren Server.

    Beim letzten Abruf online (2. Oktober 2026 um 12:40)

    • 147.128Funkpakete im September 2026
    • 204pro Stunde im Schnitt
    • 32.698Antworten an Geräte, z. B. Befehle an Thermostate

    Warum so?

    • Solarstrom: Es braucht kein Kabel aufs Dach und läuft bei einem Stromausfall weiter, solange das Handynetz funktioniert.
    • SIM-Karte statt Hausinternet: Das Gateway hängt nicht am Router des Hauses. Eine SIM-Karte reicht für das ganze Netz, die Messgeräte selbst brauchen keine.
    • Hoch und privat: Je höher die Antenne, desto weiter reicht der Funk. Auf einem privaten Dach haftet nicht die Stadt.
    Für Technikinteressierte: technische Angaben

    Milesight SG50, Solar-Gateway für LoRaWAN im Band EU868, Rundstrahlantenne. Weiterleitung per LTE an ChirpStack. Antennenhöhe laut GPS rund 241 m über dem Meer.

  2. 02 · Ordnen

    Netzwerkserver ChirpStack

    Der Netzwerkserver prüft jedes Paket: Von welchem Gerät kommt es, ist es echt, ist es neu? Dann entschlüsselt er es und übersetzt die Bytes in Messwerte.

    • 55Messgeräte im Netz Kayna
    • 32davon in den letzten 24 Stunden gemeldet
    • 18Anwendungen
    • 33Gerätetypen mit eigenem Übersetzer
    Funkpakete pro Monat am Gateway, Oktober 2025 bis September 2026

    Seit Oktober 2024 zusammen 2.720.311 Funkpakete.

    Wie weit funken die Geräte? Anteil der Pakete je Spreizfaktor, September 2026
    • SF770 %
    • SF86 %
    • SF99 %
    • SF105 %
    • SF111 %
    • SF129 %

    SF7 ist schnell und spart Batterie, reicht aber nicht weit. SF12 kommt am weitesten, braucht aber rund 30-mal so lange Funkzeit. ChirpStack stellt jedes Gerät automatisch so schnell ein, wie sein Empfang es erlaubt.

    Warum so?

    • Open Source: ChirpStack ist frei verfügbar (MIT-Lizenz). Es gibt keine Gebühr je Gerät und keine Abhängigkeit von einem Anbieter.
    • Eigener Server in Deutschland: Die Funkdaten bleiben bei uns. Wir entscheiden, was öffentlich wird.
    • Platz für Nachbarn: Ein zweiter Mandant steht für Tests und Nachbarorte bereit. Angemeldet wird mit dem Kayna-Konto.
  3. 03 · Aufbewahren

    Datenbank PostgreSQL

    Jedes Funkpaket wird gespeichert: einmal so, wie es ankam, und einmal übersetzt. Aus diesem Archiv lesen später die Anwendungen.

    im Umbau Bisher lagen die Messwerte in ThingsBoard. Künftig schreibt ChirpStack jedes Paket direkt in die Datenbank. Die Umstellung läuft.

    Warum so?

    • Rohdaten bleiben: Gibt es später einen besseren Übersetzer, rechnen wir alte Messungen einfach neu.
    • Bewährt und offen: PostgreSQL ist eine der verbreitetsten freien Datenbanken. Sie läuft für ChirpStack ohnehin schon, ein zusätzlicher Dienst entfällt.
    • Löschfristen: Daten, aus denen man auf Menschen schließen könnte, werden nach festen Fristen gelöscht. Die Sicherung läuft verschlüsselt auf einen zweiten Ort.
  4. 04 · Zeigen

    Anwendungen

    Kleine Programme machen aus den Messwerten etwas Nützliches. Jedes hat genau eine Aufgabe. Sie lesen aus der Datenbank, nie direkt vom Funk. Deshalb lässt sich jedes einzeln austauschen, ohne dass das Netz davon etwas merkt.

Zahlen aus ChirpStack, Stand 2. Oktober 2026 um 12:40. Ob alle Server laufen, zeigt die Statusseite.

Empfangskarte

Wo kommt der Funk an?

Einmal im Jahr messen wir den Empfang nach. Ein Feldtester schickt beim Gehen und Radfahren Funkpakete und merkt sich den Ort. Jede Wabe zeigt, wie stark das Signal dort am Gateway ankam. Rot und Gelb heißt sehr gut, Blau heißt: Es klappt noch, aber knapp.

März bis April 2026: 442 Funkpakete an 7 Messtagen, 35 Waben. In 80 % der Waben ist der Empfang gut oder besser.

KaynaWürchwitzSporaRodaLindenbergLobasZettweilSuxdorfLoitschBockwitzKarte © OpenStreetMap-Mitwirkende · Messung GLAMOS Walker

Tippen Sie auf eine Wabe, dann steht hier, wie gut der Empfang dort war.

Messwerte als Tabelle
Anzahl der Waben je Empfangsstufe und Jahr
Signalstärke2026
ab −70 dBm (sehr stark)1 Waben
−70 bis −80 dBm (sehr stark)1 Waben
−80 bis −90 dBm (stark)3 Waben
−90 bis −100 dBm (gut)7 Waben
−100 bis −110 dBm (gut)16 Waben
−110 bis −120 dBm (ausreichend)7 Waben
−120 bis −130 dBm (schwach)0 Waben
unter −130 dBm (an der Grenze)0 Waben

Eine Wabe ist 300 m breit. Ihr Wert ist der Median aller Funkpakete, die darin gemessen wurden, jeweils von der besten Antenne. Einzelne Messpunkte und Wege veröffentlichen wir nicht.

Die erste Kontrollmessung stammt aus dem Frühjahr 2026, die nächste folgt 2027. Dann lassen sich die Jahre hier vergleichen. Wo keine Wabe ist, wurde nicht gemessen. Das heißt nicht, dass dort kein Empfang ist.

Selbst bauen

In sieben Schritten zum eigenen LoRaWAN-Netz

So sind wir in Kayna vorgegangen. Für ein Dorf reicht oft ein einziges Gateway.

  1. Frage klären, nicht Technik kaufen

    Was wollen Sie wissen? Wasserstand am Bach, Temperatur im Freibad, Stromverbrauch der Kita. Aus der Frage folgt, welche Sensoren Sie brauchen und wo sie hängen. Erst dann lohnt die Planung des Netzes.

  2. Einen hohen Standort finden

    Das Gateway gehört so hoch wie möglich: Schornstein, Silo, Kirchturm. Klären Sie Haftung, Blitzschutz und Zugang mit dem Eigentümer. Ein privates Dach ist oft einfacher als ein öffentlicher Mast.

  3. Gateway auswählen

    Für draußen braucht es ein wetterfestes Gerät für das Band EU868. Ohne Steckdose: Solar mit Akku. Ohne Internet am Standort: Mobilfunk mit SIM-Karte. Ein Gateway deckt ein Dorf meist ab, für Täler und Ränder kommt später ein zweites dazu.

  4. Netzwerkserver festlegen

    Entweder ein eigener Server mit ChirpStack, wie in Kayna, oder ein offenes Gemeinschaftsnetz wie The Things Network. Der eigene Server kostet etwas Pflege, dafür bleiben alle Daten bei Ihnen. Beides ist frei nutzbar.

  5. Erste Sensoren anmelden

    Jeder Sensor hat eine Kennung (DevEUI) und einen Schlüssel (AppKey). Die tragen Sie im Netzwerkserver ein und wählen einen Übersetzer (Decoder) für das Gerät. Danach meldet sich der Sensor von selbst an.

  6. Empfang nachmessen

    Gehen Sie mit einem Feldtester durchs Dorf, wie wir mit dem GLAMOS Walker. Die Karte zeigt, wo der Empfang gut ist und wo Lücken bleiben. Einmal im Jahr wiederholt, sehen Sie, ob das Netz besser wird.

  7. Daten speichern und teilen

    Speichern Sie die Rohdaten in einer Datenbank, dann bleiben alle Wege offen. Veröffentlichen Sie, was niemandem schadet, unter einer offenen Lizenz. Werte aus Wohnungen oder Klassenräumen bleiben intern oder erscheinen nur als Monatswert.