Frachtmonitoring Energieautarke Funktechnik in der Warenlogistik

Autor / Redakteur: Markus Kreitmair / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Pakete, deren Inhalt empfindlich gegenüber Umweltbedingungen ist, können auf jedem Abschnitt ihrer Reise durch robuste, wartungsfreie Funksensoren von Enocean überwacht werden. Reduzierte Schadenhäufigkeit, garantierte Qualität und optimierte Prozesse sind die Folge.

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Die Überwachung von Waren mit Sensoren der STM-310-Produktfamilie eignet sich nicht nur für die Luftfracht (Bild), sondern in verschiedenen anderen Logistiksystemen, beispielsweise von Seefracht-Containern.
Die Überwachung von Waren mit Sensoren der STM-310-Produktfamilie eignet sich nicht nur für die Luftfracht (Bild), sondern in verschiedenen anderen Logistiksystemen, beispielsweise von Seefracht-Containern.
(Bild: Enocean)

Ob Obst und Gemüse aus Europa, Textilware aus China oder Kaffee aus Südamerika: Produkte, die wir täglich benutzen, kommen aus aller Welt und müssen zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort sein. Luftfracht ist dafür oft der schnellste Weg, doch die stetig wachsenden Anforderungen stellen die logistischen Prozesse häufig auf die Probe. Für einen planmäßigen und reibungslosen Ablauf in der Prozesskette ist eine Optimierung des Informationsflusses unerlässlich. So können beispielsweise Transportbehälter ihre Parameter – wie etwa Position, Erschütterung oder Temperatur – an eine Logistikinfrastruktur kommunizieren und dadurch die logistischen Abläufe beschleunigen.

Elektrische Geräte mit der Energie aus der Umwelt betreiben

Bisher konnten Technologien wie GSM oder GPS für logistische Zwecke in der Luftfracht aufgrund ihrer aktiv sendenden Komponenten nicht eingesetzt werden. Internationale gesetzliche Vorschriften erlauben keine permanent sendenden Funkkomponenten während der Flüge. Eine weitere Herausforderung stellte die Abhängigkeit von Batterien bei der Energieversorgung dar, denn das Auswechseln ist zeit- und kostenintensiv.

An dieser Stelle kommt die batterielose Funktechnologie von Enocean ins Spiel: Die Enocean-Module senden extrem kurze Datentelegramme und führen die entsprechenden Aktionen sehr schnell aus. Danach schalten sie die jeweils nicht benötigten Baugruppen konsequent ab. Mithilfe spezieller Timer in den Sensormodulen, die nur etwa 20 nA Strom benötigen, können alle Komponenten während der „Schlafphasen“ vollständig abgeschaltet beziehungsweise bei nötigen Aktionen wieder „aufgeweckt“ werden.

Die zum Betrieb benötigte Energie beziehen die Enocean-basierten Sensoren und Aktoren aus der Umgebung: aus Bewegung, aus Licht oder aus Temperaturdifferenzen. Dadurch sind sie unabhängig von einer externen Stromquelle und lassen sich überall flexibel platzieren, um zuverlässige Messwerte in Echtzeit zu liefern.

Forschungsprojekt entwickelt energieautarke, intelligente Netzwerke für Luftfrachtcontainer

Im Rahmen des Forschungsprojektes Dynamisches Container Netzwerk (Dyconet) sollen energieautarke, intelligente Netzwerke für Luftfrachtcontainer entwickelt werden. Dabei werden weltweit erreichbare Mobilfunktechnologien (GSM/UMTS) mit einer Positionserkennung (GPS) sowie dem Enocean-Funksensorsystem kombiniert. Dadurch ist der aktuelle Status der Lieferung sofort verfügbar. Mögliche Verspätungen werden frühzeitig erkannt, Liefertermine können genauer fixiert und entsprechende Maßnahmen rechtzeitig ergriffen werden. Das Projekt nutzt bestehende Infrastrukturen und ermöglicht so den Erhalt vorhandener Prozessketten. Die Kommunikation zwischen Logistikobjekten und dem System erfolgt dezentral und erfordert geringen Anpassungsaufwand.

An dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Projekt sind Lufthansa Cargo, Innotec Data, Jettainer, Fraunhofer-Institut IML, Palnet und Enocean beteiligt. Die Enocean GmbH liefert dabei die geeigneten Energiequellen aus der Umgebung – Licht, Wärme und Vibration – und entwickelt für das Projekt optimierte Wandler- sowie Ladeschaltungen. Zusätzlich wird die Software der Modulreihe STM 310 für den Einsatz in der Warenlogistik erweitert.

Breites Einsatzspektrum der Funktechnik im Hafen oder bei Kühlketten

Die STM-310-Produktfamilie von Enocean eignet sich jedoch nicht nur für den Einsatz in der Luftfracht, sondern in verschiedenen Logistiksystemen – etwa bei der Überwachung von Seefracht-Containern. So kann beispielsweise beim Seetransport von Lebensmitteln die Temperatur überwacht beziehungsweise sichergestellt werden, dass die notwendige Temperatur permanent gewährleistet ist. Des Weiteren können Sensoren mit Reedkontakt in den Containern mit hochwertiger Ware platziert werden, sodass sie einen Alarm auslösen, sobald sie von Unbefugten geöffnet werden.

Ein weiteres Beispiel ist die Überwachung von Kühlketten in Supermärkten. Diese können zeitversetzt gesteuert und so die für den Markt kostenintensiven Strombedarfsspitzen verringert werden. Damit die Lebensmittel in der Kühltruhe trotzdem nicht auftauen, werden geeignete Temperatursensoren an wichtigen Stellen montiert. Wenn der vorgegebene Soll-Temperaturwert erreicht ist, senden diese Sensoren ein Funksignal an den Controller, dass die Kühltruhen wieder mit Strom versorgt werden müssen.

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Je nach Anwendung und Sensorvariante erfolgt die Stromversorgung der STM-310-Produktreihe durch Licht, Temperaturdifferenz oder eine Knopfzelle. Einige Sensoren – wie die für Alarm und Temperatur – sind bereits im Funkmodul vorintegriert. Weitere Sensorik – zum Beispiel für Feuchtigkeit, CO2, Helligkeit oder Erschütterung – kann über ein Stecker-Interface angeschlossen werden.

* Markus Kreitmair ist Innovation Manager bei der Enocean GmbH in 82041 Oberhaching

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