text: Clair Berlin entwickelt eine offene Plattform für vernetzte Sensoren mit Schwerpunkt auf CO2-Messwerten. Die Clair-Plattform ist Freie Software. Derzeit nutzen wir zur Anbindung der Sensoren die für Messdaten optimierte LoRaWAN Funktechnologie. Aber die Clair-Plattform legen wir so aus, dass über offene Schnittstellen beliebige Sensortypen und Sensor-Netzwerke angebunden werden können.
  Das Clair-Netzwerk besteht aus den in öffentlich zugänglichen Räumen installierten Sensoren, einem Kommunikationsnetzwerk, der Clair-Plattform, sowie verschiedenen Client-Anwendungen. Die folgende Abbildung gibt einen Systemüberblick.
  CO2-Sensoren messen die CO2-Konzentration in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen. Zusammen mit ggf. weiteren Messgrößen wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit entsteht ein Sample. Jeder Sensor schickt seine gemessenen Samples regelmäßig an die Clair Plattform. Die Kommunikation erfolgt typischerweise drahtlos bis zu einem Gateway und von dort weiter über das Internet.
  Kommerziell erhältliche Sensoren nutzen verschiedene Funknetzwerke: Die auf Messwerte spezialisierten Technologien LoRaWAN und SigFox, das vom Mobilfunk abgeleitete NB-IoT, aber auch bekannte Consumer-Funknetzwerke wie WiFi oder Bluetooth. Die auf Messwert- und Internet-of-Things- (IoT) Kommunikation spezialisierten Technologien bieten größere Reichweiten und geringeren Energieverbrauch. Nutzer müssen hier zumeist keine eigenen Gateways aufstellen, und die Sensoren können über Jahre hinweg mit einem Satz Batterien betrieben werden. Allerdings ist die zulässige Datenrate sehr niedrig, so dass nur wenige Samples pro Stunde aufgenommen und übertragen werden dürfen.
  In der ersten Ausbaustufe des Clair-Netzwerks setzen wir auf LoRaWAN, da diese Funktechnologie die Grundlage ist des freien, durch eine offene Community betriebenen The Things Network. Bei Bedarf und Interesse binden wir aber gerne weitere Sensornetzwerke und Sensortypen ein.
  Für Sensoren, die ins Clair-Netzwerk eingebunden werden sollen, konfigurieren wir eine Verbindung zu einem bestimmten Endpunkt im Things Network. Dieser leitet die Messdaten zu einer passenden TTN Anwendung weiter, die erste Anwendung in der Verarbeitungskette der Clair Plattform.
  Technisch gesehen besteht die Plattform aus mehreren Anwendungen, welche wir als Docker Container verpacken und über Docker Swarm orchestrieren.
  Die Forwarder empfangen Messdaten eines bestimmten Sensortyps aus dem Things Network, entschlüsseln und decodieren diese und leiten sie weiter an die ingestair genannte Anwendung, welche die Daten aufnimmt und in der zentralen Datenbank speichert.
  Wenn neue Sensormodelle oder ein neues Funknetzwerk angebunden werden sollen, welche Daten über IP-kompatible Protokolle bereitstellen, müssen wir lediglich einen passenden neuen Forwarder schreiben; der Rest der Plattform ändert sich nicht.
  Kern des Systems ist der Clair Server, intern managair genannt, der eine REST-Schnittstelle bereitstellt. Diese REST-Schnittstelle steht allen Client-Anwendungen offen, um Messdaten zu beziehen und Sensoren zu verwalten.
  User sind natürliche Personen. Sie können sich ein Konto anlegen und sich mittels Benutzername und Passwort über eine Client-Anwendung an der Plattform anmelden.
  Organisationen sind die Betreiber von Räumen im juristischen Sinn, also z.B. Firmen oder Vereine. Jede Organisation hat einen oder mehrere User als Mitglieder. Ein User kann gleichzeitig Mitglied mehrerer Organisationen sein - z.B. eine Teilzeitkraft, die in zwei Cafés angestellt ist.
  Eine Organisation ist Clair-Teilnehmer, weil sie vernetzte CO2-Sensoren betreibt. Diese Sensoren sind als Nodes in der Clair Plattform abgebildet und fest der jeweiligen Organisation zugeordnet.
  Jede Organisation hat mindestens einen durch eine Adresse identifizierten Ort (Site). Dort befindet sich beispielsweise ein Geschäft, Restaurant oder eine Praxis. Eine Organisation kann auch mehrere Orte betreiben, wie z.B. bei einer Café-Kette.
  Jeder Ort kann über einen oder mehrere Räume verfügen, in denen wiederum ein oder mehrere Sensoren installert sein können.