In vielen Betrieben weist die Anbindung der Peripherie Lücken auf: Der Aufwand wäre einfach zu groß, um alle Handventile, Außensilos, Umlaufbehälter, Schachtdeckel und Trafohäuschen mit der Leitwarte zu verdrahten. Mit einem IoT-Funksensorknoten ist das nicht mehr nötig. Das Gerät lässt sich mit verschiedenen Sensoren kombinieren und kommuniziert per LoRaWAN direkt mit der zugewiesenen IoT-Plattform.

Die autonomen Funksensoren der Wilsen-Familie benötigen keinen Kabelanschluss und können so gut wie überall montiert werden. Die Zentraleinheit enthält neben der Technik für die Funkanbindung einen integrierten GPS-Empfänger für die Positionsbestimmung. Eine Lithiumbatterie liefert Strom für bis zu zehn Betriebsjahre. Die Kommunikation mit der Leitwarte erfolgt mit der herstellerunabhängigen Funktechnologie des Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) auf einem lizenzfreien Frequenzband. LoRaWAN wurde speziell für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt, ist global verfügbar und bietet optimale Voraussetzungen für die Anbindung der autonomen Geräte. Das Senden der Funksignale benötigt sehr wenig Energie, dennoch beträgt die Reichweite im Freifeld bis zu 15 Kilometer. Zudem können Gebäudewände und -decken mit dieser Technik gut durchdrungen werden. Die 
LoRaWAN-Gateways übersetzen die verschlüsselten Sensordaten in ein ethernetfähiges Protokoll und übertragen die konvertierten Informationen an den LoRa-Netzwerkserver. Dieser entschlüsselt die Daten und leitet sie zur initialen Verarbeitung an den Applikationsserver weiter. Die eigentliche Auswertung findet auf der zugewiesenen IoT-Plattform statt. Die Datensicherheit ist in LoRaWAN-Netzen also durch Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und eine zusätzliche Authentifizierung gewährleistet. Die Kommunikation zwischen den Wilsen-Sensoren und der IoT-Plattform ist bidirektional.

Alle Wilsen-Geräte sind in einem robusten Outdoor-Gehäuse mit der Schutzart IP66/67 untergebracht. Zusammen mit dem großen Temperaturbereich von ‑25 bis +70 °C sind sie so für den Einsatz unter harten Bedingungen im Außenbereich gerüstet. Die Kabellänge zwischen der Zentraleinheit und den angeschlossenen Sensoren kann bis zu zehn Meter betragen.

Einfache Handhabung mit App und Downlink

Wilsen-Geräte erfassen neben den Messwerten Temperaturwerte und den Batterieladezustand und liefern so Informationen für eine effiziente Wartungsplanung. Zudem senden die Geräte der Serien Wilsen.Valve und Wilsen.Node auch Diagnosedaten und melden Fehlerzustände wie Kurzschluss und Leitungsbruch. Die Funksensoren können mit der kostenfreien Wilsen-App (verfügbar für Android und iOS) via Bluetooth LE vor Ort in Betrieb genommen und konfiguriert werden. Zudem bietet der LoRaWAN-Downlink-Kanal die Möglichkeit der Parametrierung per Fernzugriff direkt über das LoRa-Netzwerk.
Die verschiedenen Geräteversionen werden nach der Art der angeschlossenen oder eingebauten Sensoren unterschieden:
Der Wilsen.Valve erfasst mit bis zu zwei induktiven Einzel- oder Doppelsensoren die Stellung von 90°-Handhebelventilen.
Der Wilsen.Node kann mit verschiedenen Arten von Namur-Sensoren oder induktiven 2-Draht-Sensoren für die Objektanwesenheitsdetektion und beispielweise zur Grenzfüllstandserfassung kombiniert werden.

Der Wilsen.Sonic misst mittels Ultraschall den Füllstand in Behältern oder den Pegel von Gewässern.

Bei allen Wilsen-Geräten kommen energieoptimierte Sensoren zum Einsatz, was jahrelange Batterielaufzeiten ermöglicht. Wie häufig die Geräte messen und Daten übertragen, hängt von der Konfiguration ab. Regelmäßige Intervalle können so gewählt werden, dass dies so oft wie nötig und so selten wie möglich geschieht. Damit lässt sich die Batterielebensdauer maximieren. Bei den Versionen Wilsen.Valve und Wilsen.Node gibt es die Möglichkeit, zusätzlich eine ereignisabhängige Überwachung zu aktivieren. In den dort eingestellten, deutlich kürzeren Zeitabständen werden die Zustände der angeschlossenen Sensoren geprüft und Zustandsänderungen unabhängig vom eingestellten Regelintervall nach deren Erkennung via LoRaWAN gemeldet.

Tore, Schachtdeckel und ­Kombi-Messung

Wilsen.Node ist vor allem für die Objektanwesenheitsdetektion konzipiert, kann aber auch für die kombinierte Erfassung zweier unterschiedlicher Größen verwendet werden. Die Zentraleinheit erlaubt je nach Ausführung entweder den Anschluss induktiver 2-Draht-Low-Power-DC-Sensoren oder sämtlicher Namur-Sensoren unabhängig von deren Sensortechnologie. Häufig kommen induktive oder kapazitive Geräte zum Einsatz; es können aber auch Schwimmer- und Vibrationsgrenzschalter sein. Das autonome Gerätekonzept erlaubt die einfache Nachrüstung an bestehenden Einrichtungen. Wilsen.Node ist unter anderem für Smart-City- und Smart-Farming-Anwendungen prädestiniert. Mit den entsprechenden Sensoren überwacht das Gerät zum Beispiel, ob Gattertore einer Weide oder Türen von Trafohäusern ordnungsgemäß geschlossen sind. Ein Anwendungsbeispiel für eine kombinierte Erfassung ist der Schacht einer Fernwärmeverteilung: Während ein induktiver Sensor den Schließzustand des Schachtdeckels detektiert, meldet ein Schwimmerschalter einen Wassereintritt, zum Beispiel bei Überflutung oder Starkregen­ereignissen, und löst so einen Einsatz zum Abpumpen des Wassers aus dem Schacht aus.

Handventil an Leitwarte

Die meisten Prozesse in der verfahrenstechnischen Industrie weisen einen hohen Automatisierungsgrad auf. Zugleich gibt es dort räumlich ausgedehnte Anlagen etwa in der Chemie und Petrochemie. Dezentral verteilte Anlagenteile findet man auch in kommunalen Betrieben, bei der Fernwärme oder der Wasserversorgung. Zur Regelung des Mediumflusses sind in solchen Anlagen Handventile im Einsatz, die nur selten betätigt werden und normalerweise nicht mit dem Automationssystem verbunden sind. In nicht explosionsgefährdeten Bereichen schließt Wilsen.Valve diese Lücke. An die Zentraleinheit können hierbei bis zu zwei induktive Doppelsensoren für die Ventilstellungsrückmeldung angeschlossen werden. Man kann so die Stellung von bis zu zwei 90°-Handventilen überwachen. Dafür stehen – je nach Version des Wilsen.Valve – Namur- oder 2-Draht-Low-Power-DC-Sensoren zur Verfügung. Standardisierte M12-Anschlüsse vereinfachen die Erstinstallation und einen etwaigen Sensortausch. Eine fertige Montagelösung gemäß EN-ISO5211 als Zubehör umfasst Montagewinkel und ‑platten sowie komplette Montagesets. Damit ist ein leichtes Anbringen möglich.

Mobile Container, Silos und Hochwasserpegel

Die Version Wilsen.Sonic verwendet robuste Ultraschallsensoren und steht in zwei Varianten zur Verfügung: als Wilsen.Sonic.Level für die Füllstandsmessung mit prozentualem Füllstandswert und als Wilsen.Sonic.Distance für die Abstandsmessung in Millimetern, hier mit Erfassung der Amplitudenstärke des Objekt-Echos. Beide Varianten sind mit Reichweiten von 2,5 m, 4 m und 7 m erhältlich. Wilsen.Sonic.Level kann für die Überwachung von Wertstoff-Sammelcontainern, Agrarsilos, mobilen Tanks oder Baustoffcontainern eingesetzt werden. Wilsen.Sonic.Distance kommt verstärkt in Pegelmessanwendungen an Regenrückhaltebecken, Seen und Flüssen zum Einsatz. Durch die kommunikative Anbindung kann man Leerung und Nachfüllung von Behältern am tatsächlichen Bedarf ausrichten, unnötige Fahrten werden vermieden. Das im Sensor verbaute GPS-Modul erlaubt bei Bedarf zusätzlich die Lokalisierung mobiler Container beispielsweise auf dem Firmengelände. Die Überwachung von Gewässerpegeln erlaubt es, Schutz- oder Evakuierungsmaßnahmen bei drohendem Hochwasser punktgenau zu veranlassen.