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Echtzeit-Transparenz bei der Palettenverfolgung mit Bluetooth Mesh und LoRaWAN

Zusammenfassung zur Transparenz der Palettenverfolgung

Ein Tier-1-Third-Party-Logistics-Anbieter (3PL) reduzierte die jährlichen Abschreibungen aufgrund von Palettenverlusten um 86 % und reduzierte den Gabelstapler-Verbrauch um 27 % nach der Bestückung jeder Palette mit Lansitec Bluetooth-Beacons die als selbstheilendes Mesh zusammenarbeiten. Äußere „Leader“-Beacons leiten die IDs der inneren Beacons weiter an SocketSync Tor Und Makro Bluetooth-Gateways, das komprimierte Nutzlasten über LoRaWAN zurückleitet. Das batteriebetriebene System benötigte keine Ethernet-Verbindungen und keine Neuverkabelung der Hauptleitung, die Amortisation erfolgt in sieben Wochen.

Kundenprofil und Herausforderung bei der Palettenverfolgung

Der Kunde betreibt ein 40.000 m² großes Lager mit Umgebungstemperatur, in dem täglich ca. 8.000 Paletten umgeschlagen werden. Vierfach gestapelte Paletten und die mit metallisierter Folie umwickelte Schrumpffolie blockierten regelmäßig direkte BLE-Signale, sodass Single-Tag-Lösungen tote Winkel hinterließen. Verlegte Paletten verursachten jährlich Kosten von über 28.000 € an Abschreibungen und Arbeitsstunden.

Lansitec-Lösung für Transparenz bei der Palettenverfolgung

Schicht Empfohlene(s) Gerät(e) Warum es passt: Palettenverfolgung & Bluetooth-Mesh
Beacon/Mesh-Knoten (auf jeder Palette) B005 Bluetooth Beacon – IP68, 2 × CR2477 (≈ 5 Jahre bei 0,5 s Vorlauf), –20 … +4 dBm, optionaler AoA- und Temperatursensor.  • Robust genug für Gabelstapler und Schrumpfverpackungen, IP68-Gehäuse gewährleistet wartungsfreien Betrieb, selbst in Schrumpfverpackungen. • Großer Akku unterstützt häufige Mesh-Neuübertragungen, 5 Jahre Lebensdauer mit zwei CR2477 (2000 mAh). • AoA-Upgrade bereit, falls das Lager später Gateway-seitiges AoA für Genauigkeit auf Zonenebene hinzufügt.
Rand-/Ausgangssignal (außerhalb jedes Palettenstapels) Gleiches B005, konfiguriert als Knoten „Mesh-Border“ – sammelt regelmäßig IDs von internen Beacons und leitet sie weiter. • Keine zusätzliche SKU: nur ein anderes Firmware-Profil (Relais + LoRaWAN-Uplink-Scheduler) • 150 m Sichtweite und einstellbarer –20 … +4 dBm TX für HF-Hygiene
LoRaWAN + BLE Mesh-Backhaul SocketSync Bluetooth-Gateway (Plug-in) für dicht bestückte Regalgänge; Makro-Bluetooth-Gateway für offene Hochregalbereiche. Beide leiten BLE-Daten per LoRaWAN weiter und benötigen nur Netz-/Batteriebetrieb.  • „1 Gateway → 1,5 km LoRa“ eliminiert Ethernet-Läufe• Die Clock-Sync-Funktion ermöglicht Gateways das Senden einer einheitlichen Epoche, die durch das Mesh kaskadiert, sodass alle Beacons im selben 30-ms-Fenster senden, was HF-Kollisionen reduziert • AC 85–305 V + 300 mAh Backup-Batterie (Socket Sync)• 38.000 mAh Li-SoCl₂, IP66, –45 … +85 °C; > 500 Beacons/Gateway (Makro)• LoRaWAN OTAA, bis zu 15 Beacon-IDs in einem SF9-Paket
Cloud / WMS Jeder LNS + Anwendungsserver (z. B. ChirpStack + Ihr ERP/WMS) • Empfängt Paletten-ID, zuletzt gesehenes Gateway, RSSI und optional Temperatur; löst Warnungen bei „fehlender Palette“ oder „falscher Zone“ aus

Vorteile von Bluetooth Mesh
Innenliegende Beacons springen weniger als 0,5 m durch dichtes Produkt und vermeiden so die 25–30 dB-Dämpfung, die direkt im Gang montierte Empfänger beeinträchtigen. Sollte der freiliegende Leitknoten beschädigt werden, wird der nächste intakte Knoten automatisch weitergeleitet, sodass die Palette nie „dunkel“ wird.

Radioarchitektur auf Palettenebene

┌─────────────── Palettenhöhe 2 m ────────────────┐

| B005 (Netzrand) „Führer“ an der oberen Ecke |

| ↑ Weiterleitung von Mesh-ADV-Paketen |

| ┌──── Paletteninnenraum – gestapelte Kartons ────┐ |

| | • 3–5 B005-„Mitglieds“-Beacons, 1 pro Schicht | |

| └────────────────────────────────────────┘ |

└──────────────────────────────────────────────┘

  • Wenn Kartons einen dichten Würfel mit 2–3 m Seitenlänge bilden, sinkt die Dämpfung direkter BLE → Gateway-Verbindungen auf –90 dBm oder fällt aus.
  • In Bluetooth Mesh, jeder B005 fungiert als Relais; der äußere „Anführer“ behält die Rolle des Freundes/Vermittlers.
  • Mesh-PDUs tragen die 2-Byte-Firmen-ID + 4-Byte-Paletten-UID.
  • Die periodischen Zeitaktualisierung Die Nachricht synchronisiert alle internen Uhren (±100 µs), sodass weitergeleitete Bursts als eine dichte Paketgruppe erscheinen und die LoRa-Sendezeit minimiert wird.

Bereitstellungs- und Inbetriebnahme-Workflow für die Palettenverfolgung

Schritt Aktion Werkzeugbau
1 Befestigen Sie die B005s an der Palettenbodenschiene und an jeder zweiten Kartonlage (industrieller Klettverschluss oder Kabelbinderschlitz). Scannen Sie QR/NFC, um die UID mit der Palette # im WMS zu verknüpfen. Smartphone-App
2 Auf der Rangierspur wird der „Leader“-Beacon an die Außenseite der Folie gesteckt. Die App sendet einen Führer Profil (Relay = EIN, Friend = EIN, TxPower = 0 dBm). OTA über BLE
3 Stecken Sie SocketSync-Gateways in die Steckdosen am Gangende. Sie verbinden sich automatisch mit OTAA mit LoRaWAN und veröffentlichen ihre GPS-/Gangbezeichnung. Web-Benutzeroberfläche
4 Die Lagerkarte füllt Palettensymbole automatisch aus; Paletten, die länger als X Minuten nicht gemeldet wurden, werden rot hervorgehoben. WMS-Dashboard

Implementierungs-Roadmap

  1. Tagging - Drei B005 Bluetooth-Beacons Pro Palette mit Klettverschluss (zwei Innenschichten, eine Außenschicht). QR-Scan verknüpft die Beacon-UID mit der Paletten-ID im WMS.
  2. Gateway-Drop-In SocketSync-Einheiten werden in Gangsteckdosen eingesteckt; Macro-Einheiten decken Hochregalbereiche ab, in denen kein Stromanschluss vorhanden ist. Alle Gateways synchronisieren ihre Uhren über LoRaWAN und senden ein Mesh-Time-Update, das jeden Beacon auf ±100 µs genau synchronisiert.
  3. Datenfluss – Innere Knoten geben alle 15 Sekunden eine Anzeige ab; der Leiter aggregiert, komprimiert und leitet weiter. Gateways Leiten Sie die Liste weiter, plus RSSI und optionale Temperatur.
  4. Armaturenbrett – WMS kennzeichnet jede Palette, die länger als 5 Minuten nicht gehört wurde; die Kommissionierer lokalisieren sie anhand des zuletzt gesehenen Gateways und der Signalstärke.

Gesamt-Rollout: 1800 Paletten in drei Tagen; 22 Gateways für eine vollständige Abdeckung.

Gemessene Ergebnisse (erste 12 Monate)

KPI Vor Nach Δ
Durchschnittliche Suchzeit / verlegte Palette 14 Minuten 2 Minuten 30 Sekunden –82 %
Jährliche Palettenabschreibungen €28 000 €4 000 –86 %
Gabelstaplerfahrt 52 km/Tag 38 km/Tag –27 %
Austausch der Beacon-Batterie n / A 0 (voraussichtlich 4,8 Jahre)

Warum genau diese Architektur?

Die Skizze zeigt mehrere „Mitglieds“-B005-Beacons, die in der Ladung vergraben sind, und ein „Leader“-Beacon, der an der Außenseite der Palette befestigt ist. Das mag zunächst überflüssig klingen, aber es löst drei praktische Probleme, die ein einzel Außen-Tags und einige im Gang montierte Relais können dies nicht.

Funkphysik: Gestapelte Güter absorbieren viel BLE-Energie

Dichte Fracht (Papier, Flüssigkeiten, metallisierte Folie) kann 2,4-GHz-Signale um 25-30 dB dämpfen.* Bei einer Palette mit vier Paletten oder in Folie eingewickelt kann ein Tag auf der gegenüberliegenden Seite von jedem Gang oder Deckendurchgang abgeschattet werden. Indem jede innere Schicht beherbergt einen Low-Power-„Hop“Das Paket muss nur 0,3–0,5 m durch die Last zurücklegen, bevor es wieder freie Luft sieht. Der äußere „Leader“ leitet das Bündel dann weiter. Da die Empfängerempfindlichkeit des B005 –96 dBm beträgt, bleiben selbst zwei oder drei kurze Sprünge deutlich über dem Grundrauschen.

Zuverlässigkeit und Sicherheitsmarge

Gabelstaplergabeln, Stretchfolienschneider oder der Aufprall auf Regale können ein freiliegendes Leuchtfeuer abscheren. Wenn das einzel Tag verloren geht, wird die Palette unsichtbar. Halten Sie einen Beacon außen (für beste RF) und zwei plus innen (für Redundanz) bedeutet, dass die ID auch dann noch meldet, wenn der Leader beschädigt ist; der nächste intakte Beacon wird automatisch zum Leader im Mesh befördert.

Saubere Batterieökonomie

A B005 Bluetooth Beacon läuft mit zwei CR2477-Zellen bei 0 dBm / 0,5 s Werbung etwa fünf Jahre. Bei den heutigen Knopfzellenpreisen erkauft man sich für 1–1,50 € mehr Lithium eine mehrjährige Immunität gegen Suchzeit und Abschreibungskosten, die in durchschnittlichen Lagern mehrere zehn Euro pro falsch platzierter Palette betragen.

Warum Gang-Relaismasten allein nicht ausreichen

Thema Nur ein Tag pro Palette + Gangrelais Ein Anführer + innere Netzknoten (empfohlen)
Abdeckung in tiefen Stapeln Beruht auf einem seitlichen HF-Pfad; leicht zu blockieren Garantiert: Kurze Sprünge entgehen jeder Schicht
Asset-Identität Wenn das äußere Etikett abgerissen wird, geht die Paletten-ID verloren Jeder überlebende Beacon kann weiterhin seine ID bekannt geben
Granularität Reihenrelais sieht "etwas" vorhanden; kann nicht sagen welche von den 8 Paletten fehlt Jede Palette behält ihre eigene UID, sodass WMS die genaue
Sensordaten (Temperatur/Schock) Misst die Luft im Gang, nicht im Produktkern Innere Beacons messen die Bedingungen, denen die Waren ausgesetzt sind
Installationskosten Weniger Palettenanhänger, aber zusätzliche Relais-Hardware und Verkabelung +2–3 Beacons pro Palette; keine zusätzliche Netzverkabelung

Mesh-Bandbreite ist kein Engpass

Ein SocketSync-Gateway kann bis zu 15 Beacon-IDs in einem einzigen LoRaWAN-Paket bei SF9. Durch die Zeitsynchronisierung vom Gateway aus können alle inneren Beacons im selben 30-ms-Fenster senden, sodass der zusätzliche Verkehr von den „vergrabenen“ Knoten praktisch keine LoRa-Sendezeit kostet.

Fazit

Drei Beacons (Hardware im Wert von ca. 10 €) auf einer Palette im Wert von über 300 € verkürzen die Suchzeit um >80 % und verringern die jährlichen Verluste um >85 %. Fügen Sie die Möglichkeit hinzu, die Kerntemperatur oder Stöße während des Transports zu protokollieren, und der ROI wird lange vor dem ersten Batteriewechsel erreicht.

Also, ja – Sie könnte Versuchen Sie es mit einem einzelnen Außen-Beacon und Reihenrelais. In der Praxis sind die zusätzlichen Innenknoten jedoch aufgrund der HF-Abschattung durch gemischte Medien und der Beanspruchung in der realen Welt die einfachste und billigste Absicherung für stets sichtbare Paletten.

Auswirkungen auf das Geschäft und wichtige Erkenntnisse für Kunden

Mit ROI × 6,2 Im ersten Jahr und mit einer Gewinnschwelle von nur sieben Wochen plant der Kunde nun, die Mesh-Architektur auf die Outbound-Bereitstellung auszuweiten, um eine Echtzeitüberprüfung der Anhängerladung und einen digitalen Nachweis der Verwahrung zu ermöglichen.

  1. Mesh schlägt Dämpfung – Gestapelte wasserreiche Güter (Getränke, Papier) können BLE um 25–30 dB dämpfen. In-Pile-Relais stellen einen freien HF-Pfad wieder her, ohne die Sendeleistung zu erhöhen.
  2. Taktsynchronisation = vorhersehbare Kanalnutzung – synchronisierte Beacons senden im selben Zeitschlitz, so dass ein LoRaWAN-Paket trägt bis zu 15 Paletten-IDs (entspricht den SF9-Arbeitszyklusgrenzen). Die integrierte Multi-Gateway-Synchronisierung verhindert Paketkollisionen und ermöglicht IT-Teams das Hinzufügen von Gateways ohne erneute Abstimmung.
  3. Batterieökonomie – zwei CR2477 in einem B005 (< 3 €), amortisiert über fünf Jahre, ergeben < 0,0002 €/Palette-Tag.
  4. Skalierbar – Ein einzelnes Macro Gateway unterstützt > 500 Beacons, sodass ein Lager mit 10.000 Paletten nur etwa 20 Gateways benötigt, die auf LoRa-Innenzellen verteilt sind.
  5. Robust und industriell – IP68-Beacons überstehen das Waschen; IP66-Makro-Gateways sind von –45 °C bis +85 °C betriebsbereit.
  6. Zukunftssicher – Optionale AoA- und Temperatursensoren am B005 ermöglichen eine Ortung im Submeterbereich oder eine Überwachung der Kühlkette, wenn das Geschäft bereit ist.

„Seit der Installation des Lansitec-Netzes haben wir keine einzige Palette mehr verloren. Gabelstaplerfahrer verbringen weniger Zeit mit der Suche und mehr Zeit mit dem Lagerumschlag.“ — Logistikmanager, 3PL-Lager.

 

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