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Echtzeit-Transparenz bei der Palettenverfolgung mit Bluetooth Mesh und LoRaWAN

Echtzeit-Transparenz bei der Palettenverfolgung mit Bluetooth Mesh und LoRaWAN

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Echtzeit-Transparenz bei der Palettenverfolgung mit Bluetooth Mesh und LoRaWAN
Echtzeit-Transparenz bei der Palettenverfolgung mit Bluetooth Mesh und LoRaWAN

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

SchichtEmpfohlene(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 Vorlaufzeit), –20 … +4 dBm, optionaler AoA- und Temperatursensor.Robust genug für Gabelstapler und Schrumpfverpackung, das IP68-Gehäuse gewährleistet Wartungsfreiheit auch innerhalb der Schrumpfverpackung. • Großer Akku für häufige Mesh-Neuübertragungen, 5 Jahre Lebensdauer mit zwei CR2477-Batterien (2000 mAh). • AoA-Upgrade-fähig, falls das Lager später eine Gateway-seitige AoA für zonengenaue Genauigkeit hinzufügt.
Rand-/Ausgangssignal (außerhalb jedes Palettenstapels)Derselbe B005, konfiguriert als “mesh-border”-Knoten – sammelt periodisch IDs von internen Beacons und leitet sie weiter.Keine zusätzliche Artikelnummer: lediglich ein anderes Firmware-Profil (Relay + LoRaWAN-Uplink-Scheduler) • 150 m Sichtlinienreichweite und einstellbare Sendeleistung von –20 … +4 dBm für optimale HF-Sicherheit
LoRaWAN + BLE Mesh-BackhaulSocketSync Bluetooth-Gateway (zum Einstecken) für dicht bestückte Regalgänge; Macro Bluetooth-Gateway für offene Bereiche mit hohen Regalreihen. Beide übertragen BLE-Daten via LoRaWAN und benötigen lediglich Netz- oder Akkubetrieb.“1 Gateway → 1,5 km LoRa” eliminiert Ethernet-Verbindungen. • Die Taktsynchronisationsfunktion ermöglicht es Gateways, eine einheitliche Epoche zu senden, die sich kaskadierend durch das Mesh-Netzwerk ausbreitet, sodass alle Beacons im selben 30-ms-Fenster senden und so Funkkollisionen reduziert werden. • AC 85–305 V + 300 mAh Backup-Batterie (Socket Sync) • 38.000 mAh Li-SoCl₂, IP66, –45 … +85 °C; > 500 Beacons/Gateway (Macro) • LoRaWAN OTAA, bis zu 15 Beacon-IDs in einem SF9-Paket
Cloud / WMSJeder LNS + Anwendungsserver (z. B. ChirpStack + Ihr ERP/WMS)Empfängt Paletten-ID, zuletzt gesehenes Gateway, RSSI und optional Temperatur; löst Warnmeldungen bei “fehlender Palette” oder “falscher Zone” aus.

B005 Bluetooth Beacon

Bluetooth Beacon
Erleben Sie langlebiges und problemloses Bluetooth-Tracking mit dem Lansitec B005 Bluetooth-Beacon. Dieses robuste BLE-Gerät bietet bis zu fünf Jahre Dauerbetrieb bei einem Sendeintervall von 500 ms. Ausgestattet mit zwei leistungsstarken CR2477-Batterien (insgesamt 2000 mAh) sendet es iBeacon- oder AOA-Nachrichten an kompatible Gateways in einer Sichtweite von 150 m. Das IP68-zertifizierte Gehäuse und die optionale Temperaturüberwachung gewährleisten zuverlässige Leistung auch unter anspruchsvollen Bedingungen – ideal für Gesundheitseinrichtungen, Fuhrparkmanagement und die Verfolgung großer Anlagen.

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

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

SchrittAktionWerkzeugbau
1Befestigen 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
2Auf 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
3Stecken Sie SocketSync-Gateways in die Steckdosen am Gangende. Sie verbinden sich automatisch mit OTAA mit LoRaWAN und veröffentlichen ihre GPS-/Gangbezeichnung.Web-Benutzeroberfläche
4Die Lagerkarte füllt Palettensymbole automatisch aus; Paletten, die länger als X Minuten nicht gemeldet wurden, werden rot hervorgehoben.WMS-Dashboard

Implementierungs-Roadmap

1. Kennzeichnung - 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. Dashboard – 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)

KPIVorNachΔ
Durchschnittliche Suchzeit / verlegte Palette14 Minuten2 Minuten 30 Sekunden–82 %
Jährliche Palettenabschreibungen€28 000€4 000–86 %
Gabelstaplerfahrt52 km/Tag38 km/Tag–27 %
Austausch der Beacon-Batterien / A0 (voraussichtlich 4,8 Jahre)

Warum genau diese Architektur?

Paletten-Bluetooth-Mesh-Bereitstellung Echtzeit-Palettenverfolgung Transparenz mittels Bluetooth Mesh und Lorawan Lansitec
Palettenverfolgung in Echtzeit über Bluetooth Mesh und LoRawan 4

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 Folien) kann 2,4-GHz-Signale um 25–30 dB dämpfen.* Bei vier Paletten übereinander oder in Folie verpackten Paletten kann ein Etikett auf der gegenüberliegenden Seite von jedem Gang oder Deckendurchgang abgeschirmt werden. Indem jede innere Lage einen kurzen, energiesparenden “Hop” ausführt, muss das Datenpaket nur 0,3–0,5 m durch die Ladung zurücklegen, bevor es wieder freie Luft erreicht. Das äußere Bluetooth-Gateway oder die Bluetooth-Bridge leitet das Paket dann weiter. Da die Empfängerempfindlichkeit des B005 –96 dBm beträgt, bleiben selbst zwei oder drei kurze Hops deutlich über dem Rauschpegel.

Zuverlässigkeit und Sicherheitsmarge
Gabelstaplergabeln, Stretchfolienschneider oder der Aufprall auf Regale können ein freiliegendes Leuchtfeuer abscheren. Wenn das einzel Geht das Tag verloren, wird die Palette unsichtbar. Durch die Platzierung eines Beacons außerhalb (für optimale Funkverbindung) und mindestens zweier Beacons innerhalb (für Redundanz) wird die ID auch dann noch übermittelt, wenn der Leader beschädigt ist; der nächste intakte Beacon übernimmt automatisch die Führungsrolle im Mesh-Netzwerk.

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

ThemaNur ein Tag pro Palette + GangrelaisEin Anführer (Tor/Brücke) + innere Netzknoten (empfohlen)
Abdeckung in tiefen StapelnBeruht auf einem seitlichen HF-Pfad; leicht zu blockierenGarantiert: Kurze Sprünge entgehen jeder Schicht
Asset-IdentitätWenn das äußere Etikett abgerissen wird, geht die Paletten-ID verlorenJeder überlebende Beacon kann weiterhin seine ID bekannt geben
GranularitätReihenrelais sieht "etwas" Vorhanden; es lässt sich nicht feststellen, welche der 8 Paletten fehlt.Jede Palette behält ihre eigene UID, sodass WMS die genaue
Sensordaten (Temperatur/Schock)Misst die Luft im Gang, nicht im ProduktkernInnere Beacons messen die Bedingungen, denen die Waren ausgesetzt sind
InstallationskostenWeniger Palettenanhänger, aber zusätzliche Relais-Hardware und Verkabelung+2–3 Beacons pro Palette; keine zusätzliche Netzverkabelung

Mesh-Bandbreite ist kein Engpass
Ein Macro Bluetooth Gateway kann bis zu 15 Beacon-IDs in einem einzigen LoRaWAN-Paket mit SF9 verarbeiten. Die Zeitsynchronisation durch das Gateway ermöglicht es allen internen Beacons, im selben 30-ms-Fenster zu senden, sodass der zusätzliche Datenverkehr von den “vergrabenen” Knoten praktisch keine LoRa-Sendezeit kostet.

Fazit
Die Leuchtfeuer (Hardware im Wert von ca. 10 €) auf einer Palette im Wert von über 300 € verkürzen die Suchzeit um mehr als 80 % und reduzieren die jährlichen Verluste um mehr als 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 – man könnte es mit einem einzelnen externen Beacon plus Reihenrelais versuchen, aber in der Praxis sind die zusätzlichen internen Knoten aufgrund der gemischten HF-Abschattung und der Belastungen im realen Einsatz die einfachste und günstigste Versicherung für stets sichtbare Paletten.

Auswirkungen auf das Geschäft und wichtige Erkenntnisse für Kunden

Mit einem ROI von 6,2 im ersten Jahr und einer Gewinnschwelle von nur sieben Wochen plant der Kunde nun, die Mesh-Architektur auf die ausgehende Bereitstellung auszuweiten, um eine Echtzeit-Überprüfung der Anhängerladung und einen digitalen Eigentumsnachweis zu ermöglichen.

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.

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.

Batterieökonomie – zwei CR2477 in einem B005 (< 3 €), amortisiert über fünf Jahre, ergeben < 0,0002 €/Palette-Tag.

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.

Robust und industriell – IP68-Beacons überstehen das Waschen; IP66-Makro-Gateways sind von –45 °C bis +85 °C betriebsbereit.

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.

Mini-Fallstudie

Hintergrund
Ein 40.000 m² großes 3PL-Lager hatte mit verlegten oder verspäteten Paletten zu kämpfen. Barcode-Scans wurden während der Spitzenzeiten ausgelassen, und Bluetooth-Tag-Signale verschwanden oft, sobald Paletten vierfach gestapelt waren.

Lösung
Jede Palette enthält nun drei Lansitec B005 Leuchtfeuer—zwei Beacons befinden sich innerhalb der Last und ein “Leader” außerhalb. Die Beacons bilden ein selbstheilendes Bluetooth-Mesh-Netzwerk; die inneren Knoten leiten ihre ID an den Leader weiter, der alle 15 Sekunden synchronisierte Werbebotschaften aussendet.
Strategisch platziert SocketSync Bluetooth-Gateways, Makro Bluetooth-Gateways, Und Solar-Bluetooth-Gateways Erfasse den Datenstrom und leite eine komprimierte ID-Liste über LoRaWAN an den WMS weiter.

Einsatz
Ein Zweierteam rüstete innerhalb von drei Tagen 1800 Paletten um. Es war keine Netzverkabelung erforderlich; die Gateways wurden einfach an vorhandene Gangsteckdosen angeschlossen oder in stromlosen Bereichen mit 38000-mAh-Akkus betrieben.

B005 Paletten-Bluetooth-Mesh-Leader-Beacon Echtzeit-Palettenverfolgung mit Bluetooth Mesh und Lorawan Lansitec
Palettenverfolgung in Echtzeit über Bluetooth Mesh und LoRawan 5

Ergebnisse
• Die Suchzeit für eine vermisste Palette sank von 14 Minuten auf unter 3 Minuten.
• Der jährliche Palettenverlust sank um 86 %.
• Die Fahrstrecke des Gabelstaplers verringerte sich um 27 %, wodurch im ersten Jahr 18 MWh Strom eingespart wurden.
• Die Batterien der Leuchtfeuer sollen eine Lebensdauer von 4,8 Jahren haben, wodurch Wartungsbesuche praktisch auf null reduziert werden.

Geschäftswert
Schnellere Kommissionierung und weniger Abschreibungen führten im ersten Jahr zu einer Kapitalrendite von 6,2 ×, wobei die Gewinnschwelle bereits nach 7 Wochen erreicht wurde.

 

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