LoRaWAN zu BACnet: Funksensoren in ein BMS einbinden

Die Kette hat vier Stufen: Der Sensor sendet ein Uplink, ein Gateway leitet es an ChirpStack weiter, ChirpStack decodiert das Payload und veröffentlicht es über MQTT, und die Bridge verwandelt die decodierten Werte in BACnet-Objekte. Voraussetzung, damit die Bridge überhaupt etwas Nützliches tun kann, ist ein funktionierender ChirpStack-Payload-Decoder auf dem Device Profile, denn die Bridge liest das saubere object-Feld, nicht das rohe Hex.

Die transparenteste Bridge ist Node-RED. Sie abonniert das ChirpStack-MQTT-Topic, liest msg.payload.object und schreibt jeden Wert in ein BACnet-Objekt. Ein kleiner Flow sieht so aus:

[ mqtt in: application/+/device/+/event/up ]
        │
        ▼
[ json ]  →  ChirpStack-Event parsen
        │
        ▼
[ function: map to BACnet points ]
        │
        ▼
[ bacnet out ]  →  Analog-/Binary-/Multi-state-Werte schreiben

Der Function-Node verwandelt das decodierte Objekt in die Datenpunkte, die das BMS liest. Die Instanznummer wird aus dem Gerät abgeleitet, damit jeder Sensor einen stabilen, nicht überlappenden Block von Objektinstanzen belegt:

// msg.payload ist das decodierte ChirpStack-Event
var obj = msg.payload.object;
var devEui = msg.payload.deviceInfo.devEui;

// stabiler Offset je Gerät (z. B. aus einer Lookup-Tabelle)
var base = deviceInstance[devEui] || 0;   // z. B. 100, 200, 300...

var points = [
  { type: "analogValue", instance: base + 0, value: obj.temperature, name: "temperature" },
  { type: "analogValue", instance: base + 1, value: obj.humidity,    name: "humidity" },
  { type: "analogValue", instance: base + 2, value: obj.co2,         name: "co2" }
];

// undefinierte Werte verwerfen, damit das BMS nie einen veralteten Datenpunkt liest
msg.payload = points.filter(function (p) { return p.value !== undefined; });
return msg;

Der quelloffene LoRaBAC-Flow folgt derselben Idee, nur mit einer JSON-Konfiguration, die jedes Payload-Feld einem BACnet-Objekt zuordnet und die Instanznummer je Gerät ableitet. Er arbeitet als BACnet-Client und schreibt bei jedem Uplink in einen bestehenden Controller, was den BACnet-Verkehr gering hält. Eine Gateway-residente Bridge (etwa Node-RED auf einem Milesight UG65) macht meist das Gegenteil: Sie betreibt einen kleinen BACnet-Server, sodass das BMS sie als natives Gerät findet und über BACnet/IP pollt.

Bridging ist nicht streng nur lesend. Ein BACnet-Write (ein neuer Sollwert an einem WT102-Heizkörperventil etwa) kann zu einem LoRaWAN-Downlink werden. Der Haken ist das LoRaWAN-Timing: Ein Class-A-Gerät empfängt nur im kurzen Fenster nach seinem nächsten Uplink, ein Class-C-Gerät nahezu in Echtzeit. Zeitpläne, Sollwerte und Belegungsmodi funktionieren gut, aber das BMS kann keine sofortige Aktorik über eine batteriebetriebene Flotte erwarten. Die Bridge stellt den Downlink auf application/{ApplicationID}/device/{DevEUI}/command/down in die Warteschlange.

Wir betreiben ChirpStack und die BACnet-Bridge als einen Managed Stack auf europäischer Infrastruktur: den Decoder auf dem Device Profile, die MQTT-Integration, die Bridge-Middleware und das Objekt-Mapping. Der BMS-Integrator bekommt ein sauberes BACnet-Gerät mit dokumentierten, stabilen Datenpunkten statt einem Haufen Funk-Payloads. Sprich uns auf ChirpStack Managed Hosting inklusive Bridge an.