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Fachartikel aus MECHATRONIK 1-2/2018, S. 48 bis 51

Unitronic

Das Internet der Dinge kommt in Fahrt

Aufgrund der wachsenden Anzahl an Applikationen und Projekten, stellt sich immer häufiger die Frage nach der Sicherheit der Übertragungswege sowie der im IoT-Umfeld generierten Daten. Mit Sensor2Cloud bietet Unitronic ein kompaktes Lösungskonzept.

Die Vielzahl an IoT-Applikationen benötigt ein Lösungskonzept, welche eine sichere Möglichkeit der Datenübertragung und -speicherung in der Cloud beinhaltet. 

Das „Internet of Things“ (IoT) ist in der deutschen Wirtschaft angekommen. Rund 72 Prozent der Unternehmen schätzen IoT-Technologien als wichtig für Ihr Unternehmen ein, so das Ergebnis einer IDC-Studie vom Oktober 2016. Nach Einschätzung der Marktforscher von IDC, wird sich weltweit die Zahl der derzeit etwa 14,9 Milliarden verbundenen „Things“ bis zum Jahr 2020 verdoppeln. Laut einer aktuellen Studie halten rund zwei Drittel der befragten deutschen Unternehmen IoT-Technologien für wichtig, befinden sich aber selbst überwiegend noch in der Evaluierungs- und Planungsphase entsprechender Initiativen. Großunternehmen treiben demnach die IoT-Adaption stärker voran als der Mittelstand.

Mit IoT-Technologien wollen Firmen ihre internen Prozesse verbessern und zudem ihre Produkte weiterentwickeln. Vorhandene Entwicklungs- und Produktionsumgebungen werden durch die Integration von Sensorik sowie von eingebetteten Systemen und Konnektivität IoT-ready. Die vermehrte Vernetzung von Geräten und Maschinen erhöht aber auch die Angriffsflächen. Datenschutz und die Datensicherheit sind für den Erfolg von IoT essenziell, weshalb für vernetzte Produkte und die Kommunikation zwischen den „Things“ hohe Sicherheitsstandards gelten müssen.

In vielen Wirtschafts- und Lebensbereichen ist die Digitalisierung bereits Alltag. So finden Autos selbständig den nächsten freien Parkplatz, Disponenten erkennen Containerstandorte per Mausklick. Auch Servicetechniker müssen nicht zwangsläufig reisen, um Maschinen zu kontrollieren. Heute meldet sich die Maschine und weist auf eventuelle Fehler oder Schwachstellen hin. Um diese Form der Kommunikation zu gewährleisten, werden Fahrzeuge, Produkte und Maschinen mit Sensoren, Aktoren und kleinen Computern ausgestattet. Die Objekte sammeln Daten über sich und ihre Umwelt und leiten diese dann an eine Cloud weiter. Hier werden die Informationen analysiert, verknüpft sowie verarbeitet und verwaltet.

Innovative IoT- und M2M-Lösungen

IoT und die Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) gehören, genauso wie die Sensorik, zu einer der Kernkompetenzen des Düsseldorfer Unternehmens Unitronic. „Wir beschäftigen uns bereits seit vielen Jahren mit der Möglichkeit, Informationen zu generieren, zu übertragen, auszuwerten und zu interpretieren“, sagt Michael Haenel, Leiter Entwicklung und IoT/M2M-Kommunikation bei Unitronic. „Dazu gehören auch die Übertragung dieser Daten von Gerät zu Gerät sowie die daraus resultierenden vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten.“ Die IoT-Kommunikation deckt ein breites Feld ab. Sie reicht von der Prozessüberwachung, bei der zum Beispiel Temperaturen, Feuchte oder Standorte aus der Ferne kontrolliert oder Zählerstände ausgelesen werden. Dazu gehört aber auch die bidirektionale Kommunikation mit Reaktions- und Steuerungsmöglichkeiten. Hier ist oft eine Vielzahl an Geräten beteiligt, die zu einem Netzwerk verknüpft werden. „IoT- und M2M-Anwendungen müssen sich dabei nahtlos in die vorhandene Infrastruktur des Kunden integrieren und neben automatisierten Reaktionen auch manuelle Eingriffsmöglichkeiten zulassen“, erklärt Haenel. In einer dynamischen Umgebung mit unterschiedlichen Anforderungen, sollten deshalb unterschiedliche Übertragungswege genutzt werden können. Dabei sollte ein breites Spektrum zur Verfügung stehen, angefangen von Kabellösungen wie Ethernet, Powerline oder die Vielzahl von industriellen Bussystemen bis zu drahtlosen Technologien wie WLAN, Mobilfunk oder LoRa. Auf diese Liste gehören aber auch proprietäre Übertragungsprotokolle in den verfügbaren ISM-Bändern, die für spezielle Anforderungen, wie zum Beispiel einen einfachen Kabelersatz oder Mesh-Funktionalitäten benötigt werden. Weitere Beispiele sind Bluetooth, EnOcean, DECT ULE und ZigBee.

Flexibilität ist entscheidend

Gerade in einer Umgebung, in der viele unterschiedliche Geräte vernetzt sind, spielt die Flexibilität aller beteiligten Komponenten eine maßgebliche Rolle. In Umgebungen, in denen beispielsweise Messungen durchgeführt werden, generieren Sensoren die entsprechenden Daten. Fallen dabei große Datenmengen an, ist es sinnvoll intelligente Endknoten zu verwenden, die bereits im Vorfeld in der Lage sind, die entsprechenden Informationen ganz oder teilweise zu verarbeiten. Damit reduziert sich das Datenvolumen auf den anvisierten Übertragungswegen. Müssen innerhalb eines Verbundes Daten aus mehreren Quellen zusammengeführt werden, bietet sich als Transportweg zwischen den einzelnen Endknoten und einem zentralen Datensammler die Einrichtung eines Kurzstreckenfunknetzes an. In diesem Datensammler oder Gateway lassen sich die Daten in einer Datenbank zwischenspeichern, bevor sie beispielsweise über das Internet an eine Cloud, ein Rechenzentrum oder ein anderes Backend übergeben werden.

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