Internet of Things Ein IoT-Modul für unterschiedlichste Technologien

Redakteur: Margit Kuther

Distributor Endrich präsentiert das IoT-Modul 3BID-MOD , das auf der MA510-GL-Serie von Fibocom basiert und Technologien wie LTE Cat M1 oder Cat NB2 und EGPRS unterstützt.

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Das IoT-Modul 3BID-MOD: ein hochleistungsfähiges IoT-Modul, das unterschiedliche Technologien wie LTE Cat M1 oder Cat NB2 und EGPRS unterstützt.
Das IoT-Modul 3BID-MOD: ein hochleistungsfähiges IoT-Modul, das unterschiedliche Technologien wie LTE Cat M1 oder Cat NB2 und EGPRS unterstützt.
(Bild: Endrich)

Das Internet of Things (IoT) vernetzt physische und virtuelle Gegenstände global miteinander. Viele Anwendungen im Consumer- und Businessbereich basieren auf der IoT-Technologie. Wearables wie Smartwatches und Fitnessarmbänder, Smart-Home-Anwendungen wie Heizungssteuerung und Entertainment, Connected Cars oder Industrie 4.0 basieren auf der Datenerfassung per Sensor, der Datenverarbeitung mittels Controller und der Bereitstellung des gesammelten Datenmaterials in der Cloud.

Fast jedes Unternehmen, sei es Mittelstand oder Konzern, integriert mittlerweile diese Technologie in seine Produkte. Die Digitalisierung nimmt täglich zu. Fast jeder besitzt ein Smartphone, das schon für sich alleine über mehrere Sensoren verfügt, Daten sammelt und diese seinem Benutzer oder vielen Usern zur Verfügung stellt. Dabei werden die gesammelten Daten analysiert und bieten Potenziale für neue Geschäftsmodelle und personalisierte Informationen. Prozesse in Fabriken und Produktionen werden mit Sensoren erfasst. Die Daten werden weitergegeben und verarbeitet, um die Abläufe effizienter zu gestalten, Ausfälle von Maschinen vorzeitig zu erkennen und die Qualität der Produkte zu überwachen. So werden die Prozesse entlang der Wertschöpfungskette automatisiert und stetig verbessert.

mMTC vernetzt viele Geräte pro Flächeneinheit

Die Masse der gewonnen Daten, die in die Cloud gesendet werden, führt dazu, dass die vorhandenen Technologien durch neue und noch schnellere ersetzt werden. Eine der Folgen dieses ansteigenden Datenverkehrs und die immer weiter ausgebaute Vernetzung der Dinge, ist die Einführung der mMTC (Massive Machine Type Communication). Bereits in der vierten Mobilfunk-Generation, also 4G, wurden die Grundlagen geschaffen und mittlerweile ins 5G-Netz integriert. Um möglichst viele Geräte zu vernetzen und die Datenmengen dabei so gering wie möglich zu halten, sind bereits in der Entwicklung einer Applikation Überlegungen notwendig, welche Daten an die Cloud gesendet werden und welche lediglich am Entstehungsort – in der sogenannten Edge – vorgehalten bzw. gespeichert werden sollen.

Hauptfunktionen erfassen, steuern und kommunizieren

Die eigenentwickelte und modulare IoT-Plattform von Endrich ist ein industrieller Einplatinencomputer für IoT-Applikationen und bietet die drei Hauptfunktionen Erfassung, Steuerung und Kommunikation. Die Plattform basiert fast ausschließlich auf Komponenten von Endrich und ist auf dem Open-Source-Konzept aufgebaut. Basierend auf diesem „Proof-of-concept“ können eigene Entwicklungen aufgebaut werden, die zwar beim Einstieg einen höheren Arbeits- und Personalaufwand mit sich bringen, aber ab hohen Stückzahlen einen Preisvorteil bieten.

Eine alternative Lösung ist das IoT-Modul 3BID-MOD, das auf der MA510-GL-Serie von Fibocom basiert. Auf Basis von Qualcomms Chip-Plattform ist das Modul ein hochleistungsfähiges IoT-Modul, das unterschiedliche Technologien wie LTE Cat M1 oder Cat NB2 und EGPRS unterstützt. Nach dem Start im 4G-Netz zählen diese Technologien mittlerweile zum Massive Machine Type Communication (mMTC) des 5G-Netzes. Um auch in bisher weniger ausgebauten Regionen die Verbindung zur Cloud gewährleisten zu können, kann 2G Fallback genutzt werden. Außerdem unterstützt das verwendete MA510 auch GNSS, so dass auch Tracking sowie Zeitbestimmungen möglich sind. Mit seiner geringen Größe und dem niedrigen Stromverbrauch, einer Vielzahl von Internetprotokollen, Industriestandard-Schnittstellen und anderen Merkmalen eignet sich der MA510 für IoT-Industrieanwendungen wie Smart Metering, Asset Tracking, Smart Parking, Smart Home, Wearable Devices, Wireless POS, etc. Das Fibocom-Modul selbst ist durch FCC/PTCRB/CE-RED/GCF/IC/RCM/JATE/TELEC/Anatel/NCC zertifiziert und erhielt die Zertifizierungen von Telekommunikationsbetreibern wie AT&T, Sprint, KDDI, Vodafone, Deutsche Telekom, usw. Das darauf basierende 3BIG-MOD ist ebenfalls nach CE-RED (Europa), FCC (USA), und IC (Canada) zertifiziert. Die Zertifizierungen der Mobilfunknetzbetreiber stehen noch aus.

Datenverbindungen ins LTE-FDD-, GPRS- und EGPRS-Netz

Das 3BIG-MOD dient als Modem, um Daten von bestehenden Plattformen über das LTE Cat-M1/Cat-NB2/EGPRS-Netzwerk in die Endrich Cloud zu senden. Es kann ebenso Datenverbindungen im LTE-FDD-, GPRS- und EGPRS-Netz bereitstellen und unterstützt GNSS, um Positionsdaten zu ermitteln und zu übertragen. Die freie Auswahl des Kommunikationsprotokolls und die Anpassung der jeweiligen Anwendung sind durch die Protokollstacks PPP/TCP/UDP/SSL/TLS /FTP(S)/HTTP(S)/MQTT/CoAP/LWM2M gewährleistet. Zu Entwicklungszwecken steht die Endrich Cloud zur Verfügung. Die direkte Kommunikation zum 3BIG-MOD erfolgt über die serielle Schnittstelle. Das einfach zu bedienende IoT-Modem ist ab Lager verfügbar und sofort einsatzbereit. Es fallen also keine zusätzlichen Kosten und Aufwände für die Funkzertifizierung und die Entwicklung an. Dadurch ist der Faktor Time-to-Market sehr kurz. Spezielle Hf-Kenntnisse sind nicht erforderlich. In der Entwicklungsphase stehen eine Cloud Database und diverse Visualisierungstools kostenlos zur Verfügung. Der Anwender kann seine eigenentwickelten Sensor- oder MCU-Plattformen einsetzen. Endrich stellt Beispiel-Python-Skripte und C-Code zur Verfügung. Dazu gehören auch eine ausführliche Dokumentation, wie Kunden Zugang zu den Endrich-Cloud-Diensten erhalten und alle verfügbaren Sensorboards, die an das 3BIG-MOD angeschlossen werden können. Die technische Unterstützung ist durch Endrich oder einen externen Partner gewährleistet. Der technisch orientierte Vertrieb erfolgt über Live-Präsentationen, der Weitergabe von Marketingmaterial sowie über Veranstaltungen wie Roadshows und Webinare. Ebenso wird über die Endrich News sowie den Social-Media-Kanälen wie Linkedin fortlaufend über Neuigkeiten, Entwicklungen und Änderungen berichtet.

Zielgruppe sind industrielle Kunden aus den Bereichen Energy Management, Smart Building, Smart Factory und Smart City sowie Ingenieurbüros. Das Modul kann auch als Kommunikationsmodem zur Diagnose eingesetzt werden. Der Vorteil der Lösung sind niedrige Entwicklungs- und Produktionskosten, kein Lagerbedarf sowie Zertifizierungskosten.

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