M2M-Kommunikation Lasst Maschinen sprechen!

Autor / Redakteur: Bernd Hantsche * / Franz Graser

Den größten Teil des Internets der Dinge werden Maschinen, Sensoren und andere drahtlos vernetzte Komponenten bilden. Zentrale Bedeutung kommt den verwendeten SIM-Karten und deren Management zu.

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Anwendungsbeispiel für M2M-Kommunikation: Autos können miteinander kommunizieren und Informationen über Staus oder eventuelle Gefahren übermitteln.
Anwendungsbeispiel für M2M-Kommunikation: Autos können miteinander kommunizieren und Informationen über Staus oder eventuelle Gefahren übermitteln.
(Bild: Telit)

Die Vision des Internet of Things (IoT) sieht ein allgegenwärtiges Netz, das alles und jedes verbindet. So weit ist es noch nicht, doch die Tendenz geht dort hin: Gartner sagt, im Jahr 2020 werden 26 Milliarden Geräte innerhalb des IoT installiert sein – ohne PCs, Tablets und Smartphones. Sie werden laut den Analysten lediglich 7,3 Milliarden ausmachen. Das heißt: Den größten Teil des Internets bilden Anlagen, Maschinen, Sensoren und andere Komponenten, die drahtlos kommunizieren.

Ein starkes Indiz dafür, dass das IoT tatsächlich wächst, ist die sukzessive Erweiterung sämtlicher Infrastruktur auf IPv6, in jüngster Zeit auch bei den Endgeräten. Notwendig wird dies, weil durch ältere Protokolle der Adressraum bei vielen Anwendungen knapp geworden ist. Alternative Protokolle auf der letzten Meile sorgen für Abhilfe.

So lässt sich etwa ein smarter Kühlschrank mit NFC oder Bluetooth Low Energy ausstatten. Damit kann er seine Informationen lokal mit dem Smartphone austauschen, das als Gateway für den Kühlschrank dient. Diesen IoT-Ansatz verfolgen beispielsweise Nordic Semiconductor mit der Produktfamilie nRF51 oder ST mit den Serien M24LR und M24SR.

Möchte man jedoch während des Wochenendtrips den Inhalt des Kühlschrankes abfragen, muss dieser direkt mit dem Internet verbunden sein. Da in den meisten modernen Haushalten ein WiFi-Router vorhanden ist, bietet es sich an, die vorhandene WLAN-Infrastruktur zu nutzen. Die Integration eines WiFi-Moduls ist zwar etwas kostspieliger als Bluetooth Low Energy oder NFC, aber günstiger als eine Mobilfunklösung.

Eine große Auswahl an konfigurierbaren Varianten bietet Redpine Signals mit der Serie RS9113. Dieser erste Wireless-M2M-Combo-Chip ist speziell für M2M-Kommunikationslösungen innerhalb des IoT konzipiert. Auf einem Chip bietet er Dual-Band 802.11a/b/g/n Wi-Fi, Dual-Mode Bluetooth 4.0 und ZigBee-Schnittstellen. So übernimmt er die Rolle einer virtuellen simultanen Multi-Protokoll Konnektivität - ein Schlüsselmerkmal bei der Entwicklung von Geräten, die in älteren genauso wie in neuen Wireless-Umgebungen funktionieren sollen.

Anders ist die Situation bei IoT-Anwendungen im Unternehmensumfeld. Hier ist es untragbar, dass der Kühlschrank im Pausenzimmer dasselbe Funknetz verwendet wie der Laptop vom Chef, die Workstations der Telefonistinnen und der Netzwerkdrucker der Auftragsabteilung. Damit trotzdem jeder Mitarbeiter vom Arbeitsplatz aus via Internet die Kühlschranktemperatur oder seinen Inhalt abrufen kann, wird das Gerät anstatt über das lokale WiFi über Mobilfunktechnik mit dem Internet verbunden. Hierfür haben Distributoren eine Reihe an Produkten im Portfolio, von günstigen GSM-Modulen bis zu zukunftssicheren LTE-Lösungen. Auch spezielle Antennenlösungen und SIM-Kartenhalter mit unterschiedlichen Bauformen finden sich im Portfolio gut ausgestatteter Wireless-Spezialisten.

Knackpunkt: Anschluss und Authentifizierung

Der Knackpunkt bei IoT-Lösungen tritt oft erst dann zutage, wenn das Projekt von der Entwicklungsabteilung zur Produktionsplanung überstellt wird – oder erst nach der Markteinführung: Für die Kommunikation über das Internet benötigt jedes Gerät eine SIM-Karte. Deren Beschaffung sowie die Einstellung der Zugangsformalitäten kann ein Hersteller nicht den Kunden überlassen. Hierfür bietet Rutronik passende SIM-Lösungen – gleichgültig, wie viele Handelsstufen bis zum Endkunden folgen oder wo auf der Welt die Geräte ausgeliefert werden.

Verbindung aus einer Hand: Bei m2mAIR umfassen der technische Support und das Troubleshooting den gesamten Lebenszyklus der Karte vom Entwickler-Support für die Hersteller bis zum Help Desk für die Anwender.
Verbindung aus einer Hand: Bei m2mAIR umfassen der technische Support und das Troubleshooting den gesamten Lebenszyklus der Karte vom Entwickler-Support für die Hersteller bis zum Help Desk für die Anwender.
(Bild: Rutronik)

Die SIM-Karten von m2mAIR sind mit den gängigen Endkunden-Modellen nicht vergleichbar, denn ihre Tarife, Services und Support sind auf die Anforderungen von M2M Anwendungen in verschiedenen vertikalen Märkten zugeschnitten. m2mAIR ist eine Geschäftseinheit von Telit Communications.

Das bedeutet jedoch nicht, dass die SIM-Karten mit einem Telit-Modul verbunden werden müssen, sie können auch mit jedem anderen Modul eingesetzt werden. Telefónica, eines der größten Telekommunikationsunternehmen weltweit, ist der Netzwerkpartner. Dadurch kann der Nutzer weltweit aus attraktiven Tarifen wählen und auch mittlere und kleinere Projekte können Tarife buchen, die sonst Großprojekten vorbehalten sind.

Für Einsatzgebiete mit extremen Temperaturen stehen neben den Standard SIM-Karten Modelle mit erweitertem Temperaturbereich zur Verfügung. Im Gegensatz zu herkömmlichen SIM-Karten, die in der Regel nur bis 55°C spezifiziert sind, halten sie Temperaturen von -40°C bis +105°C stand, außerdem sind sie zu ETSI TS 102.671 konform. Kommen die Geräte in rauen Umgebungen zum Einsatz oder müssen sie Erschütterungen oder Vibrationen standhalten, liefern auflötbare SIM-Chips die nötige Robustheit. Sie sind auch erste Wahl für Applikationen mit geringem Platzbedarf.

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