BETA v1 „Internet der Dinge“

BETA v1
1/12/2014/BH
White Paper
Intelligente Abfalleimer als Beispiel
für die Realisierung des
„Internet der Dinge“
Intelligenter Abfalleimer
Round Solutions
GmbH & Co KG
Hans-Boeckler-Strasse 16,
63263 Neu-Isenburg,
Germany
Tel. +49 (0) 6102 799 28 0
Fax +49 (0) 6102 799 28 199
[email protected]
www.roundsolutions.com
Bank
Deutche Bank AG
Rossmarkt 18
60311 Frankfurt aM
Sortcode 50070024
Acct. num. 018420004
Swift/BIC
DEUTDEDBFRA
IBAN DE26 5007 0024
0018 4200 04
Ust. ID-Nr./
Vat Nr.
DE 813567118
St.Nr.
028 362 00091
Persönlich
haftender
Gesellschafter
Round Solutions
Verwaltungs GmbH
Sitz: Dreieich
Amtsgericht Langen
HRB 40210
Sitz der Gesellschaft
Neu-Isenburg
Amtsgericht Offenbach
HRA 40073
Geschäftsführer
B.G. Hoelke
Noch vor wenigen Jahren war der Zugang zum Internet nur sehr umständlich
über ein langsames Modem und einen stationären PC möglich. Heute, nur
einige Jahre einer rasanten technischen und technologischen Entwicklung
später, ist es Menschen jederzeit durch Mobiltelefone, Tablets und andere
mobile Geräte möglich, das Internet zu nutzen. Mehr und mehr werden
zusätzlich auch Geräte des täglichen Bedarfs mit dem Internet verbunden, um
ihnen so eine unauffällige Unterstützung der Menschen in ihrer Umgebung zu
ermöglichen.
„Internet der Dinge“ verspricht eine technologische Revolution, sobald das
Potential des vorhandenen dauerhaften und spürbaren Nutzens realisiert und
konsequent umgesetzt wird.
Ein Beispiel, dass schon heute die Ressourcen schonenden, und für den
Menschen nützlichen Eigenschaften demonstriert sind Abfalleimer, die mit
internetfähiger Elektronik ausgestattet sind. Dieser intelligente Abfalleimer
verfügt über einen Ultraschallsensor, der den aktuellen Füllstand in
vorgegebenen Intervallen misst und diesen über das Internet direkt an eine
Datenbank meldet. Der Betreiber bzw. Entsorger der Abfalleimer kann somit
den Füllstand jederzeit kontrollieren und die Planung der Abholrouten
bedarfsgerecht steuern, was zu einer Einsparung von Energie führt.
Eine zu frühe Leerung eines nur halb gefüllten Abfalleimers wird ebenso
vermieden, wie eine zu späte mit erhöhtem Aufwand durch herumliegenden
Müll, und die damit einhergehende Umweltverschmutzung.
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Im Detail erfolgt die Messung mit folgendem Ablauf: Es wird ein
Ultraschallsensor aktiviert und dieser sendet ein Messsignal an den analogen
Eingang des Internet-of-Things Modul (IOT). Zeitgleich baut das batterie- und
solargetriebene Gerät über seine SIM-Karte eine GPRS Verbindung über das
GSM Netz auf und versendet dann eine Statusmeldung, die neben den
Betriebsparametern wie Batteriespannung, Feldstärke und Cell-ID natürlich
auch die Messwerte an den Eingängen enthält.
Internet Of Things (IOT) Platine - Aarlogic
Danach legt sich das IOT Modul „schlafen“ und der Mikroprozessor übernimmt
wieder die Überwachung des zuvor definierten Zeitintervalls bis zur nächsten
Messung bzw. Statusmeldung. Ist die Zeit abgelaufen wird das Modul vom
Mikroprozessor „geweckt“ und der Prozess beginnt von vorne. Damit der
Mikroprozessor nicht „verschläft“ entnimmt er die aktuelle Uhrzeit direkt aus
dem GSM Netz. Somit ergeben sich auch keine Anpassungsprobleme durch
eine Umstellungen auf die Sommer- und Winterzeit oder Stromausfälle.
Auch die verwendete SIM Karte ist auf die IOT Anwendungen
maßgeschneidert. Die SIM ist auf “nur- Daten“ ausgerichtet, sowie auf ein
nationales Flatrate basiertes Roaming, was über ein komfortables Onlineportal
gesteuert werden kann. Das Portal ermöglicht es auch, die Parameter aus dem
GSM Funkmodul abzurufen sowie das Modul zu steuern, selbst wenn keine
direkte Datenverbindung vorliegt. In solchen Fällen wird der optionale SMS
Kanal benutzt, der auch bei geringen Feldstärken vorhanden ist.
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Das IOT Modul benötigt für diese Vorgehensweise eine Hardware mit
folgenden Komponenten.
1. Eingangsspannungsregelung für 6-28VDC
2. GSM/GPRS Kommunikationsmodul
3. Simkartenhalter oder SIM-On-Chip mit einer für IOT gesonderter SIM
Karte
4. Mikroprozessor für das Handling der Sleepfunktionen sowie Watchdog
Funktionalität
5. 1 analoger Eingang 0-10VDC für den Ultraschallsensor
a) Schwellenwerte für den Füllstand
1. Füllstand: 50%
0-3 Volt
2. Füllstand: 75%
3-6 Volt
3. Füllstand: 100%
6-10 Volt
b) Füllstandstufen sind konfigurierbar
6. 3 digitale Eingänge 0/12V zur freien Beschaltung
7. SMA/M für den Antennenanschluss
8. Schlagfestes Gehäuse
9. Tiefentladungsschutz um die Batterie zu schonen
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Aufbereitung und Speicherung der Füllstandsdaten
Die verschlüsselten Füllstandsdaten werden in einer gesonderten cloudbasierte
Datenbank hinterlegt, die aus Gründen des Datenschutzes selbstverständlich
nur für den jeweiligen Betreiber zugänglich ist.
Beispiel cloudbasierte IOT Datenbank
Die Datenbank ist skalierbar, so dass eine große Anzahl von Geräten und
Daten gespeichert werden kann und eine Anpassung an den wachsenden
Bedarf jederzeit und mit nur minimalem Aufwand möglich ist. Im
Administrationsbereich werden Nutzer und Geräte konfiguriert und überwacht,
in einem gesonderten Bereich besteht die Möglichkeit die Daten individuell zu
visualisieren.
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Als Beispiel für diese Applikation wurde ein Testkonto in der cloudbasierten
Datenbank eingerichtet, das es dem Besucher ermöglicht sich die Daten
jederzeit anzuschauen.
Bitte besuchen uns unter:
URL: rs2.cumulocity.com
Username: clientdemo
Password: round2014
Die Hardwarekomponenten wurden von Round Solutions GmbH & Co. KG
geliefert. Die Entwicklungsleistung wurde durch die auf Funk spezialisierte
Wireless HW & SW Engineering GmbH realisiert.
Detaillierte technische Unterlagen können jederzeit bei Round Solutions unter
[email protected] Stichwort: „IOT Abfalleimer“ angefragt werden.
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