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IoT-Lösungen im Schnellverfahren entwickeln

Für die Realisierung vollständiger IoT-Lösungen ist neben geeigneter Hardware eine kostengünstige und zuverlässige globale Connectivity sowie ein umfangreiches Dienstleistungspaket Voraussetzung. Diesem Trend folgend hat die Schildknecht AG als Hersteller von Funk-Gateways ihr Geschäftsmodell entsprechend erweitert und erste Projekte umgesetzt.

Viele Unternehmen zögern noch, den Schritt vom vertrauten Produkt- oder Systemgeschäft in Richtung Internet of Things und globaler IoT-Fähigkeit ihrer Produkte und den damit verbundenen Herausforderungen bezüglich Kommunikations- und Datentechnik sowie Dienstleistungen zu gehen. Umgekehrt existieren Anbieter, welche auf Basis ihrer Erfahrung anderen Unternehmen Unterstützung beim Einstieg in die IoT-Welt bieten. Hierzu gehört die seit 1981 in der industriellen Funktechnik tätige Schildknecht AG. Als ausgewiesener M2M-Spezialist mit seiner umfangreichen DATAEAGLE-Gateway-Gerätereihe und seiner Erfahrung mit weltweit einsetzbaren, auf Mobilfunk mit universellen SIM-Karten beruhenden Lösungen bietet Schildknecht unter dem Begriff „Global Connectivity“ neben fertigen Geräten auch flexible OEM-Lösungen bis herunter zum Chip sowie vielfältige Schulungen und Entwicklungsunterstützung.

Einstieg in die IoT-Welt

Wo immer auch Maschinen und Geräte, die in das IoT eingebunden werden sollen, zum Einsatz kommen: Am Einsatzort ist in der Regel ein kabelgebundener Internetzugang oder WLAN technisch nicht verfügbar oder organisatorisch nicht erlaubt. Deshalb setzt Schildknecht als hauptsächlichen Kommunikationskanal auf Mobilfunktechnik mit ihren heute annähernd 7 Milliarden Anschlüssen weltweit. Technologischer Schwerpunkt der IoT-Lösungen ist die im Gateway DATAEAGLE 7000 eingesetzte Grundplatine mit allen notwendigen Komponenten, welche in verschiedenen OEM-Versionen zur Verfügung steht.

Alle Platinen enthalten als Kern eine integrierte, global einsatzfähige SIM-Karte, über welche sich das Gerät in über 130 Ländern bei etwa 400 Mobilfunk-Providern automatisch in das vor Ort jeweils stärkste Mobilfunknetz einwählen und über das Internet eine Verbindung mit einem Cloud-Portal als Ziel der Datenübertragung aufbauen kann. Auf dem Portal stehen die Daten dann legimitierten Nutzergruppen zur Auswertung, Darstellung und Weiterverwendung, auch auf mobilen Geräten, zur Verfügung. Diese so erreichte „Global Connectivity“ ist Voraussetzung für jede IoT-Lösung; dank eines stark komprimiertes Datenvolumens und günstiger Tarife entstehen

dabei bemerkenswert niedrige Kosten von nur wenigen Euro pro Monat, unabhängig davon welches Mobilfunknetz weltweit verwendet wird. Von besonders hoher Bedeutung ist die Sicherheit der Gesamtlösung durch eine AES Ende-zu-Ende Verschlüsselung vom Gateway über die weltweite Mobilfunk – bzw. Internetdatenverbindung einschließlich Datenportal bis zur Frontend-Anwendung wie z.B. einer Smartphone-App. Die Sicherheitsumsetzung erfolgt nach BSI Richtlinien und ist TÜV zertifiziert.

Vier Entwicklungsschritte zum IoT-fähigen Gerät

Betrieblicher Schwerpunkt der IoT-Lösungen ist das Dienstleistungsangebot von Schildknecht, welches die komplette Funktionalitäts- und Leistungskette von der anfänglichen Beratung über Geräteparametrierung, Sensorankopplung bis zur Visualisierung und Verarbeitung der übertragenen Daten in einem Cloud-basierten Portal (Portal Hosting) umfasst. Der Anwender erhält einen eigenen Portal-Zugang, über den er „seine“ Daten analysieren und auf „seine“ Geräte zugreifen kann. Das Dienstleistungsangebot beinhaltet auch Unterstützung bei System-Security und -Verfügbarkeit oder Unterstützung bei der Datenauswertung sowie beim Management der SIM-Karte.

Die Entwicklung einer IoT-Lösung läuft in folgenden Schritten ab:

• Bei der Konzeptfindung werden vom Kunden bzw. Partnerunternehmen eine Geschäftsidee und die damit verbundene Rolle des geplanten IoT-Produktes formuliert.

• Danach folgt ein gemeinsamer, meist mehrtägiger Workshop, in dessen Verlauf der fachlichen Hintergrund und die geschäftlichen Erwartungen genauer definiert werden. Hierzu gehören u. a. Prüfung der Anbindungsmöglichkeiten im Zielprodukt, Überprüfung und endgültige Festlegung der Applikation oder Skizzierung des Entwicklungsprozesses und der Markteinführung. Auf Wunsch kann bereits in dieser Phase eine Entwicklung eines Lösungsansatzes unter realen Bedingungen auf Basis der beim DE7000 verfügbaren Fertiggeräte umgesetzt werden.

• In einem Proof of Concept, PoC wird die erarbeitete Lösung unter Verwendung der passenden OEM-Hardware und Erstellung einer angepassten Software (Script) in einen Produkt-Prototyp integriert. Das erfolgt in enger Abstimmung mit den Entwicklern des Kunden und unter Berücksichtigung eventuell erforderlicher Normen und Standards.

• Den Abschluss bildet die Entwicklung zur Marktreife mit endgültigem Design von Gehäuse, Antenne, Dashboard etc. mit nachfolgendem Produktionsstart. Auf Wusch kann auch eine Unterstützung bei der nachfolgenden Markteinführung durch z.B. zeitlich begrenzte oder dauerhafte Übernahme der oben geschilderten Portaldienste erfolgen.

IoT-fähige E/A-Verteilerboxen in 2 Monaten

Das IoT-Lösungskonzept von Schildknecht hat sich bereits in vielen Applikationen bewährt. So zum Beispiel bei einem Unternehmen der Automatisierungsbranche, das intelligente Verteilerboxen zur Verbindung von Sensoren und Aktoren über Standard M12-Anschlüsse mit Steuerungen über unterschiedliche Feldbusse fertigt. Den Marktforderungen folgend sollten diese Verteilerboxen jetzt die E/A Daten über Mobilfunk übertragen. Nach Kenntnis des oben geschilderten Lösungsweges verzichtete das Unternehmen auf eine Eigenentwicklung zu Gunsten der OEM-Platinenlösung von Schildknecht mit entsprechend angepasster Software und Portaldiensten.

Die Konzeptfindung in einem Workshop erforderte nur wenige Tage; während dieser Zeit wurde auch bereits das Script für die Ankopplung an die interne Kundenelektronik umgesetzt. Das

Hosting des Datenportals hat der Hersteller der Verteilerboxen, nach Kauf einer Portalserverlizenz, selbst übernommen; es läuft nun in einem großen asiatischen Rechenzentrum. Nach nur zwei Monaten konnte die Serienfertigung der jetzt IoT-fähigen Verteilerboxen eingeleitet werden einschließlich der Entwicklung einer eigenen IOS und Android APP.

Effektiver geht nicht

Der dargestellte Einstieg in die IoT-Welt ist dank der in zahllosen M2M-Lösungen erprobten Hard- und Software Komponenten samt Applikationswissen auch für mit IoT noch nicht vertraute Unternehmen in nur wenigen Wochen möglich! Das beschriebene Konzept umfasst alle Entwicklungs- und Dienstleistungsschritte zum Aufbau einer funktionsfähigen IoT-Lösung, von der Sensoranbindung bis zum Portal-Hosting und Dienstleistungen bezüglich Datenauswertung, Sicherheit oder Verfügbarkeit. Damit ist der Weg offen für Unternehmen, die mit ihren Produkten und Systemen möglichst effektiv, d.h. schnell und ohne große Investitionen, neue Geschäftsmodelle in der IoT-Welt realisieren und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit absichern wollen.

Autor:

Thomas Schildknecht, Vorstand, Schildknecht AG

Bildunterschriften

Bild 1 (Schildknecht_FA-RBS2016_1_Overview):

Schildknecht bietet mit den Funk-Gateways DATAEAGLE ein umfassendes Gerätespektrum von der OEM-Platine bis zum gebrauchsfertigen IP66-Gerät

Bild 2 (Schildknecht_FA-RBS2016_2_OEM-Board):

Proof-of-concept Board mit OEM-Gateway-Platine

Bild 3 (Schildknecht_FA-RBS2016_3_Portal):

Portaldarstellung mit anwendereigenem Zugang

Bild 4 (Schildknecht_FA-RBS2016_4_IoT-Support):

Dienstleistungsangebot der Schildknecht AG für den Einstieg in das IoT

Über Schildknecht AG:

Schildknecht Industrieelektronik wurde im Jahr 1981 von Dipl. Ing. Thomas Schildknecht als Ingenieurbüro gegründet und im Januar 2009 in eine AG überführt. Seit 1993 entwickelt und vertreibt Schildknecht das Datenfunksystem DATAEAGLE mit inzwischen 40 Gerätetypen. DATAEAGLE kommt in verschiedensten Bereichen und Branchen der Automatisierungstechnik zum Einsatz, zum Beispiel in Klärwerken, in Seilbahnen oder Fertigungsmaschinen. Die Philosophie von DATAEAGLE: die technisch höchstmögliche Verfügbarkeit der Funkstrecke zu realisieren und damit ein Höchstmaß an Kabelkompatibilität "works like a cable" zu ermöglichen.

Die Schildknecht AG besitzt Anwendungskompetenz in allen Fragen der funkbasierten Kommunikation in der Automation und versteht sich nicht nur als Produkt- und Systemlieferant, sondern vor allem als Partner seiner Kunden für einen erfolgreichen Einsatz von Funklösungen. Dabei kann die Schildknecht AG auf über 5.000 erfolgreich realisierte wireless Automationslösungen zurück blicken.

Kontaktadresse für Leser:

Schildknecht AG Haugweg 26D-71711 MurrTelefon:  +49 (0) 7144 89718 0Fax:        +49 (0) 7144 89718 29office@schildknecht.agwww.schildknecht.ag

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