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IoT-Gateway »conga-IoT2« von congatec

Eine Plattform, viele Möglichkeiten

28. März 2018, 15:16 Uhr   |  Manne Kreuzer

Eine Plattform, viele Möglichkeiten
© alle Bilder: congatec

congatecs lüfterlose IoT-Gateway-Plattform »conga-IoT2« hat bis zu acht Antennen und ein Aluminium-Druckguss-Gehäuse, das Stabilität und Kühlung für den Einsatz in rauer Umgebung bietet und für die Verwendung unterschiedlicher Funkprotokolle entsprechend geschirmt wurde.

Viele Box-PCs werden derzeit im Gewand eines IoT-Gateways vermarktet. Ihnen fehlen oft jedoch sowohl der Software-Support als auch die Multifunktionalität, die vor Ort gebraucht wird. Mit modularen, UIC-konformen IoT-Gateway-Plattformen will congatec OEMs schneller ans Ziel bringen.

Wer für private und öffentlichen Unternehmen und Institutionen IoT-Applikationen aufsetzen will, um Prozesse zu optimieren und Predictive Maintenance auch bei rein mechanischen Systemen durch adaptive Sensorik zu ermöglichen, braucht IoT-Gateway-Plattformen, mit denen sich ganze Fabriken oder Mikrogrids ins Internet der Dinge bringen lassen. Die wichtigste Aufgabe solcher Gateways ist dabei, die Daten im Feld abzugreifen und zu verarbeiten, um Entscheidungen vor Ort zu treffen und zentrale Management-Clouds sowie benachbarte Systeme über wichtige Systemzustände beziehungsweise Prozesse zu informieren. Gleiches gilt auch für verteilte Digital-Signage-Installationen, e-Mobility-Ladestationen, Ticket- und Verkaufsautomaten oder auch öffentliche Videoüberwachungsanlagen und viele weitere komplexere IoT-Installationen.

Die Herausforderung liegt in der benötigten Flexibilität der zu installierenden Logik aufgrund der diversifizierten installierten Basis mit ihren vielfältigen heterogenen Kommunikationskanälen von den Geräten in Richtung IoT-Gateway und den zahlreichen Kommunikationsmöglichkeiten vom Gateway in Richtung Cloud sowie zu anderen Gateways. Betrachtet man alleine die Optionen, die im Umfeld der Low-Pow­er-Wide-Area-Netze (LPWAN) entstehen, muss man im Grunde alle relevanten Optionen unterstützen können: NB-IoT, Sigfox und LoRa sowie GSM/LTE und zukünftig auch das kommende 5G. Bauen Unternehmen beispielsweise ein lokales LoRa-Netz auf, um Parkflächen zu bewirtschaften, kann es durchaus sein, dass der Betreiber für die zentrale Cloud-Anbindung eine GSM/LTE-Verbindung wünscht und als Fallback – beispielsweise bei Netzausfall oder Überlastung – eine Sigfox-Schnittstelle. Alternativ kann man auch LoRa mit NB-IoT kombinieren und nur noch für die datenintensive Wartung und Upgrades der Systeme GSM/LTE zuschalten.

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Die conga-IoT2-Plattform für OEM-Gateways unterstützt den Universal IoT-Connector (UIC) der SGeT. Dieser erweitert die eAPI durch Embedded-Driver-Modules, die ein generisches Treibermodell einführen. Der Communication-Agent dient der Anbindung an unterschiedliche Cloud-Services.

Weitet man das Thema Funktechnologien gegenüber LPWAN und GSM/LTE auf, kommen zudem noch weitere Standards in Betracht: Erscheint eine Ethernet-Verkabelung von beispielsweise e-Ladestationen zu aufwendig wegen den nötigen Straßen- und Erdarbeiten, muss man Zigbee-Schnittstellen anbieten können, um eine schnelle Peer-to-Peer-Netzwerkkommunikation zwischen tausenden miteinander vernetzten Geräten ermöglichen zu können. WLAN wäre viel zu komplex und je nach Anzahl der zu passierenden WLAN-Knoten auch zu langsam. Es geht weiter mit unzähligen weiteren Funklösungen wie Wireless M-Bus für die Zählerfernauslesung, Wireless LonWorks und HF-Anbindungen für KNX-Netze für das Facility-Management oder auch noch Z-Wave und Bluetooth/BLE für den Heimautomatisierer.

Hinzu kommen Anforderungen an die Anbindung auch drahtgebundener Logik, angefangen bei digitalen und analogen I/Os über serielle Schnittstellen und Feldbusse bis hin zu Industrial-Ethernet-Protokollen wie EtherCAT, Profibus, Modbus TCP, Powerlink, Sercos III und CC-Link IE oder auch Lösungen wie CAN­open over EtherCAT. Nicht zu vergessen ist auch echtzeitfähiges Ethernet konform zum Time-Sensitive-Network-Protokoll (TSN) nach IEEE 802.1 sowie auch zahlreiche proprietäre Service-Schnittstellen zu bestehenden Geräten. All das und noch viel mehr findet sich in der realen, noch nicht IoT-angebundenen Welt, die es nun zu vernetzen gilt, um neue Services zu entwickeln und Effizienzsteigerungen zu erwirken. Hinzu kommen mitunter auch schnelle Kamera-Interfaces, wie MIPI-CSI2 für Smart-Camera-Applikationen, um beispielsweise Situational-Awareness-Lösungen ebenfalls zu integrieren.

Selbstverständlich gibt es heute kein System, das all diese Funktionen bereits off-The-Shelf bedarfsgerecht zur Verfügung stellen kann. Hersteller wie congatec haben aber den Bedarf erkannt und mit dem congatec-IoT-Gateway eine universell einsetzbare Plattform entwickelt, die sehr modular ist und die für OEMs bedarfsgerecht auf den gewünschten Funktionsumfang hin zugeschnitten werden kann. Hierbei bringt die Plattform mit einem Aluminium-Druckguss-Gehäuse, das Stabilität und Kühlung für den Einsatz in rauer Umgebung bietet, bereits viele Funktionen mit, die OEMs unmittelbar nutzen können. Zum einen bietet das System bis zu acht Antennenstecker (4 x SMA & 4 x RP-SMA) und 6 x miniPCIe, ein M.2- sowie zwei USB-2.0-Steckplätze für die flexible Auslegung der Wireless- und kabelgebundenen Schnittstellen-Unterstützung. OEMs profitieren so von einer IoT-Gateway-Plattform, die eine Vielzahl von Geräten anschließen kann, für diverse Anwendungsfälle bereits vorzertifiziert ist und die sich selbst für den Einsatz im erweiterten Temperaturbereich eignet.

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1. Eine Plattform, viele Möglichkeiten
2. OEM-spezifische Auslegungen

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