Mit universellen USB-Sensoren Modulare Sensorplattform für IoT-Anwendungen

Das IoT-System von Binder: Ein oder mehrere Sensoren sind über ein Gateway mit einem Tablet, PC oder der Cloud verbunden.
Das IoT-System von Binder: Ein oder mehrere Sensoren sind über ein Gateway mit einem Tablet, PC oder der Cloud verbunden.

Das von Binder Elektronik entwickelte IoT-Kit kombiniert USB-Sensorsticks miteinem Arduino-kompatiblen Gateway, das die gesammelten Daten in die Cloud schickt.

Das Binder IoT-Kit kombiniert einen oder mehrere »Sensor-Sticks« mit einem passenden Gateway. Der Anwender kann damit einfach und unkompliziert unterschiedlichste Messwerte erfassen und lokal auf einem PC oder Tablet oder in einem Cloud-Dienst speichern.

Das Herz des Systems ist der so genannte Sensor-Stick. Dieser hat die Form eines USB-Speichersticks (18 x 55mm²) und kann seine Messdaten sowohl drahtgebunden als auch drahtlos übertragen. Er kann auch in ein Kunststoff-Gehäuse eingebaut werden. Jeder Sensor-Stick verfügt über Energiemanagement, ein USB- und BLE-kompatibles Funk-Interface sowie eine Sensor-Schnittstelle. Dabei befinden sich die unterschiedlichen Sensoren auf einem nur 15 x 18 mm kleinem Sensormodul, das über I²C, SPI, analoge Eingänge oder digitale IOs kommuniziert. Die Besonderheit ist dabei, dass weder Hardware noch Firmware beim Sensorwechsel angepasst werden müssen. Jedes Sensormodul bringt dazu ein elektronisches »Datenblatt« mit, welches die Sensorparameter und das Messszenario beinhaltet, so dass ein Plug&Play-Betrieb möglich ist. Die Sensor-Sticks verfügen – wie das dazu passende Gateway – als zentralen Bestandteil über einen leistungsfähigen ARM-Cortex-M4F-Prozessor.

Neben der einfachen Integration zusätzlicher Sensorik und der Verwendung eines leistungsfähigen Controllers kann die Energieversorgung per USB über viele am Markt verfügbare Lösungen wie USB-Power-Banks, Akkus, Batterien oder Netzteile erfolgen. Auch ein Betrieb direkt an PC, Notebook oder Tablet ist möglich.

Viele Wege führen zur Cloud

Die Übermittlung der Messdaten erfolgt als BLE-Beacon Datenprotokoll an ein Bluetooth kompatibles Empfangsgerät (Gateway). Das Binder IoT-Gateway kann dabei sowohl die BLE-Daten empfangen als auch über USB bzw. WLAN mit einem PC oder einer Cloud-Anwendung kommunizieren. Die Anpassung an beliebige Cloud-Dienste ist dank der Verwendung von MQTT oder OPC/UA-Protokollen möglich, ebenso die Implementierung von anwendungsspezifischen Auswertealgorithmen und Funktionen. Über WLAN ist eine Datenübertragung nach 802.11 b/g/n/e/i mit Sicherheitsfeatures wie WPA/WPA2 möglich. Ein Arduino-Uno kompatibler Formfaktor stellt eine zusätzliche Erweiterungsmöglichkeit dar, so dass gängige Arduino-Shields mit dem Gateway verwendet werden können.

Sowohl Sensor-Stick als auch das Gateway verfügen über zusätzlichen nichtvolatilen Speicher um Daten zu loggen oder, falls die Übertragung nicht möglich bzw. nicht gewünscht ist, diese zwischenzuspeichern. Am Gateway besteht auch die Möglichkeit den Datenspeicher durch eine Micro-SD-Karte zu erweitern. Ein Highlight ist der integrierte Security-Chip auf beiden Einheiten. Dadurch ist eine zuverlässige Datenverschlüsselung zwischen Gateway und Sensor-Stick möglich. Die Datenübertragung ist somit absolut sicher. Benötigt der User zusätzliche Funktionen oder Features so können diese im Kundenauftrag implementiert werden. Ferner ist auch eine freie Firmwareversion erhältlich, die der Anwender selbst nach eigenen Anforderungen modifizieren oder durch zusätzliche Funktionen ergänzen kann.