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Funkprotokoll für massive IoT

Mioty-fähige Produkte im Überblick

24. März 2021, 06:00 Uhr   |  Harry Schubert

Mioty-fähige Produkte im Überblick
© Krunja | Shutterstock

Zur Embedded World 2020 gründeten sechs Unternehmen und das Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) die Mioty Alliance, um das LPWAN-Protokoll Mioty bekannt zu machen. Nach einem Jahr lohnt sich ein Blick auf die Palette der verfügbaren Mioty-Produkte.

Das Funkprotokoll Mioty [1, 2] für Niedrigenergie-Weitverkehrsnetze kann zur zweiten Generation der LPWAN-Protokolle gezählt werden. Es wurde für Massive-IoT-Anwendungen entwickelt, d.h. für Netzwerke mit tausenden von Endgeräten, die Millionen von Nachrichten pro Tag transportieren müssen.

Einfacher Start mit Systemen

Logo der Mioty Alliance
© Mioty Alliance

Die Mioty Alliance, gegründet auf der embedded World 2020, will das LPWAN-Protokoll Mioty bekannt machen und bündelt die Interessen der Mitglieder.

Für den Einstieg in die Mioty-Netzwerkwelt bieten die Firmen Behr Tech, Radiocrafts, Swissphone und Texas Instruments Entwicklungskits an. Behr Tech und Swissphone liefern damit leistungsfähige Basisstationen (Bild 1) aus. So basiert die MYTHINGS Base Station von Behr Tech zum Beispiel auf dem Industrie-PC ARK-2250L von Advantech, in dem Intel-Prozessoren der Core-i3- oder Core-i5-Reihe verbaut sind. Auf ihm läuft die Mioty-Potokollsoftware MYTHINGS Central. Zum Entwicklungskit gehören: zwei Funksensoren MYTHINGS Smart Sensor, eine Antenne, Zubehör sowie eine Anleitung.

In seinem Mioty-Entwicklungskit liefert Swissphone die Basisstation MBS20 (Bild 2) mit, die auf einem ARM-Prozessor basiert und auf dem die Protokollsoftware Demo Service- & Application Center läuft. Es enthält weiter: ein Entwicklungsmodul, das kompatibel zu Arduino-UNO auf einem Mikrocontroller von STMicroelectronics basiert, ein bidirektionales Mioty-Modem und einen Sensor. Dieses Mioty-Entwicklungskit bietet Swissphone nur limitiert an.

Mioty-Entwicklungskits

Einen Industrie-PC mit Mioty- Software als Basisstation und zwei mobil einsetzbare Funksensoren packt Behr Tech in sein Entwicklungskit für Mioty-Netzwerke
Swissphone bietet an, seine Basisstation MBS20 individuell anzupassen, sie kann auch unter der Marke des Kunden verkauft werden
Drei Funksensoren und ein Entwicklungsmodul – alle auf Basis des Wireless- Mikrocontrollers CC1352R – enthält das Mioty- Entwicklungskit MIOTY-HW-BDL von Texas Instruments

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Texas Instruments setzt in seinem Mioty-Entwicklungskit MIOTY-HW-BDL (Bild 3) den Wireless-Mikrocontroller CC1352R ein. Es besteht aus Entwicklungsmodul LAUNCHXL-CC1352R und drei Funksensormodulen LPSTK-CC1352R, einer Image-Datei für Applikationen mit dem Mioty-Protokollstapel und einer Anleitung.

Radiocrafts dagegen verzichtet im Entwicklungskit RC1882-MIOTY1-DK auf eine eigene Basisstation. Das Unternehmen stellt nur einen Bootloader zur Verfügung, um mit den Funkmodulen RC1882CEF-MIOTY1 die Netzwerkeigenschaften zu testen. Für ein komplettes Netzwerk wird noch ein Mioty-Gateway benötigt, das Radiocrafts jedoch nicht anbietet. Das Entwicklungskit RC1882-MIOTY1-DK enthält: zwei Entwicklungsmodule mit den Funkmodulen RC1882CEF-MIOTY1, auf denen alle Anschlüsse der Funkmodule leicht zugänglich herausgeführt sind und die mit einem USB-zu-UART-Schnittstellen-IC von FDTI ausgerüstet sind; zwei USB-Kabel; den Bootloader sowie Hinweise wo weitere Tools und eine Dokumentation zu finden sind.

Module für Entwickler

Das Entwicklungsmodul von Behr Tech, MYTHINGS Click Board (Bild 4), basiert auf einem Funkmodul von TDnext – TD1207R für 868 MHz mit 14 dBm Sendleistung oder TD1508 für 915 MHz und einer maximalen Sendeleistung von 24 dBm – vorkonfektioniert mit dem Mioty-Protokollstapel. Behr Tech hat sein Entwicklungsmodul kompatibel zum mikroBUS-Standard ausgeführt, um das Modul mit dem umfangreichen mikroBUS-Angebot an Sensor-, Schnittstellen- und Display-Modulen kombinieren zu können. Das MYTHINGS Click Board wird über AT-Kommandos gesteuert.

Radiocrafts bietet sein Entwicklungsmodul (Bild 5) in zwei Versionen an: als RC1882CEF-MIOTY1 mit UART-Interface und AT-Befehlssatz sowie als RC1882CEF-MIOTY2 mit API (Application Programming Interface), das über das eigene ICI Framework (Intelligent C-programmable I/O) in C programmiert werden kann. Beide Ausführungen enthalten den Mioty-Protokollstapel und sind für Europa (868 MHz) und Nordamerika (915 MHz) vorzertifiziert mit einer Sendeleistung von 14 dBm und einer Empfindlichkeit von –129 dBm

Mioty-Funkmodule für Endgeräte

Für den direkten Einbau in Endgeräte gedacht ist das Mioty Modul von Swissphone (Bild 6). Es enthält die SWION genannte Mioty-Software von Swissphone als Firmware und wird per AT-Kommandos über UART- oder SPI-Schnittstelle gesteuert. Seine maximale Sendeleistung liegt bei 18 dBm. Es kann für die unidirektionale und bidirektionale Datenübertragung eingesetzt werden.

Mioty-Entwicklungsmodule und -Funkmodule

In seinem Entwicklungsmodul MYTHINGS Click Board setzt Behr Tech auf Funkmodule von TDnext und den mikroBUS-Standard
 Die Mioty-Funkmodule von Radiocrafts RC1882CEF-MIOTY1 und RC1882CEF-MIOTY2 unterscheiden sich in der Programmierschnittstelle
Für den Einbau in Mioty-Knoten bietet Swissphone ein Funkmodul mit der Mioty- Protokollsoftware SWION an

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Weptech Elektronik bietet zwei Funkmodule mit dem Mioty-Protokollstapel an: COUA-M auf der Basis des CC1310 von Texas Instruments für die bidirektionale Datenübertragung bei 868 MHz und PHOENIX-M (Bild 7) auf Basis des STM32L071RBH6 von STMicroelectronics für die unidirektionale Datenübertragung mit einer Sendeleistung von bis zu 16 dBm bei 868 MHz. Beide Funkmodule verfügen über eine UART-Schnittstelle und einen Antennenanschluss und für beide bietet Weptech Elektronik Entwicklungskits.

Mioty-Zentrale: Basisstationen

Die Mioty-Basisstation MYTHINGS Base Station (Bild 8) liefert Behr Tech auch mit seinem Entwicklungskit aus. Sie basiert, wie oben bereits erwähnt, auf einem Industrie-PC (ARK-2250L) von Advantech mit Intel-Core-i3-Prozessor und der Software MYTHINGS Central, die auf einem Ubuntu OS läuft. In der Basisstation ist ein Software-gesteuerter Funk-Transceiver (868 und 915 MHz) eingebaut. Komplettiert wird die Basisstation mit einer Dipol-Antenne (Rundstrahler) mit Magnetfuß und Filtern für die Einsatzregion. Die MYTHINGS Base Station kann Millionen von Nachrichten pro Tag verarbeiten und mehrere Tausend Knoten in einem Mioty-Netzwerk verwalten.

Das Mioty Premium Gateway von Diehl (Bild 9) ist für die bidirektionale Datenübertragung in Netzwerken mit bis zu 25.000 Endgeräten ausgelegt. Es wird mit Mioty-Lizenz, Stromversorgung und Anleitung ausgeliefert.

Für die Basisstation MBS20 – sie ist auch Teil des Mioty-Entwicklungskits von Swissphone – nutzt Swissphone ein Modul mit Arm-Prozessor (Bild 10). Sie enthält einen Funk-Transceiver für die bidirektionale Datenübertragung im Netzwerk und kann über einen Mini-PCIe-Slot erweitert werden. Die Basisstation MBS20 kann über PoE (Power over Ethernet) und per externem Netzteil mit Strom versorgt werden und Swissphone bietet eine maßgeschneiderte Anpassung der Hard- und Software an.

Mioty-Basisstationen

Mioty-Basisstation MYTHINGS Base Station von Behr Tech
Mioty Premium Gateway von Diehl
Swissphone bietet an, seine Basisstation MBS20 individuell anzupassen, sie kann auch unter der Marke des Kunden verkauft werden

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Als Low-Cost-Alternative bewirbt Weptech Elektronik sein Mioty-Gateway AVA (Bild 11) für den Einsatz in Europa (868–870 MHz) und den USA (915–917 MHz). Es arbeitet mit einer Sendeleistung von 14 dBm und einer Empfindlichkeit von –135 dBm, wird über eine Ethernet-Schnittstelle angeschlossen und gibt Informationen per Web-Interface aus. Versorgt wird das Gateway AVA mit 5 V über eine USB-C-Buchse.

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