Das Internet hat unsere Welt in vielerlei Hinsicht verändert, zum Beispiel vervielfachte der Boom von E-Commerce die Waren- und Datenströme. Und die Entwicklung geht weiter: Experten sind sich einig, dass die nächste Phase vom Internet für den Menschen hin zum Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) führt. Das verbindet eine riesige Anzahl von Maschinen, Geräten, Sensoren, Aktoren und sonstigen Gegenständen untereinander sowie die übergeordneten Systeme bis hinein in die Cloud.

Im engen Schulterschluss

Durch die Bündelung des Know-hows beider Partner in den Bereichen Embedded und Interface Design bieten Advantech und Fortec umfassende Lösungen, die auf spezifische Kundenanforderungen abgestimmt sind. Advantech hat im zentralen Entwicklungsstandort in Taipei (Taiwan) für kundenspezifische Anpassungen einen High-End-Reinraum der Klasse 10.000 mit ISO-Zertifizierung erbaut, der über eine monatliche Kapazität von 30.000 Stück verfügt. [01] Fortec ergänzt diese Fähigkeiten durch eine eigene Fertigung in Deutschland und der Tschechischen Republik. Auf Projektbasis lassen sich schnelle und flexible Anpassungen von kundenspezifisch bedruckten Frontgläsern und PCAP-Touchscreens für individuelle industrielle Displays realisieren.

Durch die extreme Menge von unterschiedlichsten, automatisch gesammelten Daten, die so in der Cloud vorkommen, könnten notwendige Dienstleistungen und weiterführenden Funktionen entstehen. Ein Beispiel, wie das künftig funktionieren kann, entstand in der Kooperation zwischen Fortec Elektronik und Advantech, die das Pedelec-Entleihsystem Call-a-Bike für die Deutsche Bahn (DB) entwickelten.

Das Pedelec-Entleihsystem Call-a-Bike der Deutschen Bahn haben Advantech und Fortec gemeinsam realisiert.

Das Pedelec-Entleihsystem Call-a-Bike der Deutschen Bahn haben Advantech und Fortec gemeinsam realisiert.Fortec Elektronik

War das Internet bislang also eine Sache zwischen Menschen und Maschinen, bringt es künftig immer mehr Maschinen mit anderen Maschinen zusammen. Geht es nach dem Marktforschungsunternehmen Gartner, dann resultiert daraus ein lukrativer, mehrere Milliarden schwerer Markt. Waren beispielsweise im Jahr 2009 lediglich zweieinhalb Milliarden Geräte wie etwa Smartphones, Computer und Tablets vernetzt, prognostizieren die amerikanischen Agenturen für das Jahr 2020 mehr als 30 Milliarden vernetzte Geräte. Derzeit gibt es reichlich Marktstudien und Prognosen, die dem Internet der Dinge eine leuchtende Zukunft voraussagen.

Anwendungsbereite Plattformen

Die Touchscreen-Nutzeroberfläche basiert auf dem SOM-4461-Board und UMTS-Router für das DB-Ticket-System.

Die Touchscreen-Nutzeroberfläche basiert auf dem SOM-4461-Board und UMTS-Router für das DB-Ticket-System.Fortec Elektronik

Fortec Elektronik und Advantech kooperierten, um ihr Know-how in den Bereichen Embedded-Computing und User-Interface-Design zu bündeln. Advantech lieferte systembereite Standardkomponenten und anwendungsbereite Plattformen. Fortec kann die von Advantech entwickelten Plattformen kundenspezifisch exakt anpassen und Kleinstserien für den Markt bereitstellen.

Auf seiner diesjährigen Embedded World Partner Conference (WPC) stellte Advantechs Präsident Chaney Ho Pläne vor, Modelle für Smart Cities und das Internet der Dinge zu entwickeln. Er erläuterte: „2015 wird die Anzahl der Geräte mit Internetanbindung 15 Milliarden betragen, 2020 werden es über 50 Milliarden sein – damit entsteht ein enormes Marktpotenzial für Computerplattformen, mit denen das Internet der Dinge in die Praxis umgesetzt wird.“

Displays mit M2M-Kommunikation

Markus Bullinger und K. C. Liu vor Advantechs ATC+Technologie Campus in Shanghai. Hier entwickelten die Ingenieure die grundlegenden Techniken für M2M und IoT.

Markus Bullinger und K. C. Liu vor Advantechs ATC+Technologie Campus in Shanghai. Hier entwickelten die Ingenieure die grundlegenden Techniken für M2M und IoT.Fortec Elektronik

Fortec entwickelt und fertigt kundenspezifische Mensch-Maschine-Schnittstellen, kurz HMI (Human Machine Interface): Dabei handelt es sich meistens um Systeme mit TFT-Displays und Touchscreens in projizierter kapazitiver Technik (P-Cap). Sie kommunizieren mit anderen Systemen oder übergeordneten Rechnern. Eine zunehmende Rolle spielt die nachgelagerte Kommunikation im Bereich Machine-to-Machine (M2M). Dieser Bereich verspricht Potential im Bereich der Soft- und Hardware-Entwicklung. Ausgehend von den in Projekten gewonnenen Kenntnissen über die nachgelagerten M2M-, Kommunikations- und Datenbank-Systeme will Fortec komplette Varianten anbieten, die User Interfaces und das IoT verbinden sollen.

Erste M2M-Projekte gibt es bereits: Im Bereich der Elektromobilität kommunizieren Fahrzeuge sowohl mit Ladestationen als auch mit übergeordneten Rechnersystemen zum Flottenmanagement. Ein weiteres Beispiel ist die seit dem Jahr 2009 bestehende enge Zusammenarbeit mit der Deutschen Bahn (DB): Dabei arbeiten Ingenieure an der Umsetzung eines weitgehend automatisierten Fahrradverleihsystems. Mit den gemieteten Fahrrädern können sich Reisende oder Besucher flexibel durch die Stadt bewegen.

Ein typischer, hierarchischer Aufbau von vernetzten Sensoren, Routern und Schaltern, wie er bereits angeboten wird. Die Lösungen für das IoT plant man mit Techniken wie Mesh-Networking an die Erfordernisse des Embedded Marktes anzupassen.

Ein typischer, hierarchischer Aufbau von vernetzten Sensoren, Routern und Schaltern, wie er bereits angeboten wird. Die Lösungen für das IoT plant man mit Techniken wie Mesh-Networking an die Erfordernisse des Embedded Marktes anzupassen.Fortec Elektronik

Intelligente Technik im Hintergrund ermöglicht die deutschlandweite Nutzung und erlaubt dabei die Fahrradmietmöglichkeit rund um die Uhr. Die erweiterte Variante „Call-a-Bike“ für elektrische Fahrräder (Pedelecs) ist ebenfalls im Serieneinsatz. Dabei erweiterte man die M2M-Kommunikation um die Verwaltung des Ladestands eines jeden Rades. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass nur voll- beziehungsweise ausreichend aufgeladene Pedelecs zur Verfügung stehen. Die Pedelec-Variante baut auf Systemen von Advantech auf, während Fortec das Projektmanagement, die Hardware-, die Mechanik- und die Software-Entwicklung beisteuere sowie die komplette Entleihstelle fertigte. Dafür kombinierte der Hersteller ein Embedded-PC-Terminal mit Touchscreen, Stromversorgung, Ladetechnik, Nahfunk-Kommunikation von Säule zu Fahrrad und die Anbindung der Säule an den zentralen DB-Backbone.

Und die Akzeptanz spricht Bände, immer mehr DB-Pedelecs sind auf den Straßen von deutschen Großstädten zu finden.