Klassisch und doch anders: das Internet der Dinge aus der Sicht eines Elektronikdistributors

Genau genommen ist das IoT für EBV Elektronik nichts Neues, denn EBV arbeitet schon seit Jahren an Themen, die heute zum IoT gehören. Beim Internet der Dinge wachsen die Disziplinen Sensorik, Datenaufbereitung und Datenverarbeitung, Datenausgabe, Aktorik, Connectivity und Security zusammen – und in all diesen Bereichen ist EBV seit über einem Jahrzehnt aktiv.

Der Distributor verknüpft diese Einzelthemenbereiche schon lange miteinander. Seit einigen Jahren drückt sich das auch in den von EBV fokussierten Segmenten aus: den klassischeren Marktsegmenten Automotive, Consumer, Healthcare, High-Rel und erneuerbare Energien sowie den technologiegetriebenen Segmenten FPGA, Identifikation, Lightspeed sowie RF and Wireless.

Beispiele aus dem Medical-Segment

Wie stark sich die IoT-Technologie bereits heute verbreitet, lässt sich an zwei Beispielen aus dem Healthcare-Marktsegment verdeutlichen. Ein Diabetes-Management-System besteht im Prinzip aus einem Blutzuckermessgerät, einer App auf dem Smartphone und einer Patientendatenbank in der Cloud. Das Blutzuckermessgerät nimmt über den Tag verteilt Messwerte zum Blutzuckerspiegel auf und sendet sie per BLE zum Smartphone.

Mit der zugehörigen App kann der Patient weitere Daten aufzeichnen, etwa seine Nahrungsaufnahme. Das Programm gibt auch Anweisungen und Empfehlungen zur richtigen Ernährung und Flüssigkeitsaufnahme. Die App überträgt die Daten dann gebündelt und verschlüsselt an eine Patientendatenbank. Auf diese Daten kann wiederum medizinisches Fachpersonal zugreifen und dem Patienten weitere Hinweise geben, beispielsweise zur Höhe der Insulindosis. Dieses System kann durch eine automatische oder semiautomatische Insulinpumpe, die am Körper des Patienten angebracht ist, ergänzt werden.

Eher zum Personal-Health- und Fitness-Bereich gehören Activity-Tracker. Es gibt sie in zahlreichen Varianten, vom einfachen Schrittzähler bis hin zur komplexen Sportuhr, die die Sauerstoffsättigung im Blut und den Herzschlag des Benutzers misst. Die Geräte unterscheiden sich zwar in ihrer Ausstattung und Genauigkeit, doch die meisten verbinden sich per BLE mit dem Smartphone. Über Fitness- und Lauf-Apps gelangen die Daten meist unverschlüsselt in die Cloud. Security wird nicht so hoch bewertet wie bei medizinischen Applikationen: Der Anwender kann selbst entscheiden, wen er auf seine Daten zugreifen lässt.

Industrie und Energie

Auch den industriellen Bereich unterstützt EBV mit Anwendungen wie M2M und Industrie 4.0. Interessant ist hier zum Beispiel die Dual-Interface-Programmierung von Motoren per NFC-fähigem Handy. Handy und Tablet ersetzen im Zuge von Industrie 4.0 viele der traditionellen HMI-Lösungen.

Interessant ist auch die Vernetzung privater elektrischer Energiespeicher. Die Energieversorger planen zum Beispiel ein Geschäftsmodell, bei dem sie den Speicher bis zu dreimal täglich aus verschiedenen erneuerbaren Energiequellen (Sonne, Wind, Bio, Wasser) füllen und zu den Tagesspitzen die Energie wieder abrufen. Hierfür sind dann Smart-Meter und ein Smart-Meter-Gateway nötig. Ein solches Modell lohnt sich gerade in Deutschland für PV-Anlagen-Besitzer, die das Ende der Laufzeit ihrer Einspeisevergütung erreichen.

Das IoT vernetzt von der Haushaltselektronik bis zum Connected Car eine Menge an Geräten. EBV

M2M damals und heute

Bereits seit Jahrzehnten war die Kommunikation zwischen Maschinen (M2M) für EBV ein wesentliches Thema, aber das Internet und die Verbreitung von PCs, Tablet und Smartphone sowie von neuen Halbleiterprodukten haben den Markt umgekrempelt und neue Lösungsansätze in bisher irrelevanten Bereichen ermöglicht.

Wichtig ist es, Entwicklern und Entscheidern die Bedeutung des IoT zu verdeutlichen. Die Kernfrage lautet für EBV stets: Wie können wir unseren Kunden helfen, eine Lösung zu realisieren, die smart und intelligent ist, die permanent datentechnisch an die Außenwelt angebunden ist und dabei eine sichere (secure) Kommunikation ermöglicht? Kurz gesagt: Es geht um smart, secure und connected everywhere.

IoT-Lösungen für Bestandskunden

Mit seiner Technologie-Marktmatrix hat EBV bereits einen Ansatz, um herauszuarbeiten, welche Technologie welchen Mehrwert in welcher Applikation bieten kann. Mit dem IoT ändern sich allerdings die Herausforderungen. Mit ihrem Kernprodukt – dem ehemals autonomen Gerät – kennen sich die Kunden bestens aus. Mit Hochfrequenztechnik und Security mussten sich diese Unternehmen bisher jedoch kaum oder gar nicht beschäftigen.

Exakt an dieser Stelle legt EBV einen Schwerpunkt, um Kunden mit passenden Ressourcen und spezifischem Know-how dabei zu helfen, ihr neues Produkt möglichst schnell auf den Markt zu bringen. Ganz bewusst bringt EBV dabei auch die Risiken zur Sprache, die sich sicherheitstechnisch durch die Datenübertragung ergeben. Mit den geeigneten Halbleiterbausteinen und adäquater Software findet sich stets eine passende Sicherheitslösung.

Selbst weiße Ware wird sich künftig per Smartphone steuern lassen. Bobboz - Fotolia

Support für Elektronik-Newcomer

Das IoT weicht die bisher scharfe Trennung zwischen verschiedenen Applikationen auf. Zum Beispiel können Sportbekleidungsstücke nun Sensoren enthalten oder Möbelstücke eine Station zum drahtlosen Laden mobiler Endgeräte. Die Sportartikel- oder Möbelhersteller waren bisher typischerweise keine Elektronik-Spezialisten, sodass sie die passenden Partner benötigen.

EBV zeigt diesen Unternehmen, welche Möglichkeiten die Technologien bieten und baut Brücken zu geeigneten Partnern. So half EBV zum Beispiel einem sehr großen Sportartikelhersteller dabei, einen Pulsfrequenzsensor in die Oberbekleidung sowie Drucksensoren in die Laufschuhe zu integrieren, wobei zur Verbindung der Halbleiter oft ein flexibles Board erforderlich ist.

Genauso gibt es Uhrenhersteller mit einer sehr langen Tradition und einem exzellenten Namen, die jetzt mit einer Smartwatch auf den Markt kommen, um sich nicht von Apple oder Samsung das Wasser abgraben zu lassen. Dabei ermöglicht EBV Elektronik auch ein Matchmaking: auf Wunsch bringt der Distributor diese neue Kundengruppe mit Kunden zusammen, die über die jeweils benötigte Expertise verfügen.

Unterstützung von Startups

Auch viele Startups haben äußerst clevere Ideen. Häufig ist für sie die Hardware nur ein Standardprodukt, das sie für ihre Geschäftsidee benötigen, sie differenzieren sich primär über ihre Software und ihre Dienstleistungen. EBV hat schon einigen Startups geholfen, ihre Produkte auf den Markt zu bringen – mal hat EBV den Kontakt zu einem Investor hergestellt, ein anderes Mal zu einem geeigneten Fertigungspartner. Auch bei der Logistik kann EBV entscheidenden Support liefern, sei es bei der Organisation von Software-Updates oder beim Auslagern von Gateway-, Server- und Cloud-Dienstleistungen.

Clevere Startups haben rund um das IoT auch in Europa sehr gute Möglichkeiten, ihre Ideen umzusetzen – zum Beispiel bei Wearables, Personal Healthcare oder Fitness-Trackern. EBV hat in Zentraleuropa eine Mannschaft von sieben Mitarbeitern, die sich alleine mit Startups beschäftigen und so schon im Jahr 2014 gut 400 Kunden identifiziert.

Halbleiter für Nischenmärkte

Zum Teil gibt es die für ein neues Design erforderlichen Halbleiter noch gar nicht. Vielleicht verändert sich der jeweilige Markt zu schnell, oder die klassischen Halbleiterhersteller halten das Applikationsfeld für unattraktiv. Im Rahmen seines EBV-Chips-Programms kann EBV Elektronik relativ schnell eine Lösung für bisher nicht abgedeckte Anwendungen schaffen.

EBV liefert für seine IP500-Lösung Vesta auch ein Entwicklungskit. EBV

Bei zwei Produkten im Rahmen von EBV-Chips handelt es sich nicht um reine Halbleiter, sondern um Wireless-Module für spezielle Applikationen: Mit Vesta und Maia steht jeweils eine Plattform zur Verfügung, mit der Entwickler zügig ein neues, per Software konfigurierbares Produkt mit Internetanbindung auf den Markt bringen können. Während es sich bei Vesta um ein Sub-GHz-Modul für IP500-Mesh-Netzwerke handelt, ist Maia ein Sub-GHz-Modul, das EBV zusammen mit erprobten Stacks für M-Bus und OMS ausliefert.

Sensorik und Low-Power

Das Internet der Dinge braucht Sensoren, die den Ist-Zustand diverser Größen erfassen. EBV sieht sich mit seiner breiten Sensorpalette hier bestens aufgestellt. Durch eine intelligente Vorverarbeitung der Sensordaten direkt am Sensor lässt sich das über die Funkschnittstelle übertragene Datenvolumen signifikant verringern. Das entlastet das Frequenzband und senkt den zum Senden benötigten Energieaufwand.

Gerade wenn ein Gerät Sensordaten vor Ort erfassen, vorverarbeiten und weitersenden soll, ist Low-Power-Design entscheidend. Ein gutes Beispiel hierfür ist ein batteriebetriebener Temperatursensor, der seine Daten über eine Funkverbindung an einen Rechner übermittelt. Je geringer der Energiebedarf, umso länger arbeitet das Sensorsystem mit einer Batterieladung und umso geringer ist der Wartungsaufwand. Vor allem die ARM-basierten Low-Power-Mikrocontroller von Atmel, Freescale/NXP und ST Microelectronics ermöglichen mittlerweile erstaunlich lange Batterielaufzeiten.

Neue Anwendungen

Ein relativ neuer Aspekt bei Industrie 4.0 ist Predictive Maintenance. Dabei erkennen Sensoren eventuelle Abnutzungen und teilen rechtzeitig vor einem Ausfall mit, dass eine Wartung und/oder der Austausch eines Ersatzteils notwendig ist.

Nach der Verarbeitung von Daten steht die Steuerung von Aktoren an. So hat EBV zur Regelung und Ansteuerung von Motoren eine breite Palette von Motortreibern im Programm. Auch rund um Smart-Lighting bietet der Distributor viele Lösungen. Bei Smart-Lighting geht es um intelligente Lichtlösungen – auch mit Regelung von Helligkeit und Farbtemperatur.

Das Smart Home ist eines der interessantesten Anwendungsfelder von IoT-Technologien. Dank Tablet-PCs ergeben sich hier interessante Konzepte. Denys Prykhodov - Fotolia

Auch in der Home Automation und rund um das Connected Car ergeben sich interessante Möglichkeiten. So könnte beispielsweise in einem Haus ein Großteil der Lichtschalter entfallen, wenn Sensoren erkennen, wo sich die Menschen gerade aufhalten. Auch für die effiziente Heizungssteuerung liefern derartige Sensoren wertvolle Inputs. Gleichzeitig gehen die deutschen Automobilhersteller davon aus, dass bis zum Jahr 2020 mindestens jedes zweite neu zugelassene Fahrzeug ein Connected Car sein wird, also ein Fahrzeug mit einer permanenten Verbindung zum Internet.

IoT @ EBV

Zwar liefert EBV Elektronik seinen Kunden den erforderlichen technischen Support rund um das IoT, aber die Unterstützung geht weit darüber hinaus. Sie beginnt mit Informationen über die Möglichkeiten des IoT, führt über technische Seminare zu Applikationen und vertikalen Märkten und reicht bis zu Beratungsdienstleistungen, die manchmal sogar ein radikales Überdenken des Geschäftsmodells zur Folge haben.

Beispielsweise hatte ein EBV-Kunde früher Kompressoren entwickelt und hergestellt. Heute verkauft er Druckluft als Dienstleistung: Statt eine Maschine zu verkaufen bietet er seinen Kunden Luft in einer definierten, permanent verfügbaren Qualität und Spezifikation. Mit Hilfe der zuvor erwähnten Predictive Maintainance im Rahmen des IoTs und der daraus resultierenden Ausfallsicherheit erzielt dieser Kunde jetzt eine viel intensivere Wertschöpfung.

Software und Security

Obwohl das Kerngeschäft von EBV die Halbleiter-Distribution ist, investiert das Unternehmen seit geraumer Zeit in den Software-Support. So ist ein Mitarbeiter ausschließlich damit beschäftigt, Software zu untersuchen und zu qualifizieren. Damit ist EBV in der Lage, qualifizierte Third-Party-Anbieter mit ins Spiel zu bringen. Schon jetzt hat der Distributor zirka 20 Unternehmen zertifiziert, deren Software speziell auf IoT-Anwendungen zugeschnitten ist. Das Spektrum reicht von Ingenieursdienstleistern über Softwarehäuser bis hin zu Cloud-Partnern.

Ein zwar heikles aber äußerst wichtiges Thema ist die Datensicherheit (Security). EBV stellt seinen Kunden zur Sensibilisierung Fragen wie: Sind Ihre Produkte bereits einmal kopiert worden? Ein Kunde hatte im Rahmen einer Mittbewerberanalyse festgestellt, dass ein Gerät, obwohl äußerlich unterschiedlich, im Kern eine hundertprozentige Kopie seines eigenen Produktes war. Wie hoch ist das Risiko, dass jemand auf die Daten zugreift, diese manipuliert oder sich als Berechtigter ausgibt und die Daten abgreift?

Die Nachfrage nach Security- und Identifikationsprodukten zieht derzeit massiv an: Während EBV bis vor etwa einem Jahr lediglich drei bis vier Anfragen von Kunden nach ID- und Security-Lösungen verzeichnete, sind es mittlerweile 15 bis 20 Anfragen pro Monat.

Gemeinsam sicher

Rund um Identifikation und Security hat EBV mit den Herstellern Atmel, Infineon, NXP und ST alle Marktführer auf seiner Linecard. Je nach Anwendung kann bereits ein kleiner Krypto-Baustein eine große Wirkung zeigen, aber manchmal sind komplette Sicherheitslösungen mit Schlüssel-Management und mehr gefragt. Hier arbeitet EBV zum Beispiel mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit (Fraunhofer AISEC) in Garching bei München zusammen.

Die FAEs von EBV sind speziell im Bereich Security geschult und helfen Entwicklern, Gefahren zu erkennen und die entsprechenden Themen abzuarbeiten. Da die wenigsten mittelständischen Firmen die Ressourcen haben, eine eigene sichere Server-Infrastruktur aufzubauen, ist hier die Zusammenarbeit mit den entsprechenden Fachleuten ein absolutes Muss für den langfristigen Erfolg. Auch das ist keine neue Erkenntnis – aber beim IoT gilt sie für immer mehr Branchen und Unternehmen.

(lei)