Das Internet der Dinge (IoT)und IoT-Systeme gewinnen durch den technischen Fortschritt in der Sensorik und durch neue Kommunikationsprotokolle weiter an Dynamik. Der multidisziplinäre Charakter des IoT erfordert dabei umfangreiches Wissen, das Organisationen mit begrenzten Ressourcen oder Erfahrungen in der Anbindung ihrer Geräte und Systeme an die Cloud in eine schwierige Startposition versetzen könnte. Die Batterielebensdauer oder Geräteautonomie ist eine weitere Herausforderung, wenn es darum geht, das IoT in verschiedenen Branchen schneller zu implementieren.

Zusammenwirken mehrerer Niedrigenergie-Komponenten

IoT-Knoten am Rand des Netzwerks (Edge), wo eine Datenerfassung und/oder Ansteuerung stattfindet, sind häufig batteriebetrieben. Der Aufwand und die Wartungskosten des häufigen Batteriewechsels sind für viele IoT-Anwendungen inakzeptabel. Knoten, die an entfernten Standorten ihren Dienst tun, verstärken dieses Problem zusätzlich.

Eckdaten

Das IoT-Development-Kit von ON Semiconductor ist als modulare Rapid-Prototyping-Plattform vom Knoten-zu-Cloud  äußerst flexibel und erleichtert die Entwicklung verschiedenster IoT-Anwendungen. Die Hauptplatine mit 32-Bit-Cortex-M3-Core ist per Erweiterungskarten ausbaubar:

  • Kommunikationsprotokolle BLE, Wi-Fi, 802.15.4 (Zigbee, Thread), Sigfox, CAN-Bus und Ethernet
  • Temperatur-, Bewegungs-, Feuchtigkeits-, Umgebungslicht-, Druck- und Biosensoren
  • Treiber für Schrittmotoren, bürstenlose Motoren und LEDs
  • Touch-Bedienfeld

Für potenzielle Nutzer und Lösungsanbieter des IoT kommt es daher darauf an, die Datenanbindung zu verstehen, die einen hocheffizienten Betrieb ermöglicht, wie beispielsweise Bluetooth Low Energy (BLE) oder Low Power Wide Area Network (LWAN). Darüber hinaus erübrigen neue batterielose Sensoren wie Smart-Passive-Sensoren, die ein Energy Harvesting aus UHF-Energie betreiben, alle Bedenken rund um die Batterielebensdauer. Sie ermöglichen einen wartungsfreien Betrieb und ermöglichen auch die Überwachung schwer zugänglicher Bereiche.

Wenig Datentransfer am Rande von IoT-Netzwerken

Bluetooth Low Energy (BLE) ist eines der beliebtesten Kommunikationsprotokolle für Anwendungen in den Bereichen Smart Home, Gebäudeautomation, Smart Retail, digitale Gesundheit und andere IoT-Branchen. Da Bluetooth auf fast jedem Smartphone und Tablet zur Verfügung steht und sich die Funktionen des Protokolls erweitern lassen, eignet es sich ideal für den Einsatz am Rand von IoT-Netzwerken.

BLE führte die Idee ein, kleine Datenpakete zu übertragen und dann in einen Sleep-Modus zu wechseln, was den Gesamtleistungsverbrauch erheblich verringert. Diese Betriebsart ist ideal für Sensorknoten, bei denen keine konstanten Datenströme erforderlich sind. Mit einem verbindungslosen Modell, breiteren Kanälen, kürzeren Paketen und einem einfacheren Stack wurde BLE auf Energieeffizienz getrimmt. Um das IoT weiter zu unterstützen, wurden der BLE-Spezifikation neue Netzwerktopologien wie Broadcast, Mesh und mehr Sicherheit einschließlich Man-in-the-Middle-Schutz und AES-128-Verschlüsselung hinzugefügt.

 

Warum Bluetooth 5 so wichtig für die Bereitstellung von IoT-Funktionen ist, beschreibt der Beitrag auf der nächsten Seite.

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