Mit welchen Technologien erreichen Ihre „Things“ die Cloud ?

Um eine optimale Funktion Ihrer Applikation zu gewährleisten, ist die wichtige Kernfrage, welche Verbindungs Technologien für das Internet of Things sind für Ihre Applikation am besten geeignet und verursachen die geringsten Kosten.

Heutige Geräte und Applikationen werden weitestgehend wireless, ohne Verbindungskabel, mit dem Internet of Things verbunden.

Wir arbeiten mit verschiedenen Technologien die, entsprechend Ihrem Anwendungsfall, während des Evaluierungs Prozesses ausgewählt werden.

Jeder dieser Technologien hat Stärken und Schwächen. Es muss sorgfältig abgewogen werden, welche Verbindungstechnik Ihren Use Case am besten realisiert.

Sub-Giga Funk

Datenübertragung auf EU harmonisierten Funkbändern unterhalb von 1GHz. Datenraten, Protokolle und Modulation können, innerhalb vorgegebener Grenzen, frei gewählt werden. Über einen Wi-Fi Hub ist auch eine Verbindung mit der Cloud möglich.

Bluetooth

Ein von der SIG schon 1990 entwickelter Industriestandard zur Datenübertragung über kurze Distanzen. Hauptzweck ist die Vermeidung von Kabelverbindungen zwischen Geräten.

Wireless LAN

Mit Wireless Local Area Network oder Wi-Fi werden lokale Funknetze aufgebaut, die über einen Hub mit dem Internet verbunden sind. Geräte lassen sich hiermit sehr leicht mit dem Internet oder anderen Geräten innerhalb des Netzwerkes verbinden.

NB-IoT

Das zellulare LowPower Wide Area Network für IoT-Geräte auf Basis der Mobilfunktechnologie. Starke Abdeckung und extrem niedriger Stromverbrauch. Geeignet für niedrige Datenraten und moderate Reaktionszeiten.

LTE, 5G

Mobilfunknetze verfügen über eine hohe Abdeckung und ermöglichen hohe Datenraten. Die Infrastruktur ist großflächig vorhanden und standarisiert.

LoraWan ...

LoRaWAN ist ein Media Access Control Schicht-Protokoll. Konzipiert für große öffentliche Netze mit einem einzigen Betreiber.
Es wurde spezifiziert für Batterie betriebene Systeme in einem regionalen, nationalen oder auch globalen Netzwerk.

Wie implementieren wir die Verbindung zwischen Ihrem IoT-Gerät und der Cloud ?

Zur Verbindung eines Gerätes mit der Cloud sind außer speziellen Hardware Technologien auch eine Reihe von Protokollen notwendig.
Zur Beschreibung einer Datenverbindung wird heute das Standard Schichtenmodel OSI 7 benutzt.
Hierbei werden je nach Funktion bis zu 7 unterschiedliche Schichten und die dazu gehörigen Protokolle beschrieben.
Diese Protokolle sind weitestgehend standardisiert und vorgegeben.
Es gibt Protokolle zum Verbindungsaufbau, zur Übertragung, zur Darstellung der Daten, zur Datensicherheit und zur Authentifizierung des Netzwerk Zuganges.

Das verwendete OSI 7 – Schichtenmodel:

Beispiel für die Anwendung der Verbindungsschichten in einer Applikation.

7. Applikation

Hier erfolgt die Implementierung der Funktionalität Ihrer Geräte, die Verbindung mit der Gerätehardware und alle Aktionen.

Ist eine Verbindung mit der Cloud notwendig, wird eine Verbindung mit der Schicht 6 aufgenommen und Daten weitergegeben oder übernommen.

6. Presentation

MQTT – ist ein offenes Netzwerk Protokoll für Machine-to-Machine Kommunikation.

5. Session

TLS – Transport Layer Security verwendet asymmetrische und symmetrische Verschlüsselung zum Schutz der übertragenen Daten.

4. Transport

TCP – Transmission Control Protocol für das Internet

3. Network

IP – Internet Protocol

2. Data Link

Wireless ( Wi-Fi ):

IEEE 802.11

Kabelgebunden:

IEEE 802.3

1. Physical

Bitübertragung mit Netzwerkkabel, Repeater, Hubs

Dieses Model ist ein Beispiel und wird entsprechend den Erfordernissen der Applikation angepasst.

Zusätzlich werden digitale Zertifikate und Public Keys zur Autentifizierung der Teilnehmer und Verschlüsselung der Daten eingesetzt.