Was Unternehmen bei der Auswahl von IoT-Plattformen
beachten sollten

Hightech-Bausteine für Entwickler

Autor: Ben Hoelke, CEO, Round Solutions GmbH & Co. KG

Nicht nur für global agierende Konzerne, sondern auch für kleine und mittelständische Unternehmen ist eine Anbindung an das ‚Internet der Dinge‘ (Internet of Things, IoT) inzwischen attraktiv. Denn Hard-und Softwarelösungen für das IoT versprechen vor allem eine schnelle Digitalisierung der Wertschöpfungskette, was wiederum zu besseren Informationen und Prozessabläufen führt. Doch wer Folgekosten vermeiden will, sollte bei der Auswahl einer geeigneten IoT-Plattform ein paar grundsätzliche Aspekte beachten.

Noch vor wenigen Jahren diente der ‚intelligente Kühlschrank‘ als Anschauungsbeispiel dafür , wie technikbegeisterte Menschen sich die digitale Vernetzung von Menschen und Wertschöpfungsketten vorstellen: mit allerlei Sensorik und Datenaustausch sollte diese ’smarte‘ Version des bislang tumben Eisfaches etwa Milch oder Eier via Internet selbstständig nachbestellen. Was als Alltagsprodukt bislang floppte, kann man aber durchaus als visionär für die heutige Entwicklung des IoT bezeichnen. Doch anders als bei der einfachen ‚Senden/Empfangen‘- Anbindung eines Gerätes an das Internet wollen Unternehmen im IoT heute ihre kompletten Wertschöpfungsketten digitalisieren. Das soll nicht nur zu neuen Produkten, sondern auch zu genaueren Informationen aus den Geschäftsprozessen und damit etwa zu weniger Abstimmungsaufwänden, schnelleren Logistikabläufen oder einer besseren Kommunikation mit Partnern und Kunden führen.

Herausforderungen für kleine und mittlere Unternehmen

Allerdings treffen vor allem kleine und mittlere Unternehmen auf ihrem Weg ins IoT recht schnell auf eine erhebliche Hürde: sie mögen zwar gute Ideen oder sogar Strategien dafür entworfen haben, an welcher Stelle ein Produkt, eine Dienstleistung oder ein Geschäftsprozess eine ideale IoT-Anbindung schafft. Mangels personeller Ressourcen, um dies auch entwicklungsseitig schnell und kostendeckend umzusetzen, bleibt es dann nur leider meist beim Entwurf. Hinzu kommt, dass sich das IoT in mehrfacher Hinsicht rasant weiterentwickelt, was eine ständige Know-how-Anpassung erfordert: etwa in Hinblick auf regionale und internationale Mobilfunkstandards oder beim Schutz der Software vor Datenspionage. Einen passenden Lösungsweg für diese Herausforderungen bieten IoT-Hardware-Plattformen wie ‚PingPong‘, die nach dem Prinzip eines modularen Baukastens funktionieren und fertige, adaptierbare Softwarekomponenten mit Hardware wie GNSS-Modulen und Schnittstellen für zusätzliche Module vereinen. Damit geben auch Unternehmen mit einer sehr kleinen IT-Abteilung ihren Entwicklern ein ‚Spielzeug‘ in die Hand, das diese mit geringem Aufwand an eigene Bedarfe anpassen können. Ob es sich dabei um eine Sicherung von Öltanks handelt, die bei Lecks Alarm schlagen sollen oder um Fertigungsroboter mit eigenem Cloud-Account – der Anwendungsphantasie sind fast keine Grenzen gesetzt. Bei der Auswahl einer geeigneten IoT-Plattform sind allerdings drei zentrale Aspekte zu berücksichtigen:

1) Der Modul-Mix macht’s

Hardwareseitig sollte die Plattform einen strapazierfähigen und leistungsstarken Mikrocontroller enthalten, gut geeignet sind etwa 32-Bit mit 200MHz, 512KByte RAM und 2MByte Speicher. Den schnellen Upload und Download der Daten stellt ein Highspeed Cellular Modul sicher, das zudem je nach Einsatzfeld austauschbar sein sollte. So kann man bei ‚datenarmen‘ Applikationen, bei denen zum Beispiel 2G ausreicht, die kostengünstigere Variante einsetzen, während bei hohen Datenvolumina die 4G/LTE Variante die bessere Wahl ist. Wichtig für die erfolgreiche kabellose Datenübertragung ist die Abdeckung möglichst vieler Frequenzen, damit der Informationsfluss auch an schwer zugänglichen Orten reibungslos verläuft: in solchen Fällen sollte das Board 4G/LTE leisten, auf 800, 1800 und 2600MHz, UMTS samt HSPA+ auf 800, 850, 900, 1700, 1900 und 2100MHz sowie GSM/GPRS auf 850, 900, 1800 und 1900MHz. Für die mobile Nutzung sind eine GPS-, Glonass- und Galileo-Unterstützung essentiell. Das Ganze sollte man dann natürlich auch durch ein Gehäuse schützen, das die Anforderungen der Schutzklassen IP53 respektive IP67 erfüllt.

2) Mit Plug&Play eigene Lösungen schaffen

Nur eine hohe modulare Anpassungsfähigkeit sorgt dafür, dass der gewünschte Einsatzzweck mit dem Modul erreicht wird. Dabei spielt es keine Rolle, ob es etwa um die Vernetzung von Sicherheitskameras, Kühlketten in der Gastronomie oder ’smarten‘ Warenlagern geht. Wenn die Basisplatine Erweiterungen mit z.B. RJ45, Dual-SIM und USB zulässt und über Ethernet, USB sowie SMS konfigurierbar ist, sind viele Einsatzszenarien denkbar. Wichtig ist dabei auch, wie viele Erweiterungskarten per Plug&Play an die Basisplatine anschließbar sind. Je mehr Schnittstellen auf je weniger Raum, desto höher die Adaptierbarkeit für aktuelle und zukünftige Entwicklungen: etwa mit WLAN, Bluetooth, I/O, Iridium Satellitenkommunikation, ISM/RF, SigFox, NFC/RFID und Videoübertragung. Auch Software-seitig sind hier ein paar Punkte zu beachten. Damit die Übertragung und Auswertung der Daten von der ersten Sekunde an funktioniert, sollte das Board einsatzfähige Firmware bieten. Open Source Bibliotheken stellen aktuell außerdem Programmcode zur Verfügung, der sehr einfach zu benutzen ist. Der Entwickler muss sich nicht um USB, TCP über Ethernet oder 2G/3G oder 4G kümmern; er kann sowohl mit State Machine oder RTOS arbeiten. Wichtig ist auch, dass ein Bootloader vorinstalliert ist. Bei einem PIC32MZ Mikrocontroller ist die Entwicklungsumgebung MPLABX DIE. Der Entwickler benötigt einen XC32 Compiler und MPLAB Harmony. Letztlich ist ein Watchdog und die Möglichkeit eines Firmware-Updates ‚over the air‘ ein Muss bei IoT Anwendungen. Fehlt dies, können hohe Folgekosten entstehen.

3) Datenregen aus der Cloud nutzen

Mit speziellen SIM-Karten erlauben viele IoT-Plattformen den einfachen Zugang zu Cloud-Applikationen. Hierbei sollte man beachten, dass das Roaming auf einer Flatrate basiert und alle relevanten Informationen über ein Onlineportal steuerbar sind, das auch ohne direkte Datenverbindung einen Parameter-Abruf aus dem GSM-Funkmodul und eine Modul-Steuerung, wie z.B. einen Reset ermöglicht – etwa über einen SMS-Kanal, der auch bei geringen Feldstärken vorhanden ist. Die Anbindung der Hardware bzw. der auszulesenden Schnittstellen an eine IoT-Plattform sollte möglichst vorprogrammiert und vorinstalliert sein. Das reduziert die Programmierzeit erheblich.