Asset Tracking über Bluetooth (BLE)

Immer im Auge

Traceability spielt für Logistikprozesse eine immer wichtigere Rolle. Die Beförderung soll so wirtschaftlich wie möglich erfolgen, zugleich rückverfolgbar über die gesamte Supply Chain sein. Hier sind professionelle Konnektivitätslösungen gefragt, die auch Frachtbedingungen prüfen und somit eine transparente Logistikprozess-Überwachung ermöglichen.

(Bild: NetModule AG)

Unser Beispiel skizziert den Transport von Motorenblöcken für den Einsatz in Industriemaschinen. Nach deren Produktion werden sie in Containern verladen und per Schiff und LKW an die Zielorte transportiert. Um zu kontrollieren, welche Lieferungen sich im Container und im Lager befinden, ob der Transport pünktlich erfolgt und ob es eine unsachgemäße Handhabung der Fracht gab, einschließlich der Ermittlung des Verursachers, wurde eine Lösung gesucht. Diese sollte einfach installierbar sein, kundenspezifische Sensordaten sammeln und deren Übertragung per Cloud erlauben und Warnmeldungen in Echtzeit liefern. Wegen entfernten Standorten sollte auch Fernwartung möglich sein. Weitere Anforderungen waren größtmögliche Zuverlässigkeit und Netzabdeckung und gute Kosteneffizienz.

Systemkomponenten

Als Lösung entschied man sich für an den Ladungen angebrachte sogenannte ‚Smart-Tags‘, die über Funk eindeutige Kennungen senden, batteriebetrieben sind und erst nach mehreren Jahren ausgetauscht werden müssen. Diese Wegbegleiter enthalten flexibel nutzbare Sensoren, die sich je nach Transportgut – z.B. verderbliche Ware, sensible Technik, robuste Maschinenteile – unterschiedlich konfigurieren und de-/aktivieren lassen. Sie messen und sammeln Umgebungsdaten wie beispielsweise Temperatur, Luftdruck, Feuchtigkeit, Erschütterungen oder die aktuelle Position. Die Kommunikation basiert auf BLE-Funktechnologie. Sie eignet sich für kurze Entfernungen (10 bis 30m) und punktet mit niedrigem Stromverbrauch und Kosten. Um diese Daten auszulesen und an einen zentralen Server bzw. direkt in ein übergeordnetes ERP-System zu übertragen, braucht es ein Gegenstück – den sogenannten ‚Tag-Finder‘. Dies ist ein robuster NB800 Industrial Router, der als IoT-Gateway agiert. Er wird an Schlüsselstellen auf dem Schiff, LKW und im Lager installiert, wo der Warentransport vorbeifährt. Mit IP40 oder wahlweise IP65-Gehäuse eignet sich das kleine Gerät (95x75x35mm) sowohl für den Innen- als auch Außenbereich und hält auch mechanischen und thermischen Belastungen stand. Ebenso wie die Smart-Tags basiert der Tagfinder auf BLE, verbraucht also in der Standardversion weniger als 5W Strom unter Volllast. Kommt die mit dem Smart Tag gekennzeichnete Ware in einen Umkreis von 10 bis 30m vorbei, liest er die gesammelten Daten automatisch über BLE aus und überträgt sie über WLAN oder via Ethernet über einen VPN-Tunnel an einen zentralen Server oder direkt in ein ERP-System. Wenn das IoT-Gateway bzw. der Tag-Finder an einem entfernten Ort stationiert ist, erfolgt die Übertragung mittels 3G/4G-Mobilfunk. Das ermöglicht auch die Steuerung per Remote aus dem Rechenzentrum oder die ausfallsichere Ausführung von Firmware- und Konfigurationsupdates. Die Integration in ein Netzwerk-Managementsystem kann über die integrierte SNMP-Schnittstelle erfolgen.

Jederzeit über den Stand der Ladung informiert sein – die Tag-Finder-Lösung macht es möglich. (Bild: NetModule AG)

Sicherheit

Immer im Zusammenhang mit entfernten Standorten liegt der Fokus auf Sicherheit. Zur sicheren Verbindung der remotevernetzten Tag-Finder bietet die Router-Software viele VPN-Funktionen, zu den verfügbaren Protokollen zählen u.a. OpenVPN und IPsec. Zusätzlich zur verschlüsselten Datenübertragung über VPNs (Virtuelle Private Kanäle) sichern Firewalls den Zugang zu den Endgeräten und dem Server. Für zusätzlichen Schutz vor oft genutzten Angriffsmethoden nutzt die Software des Tag-Finders keine Standardpasswörter oder -zugangsdaten, sondern beim ersten Start-up des Geräts muss das Aministrationspasswort individuell eigegeben werden, womit das Root-Passwort automatisch festgelegt ist. Erst danach hat der integrierte Web-Manager die Möglichkeit, weitere User mit entsprechenden Berechtigungen zu erstellen. Außerdem enthält die Software keine festcodierten Schlüssel oder Zertifikate. Beim Konfigurieren des Tag-Finders muss der Anwender diese zur Sicherstellung von Diensten (z.B. HTTP- und SSH-Server) oder zur Implementierung von Authentifizierung und Verschlüsselung (z.B. für VPN-Tunnel und WLAN-Clients) explizit erstellen. Sollte der Kunde zu einem anderen Zeitpunkt eine noch stärkere kryptografische Absicherung in Betracht ziehen, kann er die Schlüssel mithilfe eines externen RNG (Random Number Generator)-Geräts erstellen oder alle Zertifikate insgesamt auf einem Remote-Zertifizierungsserver verwalten.

Die Tag-Finder-Lösung mit der automatischen Kommunikation via BLE bietet gleich mehrere Vorteile: drahtlose Technologie, niedriger Stromverbrauch, keine teuren Lesegeräte, mobile App, Remote Management, Nachweis jeder Bewegung des Transports von Ausgangs- bis Endpunkt, Überwachung von Umgebungsfaktoren. So könnte etwa ein Container eine unsanfte Landung erlebt haben, wodurch es zu einem Haarriss in einem der Motorenblöcke kam. Eine kleine Ursache mit großer Wirkung, die durch das Asset Tracking rückverfolgbar ist. Damit lässt sich dann auch gleich die Frage der Verantwortung klären.

Autor: Jürgen Kern,
CEO,
NetModule AG
www.netmodule.de