Überblick. Laufzeitumgebung Datenübertragung Backend Server. IT Zielsystem Frontend Enterprise Systeme, Smartphone App, Webservice.

Transkript

1 Funktionsprinzip

2 Laufzeitumgebung Datenübertragung Backend Server SPI, I 2 C, UART, GPIO Datenaustausch via Mobilfunk, LAN, Funk Datenaustausch via Server Schnittstelle Geräte IT Zielsystem Frontend Enterprise Systeme, Smartphone App, Webservice Überblick Bei rapidm2m handelt es sich um eine Technologie zum Austausch von Nutz- und Konfigurationsdaten zwischen dem Gerät und dem gewünschten IT Zielsystem (Smartphone APP, HTML Frontend ). rapidm2m bietet ein Gesamtpaket bestehend aus der Laufzeitumgebung, der kabellosen Datenübertragung und der dazugehörigen Server Software. Zu den wesentlichen Aufgaben zählen die Datenübertragung, die Geräteverwaltung sowie die Verwaltung der Applikationsprogramme. Bei der Datenübertragung setzt rapidm2m auf ein Speicher-zu-Speicher-Prinzip vom Gerät bis zum Server. Das Prinzip wird auf den nächsten Seiten näher erläutert. Seite 2 von 6

3 1. rapidm2m Laufzeitumgebung Die rapidm2m Laufzeitumgebung stellt dem Entwickler eine einfach beherrschbare Script-Umgebung zur Verfügung. Die Script Umgebung beinhaltet APIs für sämtliche Kernaufgaben wie Gerätekommunikation, Datenspeicherung und Datenübertragung und löst alle Aufgaben für den Entwickler selbsttätig. Gerätekommunikation: Die Schnittstellen API ermöglicht den Zugriff auf eine Vielzahl von Geräteschnittstellen (SPI, I2C, UART, GPIO, RS232, LAN, Bluetooth ). Damit ist eine einfache Gerätekommunikation gegeben. Datenübertragung: Bei der Datenübertragung setzt Microtronics auf eine Speicher-zu-Speicher-Synchronisation. Ein geräteseitiger Datencontainer wird mit einem äquivalenten Datencontainer am Server bidirektional synchron gehalten. Dieser Abgleich erfolgt abhängig vom Übertragungsmodus (Intervall, Online ) sowie der Art des Datencontainers: Für Konfigurationsdaten stehen die Container CFG0 CFG9 zur Verfügung. Eine Synchronisation erfolgt nur bei Änderung der Werte am Gerät oder Server. Für Zeitreihen, Prozessdaten stehen die Container HistData0 zur Verfügung. Die mit einem Zeitstempel versehenen Daten werden zwingend zwischen Gerät und dem Server synchronisiert. Für den Filetransfer steht ein eigener Datencontainer für die Synchronisation zur Verfügung. Die Synchronisation kann bidirektional erfolgen und ist nicht in der Größe limitiert. Betriebsparameter: Geräte- sowie Zeitinformationen werden standardmäßig zwischen Gerät und Server synchronisiert. Positionsdaten: ermittelt über die Mobilfunkzelle, stehen am Server standardmäßig zur Verfügung. Die Verwendung des richtigen Containers hält das Datenvolumen und die damit verbundenen Kosten gering. Die Datenübertragung erfolgt AES-verschlüsselt und basiert auf einem mehrstufigen Sicherheitskonzept (1). rapidm2m Hardware: Neben der Verwendung der rapidm2m Hardware Module kann die rapidm2m Laufzeitumgebung auch direkt in die Herstellerhardware implementiert werden. Geräteschnittstelle SPI, I 2 C, UART, GPIO, LAN, CAN, BLE Lese von SPI Schnittstelle Adresse #AE01 => Statusänderung am Gerät erkannt [Tastendruck] => Sende Status EIN = 1 zum Server Konfigurationsdaten Historische Daten (Zeitreihen,) CFG0 CFG1 CFG9 Time HistData0Time HistData1 Date Time Date Time Time Time Time Date Time Time File Transfer Position Device Status TCP IP Datenübertragung Synchronisierung AES 256 Bit, ECDH Geräteinformation: Feldstärke GSM Netz Seriennummer FW IMEI Logfile Seite 3 von 6

4 TCP IP Datenübertragung Synchronisierung AES 256 Bit, ECDH 2. rapidm2m Backend Server Safe Safe Safe Device 3 Device 2 Device Konfigurationsdaten 1 Historische Daten (Zeitreihen,) Konfigurationsdaten Historische Daten (Zeitreihen,) Konfigurationsdaten Historische Daten (Zeitreihen,) File Transfer Position Device File Stauts CFG0 CFG1 CFG9 Time HistData0Time HistData1 Time Date Time Date Time Date Time Transfer Position Device File Stauts CFG0 CFG1 CFG9 Date Time HistData0 Time HistData1 Time Date Time Date Time Date Time Transfer Position Device Status CFG0 CFG1 CFG9 Time HistData0 Time HistData1 Time Date Time Date Time Date Time Time Time Time Cloud Software Geräteverwaltung Applikationsverwaltung Kostenkontrolle Benutzerverwaltung Grafikinterface Geoservices Datenspeicher und -transfer SIM Management Big Data REST API Serverschnittstelle via HTTP Requests, JSON, TLS verschlüsselt (1) Je nach Applikationsvorgabe werden die Daten zwischen Gerät und Server zyklisch, eventbasiert oder in Echtzeit synchronisiert. Die Gerätedaten können einer Applikation sowie einem Kunden zugewiesen werden. Mit den umfangreichen Features, wie der Visualisierung, Geoservices und den Alarmtools, können die Geräteinformationen aufbereitet werden. Hauptaufgaben des rapidm2m Backend Servers sind neben der Datenverwaltung, die Verwaltung der Geräte, der Applikation sowie die Verwaltung der Systembenutzer und Mandanten. Die Serversoftware bietet Echtzeitkostenkontroller, egal wo sich das Gerät befindet. Server Schnittstelle Die Server Schnittstelle (REST API) erweitert die Funktionalität des Backendservers. Damit können Daten zwischen dem Server und verschiedenen IT Zielsystemen/Frontends wie z.b. einer HTML Seite oder einer Smartphone App bidirektional ausgetauscht werden. Der Datenaustausch erfolgt dabei im JSON Format, nur mit Berechtigung und verschlüsselt. Für die Server Schnittstelle stehen 2 Betriebsmodi zur Verfügung: Abfrage via HTTP Requests: Mit gezielten HTTP Requests können die gewünschten Informationen am Backendserver vom Frontendsystem angefordert werden. Websocketverbindung (Roadmap): Unter Verwendung eines Websocketprotokolls können Daten eventbasiert und bidirektional zwischen dem Backendserver und dem IT Zielsystem ausgetauscht werden. Seite 4 von 6

5 3. Die Anwendung aus Herstellersicht Die Gerätinformation sowie die Nutzdaten werden vom Hersteller individuell an die Benutzeranforderungen angepasst. Das nachfolgende Beispiel zeigt die Darstellung des Gerätestatus auf einem Web-Server. Die Kommunikation zwischen dem IT-System des Herstellers und den Endgeräten ist bidirektional. Es können sowohl Daten vom Gerät empfangen als auch Daten zum Gerät übermittelt werden. REST API Serverschnittstelle via HTTP Request, JSON, TLS verschlüsselt Web Applikation des Herstellers my Devices Accountinfo Community Benutzer: Max Mustermann Status: EIN Zeit bis Programmende: 36 min. 50 sek. Stromverbrauch aktuell: 0,75kW/h Jahresverbrauch Programmplan Anwender - IT Zielsysteme/Frontend Enterprise Systeme Smartphone App Webservice Seite 5 von 6

6 2015 Microtronics Engineering GmbH. Alle Rechte vorbehalten. Fotos: shutterstock.com. Literaturverzeichnis 1. Microtronics Engineering - Security Whitepaper, Microtronics Engineering GmbH Hauptstrasse Ruprechtshofen Austria Tel Fax office@microtronics.at