White Paper. Intelligente Abfalleimer als Beispiel. für die Realisierung des. Internet der Dinge. Intelligenter Abfalleimer

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1 BETA v1 1/12/2014/BH White Paper Intelligente Abfalleimer als Beispiel für die Realisierung des Internet der Dinge Intelligenter Abfalleimer 63263,

2 Noch vor wenigen Jahren war der Zugang zum Internet nur sehr umständlich über ein langsames Modem und einen stationären PC möglich. Heute, nur einige Jahre einer rasanten technischen und technologischen Entwicklung später, ist es Menschen jederzeit durch Mobiltelefone, Tablets und andere mobile Geräte möglich, das Internet zu nutzen. Mehr und mehr werden zusätzlich auch Geräte des täglichen Bedarfs mit dem Internet verbunden, um ihnen so eine unauffällige Unterstützung der Menschen in ihrer Umgebung zu ermöglichen. Internet der Dinge verspricht eine technologische Revolution, sobald das Potential des vorhandenen dauerhaften und spürbaren Nutzens realisiert und konsequent umgesetzt wird. Ein Beispiel, dass schon heute die Ressourcen schonenden, und für den Menschen nützlichen Eigenschaften demonstriert sind Abfalleimer, die mit internetfähiger Elektronik ausgestattet sind. Dieser intelligente Abfalleimer verfügt über einen Ultraschallsensor, der den aktuellen Füllstand in vorgegebenen Intervallen misst und diesen über das Internet direkt an eine Datenbank meldet. Der Betreiber bzw. Entsorger der Abfalleimer kann somit den Füllstand jederzeit kontrollieren und die Planung der Abholrouten bedarfsgerecht steuern, was zu einer Einsparung von Energie führt. Eine zu frühe Leerung eines nur halb gefüllten Abfalleimers wird ebenso vermieden, wie eine zu späte mit erhöhtem Aufwand durch herumliegenden Müll, und die damit einhergehende Umweltverschmutzung ,

3 Im Detail erfolgt die Messung mit folgendem Ablauf: Es wird ein Ultraschallsensor aktiviert und dieser sendet ein Messsignal an den analogen Eingang des Internet-of-Things Modul (IOT). Zeitgleich baut das batterie- und solargetriebene Gerät über seine SIM-Karte eine GPRS Verbindung über das GSM Netz auf und versendet dann eine Statusmeldung, die neben den Betriebsparametern wie Batteriespannung, Feldstärke und Cell-ID natürlich auch die Messwerte an den Eingängen enthält. Internet Of Things (IOT) Platine - Aarlogic Danach legt sich das IOT Modul schlafen und der Mikroprozessor übernimmt wieder die Überwachung des zuvor definierten Zeitintervalls bis zur nächsten Messung bzw. Statusmeldung. Ist die Zeit abgelaufen wird das Modul vom Mikroprozessor geweckt und der Prozess beginnt von vorne. Damit der Mikroprozessor nicht verschläft entnimmt er die aktuelle Uhrzeit direkt aus dem GSM Netz. Somit ergeben sich auch keine Anpassungsprobleme durch eine Umstellungen auf die Sommer- und Winterzeit oder Stromausfälle. Auch die verwendete SIM Karte ist auf die IOT Anwendungen maßgeschneidert. Die SIM ist auf nur- Daten ausgerichtet, sowie auf ein nationales Flatrate basiertes Roaming, was über ein komfortables Onlineportal gesteuert werden kann. Das Portal ermöglicht es auch, die Parameter aus dem GSM Funkmodul abzurufen sowie das Modul zu steuern, selbst wenn keine direkte Datenverbindung vorliegt. In solchen Fällen wird der optionale SMS Kanal benutzt, der auch bei geringen Feldstärken vorhanden ist ,

4 Das IOT Modul benötigt für diese Vorgehensweise eine Hardware mit folgenden Komponenten. 1. Eingangsspannungsregelung für 6-28VDC 2. GSM/GPRS Kommunikationsmodul 3. Simkartenhalter oder SIM-On-Chip mit einer für IOT gesonderter SIM Karte 4. Mikroprozessor für das Handling der Sleepfunktionen sowie Watchdog Funktionalität 5. 1 analoger Eingang 0-10VDC für den Ultraschallsensor a) Schwellenwerte für den Füllstand 1. Füllstand: 50% 0-3 Volt 2. Füllstand: 75% 3-6 Volt 3. Füllstand: 100% 6-10 Volt b) Füllstandstufen sind konfigurierbar 6. 3 digitale Eingänge 0/12V zur freien Beschaltung 7. SMA/M für den Antennenanschluss 8. Schlagfestes Gehäuse 9. Tiefentladungsschutz um die Batterie zu schonen 63263,

5 Aufbereitung und Speicherung der Füllstandsdaten Die verschlüsselten Füllstandsdaten werden in einer gesonderten cloudbasierte Datenbank hinterlegt, die aus Gründen des Datenschutzes selbstverständlich nur für den jeweiligen Betreiber zugänglich ist. Beispiel cloudbasierte IOT Datenbank Die Datenbank ist skalierbar, so dass eine große Anzahl von Geräten und Daten gespeichert werden kann und eine Anpassung an den wachsenden Bedarf jederzeit und mit nur minimalem Aufwand möglich ist. Im Administrationsbereich werden Nutzer und Geräte konfiguriert und überwacht, in einem gesonderten Bereich besteht die Möglichkeit die Daten individuell zu visualisieren ,

6 Als Beispiel für diese Applikation wurde ein Testkonto in der cloudbasierten Datenbank eingerichtet, das es dem Besucher ermöglicht sich die Daten jederzeit anzuschauen. Bitte besuchen uns unter: URL: rs2.cumulocity.com Username: clientdemo Password: round2014 Die Hardwarekomponenten wurden von GmbH & Co. KG geliefert. Die Entwicklungsleistung wurde durch die auf Funk spezialisierte Wireless HW & SW Engineering GmbH realisiert. Detaillierte technische Unterlagen können jederzeit bei unter Stichwort: IOT Abfalleimer angefragt werden ,