Internet-of-Things: Digitalisierung zum Anfassen

Transkript

1 Internet-of-Things: Digitalisierung zum Anfassen Benjamin Häring, Prof. Andreas Rüst Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften Institute of Embedded Systems Winterthur Kontakt:

2 Agenda Chancen durch IoT Grundlagen für den Erfolg von IoT Showcase Wireless Technologien Daten verarbeiten und speichern Datenanalyse Handeln Fazit Fragen 2

3 Chancen durch IoT Wireless Sensor Networks (WSN) Verteilte Sensornetzwerke mit low-cost Knoten Datenerfassung mit hoher Anzahl Sensoren in Echtzeit Netzwerk steigert Nutzen und Wert der Informationen 3

4 Chancen durch IoT IoT Modelle nach Gartner Manage monitor status and improve utilization Monetize charge for usage on incremental basis Model Operate improve / individualize process control Extend provide digital services after shipping 4

5 Chancen durch IoT Applikations- + Marktkenntnisse Manage monitor status and improve utilization Operate improve / individualize process control Model Monetize charge for usage on incremental basis Extend provide digital services after shipping Ihre Schlüsselkompetenzen Synthese IoT - Möglichkeiten 5

6 Grundlagen für den Erfolg von IoT als Treiber Daten verarbeiten & speichern Daten analysieren: Erkenntnisse schaffen Dinge vernetzen & Daten erfassen Handeln: Wert generierende Prozesse umsetzen 6

7 Grundlagen für den Erfolg von IoT Erfolgreiches IoT Mehr als nur Daten sammeln Daten verarbeiten & speichern Daten analysieren: Erkenntnisse schaffen data warehouses, aggregation, filtering, event detection model building, discovery, visualization prediction Dinge vernetzen & Daten erfassen microcontrollers, wireless, low-power, sensors Value-creating activities Integration into business processes Handeln: Wert generierende Prozesse umsetzen 7

8 Showcase Wo ist auf der ECC am meisten los? 8

9 Wireless Technologien Unsere Anwendung Sterntopologie Tiefe Datenrate 4 Byte Messdaten Alle 10s pro Knoten Gebäude Non-line-of-sight (NLOS) Gateway 9

10 Wireless Technologien Kosten Energie Sicherheit Datenrate Reichweite Topologie Regulierungen Zuverlässigkeit Umwelt 10

11 Wireless Technologien LoRa Sub-GHz Bereich Proprietary Spread Spectrum Modulation Sensitivität bis zu -148dBm Abhängig von der Datenrate Distanzen bis zu 15km LoRaWAN Standard MAC-Layer und Security ISM Band 868 MHz LoRa Alliance 11

12 Wireless Technologien LoRaWAN Netzwerkstruktur Netzwerkbetreiber Swisscom The Thing Network Private Netze Quelle: Semtech 12

13 Sensor Knoten Schallpegel alle 10ms gemessen Mittelwert über 10s Mittelwert und Maximalwert übermittelt -> geringe Datenmenge 13

14 Sensor Knoten LoRaWAN Stack von LoRa Github Class B Beacon für Synchronisation Timeslots innerhalb Kanal für Übermittlung 14

15 Gateway / Server LoRaWAN Concentrator Rx parallel bis zu 8 Kanäle LoRa Packet Forwarder Open Source Software On Raspberry Gateway Server 15

16 Gateway / Server InES Server Application Verwaltet das Netzwerk Ver- bzw. entschlüsselt Daten Sendet Daten zur Datenbank Gateway Server 16

17 Daten verarbeiten und speichern 17

18 Datenanalyse Akustisches Modell bilden Schallausbreitung im Raum Randbedingungen bei Reflexion an Wänden Mit Splines Akustik im Raum bestimmen Visualisieren in Heatmap 18

19 Handeln Roboter zeigt Hotspot auf Karte Kuka Eigenes Betriebssystem Empfängt via TCP-Port x-y Koordinaten Gezielte Aktionen Promoter mit Goodies losschicken 19

20 Herausforderungen LoraWAN Netzwerk Eigene LoRaWAN Anwendung Serverapplikation erstellen Datenauswertung Modellbildung ohne richtigen Datensatz vor der Messe Robuster Systembetrieb Fehlende Messwerte Ausfall Roboter 20

21 ZHAW Know-How Bringing your IoT business case to life InIT Institute of Applied Information Technology IDP Institute of Data Analysis and Process Design InES Institute of Embedded Systems data warehouses, aggregation, filtering, event detection model building, discovery, visualization prediction IMS Institute of Mechatronic Systems microcontrollers, wireless, low-power, sensors Value-creating activities Integration into business processes 21

22 Fazit Sie haben den Wir haben das komplette Werkzeug Let's make it happen 22

23 Fragen? Eingang Ausstellung 23