Das Internet of Things (IoT) erfordert es, zahlreiche Messwerte, Daten und Signale zu erfassen und für automatisierte Prozesse ins Netzwerk einzuspeisen. Oftmals praktikabler als die direkte Verkabelung ist dabei die Datenkommunikation per Funk. Abhängig von der Situation werden unterschiedliche Funkprotokolle eingesetzt, deren jeweiliger Schwerpunkt auf Bandbreite, Geschwindigkeit, Energieeinsparung oder Kosteneffizienz liegt. Für diese Vielzahl von Protokollen bietet Acceed mit dem neuen Funk-Gateway ORIO-G30218 eine flexible und attraktive Lösung. Das ORIO-G30218 ist ein IO-Gateway mit je 4 digitalen Eingängen und Ausgängen und 2 seriellen Schnittstellen. Je 2 der Digitaleingänge arbeiten mit und ohne externe Spannungsversorgung. Die seriellen Schnittstellen arbeiten mit Baudraten bis 921,6 K. Unterstützt werden die Protokolle Modbus, MQTT (Protokoll speziell für Machine-to-Machine-Anwendungsfälle) und CoAP (Constrained Application Protocol, auch als "HTTP für IoT" bezeichnet). Der weite Temperaturbereich für den Betrieb von -40 bis +75 °C erlaubt den Einbau des Gateways auch in wettergeschützte Gehäuse, Schaltschränke, Kabelschächte oder Kanäle. Konfiguration und Firmware-Update erfolgen über einen Mikro-USB-Anschluss auf der Frontseite.
Protokolle für unterschiedliche Anforderungen
Das Gateway bietet eine Vielzahl von Funkprotokollen wahlweise für energiesparende oder schnelle Übertragung von seriellen Daten und Schaltsignalen in Funknetze im Nahbreich oder LTE-Mobilfunknetz. Integriert sind die Protokolle NB-IoT (Narrowband-IoT), CAT M1 und CAT 1 (LTE), ZigBee und LoRa (Low-Power-Wireless-Netzwerkprotokoll). NB‑IoT, auch bekannt als LTE Cat NB1, ist eine besonders energiesparende Technik, mit der Geräte in Mobilfunknetzen auf einfachere und effizientere Weise zuverlässig geringe Datenmengen übertragen können. Dabei ist die große Reichweite in Gebäuden von Vorteil, wenn viele IoT-Komponenten sicher miteinander kommunizieren müssen. Mit LTE Cat M1 können IoT- und M2M-Geräte arbeiten, wenn mittlere Datenraten (375 kbit/s Upload und Download) genügen. Von Vorteil sind lange Batterielaufzeiten und größere Reichweiten verglichen mit 2G, 3G oder LTE Cat 1.
Ebenfalls auf Energieeffizienz optimiert ist die LoRa-Technik. Sie erreicht dabei hohe Reichweiten für die Uplink-Kommunikation, also das Senden vom IoT-Gerät an das Netz. LoRa nutzt die europäischen Frequenzbänder und eignet sich für geringe Datenmengen und größere Entfernungen von ca. 3 bis 12 km. Mit Geschwindigkeiten von 10 Mbit/s im Downlink und 5 Mbit/s im Uplink, ist LTE Cat 1 geeignet für funktionsreichere M2M- und IoT‑Anwendungen, auch Videostreaming und Voice-over-LTE. Einsatzbereich sind neben der Messdatenerfassung die Ferndiagnose mit Videoübertragung oder Transport- und Logistikanwendungen. Der ZigBee-Standard ist auf Anwendungen ausgerichtet, die mit geringer Datenrate und minimiertem Stromverbrauch arbeiten. Dazu zählen beispielsweise die Bereiche Hausautomation, Sensornetze und Lichtsteuerung. Der Reichweitenschwerpunkt von ZigBee liegt im Nahbereich bis 100 Meter.
Mit seiner Vielzahl von unterstützten Funkprotokollen bietet das Funk-Gateway ORIO-G30218 hohe Flexibilität für zahlreiche Anwendungsfälle im Internet of Things. Einmal für ein System konfiguriert, lassen sich weitere Geräte schnell in ein Projekt einfügen, jeweils mit der passenden Funkverbindung.
