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Embedded Computing Conference 2016 Abstract

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Titel Bluetooth Low-Energy Netzwerke mit vielen Knoten

Referent Matthias Müller

Firma Neratec Solutions AG

Sprache des Vortrags Deutsch

Beschreibung

Bluetooth low-energy ist für eine einfache Datenübertragung mit kleinen Datenmengen und wenigen Knoten konzipiert. Oft möchte man aber ein ganzes Netzwerk mit vielen Knoten aufbauen, welche gleichzeitig verbunden sein müssen und Daten übertragen wollen. Der Vortrag beantwortet Fragen wie: Wie viele Knoten können gleichzeitig verbunden werden? Was ist der praktisch erreichbare Datendurchsatz?

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Titel Funkbasierte Sensorknoten für das Internet of Things

Referent Prof. Roger Weber

Firma Berner Fachhochschule, Technik und Informatik

Sprache des Vortrags Deutsch

Kurzbeschreibung

Mit dem Internet of Things (kurz IoT) wird der Bedarf an Sensorknoten massiv steigen. Funkbasierte Sensorknoten bieten gegenüber kabelgebundenen Varianten diverse Vorteile. Sie setzen aber eine autonome Speisung, Hardware mit minimalem Energieverbrauch (Ultra-Low Power, kurz ULP), optimierte Funkprotokolle sowie eine intelligente Software voraus. In diesem Referat werden die technischen Anforderungen an Hardware und Software diskutiert.

Abstract Funkbasierte Sensorknoten: Als Einstieg in das Referat werden die unten aufgeführten Grundlagen besprochen. Die Zuhörer werden abgeholt und für das Referat motiviert. - Einsatzgebiete (Industrie, Wearables) - Definition Sensorknoten - Aufbau eines Sensorknotens (Hardware und Software) - Anforderungen an Hardware und Software Autonome Speisung und ULP: Die Anforderungen an die autonome Speisung sind sehr hoch. Diese soll einen Sensorknoten über mehrere Jahre betreiben und auch die Ströme für die Datenübertragung per Funk problemlos liefern. Im Referat werden unterschiedliche Varianten für eine autonome Speisung besprochen sowie Vor- und Nachteile aufgezeigt: - Energiebedarf eines funkbasierten Sensorknotens - Batterien oder Akkumulatoren - Energy Harvesting

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Hardware: Die Wahl der Hardware-Bauelemente ist für ULP Sensorknoten entscheidend. Dies gilt insbesondere für Mikrocontroller. Die Kriterien für die Wahl des Mikrocontrollers werden ausführlich dargelegt: - Prozessorarchitekturen - Stromsparmodi - Clocks - abschaltbare Peripherie Funkprotokolle: Heute werden für funkbasierte Sensorknoten unterschiedliche Funkprotokolle eingesetzt. Die wichtigsten werden im Referat besprochen und verglichen: - Bluetooth / BLE - LoRa - 6LowPAN - WiFi Software: Die wirklichen Herausforderungen für die Entwicklung von ULP Sensorknoten liegen in der Software. Im Referat werden die wichtigsten Anforderungen, insbesondere der Einsatz von Betriebssystemen, besprochen: - Übersicht möglicher Betriebssysteme für ULP Sensorknoten - FreeRTOS mit Energy-Management-Framework - RIOT - Eigenentwicklungen

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Titel Elektronische Ticketingsysteme im öffentlichen Verkehr – Neue Sicherheitsanforderungen und Lösungsansätze.

Referent August Kälin

Firma Albis Technologies AG

Sprache des Vortrags Deutsch

Beschreibung Der öffentliche Verkehr steht heute bei steigendem Verkehrsvolumen vor grossen Herausforderungen. Immer häufiger setzen die Verantwortlichen nicht auf einen weiteren Ausbau der Infrastruktur, sondern auf Mobility Pricing, einer benutzungs- und zeitabhängigen Steuerung des Preises. Für dafür eingesetzte Ticketing-Systeme werden die Sicherheitsanforderungen von Kunden und Dienstleister analysiert und mit kryptographischen Konzepten umgesetzt. Protokolleffiziente Lösungen werden am Beispiel einer SBB-zertifizierten BeIn/BeOut (BIBO) Technologie vorgestellt.

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Titel Integration von IoT in die eigenen Produkte

Referent Dr. Michael Eisenring

Firma Noser Engineering AG

Sprache des Vortrags Deutsch

Beschreibung Der heutige Stand der Technik ermögliche innovative Produkte, Dienstleistungen und Lösungen. Aber wie integriert man die Technik in die eigenen Produkte und welche Art von zusätzlichen Diensten sind eigentlich realistisch und möglich? Dieser Beitrag diskutiert die wesentlichen Teile einer IoT-Architektur und verschiedene Anwendungsszenarien, um neue Produkte und Dienstleistungen anbieten zu können. Dabei wird insbesondere auch auf Risiken im Bereich des Datenschutzes und der Sicherheit eingegangen.

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Titel Security Architektur und Anforderungen für Embedded IoT Applikationen

Referent Ilijana Vavan

Firma Ineltro AG / Kontron Europe GmbH

Sprache des Vortrags Deutsch

Beschreibung In dieser Präsentation wird zuerst beleuchtet, was die wichtigen Sicherheits-Anforderungen an industrielle Embedded IoT-Applikationen sind (Embedded Internet of Things). Im Weiteren werden die kritischen Hauptpunkte besprochen, die eine ausgewogene Embedded Plattform in Bezug auf Sicherheit benötigt um den Anforderungen des Betriebs im klassischen Internet-Umfeld zu genügen. Dabei wird ein ganzheitlicher Blick auf die Problematik und mögliche Lösungen gelegt, nicht nur eingeschränkt auf Hardware und Operating System. Denn um die richtigen Antworten auf die Anforderungen im modernen Cyberumfeld zu finden, müssen alle Aspekte eines umfassenden IP Schutzes berücksichtigt werden inclusive Network Stack. Das Ziel muss eine realistische Lösung sein, die sich technisch und kommerziell im definierten Business Modell perfekt einfügt.

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Titel Security auf kleinen Geräten - Herausforderungen und technische Umsetzung

Referent Willi Flühmann

Firma Noser Engineering AG

Sprache des Vortrags Deutsch

Beschreibung Mit zunehmender Vernetzung durch das Internet der Dinge nimmt die Angriffsfläche von Systemen weiter zu. Anstelle von punktuellen Massnahmen ist nun ein durchgängiger Schutz durch sicheres Design gefragt. Die meisten Entwickler sind bereits darauf sensibilisiert, aber die technische Umsetzung ist häufig schwieriger als gedacht: Knappe Ressourcen auf Embedded-Systemen erlauben keine aufwändigen Standard-Protokolle wie HTTPS. Zusammen mit der Forderung nach niedrigem Stromverbrauch wird schliesslich eine applikationsspezifische Security-Implementation unumgänglich. Software-Bibliotheken oder externe ICs mit kryptographischen Funktionen stellen hierbei nur einzelne Bausteine eines Gesamtkonzepts dar, welches erst mal entworfen werden muss. Dieses Referat konzentriert sich auf technische Aspekte der Security und zeigt anhand eines anschaulichen Beispiels die Herausforderungen und möglichen Lösungen auf dem Weg zu einem sicheren System. Diese dienen dem Zuhörer als Denkanstösse für die eigenen Projekte.

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Titel Internet-of-Things: Digitalisierung zum Anfassen

Referent Benjamin Häring

Firma ZHAW, InES

Sprache des Vortrags Deutsch

Kurzbeschreibung Drahtlose Embedded-Systeme vernetzen eine grosse Anzahl von Sensoren. Entscheidend für einen erfolgreichen Business Case sind eine anwendungsabhängige Wahl der Übertragungstechnologie sowie eine gezielte Verdichtung und Auswertung der gemessenen Daten. Die ZHAW zeigt die Möglichkeiten live auf der ECC.

Abstract Drahtlose Embedded-Systeme vernetzen eine grosse Anzahl von Sensoren. Diese Vernetzung von meist energieautarken Knoten steigert den Nutzen und damit den Wert der einzelnen Objekte. Entscheidend für einen erfolgreichen Business Case sind aber neben der Wahl der optimalen Übertragungstechnologie eine gezielte Speicherung, Verdichtung und Auswertung der gemessenen Daten. Auf Basis der analysierten Messdaten werden Abläufe in Echtzeit dynamisch optimiert und individualisiert. Dadurch werden innovative Geschäftsmodelle und Produkte mit echtem Mehrwert realisiert. Die ZHAW zeigt die Möglichkeiten der Vernetzung zur Umsetzung eines Business Cases live auf der ECC. In den Räumlichkeiten verteilte und drahtlos vernetzte Sensoren erfassen die Schallpegel. Die gezielte Datenanalyse erlaubt Rückschlüsse auf die Besucherbewegungen: Wo ist auf der Konferenz im Moment am meisten los? Ein Bildschirm visualisiert die erfassten Daten und ein Industrieroboter zeigt am Stand den Weg zur momentan interessantesten Stelle der Konferenz. Das Referat beschreibt die technische Umsetzung des drahtlosen Netzwerkes basierend auf LoRaWAN und die verwendeten Verfahren für die Datenanalyse. Bemerkung: Es ist angedacht, dass wir unseren Stand selbst organisieren und mit Bildschirm und Roboter an geeigneter Stelle in der School of Engineering positionieren. Wir müssen also nicht direkt im Ausstellungsbereich (Mensa) sein.

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Titel Einfacher und direkter Zugang zu Industrial Internet durch Cloud-Kommunikation

Referent Armin Pühringer

Firma Hilscher Swiss GmbH

Sprache des Vortrags deutsch

Beschreibung

In diesem Referat wird aufgezeigt, wie Fertigungsdaten direkt aus den Sensoren / dem Bussystem an der SPS vorbei in die Cloud verschoben werden können. Der Implementierungsansatz nutzt bestehende Standards, wie beispielsweise Feldbus, Industrial Ethernet, OPC UA und MQTT Protokolle, die auf neuen globalen Referenzarchitekturen aufgebaut sind. Das Konzept unterstützt im weiteren Multivendor- Anwendungen, um auf die verschiedene Netze, Geräte und auch Cloud-Service-Anbieter setzen zu können. Durch die Partnerschaft mit IBM wird eine Bluemix Cloud-Anwendung gezeigt.

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Titel Anforderungen an und Einsatzbereich von Gateways im IoT

Referent Ivo Oesch

Firma Berner Fachhochschule, Technik und Informatik

Sprache des Vortrags Deutsch

Kurzbeschreibung Eine Schlüsselkomponente im Internet der Dinge ist das Gateway. Es verbindet die (Sensor-)Knoten mit einem LAN/WAN und übernimmt dabei Protokollumsetzung, Sicherheitsmanagement sowie Aufbereiten und Weiterleiten von Daten und oft weitere Systemaufgaben. Dazu werden leistungsfähige Embeddedsysteme mit entsprechenden Protokollstacks und Betriebssystemen benötigt. Alternativ zum eigenen Gateway kann auch Bandbreite auf Gateways von entsprechenden Anbietern gemietet werden. (Ähnlich dem GSM-Netz).

Abstract Das Gateway ist eine Schlüsselkomponente im Internet der Dinge (IoT). Es verbindet die Aktor- und Sensorknoten des IoT mit bestehenden Netzwerken. Die Kommunikation zwischen Knoten und Gateway erfolgt dabei häufig mit drahtlosen, energieeffizienten Übertragungsverfahren. In diesem Vortrag werden verschiedene mögliche Netzwerkarchitekturen im IoT vorgestellt und aufgezeigt, welche Aufgaben ein Gateway darin jeweils erfüllen muss. Weiter werden verschiedene energieeffiziente Übertragungsverfahren kurz vorgestellt und deren Eigenschaften, insbesondere Datenübertragungsrate und Übertragungssicherheit, verglichen und deren Einfluss auf das Gateway besprochen. Zudem wird betrachtet, welche Aufgaben ein Gateway zusätzlich übernehmen kann, wie zum Beispiel Auslagerung von Rechenleistung von den Sensorknoten zum Gateway oder Serverdienste. Die daraus entstehenden Anforderungen an die Rechenleistung, die Hardwarekomponenten und die Firmware des Gateways werden aufgezeigt und mögliche Lösungsvarianten und deren Vor-und Nachteile vorgestellt. Abschliessend wird als Alternative zum Einsatz eines eigenen Gateways auf die im Entstehen begriffene Möglichkeit eingegangen, Bandbreite auf Gateways von entsprechenden Anbietern zu mieten. Dabei werden einige Anbieter vorgestellt, und deren Systeme einander gegenübergestellt. Vor allem bei grossflächigen, dezentralen oder mobilen Anwendungen dürfte die Miete von Bandbreite in Zukunft sicher eine interessante Alternative sein.