EnOcean zu IP – auf geht’s zum Internet der Dinge
Ausgabe 01-2016:
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Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) nimmt allmählich Gestalt an. Die Technologien entwickeln sich weiter in Richtung einer umfassenden Vernetzung, die unseren Alltag leichter, sicherer und komfortabler macht. Ein wichtiger Baustein sind dabei batterielose Schalter, Sensoren und Aktoren, die die nötigen Informationen für das IoT von Milliarden von Messpunkten liefern. Dafür muss der EnOcean-Funk mit dem Internet-Protokoll kommunizieren.
Ein Drücken des batterielosen Funkschalters reicht und der smarte Kühlschrank startet den Gefrierturbo. In wenigen Minuten ist dann der Apfelsaft kalt – mit einem Tastendruck, auch vom Sofa aus. Das ist nur ein Beispiel für eine neue Anwendung, die durch die nahtlose Kommunikation verschiedener Standards möglich wird. In anderen Szenarien sind IP-fähige Kameras mit batterielosen Sensoren vernetzt, spricht der Wassersensor mit der Waschmaschine oder dem Zulaufventil, organisiert das Haus seinen optimalen Energieverbrauch je nach dem Bedarf der Bewohner selbst.
Eine einheitlich definierte IP-Schnittstelle schafft die Verbindung zu verschiedenen IoT-Plattformen.
Interoperables Netzwerk
Das alles ist möglich, wenn das EnOcean-Protokoll (ISO/IEC 14543-3-1X) über ein Gateway nahtlos mit dem IP-Protokoll spricht. Diese Kommunikation wiederum bildet die Grundlage, um die Daten batterieloser Funksensoren in standardübergreifende, offene Plattformen einzubinden. Dadurch entsteht ein vollkommen interoperables Netzwerk, in dem einmal gesammelte Daten für die intelligente Steuerung verschiedener Geräte verwendet werden können, unabhängig von der eingesetzten Technologie, dem Funk oder dem Hersteller.
Ein Gateway vernetzt batterielose Funksensoren und Aktoren mit dem Internet.
Übersetzung von EEP in IP
In der technischen Umsetzung erfordert ein solches System eine IP-Schnittstelle, die die dargestellten EnOcean Equipment Profile (EEP) für die IP-Seite konsistent übersetzt. Dafür müssen die in den EnOcean-Profilen spezifizierten Inhalte so aufbereitet sein, dass geringe bis gar keine Kenntnisse über das EnOcean-Protokoll auf der IP-Seite vorhanden sein müssen, um die jeweiligen Geräte bedienen zu können. So lassen sich die „Dinge“ im Internet der Dinge darstellen. Dafür hat sich die Representational State Transfer-Methode (REST bzw. RESTful) als besonders sinnvoll erwiesen.
Allerdings können nicht alle Systeme eine RESTful API ansprechen und benötigen somit eine alternative Notation. Hierzu wird eine zweite API bereitgestellt, die auf hierarchische Strukturen verzichtet. Eine zeilenbasierte API, deren Kommunikation auf der reinen TCP-Ebene angesetzt ist, bildet den vollen Funktionsumfang der „RESTful API“ ab. Diese „String API“ ermöglicht es beispielsweise, SPS-Steuerungen zu integrieren.
Konsistente Kommunikation
Die IP-Darstellung aller EnOcean-Telegramme und -Funktionen muss einheitlich sein. Das heißt, die Syntax einer IP-Spezifikation muss über alle EEPs hinweg immer gleich abgebildet sein. Das EnOcean-Gateway muss zudem die Zustände aller Geräte vorhalten und auf Anfrage ausliefern können. So muss es insbesondere die unterschiedlichen Zustände der EnOcean-Profile individuell darstellen und speichern. Das Gateway sorgt zudem dafür, dass die Übersetzung von IP-Aufrufen in EnOcean-Telegramme immer vollständig und eindeutig ist. Dadurch können IP-basierte Geräte einzelne Werte und Funktionen eines Sensors direkt ansprechen.
Sprechende API
Für eine reibungslose Kommunikation zwischen EEP und IP werden zudem Abhängigkeiten aufgelöst sowie zusammenhängende Profilfunktionen aggregiert und zentral ausgeliefert. Auch die Kodierung von Funktionen löst das Gateway so auf, dass IP-basierte Geräte diese nicht kennen müssen.
Durch alle diese Spezifikationen kann das Gateway die Kommunikationsstruktur aller EnOcean-basierten Geräte (EEPs) auf Anfrage an die IP-Teilnehmer ausliefern. Damit erfüllt es die Anforderung an eine „freundliche“ Darstellung der EnOcean-basierten Geräte, sodass sich diese leichter im IoT-Netzwerk implementieren lassen.
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