Hochschule Offenburg (ivESK)

Die Sprache für das Internet der Dinge

Name: Hochschule Offenburg (ivESK)
Gründungsjahr: 1964
Mitarbeiterzahl: 23
Branche: Informationstechnologie, Software-Entwicklung
Ausgezeichnet: Februar 2016

 

Kompetenzen

Die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Medien Offenburg mit Hauptsitz in Offenburg und Außenstelle in Gengenbach ist eine Hochschule des Landes Baden-Württemberg mit mehr als 4.500 Studenten, die in den vier Fakultäten Elektrotechnik und Informationstechnik (E+I), Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V), Medien und Informationswesen (M+I), sowie Betriebswirtschaft und Wirtschaftsingenieurwesen (B+W) studieren.
Im Sommer 2015 wurde vor dem Hintergrund von den sehr erfolgreichen F&E-Aktivitäten der letzten Jahren das Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (ivESK) gegründet, dass sich drahtgebundene und drahtlose, sichere und zuverlässige Kommunikationssystemen unter Nutzung von Embedded Systemen, u.a. für Anwendungen im industriellen Umfeld, erforscht und entwickelt.

 

Welche Industrie 4.0-Lösung wurde umgesetzt?

Um insbesondere vermaschte drahtlose Kommunikationslösungen für industrielle Anwendungen zu testen, wurde im ivESK der Hochschule Offenburg ein Automated Physical Test Bed (APTB) entwickelt und umgesetzt. In dieser Testumgebung wird mit Hilfe von steuerbaren Hochfrequenz-Elementen (HF-Leitungen, Switches, Splitter-Combiner und Dämpfungsgliedern) eine definierbare HF-Topologie bereitgestellt, die es erlaubt, reproduzierbare Tests selbst in räumlich verteilten drahtlosen Netzwerken durchzuführen.

Genutzt wird die Testumgebung u.a. für die Verifikation eines im ivESK entwickelten, so genannten 6LoWPAN-Kommunikationsstacks. Hierbei wird das Internet-Protokoll (vor allem in der Version des Internet-Protokolls IPv6 und insbesondere in der drahtlosen 6LoWPAN-Variante) so umgesetzt, dass eine flexible und effiziente Nutzung auch auf kleinen, kostengünstigen und energieeffizienten Mikrocontrollern möglich ist. Die Grundlage der vorgestellten Lösung bildet der vom ivESK entwickelte emb::6 Protokollstapel, der als Open-Source-Software im Rahmen einer flexiblen Nutzungslizenz bereitgestellt wurde und alle Bestandteile implementiert, die für eine effiziente Kommunikation über IPv6 und 6LoWPAN erforderlich sind.

 

Wie funktioniert die Lösung?

Im Test Bed werden bis zu 12 physische Knoten verbaut, die über die beschriebenen Mechanismen sowohl untereinander als auch nach außen (z.B. über einen Border Router mit einem Backend) kommunizieren können. Hierbei können "echte" Szenarien, wie z.B. das Auslesen von Sensoren und das Steuern von Aktoren demonstriert und verifiziert werden.

Die Hardware kann hierbei sowohl über eine Web-Schnittstelle manuell als auch mit Hilfe von automatisierten Skripten angesteuert werden.

 

Welche Vorteile gibt es im Vergleich zum herkömmlichen Ansatz?

Mit Hilfe des APTB ist es für Kunden möglich, bestimmte Szenarien und Topologien zu definieren und so z.B. Multi-Hop Kommunikationen zu erzwingen, die sonst zum einen auf kleinem Raum nicht durchführbar wären und zum anderen weder genau nachvollziehbar noch reproduzierbar wären.

In der APTB-Umgebung ist außerdem eine unmittelbare Integration von kleinen, räumlich verteilten drahtlosen Sensor- und Aktorknoten in eine existierende IP-Rechnerinfrastruktur möglich. Die Lösung zeichnet sich durch ihre Durchgängigkeit, Skalierbarkeit und Stabilität aus.

 

Kontakt

Hochschule Offenburg
Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik
Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora
Badstraße 24
77652 Offenburg

Telefon: 0781 205-0
E-Mail: info@hs-offenburg.de
Website: https://ivesk.hs-offenburg.de

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Badstraße 24
77652 Offenburg
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