Connectivity by Design – Die Synchronisation der Daten

Die Konnektivität ist ein wesentlicher Teil des gesamten IoT-Systems. Im rapidM2M Ecosystem beinhaltet die Konnektivität vielfältige Mechanismen. Dabei wurde Wert daraufgelegt, dass viele Herausforderungen und Probleme, die im Laufe des Lebenszyklus eines IoT- oder M2M-Produkts auftreten, bereits standardmäßig gelöst sind. Gleichzeitig ist ein großer Grad an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit unabdingbar, um die Technologie und das rapidM2M Ecosystem exakt an die individuellen Anforderungen des jeweiligen Projekts anzupassen.

Der SIM Chip beispielsweise ist bereits auf dem Modul integriert und fix verlötet. Ein umfangsreiches SIM-Management im Hintergrund sorgt dafür, dass Sie nicht für jedes Gerät einzeln Verträge abschließen und das Datenvolumen im Auge behalten müssen. Außerdem wird dafür gesorgt, dass Sie nicht mit Grundgebühr Geld verbrennen, während Geräte auf Lager liegen und auf ihre Inbetriebnahme warten.

Doch das Thema alleine bietet Potential für einen eigenen Artikel. Hier wollen wir uns auf die Synchronisation der Daten fokussieren und sehen uns an, welche Funktionalitäten rapidM2M in diesem Zusammenhang bietet.

rapidM2M Synchronisation of the data

Vordefinierte Datenstruktur

Der Synchronisationsmechanismus stellt sicher, dass Ihre Daten immer ankommen und zwischen Gerät und Server ausgetauscht werden. Dafür stellt rapidM2M eine vordefinierte Datenstruktur zur Verfügung, die Ihnen die notwendige Freiheit lässt, die übertragenen Daten individuell an Ihre Applikation anzupassen. Dieses Konzept sorgt für eine gewisse applikationsunabhängige Grundfunktionalität.

Im Container „Devices Status“ werden neben dem aktuellen Status des Geräts, unter anderem Informationen zur letzten Übertragung und zur Hardware- sowie Firmware-Version gespeichert.

Um das Time Management kümmert sich ein weiterer Container. Dieser synchronisiert die Zeit auf dem Device und dem Server. Damit Sie Geräte und ihren Digital Twin synchronisieren können, ist ein funktionierendes Time Management unabdingbar. Aber auch um die Messwerte in die richtige Reihenfolge zu bringen, ist ein aktueller Zeitstempel relevant.

Eine Positionsbestimmung ist in vielen IoT-Projekten gefordert. Deshalb wird standardmäßig die letzte GSM-Zellinformation übertragen. Am Server wird daraus anschließend die Position berechnet. Alternativ kann beispielsweise bei einem vorhanden GPS-Empfänger am Gerät die Position (Longitude und Latitude) über diesen Container übertragen werden. Am Server wird das Gerät mittels dieser Position auf einer Karte angezeigt.

Synchronisation der Daten

Freiverwendbare Datenblöcke

Die jeweils 10 Config und Histdata Blöcke sind frei definierbar. Sie sind für unterschiedliche Anwendungsbereiche konstruiert. Deshalb ist es wichtig sich deren spezifische Eigenschaften anzusehen.

Der Config Container wird verwendet, um applikationsspezifische Parameter zwischen Server und Gerät auszutauschen. Die Werte werden nicht historisch gespeichert und es ist somit immer nur der aktuelle Wert vorhanden. Auf Basis des Timestamps werden die Config Blöcke bei jeder Übertragung abgeglichen und dementsprechend synchronisiert.

Wenn Sie beispielsweise ein Lagermanagement bzw. ein Bestandsmanagement entwickeln, wie es TeDaLoS getan hat, können Sie im Config-Container das Gewicht Ihres Überwachungsobjekts (beispielsweise einer Schraube oder einer Getränkeflasche) hinterlegen. Nun können Sie ganz einfach Rückschlüsse ziehen wie viele Stück noch vorhanden sind und eine automatische Nachbestellung realisieren.

Die 10 Histdata Blöcke hingegen beinhalten neben den frei definierten Messwerten einen Zeitstempel und werden im Aufzeichnungsintervall erstellt. Sie werden am Gerät zwischengespeichert und im Übertragungsintervall an den Server übertragen. Dort werden die Zeitreihen dauerhaft gespeichert und können beispielsweise in einem Verlaufsdiagramm dargestellt werden.

Um beim Beispiel der Bestandsüberwachung zu bleiben, würden Sie in den Histdata-Blöcken das gemessene Gewicht inklusive dem standardmäßig mitgelieferten Zeitstempel speichern.

Mit dem File Transfer steht ein Container zur Übertragung von größeren Datenmengen zur Verfügung. Welche Daten das sind und was damit passiert, muss applikationsspezifisch angepasst werden. Beispielsweise kann der Container genutzt werden, um Bilder von einer Messstelle an den Server zu übertragen, wie z.B. in den Projekten D-Eye® oder Fieldeye.

Besonders geeignet ist der File Transfer für das Firmware- oder Betriebssystem-Update von angeschlossenen Geräten oder Maschinen. Dabei wird über diesen Container zuerst sichergestellt, dass die große Datei vollständig vom Server auf das Gerät übertragen wird. Selbst bei schlechter Verbindung, die immer wieder unterbrochen wird, ist dies ressourcenschonend möglich. Die Datei wird stückchenweise übertragen und startet nicht bei jedem Versuch komplett von vorne. Erst wenn die Datei vollständig auf dem Gerät oder der Maschine ist, wird das Update ausgeführt.

Synchronisation der Daten mit rapidM2M

Vorgegebene Struktur mit notwendigen Freiheitsgraden

Der Einblick in die Datenstruktur zeigt deutlich, dass mit rapidM2M einige Aufgaben bereits von Haus aus für Sie gelöst sind. Zeitmanagement oder auch die Ermittlung der Geräteposition können Sie einfach nutzen.

Dennoch bleibt Ihnen mit den Config und Histdata Blöcken genügend Freiheit um Ihre individuelle Applikation kompromisslos abzubilden. Mit dem File Transfer können Sie selbst größere Datenmenge zwischen Geräte und Server austauschen.

Es wird ersichtlich, dass es unumgänglich ist, sich im Vorhinein genau zu überlegen welche Daten Sie wann, wo und in welcher Auflösung benötigen. Nur so ist es am Ende des Tages möglich eine effiziente IoT Applikation zu realisieren.

Im Zuge des Discovery Workshops hilft Ihnen Microtronics dabei diese Blöcke zu definieren, um Ihre Geschäftsmodelle hinter dem Wunsch nach Daten bestens zu unterstützen.

Sabrina

Marketing Manager bei Microtronics Engineering GmbH
Sabrina spricht sowohl die Sprache der Techniker als auch der Wirtschaft. Mit Ihrem MSc in Digital Business Management an der Johannes Keppler Universität Linz und der FH Steyr hat sie ihr Wissen gefestigt. Sie berichtet über Themen, die die IoT und M2M-Branche aktuell bewegen. Technisch komplexe Dinge erklärt Sie einfach verständlich. On- und Offline ist sie für den Auftritt und die Kommunikation verantwortlich.
Sabrina

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