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Erfolgsgeschichte

Die komplette SBC-Produktlinie von DFI und die schnelle Anpassung helfen japanischen Kunden beim Aufbau eines Low Power Wide Area Netzwerks (Niedrigenergieweitverkehrnetz) für das Internet der Dinge mit einer Übertragungsdistanz von mehr als 100 Kilometern

Die komplette SBC-Produktlinie von DFI und die schnelle Anpassung helfen japanischen Kunden beim Aufbau eines Low Power Wide Area Netzwerks (Niedrigenergieweitverkehrnetz) für das Internet der Dinge mit einer Übertragungsdistanz von mehr als 100 Kilometern

Auch wenn die 5G-Ära bereits begonnen hat, sind Low Power Wide Area Netzwerke (LPWA) für IoT-Anwendungen, die eine Übertragung über große Entfernungen mit geringem Datenaufkommen, niedrigem Stromverbrauch und niedrigen Kosten benötigen, unerlässlich. Mit DFIs kompletter Einplatinencomputer (SBC)-Produktlinie und schnellen Anpassungsmöglichkeiten unterstützt DFI japanische Kunden bei der Schaffung von IoT-Weitverkehrsdiensten mit einer Übertragungsdistanz von mehr als 100 Kilometern.

 

Region: Japan

Industrie: Internet der Dinge Kommunikationsdienst

Anwendung: Low Power Wide Area (LPWA) Netzwerk-Gateway

Lösung: Kundenspezifischer SBC (basierend auf SU253)

 

Der groß angelegte IoT-Einsatz umfasst eine große Anzahl von Geräten mit geringer Komplexität, die keine intensive Kommunikation, hohe Leistung und geringe Übertragungslatenz erfordern. Zu den typischen Anwendungen gehören kostengünstige Sensoren, Messgeräte, tragbare Geräte und Tracker. Viele von ihnen werden in rauen Funkumgebungen eingesetzt, z. B. in Gebäudekellern oder auf mobilen Maschinen, und müssen mitunter mehr als zehn Jahre lang Signale senden, ohne dass die Batterie ausgetauscht werden muss. Aus diesem Grund sind Stromverbrauch und Energieeinsparung von entscheidender Bedeutung.

Ein Low Power Wide Area Netzwerk ist eine notwendige Grundlage für ein großflächiges Internet der Dinge geworden

Was ist ein LPWA?

Ein Low Power Wide Area (LPWA) Netzwerk oder Low Power Wide Area Network (LPWAN) oder Low Power Network (LPN) ist eine Art von Wide Area Network für die drahtlose Telekommunikation, das für die weitreichende Kommunikation mit niedriger Bitrate zwischen Dingen (verbundenen Objekten), wie z. B. batteriebetriebenen Sensoren, ausgelegt ist. Der geringe Stromverbrauch, die niedrige Bitrate und der Verwendungszweck unterscheiden diesen Netzwerktyp von einem drahtlosen WAN, das für die Verbindung von Benutzern oder Unternehmen konzipiert ist und mehr Daten mit höherem Stromverbrauch überträgt. Die LPWAN-Datenrate reicht von 0,3 kbit/s bis 50 kbit/s pro Kanal.

Ein LPWA kann zum Aufbau eines privaten drahtlosen Sensornetzes verwendet werden, es kann sich aber auch um einen Dienst oder eine Infrastruktur handeln, die von einem Dritten angeboten wird und es den Eigentümern von Sensoren ermöglicht, diese im Feld einzusetzen, ohne in Gateway-Technologie zu investieren.

Im Allgemeinen verwenden IoT-Geräte Netzwerkverbindungen, um Daten direkt an die Cloud zu übertragen, oder über WLAN und Bluetooth, um die Übertragung innerhalb einer minimalen Entfernung abzuschließen. Die LPWA-Lösung kann weitreichender angewandt werden und ermöglicht es IoT-Produkten, eine geringe Datenmenge über größere Entfernungen mit geringerem Stromverbrauch auszutauschen.

Daher hat sich LPWA auch zu einem Schlachtfeld für die Anwendung des Internets der Dinge entwickelt. Seit 2017 sind viele verschiedene LPWA-Spezifikationen entstanden. Die Entwicklung von LPWA-Technologien ist für den Einsatz vieler Geräte des Internets der Dinge förderlich und kann einen völlig neuen Markt schaffen. Mit Hilfe von LPWA ist es zum Beispiel möglich, "Freunde bequem zu orten, sogar auf dem Gipfel eines Berges". Es ist auch eine praktische Lösung für die Verfolgung von Wildtieren, die Überwachung von Mietfahrzeugen und Schiffen mit begrenzter Reichweite.

ELTRES aus Japan mit einer Übertragungsreichweite von bis zu 100 Kilometern

Unter diesen LPWA-Spezifikationen verfügt ELTRES aus Japan über die längste Übertragungsdistanz. Diese Technologie wurde im April 2017 erprobt. Sie zeichnet sich durch einen niedrigen Stromverbrauch und eine große Reichweite aus. Die Ausgangsleistung des Senders beträgt 20 mW. Sie überträgt Signale im 920-MHz-Band und hat eine Übertragungsdistanz von mehr als 100 Kilometern. Selbst bei einer Geschwindigkeit von 100 Stundenkilometern ist eine Kommunikation möglich. Im Mai 2017 wurden die Übertragungen von "Fujisan 5 Gome zum Berg Ōdaigahara in der Präfektur Nara (274 Kilometer)" und von "Atsugi City zum Berg Nantai in der Präfektur Tochigi (140 Kilometer)" als technischer Nachweis des Konzepts öffentlich angekündigt.

Im Juni 2018 wurde ELTRES vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) als internationale Spezifikation ausgewählt. Im September 2018 kündigte der japanische Entwickler von ELTRES den Start des ersten Testdienstes des ELTRES IoT Network an. Im Oktober 2018 kooperierte es mit mehreren Unternehmen, um den ELTRES IoT Network-Dienst zu fördern, der für die Überwachung von Einrichtungen wie Gas- und Erdgaszählern und die Verwaltung von Echtzeitinformationen eines Fahrzeuges, wie z. B. den Standort des Busses, sowie für die Anwendung der Standortbestätigung von Bergsteigern oder des Seetransports verwendet werden kann.

DFI bietet schnelle Anpassungen und Dienstleistungen sowohl für Software als auch für Hardware

DFI war an der Entwicklung der ELTRES-Technologie beteiligt. Im Jahr 2018 beteiligte sich DFI am Proof of Concept der ELTRES-Technologie. DFI hat in kürzester Zeit einen Einplatinencomputer (SBC) auf der Basis des SU253 angepasst. Der Netzwerkport wurde auf vier Ports erweitert. Der Onboard-Speicher wurde durch ein duales SO-DIMM-Modul ersetzt. Außerdem konnte DFI das für das ELTRES-Gateway erforderliche System-Motherboard bereitstellen. Darüber hinaus unterstützt dieses Projekt LTE-Module japanischer Partner, unterstützt die Datenverschlüsselung und half DFI bei der Integration der bekannten Linux-Distribution CentOS auf Software-Ebene, um sowohl Software- als auch Hardware-Dienste anzubieten.

Es ist erwähnenswert, dass dieses Gateway in einer rauen Umgebung eingesetzt werden kann. Als Antwort auf den Bedarf der Kunden, die Systemtemperatur jederzeit im Auge zu behalten, hat DFI speziell einen Treiber über den Super IO-Chip entwickelt, der mit dem LPC-Bus verbunden ist, und die Sensoren an der Peripherie können Informationen wie die Umgebungstemperatur der Hardware und die Temperatur des Prozessorkerns erhalten.

Im Mai 2019, mit dem ersten IoT-Chip, der ELTRES entspricht, und dem eingebauten GPS/GNSS-Sensor zur Positionsbestimmung, wurde der von DFI bereitgestellte kundenspezifische SBC auch zum Gehirn des ELTRES-Gateways. Das ELTRES-Netzwerk wird für die Datenübertragung innerhalb einer Reichweite von 100 Kilometern verwendet und wird in einer städtischen Umgebung mit vielen Signalstörungen nicht allzu sehr beeinträchtigt. Es ist auch für Objekte geeignet, die sich mit einer hohen Geschwindigkeit von 100 Kilometern pro Stunde bewegen. Im September 2019 hat das ELTRES IoT Network offiziell den kommerziellen Betrieb aufgenommen. Seit September 2020 wird ein Dienst angeboten, der ein Signal pro Minute und maximal 1440 Signale pro Tag überträgt. Im November 2020 deckt die Abdeckungsrate in Japan 90 % der Bevölkerung ab.

Die komplette SBC-Produktlinie von DFI ist der Eckpfeiler der schnellen Entwicklung von Systemen der Industrieklasse

Wenn es notwendig ist, den Entwicklungszeitplan von Verbraucherprodukten zu nutzen, um die Zuverlässigkeit von Industriecomputern zu erreichen, ist es ein extremer Test, ob Hersteller von Industriecomputern über bewährte Standardproduktdesigns als Grundlage für die Einführung kundenspezifischer Projekte verfügen. DFI nutzt seit langem die Vorteile der Produktlinienintegrität und der breiten Betriebstemperatur bei SBCs, die 2,5 Zoll, 3,5 Zoll und 4 Zoll abdecken und eine Vielzahl verschiedener Hardwareplattformen umfassen.

Wie das Sprichwort sagt: Chancen sind immer für diejenigen reserviert, die bereit sind. Basierend auf der reichhaltigen Erfahrung mit SBS, der kompletten SBC-Produktlinie und den Anpassungsmöglichkeiten hat DFI japanische Kunden erfolgreich beim Aufbau des Internets der Dinge LPWA mit einer Übertragungsdistanz von mehr als 100 Kilometern unterstützt und damit weitere potenzielle neue Geschäftsmöglichkeiten geschaffen.