M2M/IoT Plattform

OpenMTC ist eine Referenzimplementierung des oneM2M-Standards und wird in der angewandten Forschung und Entwicklung innovativer M2M- und IoT-Anwendungen eingesetzt. Der horizontale Serviceansatz integriert Geräte unabhängig von der zugrundeliegenden Hardware- oder Netzwerkinfrastruktur sowie von verschiedenen Anwendungsbereichen des Internets der Dinge (IoT). Die OpenMTC-Plattform ist eine prototypische IoT / M2M-Middleware mit dem Ziel, eine standardkonforme Plattform für IoT-Services bereitzustellen. Sie ermöglicht, dass verschiedene Sensoren und Aktoren aus unterschiedlichen vertikalen Anwendungsdomänen zusammengeschaltet werden können. Die gesammelten Daten können aggregiert und an Applikationen weitergeleitet werden und Anweisungen zur ereignisbasierter Steuerung können direkt an die Endgeräte übertragen werden.

Mit Hilfe von REST-Schnittstellen (APIs) können Anwendungsentwickler auf Daten von Geräten zugreifen, ohne sich mit den zugrundeliegenden Technologiespezifikationen der an die Gateways angeschlossenen Geräte auseinandersetzen zu müssen.

Solche Gateways beherbergen technologiespezifische Protokolladapter, um die Daten von den Geräten abzurufen und sie in einem oneM2M-kompatiblen Datenmodell zu speichern. Da oneM2M netzwerkunabhängige Schnittstellen spezifiziert, ist die Konnektivität zwischen den Gateways und dem Backend entweder durch lokale Netzwerke, dem Internet oder durch Operatoren verwaltete Netzwerke möglich. OpenMTC ist in Python geschrieben und kann auf verschiedenen Hardwareplattformen (z. B. x86; ARM) eingesetzt werden.

Industrie 4.0 Fog-/Edge-Computing Plattform

Mit dem Industrie 4.0 OpenIoTFog-Toolkit für industrielle Konnektivität, Kommunikation, Daten und Programmierbarkeit hat das Zentrum für Industrial Internet of Things (IIoT) einen anbieterunabhängigen Prototypen einer Industrie 4.0-Komponente entwickelt. Die Middleware stellt eine sogenannte administrative Verwaltungsschale (AAS) dar, um existierende physische, industrielle Systeme in Fabriken als einen digitalen Zwilling zu integrieren. Dadurch können Kunden erste Industrie 4.0-Erfahrungen sammeln und bereits heute signifikante Mehrwerte generieren und Optimierungen realisieren.

Basierend auf Konzepten aus Konsortien wie dem Industrial Internet Consortium (IIC) und der Plattform Industrie 4.0, sammelt das Plug-and-Play-Framework Daten von verschiedenen Sensoren über industrielle Feldbus-Systeme, Time-Sensitive Networks (TSN) und verschiedene Funktechnologien und normiert, kommuniziert und aggregiert sie über sichere standardbasierte Schnittstellen (OPC UA, OneM2M). Darüber hinaus werden Funktionen zur lokalen Datenanalyse (Stream Analytics, Complex Event Processing, maschinelles Lernen, Videoanalyse) und zur Aktuierung von industriellen Anlagen (OPC UA) und Robotik (ROS) bereitgestellt.

Zu den Kernindustrie 4.0 Anwendungen zählen: Videoanalyse-basierte Qualitätssicherung, Anlagenzustandsmonitoring, vorrausschauende Wartung und digitale Fabrikzwillinge

Fog/Edge Analytics Plattform

Der IoT Core vereint Fog-/Edge-Computing-Mechanismen mit Echtzeit-Stream-Analytics, Complex Event Processing (CEP) und maschinellem Lernen (ML) womit eine breite Palette von zeit- und unternehmenskritischen industriellen IoT-Anwendungen realisiert werden kann.

Durch die Bereitstellung fortschrittlicher M2M-Konnektivität, u.a. durch neueste Low-Power-Wide Area Networks (LPWAN) wie LoRa und NB-IoT und deterministische zeitsynchrone industrielle Kommunikationsnetze wie das Time-sensitive Networking (TSN), wir Edge-Intelligenz sowohl intelligente Städten als auch Industrie 4.0 und Smart Grid Umgebungen gebracht. Industrielle IoT-Standards, M2M-Protokolle und APIs (OPC UA, OneM2M) werden bereitgestellt, für eine nahtlose Integration und Interoperabilität. Zeitkritische Stream Analytics werden durch neueste CEP, ML und Video Analytics-Module, die auf COTS Fog- /Edge- sowie Cloud-Hardware-Infrastrukturen betrieben werden können. Stream-Analyse Algorithmen (CEP, Klassifikations- und Regressionsmodelle, Entscheidungsbäume, Clustering, statistische Analyse) sowie Videoanalyse Funktionen (Objekt, Bewegungserkennung, Tracking, Counting & Diagnose, 3D-Videoanalyse) ermöglichen ein breites Spektrum an Anwendungsfällen.

- Industrie 4.0: Zustandsmonitoring, vorrausschauende Wartung (Predictive Maintenance), digitaler Schatten/virtueller Zwilling.

- Smart City: Öffentliche Überwachung und Sicherheit durch intelligente, Fog-basierte Videoanalyse für autonome Sicherheits- und Abwehrmaßnahmen unter Einhaltung von Datenschutz- und Privacy-Bestimmungen

Der IoT Core wird als Modul des OpenIoTFog Industrie 4.0 Toolkits (www.openiotfog.org) bereitgestellt.