Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
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mioty® Class B

© Fraunhofer / Piotr Banczerowski

Neue Features durch mioty® Erweiterung

Der Funkstandard mioty erweitert sein Spektrum durch neue Funktionen mit Class B, welche vielfältige Anwendungsbereiche im Smart Building und Smart Home ermöglicht.

mioty®

Die drahtlose Übertragungstechnologie mioty® für sogenannte massive IoT-Anwendungen im Industrial Internet of Things (IIoT) oder im Smart-City-Bereich überträgt zuverlässig und robust Daten von einigen hunderttausend Sensoren auch über große Distanzen. Dies ist dank unseres patentierten Telegram-Splitting-Verfahrens möglich. mioty® ist eine hardwareunabhängige Softwarelösung, die ETSI-standardisiert insbesondere für LPWANs (Low Power Wide Area Networks) verwendet wird.

Die Technologie ist somit besonders für großflächige industrielle und kommerzielle IoT-Anwendungen konzipiert, die eine hohe Datenverfügbarkeit und -qualität, sowie Skalierbarkeit erfordern. Die technologische Erweiterung von mioty um Class B ermöglicht nun eine Vielzahl zusätzlicher Möglichkeiten in den Bereichen Smart City, Industrial IOT (IIOT) oder Gebäudemanagement. So lassen sich damit nun herkömmliche Messaufgaben etwa die Temperaturmessung um Steuer- und Regelfunktionen, wie der Heizung oder Klimaanlage ergänzen. 

 

 

 

 

 

Device Classes

Die Features der mioty® Technologie finden sich in den drei Klassen Z, A und B mit je speziellen Eigenschaften und Funktionen wieder.

 

Das Fundament der mioty ® Technologien Class Z ermöglicht hauptsächlich klassische Messaufgaben, das Monitoring. Batteriebetriebene Geräte, die nach Class Z arbeiten, verfügen über einen extrem geringen Energieverbrauch, große Reichweiten, hohe Skalierbarkeit und geringe Störanfälligkeiten. Class Z arbeitet unidirektional, also ausschließlich zur Übertragung von Daten batteriebetriebener Sensoren zur Basisstation.
 
Aufbauend auf Class Z gewährt Class A zusätzlichen Nutzen durch Konfiguration, indem Nachrichten im Downlink von der Basisstation an den Endpunkt gesendet werden können. Class A- Devices sind in der Lage Informationen unidirektional via Uplink an eine Basisstation zu übertragen und können zudem per Downlink konfiguriert werden (Bidirektionalität). Auch hier arbeiten batteriebetriebene Sensoren mit den bestehenden Vorteilen aus Class Z.  
 

mioty® Device Classes

© Fraunhofer IIS/Milena Seeland

Was ist neu?

Schließlich ergänzt die jüngste Class B das Spektrum um Steuerungsfunktionen. Möglich wird dies durch Broadcastfeatures, nämlich der Steuerung aller Aktuatoren per Downlink oder durch Multicast in einer Gruppe von Aktuatoren. Damit sind neue Anwendungen im Gebäudemanagement, wie das Schließen und Öffnen von Fenstern oder die Temperaturregelung über Heizung, Lüftung, und Klimatechnik (auch HVAC genannt) möglich.

Class B baut mit der Nutzung batteriebetriebener drahtloser Aktuatoren auf seine beiden Vorgänger auf.


Wie funktioniert Class B?
Zuverlässige, skalierbare und kosteneffiziente Steuerung:

Class B vereint nun die Vorteile herkömmlicher, drahtloser Fernwartungs- und Steuerungssysteme mit miotys® hoher Energieeffizienz, großer Reichweite, damit niedrigen Installations- und Instandhaltungskosten und Robustheit; selbst bei erschwerten Umgebungsbedingungen.

Class B unterstützt erweiterte Steuerfunktionen

© Fraunhofer IIS/Milena Seeland

Grundprinzipien

Die Funktionsweise der Class B basiert grundsätzlich auf dem Telegram Splitting; die Uplink-Funktionalität aus Class Z bleibt bestehen. Zusätzlich wird der Broadcastmodus ergänzt. Dazu sendet die Basisstation ein periodisches Signal (Beacon), das von allen Class B unterstützten Endpunkten empfangen werden kann.

 

Der Beacon signalisiert, ob und wann in der Zeit bis zum nächsten Beacon eine Nachricht an einen oder mehrere Endpunkte geschickt wird. Die Aussendung einer Nachricht erfolgt zu definierten Zeitfenstern innerhalb der Datenregion. Ein Endpunkt, der auf den Beacon synchronisiert ist, aktiviert den Empfang nur zu den Zeitfenstern, an denen eine Nachricht für ihn übertragen wird; ansonsten verharrt er bis zum nächsten Beaconsignal in einem stromsparenden Ruhezustand.

Idealerweise können alle definierten Zeitfenster für das Senden von Downlinks ohne Überlappung oder Kollision verwendet werden. In der Umsetzung jedoch kann der Endpunkt die Synchronisation zum Beacon der Basisstation verlieren. Dies geschieht entweder durch Interferenzen anderer Funksignale im Band, insbesondere im lizenzfreien Spektrum, oder aber auch wenn sich die Basisstation etwa durch Bewegung des Endpunkts außerhalb der Reichweite befindet. Folglich muss sich der Endpunkt neu mit der Basisstation synchronisieren. Zusätzliche Sendeaktivitäten für das wiederholte Synchronisieren von Basisstation und Endpunkten und die erneute Übertragung von Beacon- und Koordinationsinformationen sind dafür notwendig. Der zusätzliche Bedarf an Funkressourcen bedeutet üblicherweise eine Beeinträchtigung der eigentlichen synchronen Übertragung, welches das mioty® Telegram Splitting Verfahren minimiert. Durch die Pausen zwischen den Funkbursts einer Übertragung kann eine Basisstation zwischen den Aussendungen die Teilpakete eines anderen Endpunkts empfangen. Auch wenn nicht alle Funkbursts einer Übertragung empfangen werden können, werden die Daten dennoch mit Hilfe der Kanalcodierung rekonstruiert. Die Wahrscheinlichkeit von vollständigen Kollisionen zwischen Uplink- und Downlink-Funkbursts ist dabei sehr gering.

 

Weitere Informationen zu mioty mit Class B finden Sie hier:

>> Funkstandard "mioty" bietet erweiterte Funktionen mit Class B

 

Mit unserem F&E-Wissen unterstützen wir Sie bei der Integration und der Anpassung an Ihre individuellen Anforderungen.

 

Interessiert? Dann kontaktieren Sie uns gerne!