HMI 2023

Generelle Vorteile von mioty:

• Zuverlässige Übertragung von Daten über 5 - 15 km Distanzen
• Unabhängig und robust gegenüber äußeren Störern
• Skalierbarkeit von 3,5 Mio. Messages pro Tag (bis zu 1 Mio. Sensoren pro Basisstation)
• Paralleler Betrieb von mioty-Netzen
• Störfestigkeit auch bei Bidirektionaliät, gleichzeitiges Senden und Empfangen
• Kein Overhead für Netzwerkmanagement
  

Neue Spezifikationen mioty® class b und class c

•  Kürzere Latenzzeit bis zu 100 ms über große Reichweite (1,5 bis 2,5 km im urbanen und 7,5 km im ländlichen Umfeld), so dass z.B. die Alarmierung über Multicast/Broadcast gewährleistet ist und gleichzeitig mehrere Aktoren erreicht werden können.

Das Fraunhofer IIS liefert hier die notwendigen Algorithmen für die hochgenaue Positionierung in privaten und mobilen 5G-Netzen, um neue Anwendungsfälle in allen Branchen voranzutreiben.

Als realitätsnahe Umgebung für die Erprobung der Lokalisierung steht das 5G-Testbed »Industrie 4.0« des Fraunhofer IIS mit seinem befahrbaren Innen- und Außengelände zur Verfügung. Das offene Testbed bietet neben 5G unter anderem WLAN und UWB als Vergleichstechnologien und steht allen Systementwickler, Netz- und Infrastrukturanbietern sowie anwendenden Unternehmen für Tests zur Verfügung.

Mit Energy Harvesting kann nun auch ein NarrowBand-IoT-Modul, das in einem 5G-Netz Versorgungsdaten erfasst und übermittelt, versorgt werden. Damit die Module und Sensoren energieautark betrieben werden können, wurden sie speziell vermessen und energetisch optimiert. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten, nicht nur sogenannte LPWANs (Low Power Wide Area Networks), sondern auch andere Funksysteme mit höherem Energieverbrauch und weitergehenden Funktionalitäten, etwa einer bidirektionalen Kommunikation, mit Umgebungsenergie zu versorgen. Auch der Betrieb in einem öffentlichen Netz wird dadurch ermöglicht.

Dabei misst ein Sensorsystem durch die Änderung des elektrischen Widerstands Krafteinwirkungen auf die Schraubverbindung und ermittelt durch die Druckdifferenz, ob sich die Schraube gelöst hat. Mit dem mioty®-Funkprotokoll überträgt der Sensor die Belastungsdaten. Durch die Integration von Energy Harvesting in die vom Fraunhofer IIS entwickelte mioty®-LPWAN (Low Power Wide Area Network)-Technologie ist eine energieautarke und zuverlässige Erfassung sowie Übertragung von Sensordaten möglich. Aus minimalen Temperaturunterschieden kann die für die Datenübertragung notwendige Energie für die Sensoren erzeugt werden.

Das vom Fraunhofer IIS entwickelte IoT-Protokoll (mioty®) setzt hierbei neue Maßstäbe im Bereich der drahtlosen Datenübertragung hinsichtlich Skalierbarkeit, Kosteneffizienz, Reichweite, Übertragungssicherheit und Batterielebensdauer.

Der Lösungsansatz ist ein asymmetrisches Übertragungsverfahren das sogenannte Telegramsplitting mit vielen einfachen IoT-Knoten ("End-Points") sowie zentralen Basisstationen.

Die robuste Datenübertragung kann mit nur einer Basisstation sichergestellt werden. mioty® erzielt Reichweiten von vielen Kilometern und zeichnet sich durch seine Energieeffizienz mit Batterielebenszeiten von bis zu 20 Jahren aus.

Das mobile Campusnetz ist ein standardkonformes Netz zur einfachen und zeitlich begrenzten Erprobung von 5G-Anwendungen. Das kompakte Netzequipment ist transportabel und somit nahezu überall einfach und schnell aufgebaut. Es besteht aus einer 5G-Basisstation und dem Kernnetz sowie einer Antenne und einer entsprechenden Funkeinheit (Radio Head). Die Basisstation und das Kernnetz laufen als integrierte Softwarelösung auf einem lokalen Rechner (Edge-Lösung).
Über die Antenne und den Radio Head wird eine lückenlose Netzabdeckung innerhalb einer Reichweite von einigen hundert Metern realisiert. Die aufgespannte 5G-Zelle stellt dabei bis zu 100 MHz Bandbreite zur Verfügung. Darüber hinaus ist eine Erweiterung um eine weitere Zelle möglich, um beispielsweise In- und Outdoorbereiche auf einem Gelände gleichermaßen zu versorgen.