Echtzeit und IPv6-Fähigkeit
Für Industrieanwendungen ist Echtzeitfähigkeit häufig ein Muss. Der IoT-Bus nutzt zur Umsetzung der Echtzeitfähigkeit für die drahtgebundene Kommunikation ein deterministisches, Token-basiertes Kanalzugriffsverfahren. Für die drahtlose Kommunikation wird die contention-free period (CFP) innerhalb der IEEE802.15.4-Superframe-Struktur verwendet. Mit diesem Verfahren ermöglicht der IoT-Bus eine zuverlässige Kommunikation und den Informationsaustausch beispielsweise zwischen Industrieanlagen unter Einhaltung vorgegebener Reaktionszeiten. Im IoT werden IP-fähige Endknoten benötigt, um die einzelnen Geräte direkt mit dem Internet verbinden zu können. Durch die Integration des IPv6-Protokolls im IoT-Bus erhält jeder Knoten seine eigene IP-Adresse. Jeder IoT-Bus-Endknoten kann IPv6-Pakete versenden, empfangen und verarbeiten. So können beispielsweise Sensoren von Maschinen Statusmeldungen und Warnungen an mobile Endgeräte senden. Zuständige Personen können auf diese Meldungen schnell reagieren rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen und damit Ausfälle verhindern.
Durchgängigkeit der Protokolle
Die Kontinuität der Protokolle ermöglicht ein schnelles Paket-Routing zwischen dem drahtgebundenen IoT-Bus und kabellosen Netzwerken – ohne umfangreiche Protokollumsetzung. Aufgrund der IP-Fähigkeit der Endknoten können auf den höheren Ebenen Protokolle wie CoAP, MQTT, OPC UA und Webservices zur Anwendung kommen. Die Durchgängigkeit der Protokolle ermöglicht die MAC-Layer-Verschlüsselung des IEEE802.15.4-Protokolls auch beim Medienwechsel beizubehalten. Der Einsatz der IP-Protokoll-Suite erlaubt die Verwendung standardisierter Verschlüsselungs- und Sicherheitsverfahren auf dem Transport-Layer, wie beispielweise TLS oder D-TLS.
Sicherheitskonzept und IoT-Anwendung
Bei cloudbasierten Anwendungen ist eine sichere IP-basierte Kommunikation gefordert. Sie ermöglicht den Zugriff über IP-fähige Bediengeräte wie Smartphone, Tablet oder PC für eine Visualisierung oder Steuerung. Wenn eine vertrauliche oder manipulationssichere Datenverbindung notwendig ist, stehen durch den IoT-Bus standardisierte kryptologische Verfahren für Authentifizierung und Verschlüsselung zur Verfügung. Durch seine IP-Fähigkeit und Echtzeitfähigkeit ist der IoT-Bus für verschiedene Anwendungen innerhalb von Industrie 4.0, Gebäudeautomatisierung sowie Energiemanagement geeignet. Er ermöglicht eine Kommunikation zwischen Industrieanlagen, lokalen Betriebsmitteln, Energieerzeugern wie Photovoltaik- oder Windanlagen, aber auch Wärmepumpen und dem Internet. Systemkomponenten und Sensoren können an das IoT zur mobilen Zustandsüberwachung einfach angebunden werden. Außerdem können voneinander abhängige Fertigungsanlagen Informationen über den IoT-Bus austauschen. Bereits vorhandene Anlagen können so IP-fähig nachgerüstet werden.
