IoT Gateways

Industrielle IoT Lösungen

IoT-Gateways sind Schlüsselkomponenten im Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Sie dienen als Brücke zwischen den zu vernetzenden lokalen Geräten bzw. Maschinen und dem Cloud-Server. 

Dabei fungieren sie als Übersetzer zwischen den unterschiedlichen Schnittstellen und Protokollen – und zwar in Echtzeit.

IoT-Gateways kommen auch dort zum Einsatz, wo Komponenten an Feldbussysteme angebunden werden sollen.

Aber dies ist noch nicht alles: Moderne IoT-Systeme lassen nicht sämtliche Daten vom Cloud-Server verarbeiten. Vielmehr reduzieren sie die Netzwerk- und Serverlast dadurch, dass sie die Daten bereits vor Ort verarbeiten (Edge Computing). Sie sammeln Daten von IoT-Geräten, führen eine erste Analyse durch und senden die bereits vorverarbeiteten Informationen an den Cloud-Server. 

In der Regel bieten IoT-Gateways auch verschiedene Sicherheitsfunktionen wie Verschlüsselung an, um die Datenintegrität zu gewährleisten und unbefugten Zugriff auf die Daten zu verhindern.

Je nach Anwendungsgebiet kommt den IoT-Gateways zudem die Funktion einer Plattform für die Steuerung und Überwachung der angeschlossenen Geräte zu.

Warum IoT-Gateways wichtig sind

Je weiter die Digitalisierung und Automatisierung der Industrie (Stichwort Industrie 4.0) voranschreitet, desto essenzieller werden IoT-Gateways:

• Die Anzahl an IoT-Geräten steigt laufend an. In der Industrie 4.0 werden sämtliche wichtigen Komponenten vernetzt sein – und jede von ihnen sendet Daten zum Cloud-Server. Hier sind Edge-Computing-Komponenten wie intelligente IoT-Gateways vonnöten.
• Die Vielfalt an IoT-Schnittstellen nimmt tendenziell zu. In manchen Bereichen existiert ein Wildwuchs an offiziellen und inoffiziellen Schnittstellenstandards. IoT-Gateways ermöglichen es, fast beliebige Schnittstellen flexibel mit einem Netzwerk zu verbinden.
• Je mehr sensible Daten die Maschinen in ein Netzwerk senden, desto dringender wird der Ruf nach Sicherheit. IoT-Gateways sind eine unverzichtbare Komponente in Netzwerken, um Datensicherheit und Datenschutz zu gewährleisten.
• Moderne industrielle Konzepte wie Digital Twins verlangen nach einer reibungslosen Maschine-zu-Maschine-Kommunikation. IoT-Gateways sind hier Schlüsselkomponenten.

Datenanalysen und Datenvisualisierungen werden für alle Maschinenhersteller wichtiger. Auch hier spielen IoT-Gateways eine wichtige Rolle.

Wie ein IoT-Gateway funktioniert

Genau genommen ist das IoT-Gateway ein Minicomputer mit besonderen Schnittstellen. Je nach Ausstattung verfügt dieser über unterschiedliche Netzwerk-Schnittstellen:

• Funkmodule für verschiedene Standards (WLAN, Bluetooth, LoRa usw.), 
• Ethernet für TCP/IP-Kommunikation
• Industrielle Ethernet-Protokolle wie EtherCAT, Profinet CCB RT1, EtherNet/IP oder auch Sercos III
• Industrielle Schnittstellen wie CAN, UART usw.

Als Betriebssystem kommt in der Regel Linux zum Einsatz. 

Der Prozessor und der Arbeitsspeicher müssen ausreichend leistungsstark sein, um Echtzeitanforderungen zu erfüllen.

Die Funktionsweise eines intelligenten IoT-Gateways mit Edge-Computing-Fähigkeiten lässt sich in vier Hauptprozesse einteilen:

1. Datenerfassung: Das Gateway sammelt Daten von den IoT-Geräten. Diese Daten können von Sensoren, Aktuatoren oder anderen IoT-Geräten stammen.
2. Datenverarbeitung: Die gesammelten Daten werden im Gateway vorverarbeitet, beispielsweise gefiltert, segmentiert, in ein anderes Format konvertiert oder aggregiert. 
3. Sicherung: Die Daten werden vor dem Übertragen verschlüsselt. Zusätzlich sorgt das Gateway für eine sichere Authentifizierung der Geräte, welche an der Kommunikation beteiligt sind. 
4. Datenübertragung: Das Gateway leitet die verarbeiteten Daten an das Netzwerk weiter, zum Beispiel über Wi-Fi, Bluetooth oder LoRa.

Die Lösungen von emtrion

Wir bieten zwei Systeme an: 

• Flex2COM ist ein IoT-Gateway für die industrielle Echtzeit-Kommunikation über Ethernet. Dieses Gerät ist eine bewährte Lösung für die Feldbuskommunikation mit diversen Protokollen. Auch eine Hutschienenmontage ist möglich.
• RockEM ist ein flexibles IoT-Gateway für unkomplizierte Anbindung und komfortable Bedienung via Web-Interface. Es ist auf die Bedürfnisse des produzierenden Gewerbes ausgerichtet. Für OEMs bieten wir White-Label-Support und individuelle Anpassungen an.

Lernen Sie unsere IoT-Gateways näher kennen

Gerne beraten wir Sie persönlich: Nehmen Sie mit uns Kontakt auf und vereinbaren Sie unkompliziert einen Termin. Gemeinsam finden wir heraus, wie emtrion Sie optimal unterstützen kann.