IoT-meetsysteem in de cloud

Keller KOLIBRI Cloud maakt het eenvoudig

Het niveau in rioolwaterputten meten of het besturen van sluizen en gemalen in sloten en afwateringskanalen zijn maar twee voorbeelden waarbij meetsystemen op plekken gebruikt worden ver weg van de uiteindelijke plek waar de besturing van pompen, kleppen en motoren gesitueerd is. Keller is al jaren gespecialiseerd in het maken van oplossingen voor dit soort applicaties. Niet alleen maken zij diverse sensoren die voor dit soort applicaties gebruikt worden, maar leveren ze ook de technische voorzieningen om de meetgegevens te vesturen naar de centrale verwerkingspost. Draadloze communicatie speelt daarbij de hoofdrol evenals IoT en data in de cloud. Voor dat laatste heeft men een oplossing die meer dan gebruikersvriendelijk is.

Industrie 4.0 en Smart City zijn technologiedrivers achter de digitalisering van druksensoren en drukmeetoplossingen. De intentie en de noodzaak om processen efficiënter te maken, vormen de kern van digitalisering. De weg naar digitalisering begint met het vastleggen van gegevens. Bij machines of vulniveaus in containers en tanks gebeurt dit in de vorm van toestanden. Voor meren, rivieren en grondwater worden de niveaus gemeten. De gemeten data wordt voornamelijk draadloos verzonden via radiotransmissie naar een punt waar verdere communicatie via internet kan lopen. Technologieën zoals LoRaWAN of mobiele communicatie (NB-IoT, LTE-M) kunnen daarbij gebruikt worden. Hebben de meetgegevens eenmaal internet bereikt, dan is opslag in de cloud een goede basis waardoor het mogelijk wordt om de meetgegevens op elk denkbaar apparaat uit te kunnen lezen zoals computers, tablets of mobiele telefoons.

Moeizaam of gemakkelijk
Er zijn ondertussen al de nodige manieren om meetgegevens vanuit een sensor draadloos te sturen naar Internet alwaar de gegevens in een cloud-omgeving opgeslagen kunnen worden. Omdat in veel gevallen de sensor van een andere maker is dan de elektronica voor de communicatie en ook de software en de cloud niet van dezelfde firma is, moet er het nodige geknutseld worden om alles in goede banen te leiden. Gelukkig zijn er ook bedrijven die het hele traject aan kunnen bieden wat u natuurlijk veel werk uit handen neemt. Eén van deze bedrijven is Keller, specialist in drukmeettechniek o.a. voor water gerelateerde metingen zoals niveaumeting van grond- en rioolwater. Zij bieden een allesomvattende oplossing aan van een IoT-meetsysteem, gebaseerd op de nieuwste technologieën. Met deze meetoplossing kan de gebruiker zonder veel moeite en tegen lage kosten een onmiddellijke stap naar digitalisering zetten. Voor de gebruiker heeft dit de volgende voordelen:

• Er hoeven geen softwareoplossingen of hardware te worden gemaakt.
• Er is toegang tot een werkend en getest registratiesysteem voor meetgegevens.
• Er is geen aparte, technisch geavanceerde opleiding in de technologieën nodig.

Transmissie op afstand
Voor de diverse meetoplossingen van KELLER wordt gebruik gemaakt van autonome, batterijgevoede IoT-apparaten die gegevens draadloos verzenden. Een voordeel is dat deze apparaten met weinig moeite kunnen worden geïnstalleerd omdat er geen bekabeling nodig is en de meetapparatuur niet in een communicatienetwerk van een bedrijf hoeft te worden opgenomen. Ze maken gebruik van communicatiewegen met een landelijke dekking zoals LoRaWAN evenals mobiele communicatie 2G, 3G, 4G, NB-IoT, LTE-M. In alle gevallen met een laag energieverbruik en een zendbereik van 15 km. Dit wordt mogelijk gemaakt door intelligente, energiebesparend elektronicasystemen.
Of LoRaWan of mobiele communicatie wordt gebruikt, hangt af van de vereisten voor de datacommunicatie of van het type radiodekking dat ter plaatse beschikbaar is. In beide radiosystemen kunnen gegevens bidirectioneel worden uitgewisseld. Dit betekent niet alleen dat meetwaarden van het meetpunt naar het centrale verzamelpunt (cloud) gestuurd kunnen worden, maar ook communicatie van het centrale verzamelpunt naar elk meetpunt mogelijk is. Communicatie met het apparaat wordt gebruikt voor configuratiemeldingen, die bijvoorbeeld op afstand een meetinterval wijzigen. De communicatie-interface van KELLER-apparaten met LoRaWAN (ADT1) en mobiele communicatieapparatuur (ARC1) is goed gedocumenteerd en er is een softwarevoorbeeldcode beschikbaar voor integratie in de eigen applicatie van het bedrijf.
Alle apparaten zijn zo ontworpen dat er een software-update op de apparaten kan worden geïnstalleerd. Dit is uiterst nuttig bij uitbreiding van de radiotechnologieën of wijzigingen van draadloze protocollen. De elektronica van het ARC1 mobiele communicatieapparaat voor datatransmissie is modulair opgebouwd en maakt vervanging van de radiomodule mogelijk in het geval van toekomstige technologische veranderingen, zodat het transmissieapparaat weer kan worden aangepast aan de nieuwste generatie mobiele communicatie met een kleine interventie en zonder het hele apparaat te hoeven vervangen.

Kenmerken van de transmissie
De gegevens worden bij LoRaWAN uitgewisseld via gateways die via internet met de netwerkserver zijn verbonden(afbeelding 1). De meetgegevens worden doorgestuurd van de netwerkserver naar de KOLIBRI Cloud. Individuele meetwaarden worden verzonden met de kortst mogelijke intervallen van ongeveer 10 minuten.
Met LoRaWAN vindt radiotransmissie plaats via openbare netwerken (vaak van mobiele communicatieproviders), private netwerken of een open netwerk zoals The Things Network (TTN).
Overdrachtsafstanden tot 15 km of meer zijn mogelijk, afhankelijk van de omstandigheden ter plaatse.
Bij LoRa wordt geen gebruik gemaakt van een simkaart. Wel moet het communicatiesysteem bij het netwerk worden geregistreerd. De data wordt verzonden via licentievrije radiofrequenties. Iedereen kan zijn eigen radiosysteem opzetten, hetgeen onderlinge storing niet uitsluit. Ook is er (nog) geen wereldwijd radionetwerk.
Bij gebruik van mobiele netwerken (2G, 3G, 4G/NB-IoT LTE-M) worden gegevens uitgewisseld met de KOLIBRI Cloud via gestandaardiseerde processen zoals FTP of e-mail. Daarbij maakt het niet uit welke technologie wordt gebruikt (2G 3G 4G / NB-IoT LTE-M). De data wordt in korte intervallen (1 minuut) verstuurd. Gegevens worden meestal verstuurd in datapakketten die meerdere meetwaarden bevatten.
Gegevens worden altijd verzonden met ontvangstbevestiging. De zender zal zien of de verzending is gelukt.
Radiotransmissie maakt alleen gebruik van netwerken van aanbieders van mobiele communicatie de we ondertussen wereldwijd vinden. Overdrachtsafstanden van 15 km en meer zijn mogelijk, afhankelijk van de omstandigheden ter plaatse. Voor het gebruik is een simkaart vereist. Data wordt verzonden via frequenties die alleen providers van mobiele communicatie mogen gebruiken. Storing van andere gebruikers van de frequentie is daardoor niet aanwezig.

Veiligheid
De gegevens worden versleuteld verzonden voor LoRaWAN en mobiele communicatie, van het meetpunt naar de cloud. Hierbij worden huidige cryptografische processen gebruikt. De versleuteling kan sterker zijn voor mobiele communicatie als gevolg van de hogere datadoorvoer en de keuze aan beschikbare versleutelingstypen.
De KOLIBRI Cloud biedt eenvoudige en gemakkelijke toegang tot de meetgegevens met uw eigen persoonlijke login en SSL-codering. Met de KOLIBRI Cloud web-app zijn gegevens beschikbaar zonder dat er een database hoeft te worden opgezet en onderhouden. Meetgegevens kunnen in een mum van tijd grafisch worden weergegeven en met de exportfunctie kunt u uw gegevens downloaden als Excel- of CSV-bestanden.
Meetpunten worden moeiteloos en efficiënt bewaakt met het geïntegreerde alarmsysteem. Zo kan er via e-mail een waarschuwing worden gegeven als het waterpeil stijgt of een batterij bijna leeg is.
Met de cloud-software-interface (API) kunnen meetwaarden naar een ander softwaresysteem worden verstuurd in een gestandaardiseerd JSON-formaat via HTTPS. Op deze manier kunnen de gegevens continu worden overgezet naar het eigen softwaresysteem van het bedrijf, waardoor processen efficiënter worden, wat het doel is van digitalisering met IoT.

De eenvoud
De kracht van de KOLIBRI Cloud zit in het feit dat Keller alles voor u regelt. Zij verzorgen voor u alles wat nodig is om de data uit de sensoren te versturen naar een pagina op internet waar u de status kunt bekijken al dan niet in de vorm van grafieken (afbeelding 2). Maakt u gebruik van de API om data naar een eigen systeem over te zetten, dan vraagt dat we enig programmeerwerk, maar Keller verzekert u dat dit niet echt ingewikkeld is.
Naast de eenvoud zijn er natuurlijk ook de kosten. Ook hier is Keller heel vriendelijk naar zijn klanten. Men berekent slechts éénmalig kosten voor het opzetten van de cloud en per sensor om die te koppelen aan uw cloud. Daarna is het gebruik van de cloud tot in lengte van dagen gratis.

Om een indruk te krijgen heeft Keller een demo-versie beschikbaar op internet. Voor deze demo klik hier Gebruik als gebruikersnaam en wachtwoord Test2019.