SensorCloud

Hochskalierbare Cloud-Plattform für vernetzte Sensoren und Aktoren

Sensoren und automatisch gesteuerte Aktoren sind aus vielen Bereichen des täglichen Lebens nicht mehr wegzudenken. Umweltsysteme in großen Gebäuden etwa messen über Sensoren Lichtstärke und Temperatur. Wird es zu hell oder zu heiß, dann fährt das Gebäude automatisch Jalousien herunter und regelt über Luftaustauschsysteme das Klima im Inneren. Aber auch Stromnetze oder Gesundheitssysteme reagieren heute auf Sensordaten und verbessern oder automatisieren danach ihre eigenen Funktionen. Für diese Anwendungsfälle werden Sensoren und Aktoren mit der dazwischen geschalteten Informationstechnologie heute noch lokal vernetzt. Einzellösungen werden für jeden Einsatz neu konzipiert oder anwendungsspezifisch angepasst; gemeinsame Standards gibt es kaum.

Das Projekt SensorCloud will deshalb die Vernetzung von Sensoren, Aktoren und die entsprechende Datenverarbeitung über die Cloud ermöglichen. Bislang zueinander inkompatiblen Inselanwendungen stellt das Vorhaben ein breit aufgestelltes, technisch innovatives Konzept entgegen. Ziel ist es, einen industriellen Standard zu haben, der spezialisierte und damit teure Leitungsnetze unnötig macht und die Nutzung dieser Technologien in Unternehmen und in privaten Haushalt vereinfacht.

Intelligente Infrastrukturen für Stromnetze und Straßenverkehr

Mit SensorCloud ist es möglich, Sensordaten aller Art in der Cloud zu speichern und zu verarbeiten. Die Möglichkeiten dafür sind vielfältig. Ein Beispiel ist die Stromversorgung: Heute speichert die Daten eines Haushalts der jeweilige Stromanbieter bei sich. Wechselt der Haushalt zu einem anderen Anbieter, müssen bisherige Verbrauchsdaten mühsam übertragen und aktuelle Zählerstände vor Ort abgelesen werden. Mit SensorCloud wird es möglich sein, die Verbrauchsdaten über einen vernetzten Sensor zentral in der Cloud zu speichern und zu verarbeiten. Da der Kunde von Anfang an alleiniger Eigentümer der Daten ist und die volle Kontrolle über die Vergabe und den Entzug der Zugriffsrechte gegenüber Dritten hat, gestaltet sich ein Anbieterwechsel inklusive der Datenübernahme einfach und unkompliziert. Durch den Einsatz sicherer Verschlüsselungsmethoden wird eine Ende-zu-Ende-Sicherheit gewährleistet.

Ein weiteres Beispiel ist die intelligente, zentrale Steuerung des Straßenverkehrs: Sensoren in der Straßendecke oder in Form von Kameras messen die Verkehrsdichte, Aktoren wie etwa elektronische Anzeigetafeln regeln die Geschwindigkeit entsprechend und helfen so bei der Vermeidung von Staus. Mit Cloud-Technologien wäre dafür kein eigenes Steuerungsnetz nötig. Wenn Sensoren und Aktoren an das Internet angeschlossen sind, kann die Steuerung über die SensorCloud erfolgen.

Vielfältiges Ökosystem innovativer Anwendungen

Die SensorCloud wird aus drei Komponenten bestehen: einer Cloud-Plattform, flexibel einsetzbaren, so genannten Cloud-Devices und den SensorCloud-Anwendungen. Als eine Art Betriebssystem vermittelt die Plattform zwischen der grundlegenden technischen Infrastruktur, bestehend aus einem Netzwerk virtualisierter Server und Datenspeicher, und den übrigen Komponenten der SensorCloud. Darauf basieren die Cloud-Devices: das sind die über die SensorCloud vernetzte Sensoren und Aktoren. Sie können flexibel und benutzerspezifisch mit der SensorCloud verbunden werden. Offene Schnittstellen (apis) ermöglichen schließlich, diese Devices in verschiedensten Anwendungen anzusprechen und zu nutzen.

Entwickler können so eigene, innovative Anwendungen entwickeln, mit Sensorinformationen aus der Cloud verknüpfen oder vernetzte Aktoren ansprechen. Auf der Basis der intelligenten und sicheren Infrastruktur von SensorCloud kann so ein vielfältiges Ökosystem innovativer Anwendungen entstehen. Der Besitzer eines Devices entscheidet selbst über die Freigabe seiner Sensordaten. Im Beispiel der Stromversorgung: Der Haushalt, der dem Stromanbieter das Auslesen seines Stromzählers erlaubt, könnte den Zugriff auch einer Anwendung freigeben, die ihm beim Stromsparen hilft indem sie die Verbrauchsdaten intelligent interpretiert. Dem Nutzer ist es in diesem Fall selber überlassen, welchen Teil der Daten er welchem Anbieter zur Verfügung stellt. Gepaart mit Daten über den aktuellen Strompreis könnten Cloud-Devices mit Aktoren dann energieintensive Vorgänge wie das Wäschewaschen automatisch starten.

Ausgangslage

• Einzellösungen, die anwendungsspezifisch aufgebaut oder angepasst werden
• Die Anwendungen sind lokal begrenzt
• Intelligente Systeme in Unternehmen und privaten Haushalten bieten viele Chancen, sind aber meist proprietär

Zielsetzung

• Vernetzung von Sensoren und Aktoren über eine hochverfügbare Cloud-Infrastruktur
• Schaffung eines Industriestandards, der die Vernetzung vieler unterschiedlicher Systeme über die Cloud ermöglicht
• Einbindung zahlreicher Anwendungen über offene Schnittstellen
• Sicheren Kommunikationsinfrastruktur mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung
• Datenverarbeitung in Echtzeit

Konsortialpartner

Fachhochschule Köln
Institut für Nachrichtentechnik

RWTH Aachen University

symmedia GmbH