Tekniska utmaningar

De tekniska lösningarna finns redan och de blir bara bättre, mer smarta och effektiva. IoT-lösningar är i grunden en och samma lösning; man vill koppla upp en enhet, få data till en server/molntjänst för att kunna fatta ett beslut om värdet = åtgärd eller larm. Utmaningarna ligger i vad man vill göra med data - vad ska hända och var ska beslutet fattas, ska man skicka all data till molnet för bearbetning eller använda sig av ”edge computing” som innebär att beslut fattas ute på noden/sensor och bara en viss mängd data behöver skickas vidare till molnet för bearbetning/information. Detta kan man då göra för att minska belastningen på nätverken, sänka kostnaderna och öka säkerheten.

Inom konnektivitet pågår det en kamp om vilken teknologi man ska använda: WiFi, Zigbee, Bluetooth, BLE, LTE, Lora, Sigfox, Cat-M, NB IoT eller 5G.

Vad som är rätt beror mycket på vad det är man vill göra.


 

Vinnare av konnektivitet?

Innan man kommer fram till vilken teknisk lösning en uppkoppling kan ge så bör man noga gå igenom sitt behov:

  • Vad är det man vill göra?
  • Hur kritiskt är det att man får in data?
  • Vilken mängd data ska man skicka?
  • I vilka miljöer ska produkten arbeta?
  • Ska det vara lokala data eller längre avstånd?
  • Vilken livslängd ska produkten klara?
  • Hur länge ska den vara i drift/uppkopplad?
  • Vilken säkerhet vill man ha?

Dessa frågor, och många till, ger bl.a. svar på vilken teknik som bör användas. För batteridrivna självständiga enheter, som bara ska skicka korta statusmeddelanden med mätdata, kanske det räcker med LTE-NB, Narrow band (den nya teknologin inom 4G-näten), eller så vill man se data på sitt eget lokala nät (BLE, Zigbee m.m.) som sedan samlas i en koncentrator/router. ACTE har lång erfarenhet av konnektivitet och även val av LTE-teknik för IoT-projekt. Inom LTE finns det olika kategorier att välja mellan, LTE Cat-4, Cat-1, Cat-M och Cat-NB IoT. Kort kan man säga att de avgör datahastighet kontra låg strömförbrukning. Självklart finns det ytterligare begränsningar. Nedan finns en jämförelse av olika LTE-kategorier som visar vilken LTE Cat som är mest effektiv beroende på vilken datamängd man ska skicka.

När det gäller trådlös uppkoppling så pratar vi om olika teknologier som NarrowBand IoT, Sigfox och Lora och självklart är det skillnader mellan dessa, vad som är rätt beror återigen på vad man vill göra. Se nedan en förenklad översikt!


 

Mjukvara och protokoll:

Den stora utmaningen består i mjukvara och förståelse om vilka protokoll man behöver hantera och vad skillnaderna kan innebära. Precis som det är med val av teknologi så måste man även välja vilket protokoll som bäst passar i applikationen. Nedan finns några exempel på olika IoT-protokoll:

MQTT

Message Queuing Telemetry Transport: Idag det vanligast protokollet då det är mycket enkelt att publicera/prenumerera på data och MQTT kan användas i små enkla enheter. Många av dagens MQTT-projekt har dock bristfällig säkerhet men är man medveten om riskerna och lägger till kryptering kan protokollet användas.

AMQP

Advanced Message Queuing Protocol: Mer avancerat protokoll som både fungerar för publicering/prenumeration men även för dubbelriktad kommunikation. Är inte lika lämplig för små enheter men har använts i flera IoT-projekt och stödjs av Microsoft Azure IoT HUB.

XMPP

Extensible Messaging and Presence Protocol: Öppen standard som ursprungligen tagits fram för chatkommunikation men som har vidareutvecklats för att stödja kommunikation mellan IoT-produkter. Fördelen är att säkerhet och autentisering finns inbyggt i standarden och att standarden är utbyggbar. XMPP-servrar kan liknas vid mailservrar där alla anslutna enheter har möjlighet att kommunicera med varandra på ett säkert sätt.

Andra intressanta protokoll som är bra att känna till är CoAP (Constrained Application Protocol) som är utvecklat för små enkla enheter och LWM2M (LightweightM2M) som fungerar bra tillsammans med CoAP