{"id":1737,"date":"2021-07-08T08:16:16","date_gmt":"2021-07-08T08:16:16","guid":{"rendered":"https:\/\/network-king.net\/stromausfall-im-internet-der-dinge-wie-man-ein-blackout-verhindert-oder-sich-schuetzt\/"},"modified":"2022-03-23T08:34:59","modified_gmt":"2022-03-23T08:34:59","slug":"stromausfall-im-internet-der-dinge-wie-man-ein-blackout-verhindert-oder-sich-schuetzt","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/network-king.net\/de\/stromausfall-im-internet-der-dinge-wie-man-ein-blackout-verhindert-oder-sich-schuetzt\/","title":{"rendered":"Stromausfall im IoT \u2013 wie man ein Blackout verhindert oder sich sch\u00fctzt"},"content":{"rendered":"\n<p>Stellen Sie sich eine ideale Welt vor, in der Sensoren und Ger\u00e4te \u00fcber das Internet der Dinge (IoT) miteinander verbunden sind, um f\u00fcr mehr Produktivit\u00e4t zu sorgen oder die Lebensqualit\u00e4t zu verbessern \u2013 ob auf der Ebene kleiner Industriefl\u00e4chen oder gro\u00dfer geografischer Regionen. Dieser Traum hat bereits begonnen, Realit\u00e4t zu werden. Denken Sie jetzt an die Anzahl der Akkus, die ben\u00f6tigt w\u00fcrden, um zuk\u00fcnftig all das und noch mehr zu betreiben. Dann beginnt der Albtraum.<\/p>\n\n\n\n<p>Recherchen von <a href=\"https:\/\/www.prnewswire.com\/news-releases\/global-battery-market-for-iot-2020-2025-insights-trends-use-cases-regulatory-framework-value-chain-companies-301067863.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">ResearchAndMarkets.com<\/a> zufolge k\u00f6nnten die hohen Kosten f\u00fcr die Entwicklung d\u00fcnner, flexibler Batterien und die \u00f6kologischen Auswirkungen im Zusammenhang mit der Entsorgung dieser Komponenten das Wachstum dieses f\u00fcr IoT-Anwendungen so wichtigen Marktes behindern. Was, wenn es zu einem Stromausfall kommt?<\/p>\n\n\n\n<p>Um aus diesem Alptraum des Batteriemangels aufzuwachen, bevor er ungl\u00fccklicherweise Realit\u00e4t wird, k\u00f6nnen bei der Entwicklung oder Auswahl drahtloser Funksysteme mit geringem Stromverbrauch, die h\u00e4ufig im IoT eingesetzt werden, <a href=\"https:\/\/iottechnews.com\/news\/2021\/jun\/17\/saving-power-in-low-power-wireless-radio-systems\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">einige Empfehlungen<\/a> befolgt werden. Diese werden es einfacher machen, das beste Verh\u00e4ltnis zwischen dem Akkuverbrauch und den Eigenschaften IoT-L\u00f6sungen zu finden:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Batterietypen: Wenn das Funksystem seltene Stromfl\u00fcsse ben\u00f6tigt oder das Design wieder aufladbare Modelle vorsieht, sind die Batterieoptionen in der Regel begrenzt. Au\u00dferdem verbrauchen Low-Power-Funksysteme oft wenig Strom, w\u00e4hrend sie sich im Standby befinden, ben\u00f6tigen aber gro\u00dfe Stromimpulse zum Aufwachen. Nicht alle Akkus sind daf\u00fcr geeignet. Beachten Sie die Hinweise des Herstellers.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Anschlussarten: Es gibt Funksysteme mit kurzer Reichweite wie ZigBee, Bluetooth und Wi-Fi bis hin zu Modellen mit gro\u00dfer Reichweite und geringem Stromverbrauch wie LoRaWAN, SigFox und Mobilfunknetzen. Achten Sie daher auf die Eigenschaften der einzelnen Arten von Funksystemen, beispielsweise auf die Wellenl\u00e4ngen und Frequenz.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>Einige Wellenl\u00e4ngen breiten sich deutlich besser aus als andere, was zu einer h\u00f6heren Energieeffizienz f\u00fchrt. Theoretisch neigen niedrigere Frequenzen dazu, sich besser auszubreiten als h\u00f6here (in der Praxis kann das Szenario anders sein), aber die Daten\u00fcbertragungsrate kann reduziert sein. H\u00f6here Frequenzen legen tendenziell k\u00fcrzere Strecken zur\u00fcck, verf\u00fcgen aber \u00fcber eine gr\u00f6\u00dfere Bandbreite und h\u00f6here \u00dcbertragungsgeschwindigkeiten. Je l\u00e4nger die Strecke ist, die die Signale zur\u00fccklegen m\u00fcssen, desto langsamer ist die Gesamtgeschwindigkeit.<\/p>\n\n\n\n<p>Hinsichtlich der Topologie des Funksystems sind Sternsysteme ideal, wenn das Master-Ger\u00e4t nicht batteriebetrieben ist und die Lasten selbst verwalten kann. In F\u00e4llen, in denen alle Ger\u00e4te eine geringe Leistung haben, k\u00f6nnen Mesh-Netzwerke mit mehreren Repeatern sich besser eignen.<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Umweltfaktoren: Kalte Umgebungen verk\u00fcrzen h\u00e4ufig die Lebensdauer der Akkus. Hohe Temperaturen k\u00f6nnen sich ebenfalls bei manchen Modellen negativ auswirken.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Antennen: Eine gute Anpassung der Antennen erm\u00f6glicht es, den Stromverbrauch zu minimieren, um die gew\u00fcnschte Reichweite zu erreichen.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Reaktionsf\u00e4higkeit: Im Allgemeinen m\u00fcssen drahtlose IoT-Ger\u00e4te mit niedrigem Stromverbrauch schnell den &#8222;wachen&#8220; Zustand erreichen, d. h. \u00fcber eine m\u00f6glichst kurze Reaktionszeit verf\u00fcgen. In der Regel gibt es eine oder mehrere Komponenten, die f\u00fcr das Aufwecken des Hauptprozessors zust\u00e4ndig sind. Es sollte aber wohl \u00fcberlegt sein, das Ger\u00e4t auszuschalten, weil dies nicht immer eine gute Methode ist, um Strom der Batterien zu sparen.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Synchronismus: In F\u00e4llen, in denen Ger\u00e4te miteinander kommunizieren m\u00fcssen, m\u00fcssen beide Ger\u00e4te synchronisiert sein und bleiben. Wir empfehlen, die Verwendung von Receivern zu minimieren, um die Batterien zu schonen, indem diese im Energiespar- bzw. Ruhemodus bleiben. Wie also sorgt man f\u00fcr eine fehlerfrei Kommunikation? Dazu gibt es mehrere Protokolle, die die korrekte \u00dcbertragung der Daten sicherstellen, zum Beispiel mit einer Fehlererkennung.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Uhr: Jedes Ger\u00e4t verwendet eine Art von Uhr, die mit der Temperatur variieren kann. Daher sollten Umgebungsfaktoren ber\u00fccksichtigt werden, die Zeitunterschiede zwischen den Ger\u00e4ten erzeugen und dadurch den Stromverbrauch der Batterie erh\u00f6hen k\u00f6nnen, um den Synchronismus zu f\u00f6rdern.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Sender: Wenn der Sender eingeschaltet ist, befindet sich das Low-Power-Funksystem anm Punkt seines maximalen Verbrauchs. Daher ist es sinnvoll, eine Minimierung der \u00fcbertragenen Datenmenge in Betracht zu ziehen.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Updates: Es gibt zwei M\u00f6glichkeiten, ein Funksystem zu aktualisieren: manuell oder Over The Air (OTA), wobei das Funkger\u00e4t selbst seinen Code aktualisiert. OTA-Updates sind generell deutlich effizienter, aber es besteht zugleich eine gr\u00f6\u00dfere Gefahr, dass etwas schief geht. Ber\u00fccksichtigen Sie Faktoren wie die Sicherheit und die Systemverf\u00fcgbarkeit.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-futuro-da-iot-sem-baterias\">Zukunft des IoT: ohne Batterien?<\/h2>\n\n\n\n<p>Mit der Vision, die industrielle IoT-Welt von Batterien zu befreien und den Weg in die \u00c4ra der selbstversorgten Systeme zu ebnen, wurde im Jahr 2012 <a href=\"https:\/\/everactive.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Everactive<\/a> gegr\u00fcndet. <a href=\"https:\/\/news.mit.edu\/2021\/future-iot-batteries-not-required-0521\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Die Gr\u00fcnder<\/a> des Unternehmens h\u00f6rten oft Berichte von Industrieanlagen, die Sorge hatten, IoT-L\u00f6sungen mit batteriebetriebenen Sensoren einzusetzen und dann Probleme mit dem st\u00e4ndigen Austausch dieser Komponenten zu haben.<\/p>\n\n\n\n<p>Zus\u00e4tzlich zu den Einschr\u00e4nkungen bei den Batterien gab es auch Probleme im Zusammenhang mit drahtlosen Netzwerken. Um die Anforderungen einer Fabrik effektiv zu erf\u00fcllen, w\u00e4re ein Netzwerk mit einer hohen Sensordichte erforderlich, um gr\u00f6\u00dfere Umgebungen durch kabellos \u00fcbertragene Signale abzudecken.<\/p>\n\n\n\n<p>Genau diesen beiden Problem widmet sich Everactive \u2013 der Abschaffung von Batterien mit Sensoren, die nur eine minimale Wartung erfordern und eine hohe Lebensdauer haben; und der Neuerfindung der drahtlosen Netzwerke mit IC-Technologien mit einem sehr niedrigem Stromverbrauch.<\/p>\n\n\n\n<p>Das erste Produkt, das mit Eversensors angeboten wird, \u00fcberwacht Kondensatableiter von Dampfsystemen, die sowohl in kleinen Fabriken als auch in gro\u00dfen \u00d6lraffinerien eingesetzt werden. Eine weitere L\u00f6sung umfasst \u00dcberwachungssensoren f\u00fcr rotierende Maschinen wie Motoren und Pumpen. Dank wesentlich geringerer Wartungs- und Austauschkosten k\u00f6nnen die Sensoren in gr\u00f6\u00dferem Umfang eingesetzt werden als batteriebetriebene Sensoren und bieten somit mehr Transparenz \u00fcber den industriellen Betrieb.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Gr\u00fcnder von Everactive sagen, dass sie ein paar Jahre davon entfernt sind, durchsichtige, flexible, briefmarkengro\u00dfe Sensoren anzubieten. Die einfache Installation und Nutzung, die das Unternehmen bietet, erm\u00f6glicht eine Nutzung weit \u00fcber Fabriken hinaus.<\/p>\n\n\n\n<p>Das belgische Unternehmen <a href=\"https:\/\/e-peas.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"> e-peas Semiconductor<\/a> konzentriert sich indes darauf, den Prozess des Sammelns von Energie aus der Umgebung f\u00fcr IoT-Systeme effizienter zu gestalten, statt Batterien g\u00e4nzlich loszuwerden.<\/p>\n\n\n\n<p>Eine der Herausforderungen in diesem Zusammenhang ist, dass der Stromfluss, der von Solar-, W\u00e4rme- oder Vibrationsquellen kommt, nicht zuverl\u00e4ssig kontinuierlich ist. Die zweite Herausforderung h\u00e4ngt mit der drahtlosen Kommunikation von IoT-Ger\u00e4ten zusammen, die einen nicht-kontinuierlichen Stromfluss mit Spitzen w\u00e4hrend der Daten\u00fcbertragung erfordert, der von herk\u00f6mmlichen Batterien jedoch oftmals nicht unterst\u00fctzt wird.<\/p>\n\n\n\n<p>Um diese H\u00fcrden zu \u00fcberwinden, bietet e-peas spezielle PMICs (Power Management Integrated Circuits) f\u00fcr Energy Harvesting an. Einer davon arbeitet mit Solarenergie und erlaubt bis zu sieben Zellen als Input und eine bessere Leistung beim Laden und Ausgleichen von Superkondensatoren und erf\u00fcllt so die aktuellen Anforderungen von RF-Systemen. Ein anderes Modell von PMICs, das \u00e4hnliche Spezifikationen aufweist, ist auf Energy Harvesting aus Vibrationen ausgerichtet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Stellen Sie sich eine ideale Welt vor, in der Sensoren und Ger\u00e4te \u00fcber das Internet der Dinge (IoT) miteinander verbunden sind, um f\u00fcr mehr Produktivit\u00e4t zu sorgen oder die Lebensqualit\u00e4t zu verbessern \u2013 ob auf der Ebene kleiner Industriefl\u00e4chen oder gro\u00dfer geografischer Regionen. Dieser Traum hat bereits begonnen, Realit\u00e4t zu werden. 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