medIT IoT/Industrie 4.0 Middleware

IoTCuas.png
 | 
alt text
Informationstechnologien
Medizintechnik

Im Rahmen des Forschungsschwerpunktes IoT/Industrie 4.0 wurde die Implementierung eines Internet of Things (IoT) Framework vorgestellt.

Im Rahmen des Visionstep Forschungsprojektes für SmartCity Technologien wurde in Kooperation der zwei Studiengänge Medizintechnik und Systems Engineering die Implementierung eines Internet of Things (IoT) Middleware Layers für die gesamte Datenaufbereitung, Verarbeitung und Archivierung eingesetzt. Hervorgegangen ist dies aus dem Arbeitsbereich Industrie 4.0.

Die derzeitige Implementierung des IoT bietet folgende Features:

  • Konfiguration und Einbindung von Geräten via GUI oder Remote API (RESTful Webservice).
  • Daten werden als Datenkanäle mit verschiedenen Typen abgebildet.
  • Die Typen eines Datenkanals reichen von einem einfachen Datenpunkt über einen kumulativen
  • Wert sowie über Zeitspannen bis hin zur Abbildung eines konkreten Zustandes.
  • Ein Datenkanal kann aus einem numerischen Wert, einem Zustand oder einem beliebigen serialisierten Objekt (z.B. JSON oder XML Format) bestehen.
  • Datenpunkte besitzen Timestamps und optional Latitude/Longitude.
  • Datenpunkte besitzen optional eine Vorhaltezeit.
  • Für jeden Datenpunkt können frei konfigurierbare Filter mit verschiedenem Verhalten konfiguriert werden.
  • Numerische Datenpunkte können über spezielle Summen-Filter als Durchschnitt, Varianz, Standardabweichung, Maximum, Minimum in andere Datenpunkte geschrieben werden. 
  • Datenpunkte können über mathematische Funktionen miteinander verknüpft werden.
  • Frei konfigurierbare Filter pro Datenkanal.
  • Frei konfigurierbare  Genauigkeit der Datenspeicherung pro Datenkanal.
  • Konfigurierbare Mail-Benachrichtigungen bei über/unterschreiten von Trigger Werten.
  • Schnittstellen zu Apache Hadoop.
     

Im Visionstep Projekt werden derzeit mehr als 500 verschiedene Datenpunkte mit verschiedenen Vorhaltezeiten und Auflösungen verwendet. Auf diese Datenstreams setzen verschieden Expertensysteme auf, die aus den vorhandenen Daten Aussagen über das Verhalten der untersuchten Solaranlage geben sollen.

Der IoT Layer wird im Studiengang Medizintechnik auch im Bereich Embedded Systems eingesetzt. So werden die erzeugten Daten der verschiedenen Studierendenprojekte aus dem Embedded Systems Bereich für andere Lehrveranstaltungen/Projekte, die sich mit dem Aufbereiten/Verarbeiten von Medizinischen Daten befassen, zugänglich gemacht.

Ein weiteres Einsatzgebiet des IoT Layers ist die Aufbereitung, Überwachung und Qualitätssicherung von hydrologischen Sensorwerten.

Kontakt: Mario Wehr