Industrielle drahtlose IP-basierte Cyber-Physical-Systeme

Abstrakt

Industrielle Steuersysteme wurden traditionell auf der Grundlage dedizierter kabelgebundener Lösungen aufgebaut. Die Anforderungen an Flexibilität, Mobilität und Kosten haben zu einem starken Trend hin zu drahtlosen Lösungen geführt, vorzugsweise zu solchen, die wenig Strom benötigen. Gleichzeitig hat der zunehmende Bedarf an Interoperabilität und Integration mit dem Internet den Übergang zur IP-basierten Kommunikation unumgänglich gemacht. Diesen Trends folgend, geben wir einen Überblick über 6TiSCH, die entstehende Familie von Standards für IP-basierte industrielle Kommunikation über stromsparende und verlustbehaftete Netzwerke. Wir beschreiben den Stand der Normungsarbeit, die wichtigsten diskutierten Themen und offene Fragen, die kürzlich identifiziert wurden. Auf der Grundlage umfangreicher Erfahrungen aus erster Hand erörtern wir die Herausforderungen bei der Umsetzung dieser neuen Welle von Standards. Anhand von vier beliebten Open-Source-Implementierungen dieser Standards werden die Lektionen hervorgehoben, die wir gelernt haben: OpenWSN, Contiki, RIOT und TinyOS. Wir skizzieren die wichtigsten Anforderungen, präsentieren Erkenntnisse aus ersten Interoperabilitätstests und Leistungsbewertungen und geben Richtlinien für Chip-Hersteller und Implementierer.