Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Drahtlose Sensorik für das Internet of Things

Sichere Sensoren für Facility Management, Smart City, Umwelttechnik, Medical und Agriculture

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Fraunhofer-Anwendungszentrum Drahtlose Sensorik

Fraunhofer-Anwendungszentrum Drahtlose Sensorik an der Hochschule Coburg

Das Fraunhofer-Anwendungszentrum Drahtlose Sensorik an der Hochschule Coburg beschäftigt sich mit innovativen Lösungen für das Internet der Dinge, von der Datenerfassung mit Hilfe verschiedenster Sensoren, über energiesparende Funkkommunikation, bis hin zu IoT-Plattformen. Wir verbinden Technologie-Expertise mit Industrie-Design und finden so individuelle Lösungen für unsere Kunden aus ganz unterschiedlichen Branchen.

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Fraunhofer-Anwendungszentrum Drahtlose Sensorik Coburg

Die Möglichkeiten von Sensorik und deren Miniaturisierung schreiten immer weiter voran. Auch die gezielte Verknüpfung von Hard- und Software wird immer wichtiger. Deshalb liegen sowohl die wissenschaftlichen, als auch technischen Herausforderungen aktuell und zukünftig vor allem in Übertragung, Verdichtung und kontextbezogener Analyse sowie Visualisierung der erhobenen Messdaten. Außerdem ist auf eine interaktive oder modellgetriebene Erstellung von Gesamtsystemen, vor allem aber der Transfer dieser Technologien auf konkrete Anwendungsfelder zu achten.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wurde im Jahr 2012 mit Unterstützung des Freistaates Bayern und in Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS und der Hochschule Coburg das Fraunhofer-Anwendungszentrum Drahtlose Sensorik gegründet. Hier werden praktisch einsetzbare Lösungen auf Basis funkvernetzter Sensoren für die Wirtschaft erarbeitet.

Das Fraunhofer-Anwendungszentrum ist eine Organisationseinheit im Bereich »Lokalisierung und Vernetzung« des Fraunhofer IIS und auf bestem Weg, eine eigenständige Abteilung zu werden.

Unsere Vision

Wir streben im Anwendungszentrum an

  • ein unabhängiger Anbieter für durchgängige IoT-Lösungen zu sein, die auch smarte Objekte mit Sensorik, Zustandserkennung und Prozesswissen enthalten,
  • die durchgängige IoT-Kette vom Sensor über die Hardware-Entwicklung bis zur Cloud bzw. Unternehmensplattform zu unterstützen,
  • Prozesskompetenz und Algorithmik zu Datenanalytik und Live-Daten-Analyse auf vernetzten Geräten anzubieten,
  • Forschung und Beratung zu IT-Sicherheit im IoT-Umfeld zusammen mit Partnern zu etablieren,
  • Technologien zu bewerten, zu verbessern und zu erforschen, um sie für unsere Kunden in individuellen Lösungen in den Bereichen Facility Management, Smart City, Umwelttechnik, Medical und Agriculture zu überführen.

Unser Angebot

Das Fraunhofer-Anwendungszentrum Drahtlose Sensorik will Technologien drahtloser Sensoren und Sensornetze für verschiedene Anwendungsfelder verfügbar machen. Dies bedeutet oft, Kundenunternehmen bei ihrer digitalen Transformation zu begleiten, vom einfachen physischen Produkt bis hin zur elektronisch angebundenen Komponente mit passendem Dienstleistungsangebot. Dabei adaptieren wir marktgängige Sensoren und evaluieren geeignete Messprinzipien für eine gegebene Messaufgabe. Über unser Partnernetzwerk ist auch die individuelle Entwicklung von Sensoren möglich. Wir bauen die dazu passende Elektronik-Hardware, die wir in geringen Stückzahlen auch selbst fertigen können.

Für die Datenanbindung bieten wir maßgeschneiderte drahtlose Kommunikationslösungen. Dies kann mit Fraunhofer-eigenen Technologien wie MIOTY® oder s-net® erfolgen, aber auch mit Standards wie Bluetooth, NB-IoT oder 5G.

Aufgrund dieser umfassenden Expertise ist es uns möglich, unsere Kunden in allen Phasen ihrer Entwicklung zu begleiten: Von ersten Machbarkeitsuntersuchungen, über die konkrete Umsetzung, bis hin zur Serienfertigung, von der Sensorik bis zur Applikation. Dabei spielt Sicherheit vom Design an eine wichtige Rolle.

Unsere Forschungsschwerpunkte

In der Forschung interessieren wir uns vor allem für folgende Themen:

  • Sichere Authentisierung von Geräten und Nutzern im Internet der Dinge
  • Sichere Kommunikation in Multi-Hop-Netzen
  • Softwarearchitekturen für IoT-Plattformen
  • Innenraumklimamonitoring mit verteilter Sensorik
  • Automatisiertes Management von IoT-Geräten
  • DevOps für IoT

Unsere Wissensfelder

Unser Angebot reicht von der Sensorik, über die Datenkommunikation, bis zur zielgruppengerechten Aufbereitung der Informationen.

Sensorik, Datenkommunikation und Aufbereitung der Informationen

Anwendungsfelder

Unsere Anwendungsfelder legen unsere wesentlichen Tätigkeitsbereiche fest. Darüber hinaus arbeiten wir immer wieder auch an Fragen aus den Gebieten »Industrie 4.0«, Logistik und Medizintechnik.

Unsere Anwendungsfelder: Umweltmonitoring, Ficility Management, IT-Sicherheit für IoT

Umweltmonitoring

Moderne Städte haben die Herausforderung, die Lebensqualität ihrer Bürgerinnen und Bürger zu erhöhen, gleichzeitig aber ihre Dienstleistungen effizient und ökonomisch zu erbringen. Dazu wollen wir durch vernetzte, ressourcensparende Sensorsysteme für die Messung und Überwachung von Umweltparametern in Echtzeit unseren Beitrag leisten.

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Luftschadstoffe

Unsere Städte leiden zunehmend unter Luftschadstoffen aus Straßenverkehr, Industrie und Verbrennung. Unsere Aufgabe ist dabei die Entwicklung effizienter Sensorsysteme, die zuverlässig und präzise Schadstoffe wie Feinstaub, Stickoxide oder Ozon messen können.

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Smart City

Eine intelligente Stadt braucht detaillierte Informationen. Unsere Systeme werden dazu eingesetzt, den Füllstand in Abfallbehältern zu messen, die Wasserhöhe in Kanalschächten, das Mikroklima auf den Straßen oder die Lärmbelastung an Kreuzungen. Alle Daten werden dabei per Funk an ein zentrales System übertragen. Die Sensorsysteme können stationär und wetterfest angebracht – oder tragbar an Tasche oder Fahrrad befestigt sein.

Gebäudemanagement

Für ein effizientes Gebäudemanagement ist ein kontinuierlicher Überblick über alle Verbrauchsstellen enorm wichtig. Unsere Sensorsysteme auf Basis moderner IoT-Technologien ermöglichen dabei ein Monitoring in Echtzeit.

Waschraumlösungen

Für Waschräume haben wir ein System entwickelt, das die Füllstände von Spendern, etwa für Seife, Stoffhandtücher oder Toilettenpapier, jederzeit ermittelt und drahtlos weitersendet. Durch das extrem energiesparende Design können die Spendersysteme mehrere Jahre betrieben werden, ohne Batterien wechseln zu müssen. Die Informationen werden an eine zentrale Plattform gesendet, so dass der Anbieter in die Lage versetzt wird, nicht nur Spender zu verkaufen, sondern auch Dienstleistungen für termingenaue Nachlieferungen anzubieten. Dazu gehören auch Informationslösungen für Reinigungsanbieter.

Innenraumklima

Luftfeuchtigkeit, Temperatur und CO2-Gehalt sind für Innenräume in Büroumgebungen, Konferenzräume oder Messehallen wichtige Parameter. Werden sie gezielt gemessen, lassen sich die Effizienz von Belüftungsanlagen erhöhen und gleichzeitig der Komfort für die Nutzer deutlich steigern. Unsere Ensiro®-Technologie setzt an diesen Stellen an, indem sie diese Daten bequem erfasst und auswertet. Auch in Produktionsanlagen können unsere verteilten, drahtlos vernetzten Messsysteme für Klima oder auch Feinstaub bzw. Vibrationen dabei helfen, die Produktqualität deutlich zu steigern.

IT-Sicherheit für IoT

IT-Sicherheit ist für die erfolgreiche Nutzbarmachung des Internets der Dinge ein kritischer Faktor. Hierzu bieten wir individuelle Beratung und Unterstützung bei der Entwicklung an. Dabei konzentrieren wir uns auf die Verwendung, Kombination und Adaption existierender Technologien und erforschen neue Sicherheitskonzepte und -maßnahmen, vor allem in Verbindung mit den von uns häufig genutzten Funkkommunikationstechnologien.

Sicherheits-Beratung

Die IT-Systeme von mehr als 93% der Mittelständler wurden in der Vergangenheit bereits attackiert. IoT-Systeme sind für Cyberangriffe besonders anfällig, weil sie oft ohne direkten Benutzereinfluss arbeiten und so Manipulationen lange unentdeckt bleiben können. Deshalb entwickeln wir Leitfäden zum IT-sicheren Entwickeln, zur Durchführung von Risikoanalysen nach IEC 62443 und ISO 27001 sowie zur Implementierung IT-sicherer Prozessstrukturen. Mit Hilfe unserer Risikoanalyse-App können auch unerfahrene Anwender erste Schritte hin zu einer Risikoanalyse nach IEC62443 machen. Bei der konkreten Durchführung leisten unsere Experten Unterstützung.

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Entwicklung für IT-Sicherheit

Wir entwickeln Sicherheitsmechanismen auf Basis etablierter kryptographischer Verfahren.  Außerdem integrieren und adaptieren wir Sicherheitssysteme und Authentifizierungsverfahren, u.a. für Micro-Services, Software-Updates und IoT-Daten. Vor allem Authentifizierung und Gerätemanagement sind bei uns wichtige Forschungsthemen.

Projektbeispiele

Informationsmaterialien

Projektflyer Ensiro