Domotica Next Generation

Dagelijks worden we overspoeld met informatie over Internet of Things (IoT). Fabrikanten willen graag meeliften op dit marketinggeweld en gebruiken de kreet IoT te pas en te onpas om zich te profileren. Alle apparaten die ook maar iets met communicatie te maken hebben, al dan niet via een bedraad of onbedraad netwerk, zijn opeens slimme IoT-devices. En waarom ook niet? We willen het liefste alles met alles laten communiceren en knopen al onze apparaten direct of indirect aan het grote internet.

IoT is dus ‘hot’ en dat horen we werkelijk overal. We zitten midden in een nieuwe digitale revolutie, waarbij nieuwe gadgets en serieuze toepassingen in hoog tempo op ons worden afgevuurd. IoT is een containerbegrip dat op allerlei manieren wordt gebruikt. Een grote diversiteit aan sensoren is al beschikbaar, de vele toepassingen en varianten kennen een explosieve groei. Al die sensoren kunnen op heel veel manieren worden gekoppeld aan het alles overkoepelende internet

IoT-platform

Het woord domotica zijn we inmiddels alweer vergeten en dat is logisch. We hebben het eigenlijk met z’n allen nooit een fantastische benaming gevonden. Wel is het een techniek die inmiddels volwassen is geworden. We kunnen rustig stellen dat we zijn beland in het tijdperk van ‘domotica next generation’. Waarschijnlijk gaan we deze kreet nooit breed gebruiken, want het is immers gewoon IoT waar we over praten.
Om al dit moois met elkaar te verbinden, is een goed IoT-platform cruciaal. ICT-multinationals als Cisco, IBM, Microsoft en Amazon zijn daar volop mee bezig. Er is dus keuze genoeg. Sensoren maken contact met een platform via netwerken. Het rechtstreeks verbinden van IoT-devices met het IP-netwerk is voor de hand liggend. Maar vormt niet altijd de meest logische keuze. Op zich geen probleem, want ieder zichzelf respecterend sensornetwerk heeft vandaag de dag verbindingsmogelijkheden met internet. Hiermee kan het zijn sensoren dus mee laten ‘toeteren’ in het IoT-geweld.
Ook de open netwerken voor gebouwbesturing, zoals KNX en BacNet, laten hun sensoren volop communiceren in de IoT-wereld. Daarnaast is er nog een scala aan gesloten, vaak fabrikant gebonden, netwerken. Hoewel het bestaansrecht van dit soort netwerken hard afneemt, hebben we er voorlopig nog wel mee te maken. De betreffende fabrikanten geven vaak een semi-openheid met gateways naar het internet en spelen op hun manier ook mee in de IoT-wereld.

Draadloos netwerk

Vaak is een draadloos netwerk wenselijker in een IoT-omgeving. Ook op dit gebied is er voor praktisch elke toepassing genoeg keuze. Draadloze technologie is op te delen in WWAN, WiMAX, WLAN/WiFi en WPAN. Kijken we naar de netwerken in een klein gebied (WPAN), dan is er een aantal varianten, zoals Ultra-wide Band (UWB), RFID, IPS, RTLS, Bluetooth, Ant+, Z-wave en ZigBee. Bij de netwerken in een groot gebied (WWAN) is een onderverdeling te maken in CDMA, 3G/4G, GPRS en GPS. Bij de netwerken waar veel ontwikkelingen plaatsvinden, vallen de activiteiten van onze telecomproviders het meeste op. Grote partijen als KPN en Vodafone zijn druk bezig met nieuwe IoT-netwerken in combinatie met 5G- technologie. In dit artikel focussen we op – een op het eerste gezicht – vreemde eend in de bijt. Namelijk de als laatste genoemde GPS- technologie.

The sky is the limit?

Medio december 2016 was de livegang van het Europees GPS-satellietsysteem Galileo volop in de belangstelling. Op het eerste gezicht misschien niet direct een link naar IoT, maar daar vergissen we ons in. Veel toepassingen die direct gerelateerd zijn aan locatiebepaling en navigatie zouden er heel anders uitzien zonder onze vertrouwde satellietnavigatie. Inmiddels is Galileo live met een netwerk van 18 satellieten. In de komende 4 jaren wordt het netwerk uitgebouwd met nog 12 satellieten. Dat brengt een scala aan mogelijkheden met zich mee.
Het is goed om eerst te kijken naar de al vele jaren bestaande GPS-systemen die in handen zijn van de Amerika, Rusland en China, voordat we inhaken op Galileo. Het oude vertrouwde Amerikaanse GPS-systeem is algemeen bekend. Het systeem is ontwikkeld voor militaire doelen en werd later mondjesmaat vrijgegeven voor civiele (commerciële) doeleinden. De Russische variant, Glonass, heeft een tijd te kampen gehad met onderhoudsproblemen en is ook voor militaire doeleinden bedoeld. Dan is er nog het Chinese Beidou, dat veel minder nauwkeurig werkt en nog niet wereldwijd beschikbaar is.
Bij de ‘oude GPS-technologie’ wordt de onnauwkeurigheid gecorrigeerd in combinatie met WAAS of EGNOS technologie. WAAS (Wide Area Augmentation System) is voor het Amerikaanse continent en EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System) voor het Europese. Beide systemen bestaan uit 3 satellieten die signalen uitzenden naar de GPS-ontvangers op aarde. De meetstations op aarde berekenen de afwijkingen van de satellietsignalen, die vervolgens weer correctiesignalen sturen naar de WAAS/EGNOS satellieten. Op hun beurt sturen die weer correctiesignalen naar de GPS-ontvangers.

Big brother is watching you

Inmiddels is positie- en navigatietechnologie via satellieten zo belangrijk dat Europa onafhankelijk wil zijn van Amerika. Bouwen op een systeem dat om politieke redenen kan worden uitgeschakeld, vormt immers behoorlijke risico’s. Galileo heeft de allernieuwste techniek, waarbij veel nauwkeuriger navigatie mogelijk is dan bij de gangbare GPS-technologie. Een groot voordeel van de nieuwe Galileo-systemen is dat zij zelf hun onnauwkeurigheden kunnen meten en corrigeren.
In de landbouw worden al volop toepassingen geïntroduceerd om machines volautomatisch werkzaamheden als zaaien, ploegen en bemesten of bespuiten te laten uitvoeren. De TU Delft is één van de belangrijke voortrekkers hiervan. Dankzij Galileo wordt het voor iedereen mogelijk om op één meter nauwkeurig de positie van elk beweeglijk of onbeweeglijk voorwerp, zoals een voertuig, schip, mens of dier, te weten. In het verkeer ontstaan nieuwe mogelijkheden bij snelheidscontrole en geleidingssystemen. Ook justitie en de douane zullen dankbaar gebruik gaan maken van deze techniek voor bijvoorbeeld lokalisatie van verdachten en grenscontroles.

Nog mooier en completer

Op sociaal vlak plukken we veel vruchten van deze techniek. Het ontvangen van noodsignalen en positiebepaling op zee en in de bergen gaat veel sneller en gemakkelijker. Ook in de zorg komt een scala aan nieuwe mogelijkheden. Mensen met een handicap of ziekte, bijvoorbeeld dementerenden of blinde personen, krijgen veel meer vrijheid en veiligheid. Vervoer ‘van deur tot deur’ wordt een stuk efficiënter. Verkeersstromen kunnen beter worden gemanaged en ook voor automatisch vervoer komen nauwkeurigere mogelijkheden.
Dat is nog lang niet alles. Ook voor vervoer in de lucht, op zee of via het spoor is veel betere veiligheid en tracering mogelijk via Galileo. En dan zijn er ten slotte nog de tijd kritische technieken in banksystemen, telecommunicatie- en energienetten. Het Europese Galileo-project geeft ons veel nieuwe toepassingen die het IoT-landschap nog mooier en completer maken in de nabije toekomst! 

Auteur: Henk Hazeleger, Systeemarchitect, Technologie inspirator, R&D en Innovatie bij Leertouwer B.V. in Barneveld

View as Slideshow