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Bosch Connected Devices and Solutions
Case Study

Die nächste Generation

Gebäudeautomatisierung mit Hilfe von XDK Web Connected Sensoren

Einführung und Herausforderung

Das Cross Domain Development Kit XDK ist neben dem Sofa im Wohnzimmer angebracht.

Nach Angaben des US-Energieministeriums könnte ein durchschnittlicher Haushalt 10 % der jährlichen Heizkosten einsparen, wenn die Temperatur 8 Stunden am Tag um etwa 5 Grad Celsius gesenkt würde.Die jährlichen Kosten liegen bei rund 1000 Dollar pro Haushalt. In Europa ist dieser sogar noch höher. Kein Wunder also, dass Google das Smart Home Startup Nest zu einem Preis von 3,2 Milliarden Dollar gekauft hat. Der Markt für internetfähige Gebäudeautomatisierungsgeräte ist bereit. Neueinsteiger auf diesem Markt stehen vor der Herausforderung, ein Produkt anzubieten, das wettbewerbsfähige Eigenschaften zu einem attraktiven Preis bietet. Das XDK von Bosch kombiniert handelsübliche Embedded-Systeme zu einer kostengünstigen Lösung mit kurzer Markteinführungszeit für zukünftige Heimautomationslösungen.

Ansatz

Cross Domain Development Kit XDK in einer Hand

Das Bosch Cross Domain Development Kit (XDK) wurde 2016 von Bosch Connected Devices and Solutions (BCDS) eingeführt. Es vereint mehrere mikroelektromechanischer Sensoren (MEMS) von Bosch Sensortec und Akustica. Beides sind hundertprozentige Tochtergesellschaften der Robert Bosch GmbH und haben sich auf MEMS-Sensoren und Mikrofonlösungen spezialisiert. Das XDK bietet eine All-in-One-Plattform, die eine beliebige Anzahl von Bedingungen innerhalb eines Hauses messen kann. Das kleine Gerät (60 x 40 x 22 mm) beinhaltet unter Anderem einen Temperatur-, Druck-, Feuchte- und Lichtsensor. Die gesammeletn Daten sendet es über Bluetooth LE, WLAN oder USB an das für den Empfang konfigurierte Gerät.

Die Bosch IoT Cloud (BIC) ist eine von Bosch Software Innovations entwickelte Plattform für das Internet der Dinge. Es ist eine offene Plattform, mit der Sie schnell Prototypen erstellen und sichere IoT-Anwendungen entwickeln können. Das aktuelle Projekt untersucht die Fähigkeit der XDK-Hardware, verschiedene Daten zu sammeln und nutzt BIC, um diese zu kombinieren, auszuwerten und anzuzeigen.

Use Case

Bosch Automotive Electronics und Bosch Connected Devices and Solutions haben das Projekt initiiert, um mit dem XDK von Bosch verschiedene Sensordaten zu messen. Diese Daten werden dann über ein IoT-Gateway an das Backend übertragen, das auf dem BIC gehostet wird. Die gesammelten Daten werden aggregiert und dauerhaft in einer Datenbank gespeichert. Ein Dashboard zeigt dann die Echtzeit-Statistiken für die angeschlossenen Sensoren.

Zudem zeigt es auch die Veränderungen der Messwerte im Laufe der Zeit an. Sensoren können beispielsweise so konfiguriert werden, dass sie bei ungewöhnlichen Messwerten sofort eine Benachrichtigung an bestimmte E-Mail-Adressen (von Bewohnern, Hausmeistern usw.) senden.

Die Daten werden von Temperatur- und Feuchtesensoren sowie von digitalen Lichtsensoren, Drucksensoren und sogar von einem eingebauten Beschleunigungssensor, Gyroskop und Magnetometer erfasst.

Die IoT-Gateway-Software wird auf einem Raspberry Pi installiert. Es scannt nach nahegelegenen XDK-Geräten und beginnt sofort, die Daten für die Benutzer zu sammeln, zu formatieren und anzuzeigen. Diese Daten geben den Nutzern einen besseren Überblick über die Prozesse im Haus und ermöglichen es ihnen beispielsweise, ihren Energieverbrauch zu optimieren.

Insgesamt befindet sich das Projekt Web Connected Sensors aufgrund seines enormen Potenzials noch in der Anfangsphase. Die Projektteilnehmer planen, die Entwicklung fortzusetzen, um die Leistung weiter zu verbessern und neue Funktionen zur Verfügung zu stellen um die potenziellen Anwendungen zu nutzen.

Die Rolle von Bosch Connected Devices and Solutions

Datenfluss auf einem Computer

Bosch Connected Devices and Solutions (BCDS) ist ein innovatives Unternehmen, das auf umfangreiche Erfahrungen mit Sensoren und Softwarelösungen zurückgreifen kann. Wir haben unsere Expertise mit Partnern aus verschiedenen Geschäftsbereichen wie Bosch Sensortec und Akustica gebündelt, um einen Mehrwert durch eine Kombination aus innovativen Vorschlägen mit geringen Markteintrittsbarrieren zu schaffen.

Das XDK von BCDS ist eine all-in-one skalierbare Hardware-Plattform mit gebrauchsfertiger Software. Es ist nicht notwendig, Komponenten und Hardware auszusuchen und zusammenzustellen oder ein Echtzeit-Betriebssystem einzusetzen. Für alle Systemkomponenten sind Treiber enthalten.

BCDS bietet auch die XDK Workbench an. Hierbei handelt es sich um eine Entwicklungsplattform, die jeder Käufer des XDK kostenlos herunterladen kann. Es umfasst typische Anwendungen und eine Benutzer-Community.

Die mit dem XDK Web verbundenen Sensoren nutzen auch die Bosch IoT Cloud, um Daten zu sammeln und auszuwerten. Das BIC wurde von Bosch Software Innovations entwickelt. Es hilft IoT-Entwicklern, ihre IoT-Projekte zu beschleunigen, die Zeit bis zur Markteinführung für neue IoT-Lösungen zu verbessern und von integrierten Sicherheitsmechanismen, geringerer Komplexität und geringeren Kosten zu profitieren. Das Know-how, die Lösungen und die bereichsübergreifende Zusammenarbeit von Bosch werden im Rahmen des Projekts zu einer bahnbrechenden Innovationsplattform der nächsten Generation zusammengeführt.

Lösungsansatz und Vorteile

Frau bedient Smartphone, das mit dem Cross Domain Development Kit XDK verbunden ist.

Das Sensorpaket und das Software-Backend bieten den Rahmen in diesem Projekt, um eine beliebige Anzahl von Bedingungen innerhalb eines Hauses zu messen. Die Monitoring-Funktionen messen Temperatur, Luftfeuchtigkeit und verschiedene andere Faktoren und benachrichtigen den Benutzer sofort, wenn die Messwerte außerhalb des gewünschten Bereichs liegen.

Die Statistiken von Department of Energy zeigen, dass selbst kleine Anpassungen an den Energieverbrauch zu Einsparungen von 10% oder 100 Dollar pro Jahr führen können. Dies bietet dem Verbraucher einen Wertanreiz, da sich die Investitionen in die Hardware in relativ kurzer Zeit amortisieren. Auch für die Umwelt ergibt sich ein erheblicher Nutzen, der auf rund 0,527 Kilogramm CO2-Einsparung pro Kilowattstunde bzw. rund 350 Kilogramm bei Verwendung der angegebenen Daten geschätzt wird.

Der Feuchtesensor kann zudem helfen, Schimmelpilzschäden zu vermeiden, indem er deren Wachstumspotenzial misst. Mehrere im Haus installierte Sensoren ermöglichen es den Bewohnern, Bereiche zu erkennen, in denen eine zusätzliche Isolierung die Heizkosten weiter verbessern würde. Bewohner können sogar den Lichtsensor verwenden, um ungewöhnliche Aktivitäten zu erkennen, wenn sie nicht zu Hause sind und dadurch die Gebäudesicherheit verbessern.

Fazit

Dieses Pilotprojekt zur Überwachung des Hauses über webbasierte Sensoren zeigt das Potenzial des XDK als Kernkomponente zukünftiger Gebäudeautomatisierungsprojekte. Die Bewohner profitieren von der Lösung in Form von gesenkten Energiekosten und erhöhter Sicherheit. Die gesammelten Daten können innerhalb der Bosch IoT-Cloud für zukünftige weitere Innovationen aggregiert werden, ganz zu schweigen von der Verbesserung des Bedienkomforts im Laufe der Zeit. Die Open-Source-Basis der Lösung ermöglicht es Entwicklern, das Projekt kostengünstig an jedes Szenario anzupassen.

Wir von BCDS sind mit unserer Erfahrung im IoT der richtige Partner für sensorbasierte IoT-Projekte. Wir erhöhen Komfort, Sicherheit und Produktivität, indem wir neue Geschäftsmodelle für globale Märkte ermöglichen und den Alltag verbessern.

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