IoT Sensoren in tech. Anlage

[i_make_it]

3. in eine Marktrecherche investieren

Leider hilft das nicht unbedingt, weder bei IoT/Smart Home noch bei I40 oder grüner Energiewende.
Keine 20 Tage her aber erschreckend:
http://www.ardmediathek.de/tv/Report...entId=43011206

Bei der letzten Cybersecurity Conference hat einer unserer Security Consultants direkt vor seinem Vortrag noch ein Paar security Cams und Alarmanlagen die offen im Web stehen angesurft und nur noch schnell die Bilder anonymisiert.
Später hat das CRT (Crisis Response Team) der Mannheimer Uni noch enen Livehack durchgeführt.
Sehr viele sehen bei der Produktauswahl (Kunde) und der Produktentwicklung (Hersteller) nur, was will ich haben. Das "was darf auf keinen Fall passieren" wird leider zu oft vergessen.

In diesem Thrad, geht es zwar "nur" um remote monitoring, aber was verraten alleine diese Daten meinem Mitbewerber oder einem Angreifer? Oder ist der Datenlieferant wirklich so aufgebaut, das er nur Daten liefert und nicht auch entgegen nehmen kann?
Mit der möglichen Folge von Datenverfremdung oder als Einbruchsstelle in das komplette System zu fungieren.
Bei "Industriestandard" in der Eingangsfrage kommen halt auch immer: Industrieanforderungen, Sicherheitsvorschriften, Gefahrenpotentiale etc. mit hoch.
Mit mal eben schnell ins Internet bringen um ein paar Euro für jemanden der vor Ort kontrolliert zu sparen, kann halt schnell in Millionenforderungen gehen wenn genau dadurch dann was passiert.

Ich habe letztens auch ein Projekt gecancelt, das mich auch persöhnlich sehr interessieren würde.
Der Primätkunde hat momentan pro Einsatz 10k€ Zusatzkosten durch Nachjustage.
Bei ca. 200 Einsätzen im Jahr.
Ein spezielles Messgerät könnte helfen zu prüfen ob die Maßnahme notwendig ist oder nicht.
Und infolgedessen Einfluß auf die Auswahl der Speditionsunternehmen um entsprechend sorgfältige Logistiker zu präferieren.
Im ersten Schritt habe ich einen simplen Aufbau mit einem Nano und ein paar Sensoren gebaut und nachgewiesen, das es machbar ist.
Dann den Aufwand und die Teileauswahl für einen Prototypen ermittelt.
Danach geprüft welche Gesetze und Verordnungen greifen würden um die Entwicklungskosten bis zum Serienprodukt abschätzen zu können (EMV Prüfung, und Prüfungen nach Messgeräte Richtline, etc.).
Zum Schluß noch ob es bereits Patente in die Richtung gibt.
Nachdem nun feststand das es möglich ist, keine Ansprüche Dritter verletzt werden (Patente), und die Kosten bis zum Serienprodukt abgeschätzt waren, kam die einfache Wirtschaftlichkeitsrechnung.
und bei einem Bedarf von 30-40 Geräten beim Primärkunden und eventuell ein Seklundärkunde der noch mal bis zu 100 Geräte abnehmen könnte, war das Projekt vom Tisch.
wenn ich im Idealfall 140 Geräte abgenommen bekomme und sonst gegen Konkurenz antreten muß, die 60% von dem können, aber damit 99% des Marktes abdecken. rechnet sich das nicht, selbst wenn man direkt mit dem serientauglichen Produkt in den entsprechenden Prüfungen reingeht.

[Bullred]

Hallo Leute,

vielen Dank für die rege Beteiligung - super freundlich.

Mein Projekt hat sich geändert bzw. die Aufgaben wurden neu verteilt:
Meine Aufgabe besteht jetzt lediglich darin, die Daten, die von den Sensoren kommen auf eine Plattform zu übertragen und zu visualisieren.
Ich stehe dennoch vor dem Problem, dass ich mich mit Sensoren und den Standards kein bisschen auskenne --> absoluter Fußgänger.

Nehmen wir mal an, die Sensoren wurden an der Anlage verbaut. Hängen alle an einem Microcontroller(?). Ab hier fängt also mein Job an. Ich dachte an einen Gateway, der ans handynetz angeschlossen ist. Die Visualisierung sollte dann kein Problem mehr sein, sobald die Daten an der richtigen Stelle sind.

Wie verknüpfe ich die Sensoren (4-20mA) mit dem Gateway?
Welche Schnittstellen und Übertragungsmethoden sind für eine solche Übertragung gängig? Gibt es hier einen Industriestandard?

Ergänzung: Daten vom Gateway muss nicht zwingend übers Handynetz übertragen, jedoch besteht keine 100%ige Garantie, dass bei allen Anlagen WLAN Empfang besteht, somit wäre hier erhöhter Aufwand durch das Aufrüsten des WLAN Netzwerks vor Ort

Grüße
Rouven

[HaWe]

hallo,
das ist nun wirklich ein enormes Unterfangen, einem Fußgänger das Cessna-Fliegen hier im Forum beizubringen

am ehesten würde ich vorschlagen, fang mal mit Fahrradfahren an: kauf dir dazu ein Arduino Starterset und lerne schnell und sicher, wie man digitale, serielle und analoge Sensorwerte ausliest, verarbeitet und überträgt (Detentypen bit, byte, int, long, float; ADC, DAC; Protokolle: I2C, UART, USB, BT).
Wenn du das kannst, kommt Autofahren dran. Vieleicht auch vorher noch Moped (Datenverarbeitung, Datenrauschen, Filteralgorithmen).
Dann Segelflug (Wifi, IoT).
Und dann die Cessna (Datensicherheit, Verschlüsselung, Industriestandards / DIN Normen, QMS usw...) :P :P :P

ps,
ich habe gerade mit Segelflug begonnen, fürchte aber, den A-Schein werde ich nicht packen, wie's momentan aussieht

[Bullred]

Danke für deine Antwort. Habe mir das Starterset angeschaut - danke für den Tipp

Weißt du, wie ich die Daten vom µC zum Gateway idealerweise übertrage? Die Visualisierung ist dann wirklich kein Problem mehr. Nur die Übertragung...

[Peter(TOO)]

Leider hilft das nicht unbedingt, weder bei IoT/Smart Home noch bei I40 oder grüner Energiewende.
Keine 20 Tage her aber erschreckend:
http://www.ardmediathek.de/tv/Report...entId=43011206

Der erste Teil des Unheils beginnt damit, dass heute alles drahtlos sein muss.

In diesem Thrad, geht es zwar "nur" um remote monitoring, aber was verraten alleine diese Daten meinem Mitbewerber oder einem Angreifer? Oder ist der Datenliefernat wirklich so aufgebaut, das er nur Daten liefert und nicht auch entgegen nehmen kann?

Schon ein Smartmeter liefert über den Stromverbrauch jede Menge Informationen!
Alleine daraus kann man z.B. ersehen, wann jemand in den Ferien ist. Man könnte so, von irgendwo in der Welt, eine halbe Stadt überwachen, die nötige Software wäre schnell erstellt. Sin dann genügend Wohnungen durch Ferienabwesenheit verlassen, reist man schnell hin, räumt die Buden aus und reist wieder zurück...
Geht man international vor, ist die Wahrscheinlichkeit gefasst zu werden, relativ klein.

Einen grossen Anteil an der mangelnden Sicherheit haben auch die Computer-Zeitschriften.
Ein Router solle im Auslieferungszustand eigentlich so konfiguriert sein, dass alles dicht ist. Man schaltet dann bei der Installation das frei, was benötigt wird. Dies bringt dann aber sehr schlechte Kritiken, weil da nix mit "Plug n Play" ist. Wenn ein neues Gerät hinzu kommt, muss man dann auch nachkonfigurieren.
Da keiner Bedienungsanleitungen lesen will und auch keinen Bezahlen will, welcher dies getan hat, läuft dann zusätzlich die Hotline des Anbieters heiss!

Also sind im Werkszustand alle Tore sperrangelweit offen. Wer dann etwas Ahnung hat, oder jemanden damit beauftragt, macht dann die nicht benutzten Tore zu.
Aber die Zeitschriften verteilen gute Kritiken, weil alles PnP funktioniert.


Jeder Entwickler kennt den Spruch: "Es funktioniert ja, Sicherheit ist nicht so wichtig, das kostet nur und es wird schon nichts passieren ...".

BTW: Unser heissgeliebter Chef der SBB, hat so vor 1-2 Monaten auch verkündet, dass unsere Bahn vermehrt auf iot setzen wird. Dann werde alles für die Junden besser!
Hier im Bahnhof-Basel war jetzt eine Rolltreppe aufwärts, 3 Wochen defekt und ausser Betrieb. Betroffen war Peron 16/17, dies ist die Haltestelle unserer Haupt-S-Bahnlinie (S3)! Zudem ist das Perron nur über diese Treppe (2 Rolltreppen auf und ab und dazwischen eine normal Treppe) und einen kleinen Lift, führ Rollstühle und Kinderwagen, zugänglich. Man war nicht einmal fähig die zweite Rolltreppe umgekehrt laufen zu lassen.
Der Fehler schein elektrisch gewesen zu sein, allenfalls noch der Motor. Andernfalls wäre die Treppe selbst abgebaut worden, es wurde aber nur am Steuerteil gearbeitet.
Dank iot kann ich dann in Zukunft im Internet nachsehen, welche Rolltreppen gerade funktionieren?

MfG Peter(TOO)

[Ceos]

bleiben wir mal bei der grundlegenden frage

um was für eine kategorie "anlage" es sich handelt?
reden wir hier über was zusammengebautes, bei dem man nur ein paar grenzwerte überwachen muss um den status der anlage erfassen zu können?
reden wir hier von einer gesteuerten anlage, bei denen du die messwerte auch irgendwie zur steuerung umwandeln musst?
exisitiert in der anlage schon irgend ein steuergerät dass man nutzen könnte?
wie groß ist so eine anlage ungefähr, reden wir hier von mehr oder weniger als 5m²?
ist die analge "geschlossen" oder eher "offen" gebaut?

das sind alles fragen die geklärt sein müssten um die art der Sensoren und deren verkabelung festzulegen
bei kleinen geräten die nicht mehr als 5m² einnehmen könnte man sie auch geschlossen bauen und könnte die Sensoren die in der anlage verteilt sind direkt ansteuern
bei größeren anlagen sollte man vll. schon auf ein kommerzielles bussystem setzen um auch die notwendige ausfall und störsicherheit zu erreichen

ist schon ein bussystem/steuerung vorhanden wäre die frage wie aufwendig es wäre die Sensoren zu integrieren und die daten aus der steuerung auszuleiten statt ein extra system drum herum zu basteln
und natürlich ob das exisiterende system dadurch in irgend einer weise beeinträchtigt wird (fremdhersteller gewähren keine garantie mehr wenn man an deren bussystem rumspielt, die wollen meist geld daran verdienen dass sie euch die entsprechenden Sensoren einbauen und das system entsprechend vorprogrammieren ... aber ich stocher hier mit meinen vermutungen leider im dunkel )


PS: boah geil, 3 leute geleichzeitg gepostet/getippt, hatte cih auch noch nicht gehabt

PPS: das gateway ist hier auch noch nicht definiert, gateway ist nur ein begriff! das könnte ein GSM Modul sein, dass über gott weis welche schnittstelle mit der Controller redet oder auch ein echtes Netzwerk-Gateway, was vorraussetzen würde dass der Controller per LAN mit dem Gateway kommuniziert

es könnte aber auhc mit einfach nur einem raspbery pi als gateway UND controller funktionieren ... ein raspi kann diverse Sensoren ansteuern und es gibt eine firewall und diverse VPN möglichkeiten mit denen man die Verbindung zur anlage absichern kann. (achtung ein raspi ist vom grunde her schlecht konfiguriert, bereite dich auf stunden des suchens an informationen vor um das ding wasserdich zu bekommen!!!!)

[HaWe]

Danke für deine Antwort. Habe mir das Starterset angeschaut - danke für den Tipp

Weißt du, wie ich die Daten vom µC zum Gateway idealerweise übertrage? Die Visualisierung ist dann wirklich kein Problem mehr. Nur die Übertragung...

vom µC zum WiFi Router und dann im selben Heimnetz zum PC oder Handy: kein Problem, siehe hier: https://www.roboternetz.de/community...-programmieren
funktioniert wie mit einem normalen Arduino, auch mit der Arduino-Programmierumgebung.

Aber nix mit world-wide-Internet bisher.

(edit, boah, Nummer 5) )

[Peter(TOO)]

Hallo Rouven,

Ergänzung: Daten vom Gateway muss nicht zwingend übers Handynetz übertragen, jedoch besteht keine 100%ige Garantie, dass bei allen Anlagen WLAN Empfang besteht, somit wäre hier erhöhter Aufwand durch das Aufrüsten des WLAN Netzwerks vor Ort

AuWeia!
Eine Maschinensteuerung in der Fabrik über WLAN?

Was für Maschinen sind das denn?
Normalerweise hat man in einer Industrieumgebung jede Menge Störquellen und eine stabile WLAN-Verbindung ist dadurch schon einmal nicht garantiert.
Hast du da überall Empfang mit den Handy?

MfG Peter(TOO)

- - - Aktualisiert - - -

bleiben wir mal bei der grundlegenden frage

um was für eine kategorie "anlage" es sich handelt?
reden wir hier über was zusammengebautes, bei dem man nur ein paar grenzwerte überwachen muss um den status der anlage erfassen zu können?
reden wir hier von einer gesteuerten anlage, bei denen du die messwerte auch irgendwie zur steuerung umwandeln musst?

Der Appetit kommt mit dem Essen.
Fängt man mit einer reinen Überwachung, also nur die Messwerte anzeigen, an, kommt der Rest ganz schnell von selbst. Wenn man aus der Ferne schon erkennt, was schief geht, könnte man doch auch gleich aus der ferne versuchen das Problem zu lösen ....

[Ceos]

Der Appetit kommt mit dem Essen.
Fängt man mit einer reinen Überwachung, also nur die Messwerte anzeigen, an, kommt der Rest ganz schnell von selbst. Wenn man aus der Ferne schon erkennt, was schief geht, könnte man doch auch gleich aus der ferne versuchen das Problem zu lösen ....

deswegen auch etwas ausführlicher von mir als üblich der hinweis auf ausfall und störsicherheit ... da bin ich ein kleiner pitbull (jaja ich weis stereotypisches denken) und beiss immer wieder auf dem sicherheitsaspekt rum .... wusstest du z.B. dass ein sensor ein Safety Level von 3 haben darf, wenn er per se nicht wirklich redundant ausgelegt ist aber auf dem safety manual vermerkt ist dass man 2 stück davon braucht für SIL3 ? ... alles eine frage der verwendung

[i_make_it]

Nehmen wir mal an, die Sensoren wurden an der Anlage verbaut. Hängen alle an einem Microcontroller(?). Ab hier fängt also mein Job an. Ich dachte an einen Gateway, der ans handynetz angeschlossen ist. Die Visualisierung sollte dann kein Problem mehr sein, sobald die Daten an der richtigen Stelle sind.

Wenn Industrieanlage, dann keine µC Bastellösung.
In so einer Industrienalage Stecken auch gerne mal etwas größere elektrische Verbraucher oder reihenweise Magnetventile.
Da gibt es dann so Sachen wie Spannungsspitzen auf der Stromversorgung, Induktion durch Magnetfelder, Elektomagnetische Störfelder durch Motoren, Frequenzumrichter etc.
Ublicherweise hängen Sensoren an SPS Steuerungen oder an Feldbus Sensormodulen, die gegen diese Industrieeinflüsse weitestgehenst imun sind.
Jetzt kommt es erst mal darauf an welche "Sprache" (Busprotokolle) sprechen die Systeme wenn es digitale Daten sind.

Wie verknüpfe ich die Sensoren (4-20mA) mit dem Gateway?

4-20 mA kann gnauso eine digiale Schnittstelle wie eine analoge sein.
Da der Strombereich sowohl linear durchlaufen werden kann als auch bestimmte Strompegel für digitale Nullen und Einzen definiert sein kann.
Mit der Angabe weißt Du bis jetzt nur, das Du eine Stromschnittstelle und keine Spannungsschnittstelle hast.

Also klären analog/digital
Wenn Analog muß meist auf Spannung umgesetzt werden, damit man mit 0815 Geräten die Daten verarbeiten kann.
Wenn Digital, dann welches Busprotokoll. Und welche bedeutung haben die Daten?

Wenn man die Sensordaten erst mal interpretieren kann. also z.B.: 5mA bedeuten 10°C oder 1 01100110 0 11 bedeuten 102 und das bedeutet 0,5 bar.
Dann muß man das irgendwie Weiter bekommen.
In einer normalen urbanen Umgebung kann man oft einfach einen µC mit einem LTE Modul nehmen und fertig ist das Datenhandy.
In einer technischen Industrieanlage hat man die schon oben erwähnten elektromagnetischen Störungen und sehr oft eine Menge Stahl.
Da ist dann auch schon mal mit dem Handy Empfang Essig.

Also benötigt man ggf. einen Netzwerkanschluß und die Möglichkeit die Daten z.B. in VoIP Pakete gepackt in ein Telefonienetz zu schicken um sie von dort dann ins Mobilnetz zu bekommen.

Also eine Menge Wenn und Aber die erst mal geklärt werden müssen bevor man konkret werden kann.

Wegen Deinem Part, empfehle ich dir mal OPC UA:
https://de.wikipedia.org/wiki/OPC_Unified_Architecture