Inleiding tot enkele Internet of Things technologieën en toepassingen, met oa SigFox, LoRaWAN

1. Internet of Things
Fedict – Brussel – 14 jan 2016
Bart Hanssens

2. | p. 2
Agenda
 Inleiding
 Business en beveiliging
 BlueTooth Low Energy / 6LoWPAN
 Do It Yourself
 Low Power WAN
 Beacons

3. Inleiding

4. | p. 4
Internet of Things
 Machines, voertuigen sensoren...
 Verbonden via het internet, direct of indirect
 Met geen of beperkte menselijke actie

5. | p. 5
Voorbeelden van Things
 Sensoren / “slimme” meters
 Domotica / home automation / beveiliging
 Thermostaten, webcams, LED-lampen
 Multimedia
 Smart TV
 Machines / voertuigen / drones
 Wearables / trackers
 Vaak in combinatie met GPS

6. | p. 6
Voorbeelden van Things (2)
 Milieu / luchtkwaliteit
 http://airqualityegg.com
 http://www.uradmonitor.com
 Tracking
 https://www.weenect.com/fr/

7. | p. 7
Relaties met andere technologiën
 In feite uitbreiding “klassieke” M2M
 IPv6
 Veel meer adressen dan IPv4
 Smart Grid / City / Building
 Connected Cars
 Cloud services
 Big Data / Data analysis
 Vooral sensoren genereren heel veel data

8. | p. 8
Verschillende systemen / protocollen
 Niet compatibel
 Sommige chips ondersteunen wel meerdere
 Korte(re) afstand
 ZigBee, ZWave, Thread...
 Grote afstand
 LoRaWAN, SigFox, Nwave, Weightless-N...

9. Business en beveiliging

10. | p. 10
Business model
 Vaak lage winstmarges op devices zelf
 Winst via services, volume of automatisering
 Vaak gekoppeld aan “cloud” diensten

11. | p. 11
Aandachtspunten
 Soms oplossing op zoek naar probleem ?
 Bruikbaar zonder “cloud” / internet ?
 Vaak ontworpen “Connectivity first”
 Beveiliging niet altijd topprioriteit
 Firmware updates ?
 Beschikbaarheid ?
 Controle of firmwares wel van fabrikant komen ?
 Standaard wachtwoorden ?
 O'Reilly boek: “Abusing IoT”

12. BLE / 6LoWPAN

13. | p. 13
BLE en 6LoWPAN
 Vaak gebruikt als onderliggende protocollen
 Vb: Google Nest/ Thread bovenop 6LoWPAN
 Geoptimaliseerd voor laag energiegebruik
 Things met batterij die lang mee moet gaan

14. | p. 14
Bluetooth Low Energy
 Bluetooth v4
 Ook wel Bluetooth Smart genoemd
 Zelfde 2.4 GHz frequentie als “Classic” BT
 Maar niet compatibel
 Sommige toestellen ondersteunen Classic en Smart
 Gespecialiseerde “profiles”
 Fitness, gezondheidszorg (glucose, bloeddruk...)

15. | p. 15
6LoWPAN
 IPv6 voor Low Power WAN
 Kan over BLE, Wifi, PLC...
 Compressie van IPv6 en UDP headers
 Vaak gebruikt met COAP
 Mesh networking

16. Do it Yourself
ESP 8266 / SensorTag 2

17. | p. 17
Espressif ESP8266
 Zeer goedkope, kleine Wifi module (+/- 2 USD)
 Populair bij allerlei prototypes / DIY
 Wifi, AES, TCP/IP stack, 64+96 KB RAM, 512 KB flash
 Open source firmware + community
 Forum, handboek, voorbeelden...
 Afgeleid product “NodeMCU” (+/- 4 USD)
 Eenvoudiger te programmeren (scripting)
 Oa met voltage-regeling, USB-TTL aansluiting
 Protocollen 1-wire, I2C, PWM

18. | p. 18
Espressif ESP8266 (2)
 http://www.esp8266.com
 http://neilkolban.com/tech/esp8266/
 http://www.nodemcu.com/index_en.html
 https://hackaday.io/search?term=esp8266

19. | p. 19
TI SensorTag 2 (CC2650)
 Demonstratie van beschikbare chipset
 ARM Cortex M3 + M0, AES, BLE
 BlueTooth Low-Energy met 10 sensoren
 Demo-app, wiki
 Wifi, 6LowPAN/Zigbee in voorbereiding
 Wordt ondersteund door Contiki RTOS
 http://www.contiki-os.org/hardware.html
 http://www.ti.com/tool/cc2650stk

20. Low Power WAN
SigFox / LoRaWAN

21. | p. 21
Typische kenmerken LPWAN
 Low Power Wide Area Network
 Bereik van enkele kilometers
 Veel minder vermogen nodig dan bijv. GSM
 Draadloos, gebruik van “vrij spectrum”
 Sub-GHz
 Weinig data (bytes / kB)
 Genoeg voor status, meetgegevens etc
 Goedkoop abonnement
 Enkele euro's per jaar per device

22. | p. 22
SigFox: bedrijf
 Frans bedrijf, met veel investeerders
 GDF Suez, Telefonica, NTT Docomo...
 Model met 1 operator per land
 10-tal EU-landen, plannen voor nog veel meer landen
 In België via Engie + Telenet

23. | p. 23
SigFox: toepassingen
 Stick N Track (Sensolus)
 Localiseren (dure) machines, paletten, onderdelen…
 Doorsturen coordinaten van GPS module naar Cloud
 Diensten zoals rapporteringen, alerts, …
 http://www.stickntrack.com
 Blue (Riiot Labs)
 Kwaliteit zwembadwater (pH, Cl…)
 http://riiotlabs.com/en/home
 Alarmsystemen (ES), parkeerplaatsen (RU)

24. | p. 24
LoRa: consortium
 Gemalto, KPN, IBM, Cisco, Proximus, ...
 Meerdere operatoren per land mogelijk
 Proximus + Actility, Wireless Belgium
 The Things Network
 Ook in City of Things (iMinds, Mobile Vikings…)

25. | p. 25
LoRa / LoRaWAN: technologie
 Spread spectrum
 Moeilijker te blokkeren (“jammen”)
 Geen “Listen Before Talk”
 Zendtijd beperkt
 300 bytes/s – 50 kbps (theorie)
 Bereik tot 30 km (theorie)

26. | p. 26
LoRaWAN: The Things Network
 Crowd-sourced project in steden
 Vooral NL, maar ook Boston, Zurich, Manchester...
 Goedkope gateway
 200 € (indoor DIY) à 1500 € (semi-professioneel)
 “gratis” netwerk
 Gebruik internet-connectie vrijwilligers
 http://thethingsnetwork.org

27. | p. 27
LoRaWAN: toepassingen
 The Things Network
 WeShareSolar: energieproductie zonnepanelen
 Celsius Air
 Temperatuur monitoring (kantoor / industrie)
 http://allorafactory.com

28. | p. 28
SigFox: technologie
 Ultra Narrow Band
 Opdelen in zeer kleine kanalen
 Berichten van 12 bytes
 Max 140 berichten per dag per device
 Bi-directioneel mogelijk, meestal 1-richting
 Bericht 3x verstuurd op =/= frequenties
 Sigfox Cloud / API

29. Beacons

30. | p. 30
Beacons
 Sturen van een unieke ID via BLE
 Broadcast, 1 richting
 Geen (directe) tracking van gebruikers
 In combinatie met een app
 Sturen signaalsterkte zender
 Op basis daarvan kan afstand geschat worden
 Marketing / musea / toerisme...
 (Indoor) navigatie / interactie
 Alternatief voor QR-codes
 Bereik varieert, max +/- 70 m

31. | p. 31
iBeacon (Apple)
 Samengestelde ID
 “Unieke ID” + zelf te kiezen Major ID + Minor ID
 https://developer.apple.com/ibeacon/

32. | p. 32
Eddystone (Google)
 Opvolger van “Physical Web”
 Idee: elk “echt” object zou een URL kunnen hebben
 Versturen ID, URL of meetgegevens
 https://developers.google.com/beacons/

33. | p. 33
Toepassingen
 Harald (In The Pocket)
 Brussels Airport App
 Totaalpakket (beacons, beheer, marketing tools...)
 https://www.inthepocket.mobi/harald/
 Uchrony
 L'Esplanade Louvan-la-Neuve
 http://www.beacon-belgium.be/
 Beacons
 http://estimote.com
 https://glimwormbeacons.com

34. Vragen ?

35. Bedankt !
Bart Hanssens / Fedict
Simon Bolivarlaan 30
1000 Brussel
@BartHanssens
bart.hanssens [at] fedict.be | www.fedict.belgium.be