Inleiding

Inmiddels is het fenomeen Internet of Things (IoT) een ingeburgerd begrip geworden. Eigenlijk bestaat IoT al zolang data op afstand heen en weer gestuurd kan worden. Midden jaren negentig is door het mobiele netwerk de verdere basis gelegd voor IoT, alleen was dat toen beter bekend als Machine to Machine (M2M) communicatie. Door de opkomst van het internet met IP-standaardisatie, maar ook in combinatie met de opkomst van mobiele netwerken, heeft de Internet of Things een grote vlucht genomen. Wij vinden het nu heel normaal overal ter wereld met ons mobieltje, tablet of laptop onderling te communiceren en data te versturen, waar en wanneer wij maar willen. IoT ontwikkelt zich op dezelfde manier, alleen gaat het daarbij niet om smartphones of tablets maar om objecten, sensoren, producten, machines etc. Binnen het wereldwijde mobiele netwerk zijn speciale frequentiebanden voor objecten (things) gereserveerd, zodat geprofiteerd kan worden van de bestaande bewezen infrastructuur. IoT via het mobiele netwerk lift dus automatisch mee met bijvoorbeeld de volgende stap van 4G naar 5G. Een ander fenomeen waardoor IoT een vlucht heeft genomen zijn de ontwikkelingen binnen de elektronica-industrie. De eerste voorloper van de transistor, de elektronenbuis, zag zijn introductie al in 1907. In 1947 is de eerst werkende transistor in Bell labs gerealiseerd. De transistor is weer de basis voor IC integrated circuits, in de volksmond ook wel chips genoemd. IC’s worden in vele elektronische producten gebruikt als bijvoorbeeld computers, smartphones maar ook thermostaten, automobielen etc. Volgens de wet van Moore verdubbelt het aantal transistors per mm² elk jaar. Wat wij daar van merken is dat computers en elektronische producten steeds krachtiger worden met een toenemende geheugencapaciteit. Ter illustratie, een gemiddelde iPhone heeft 100.000 meer rekenkracht dan de ruimtecapsule Apollo 11 uit 1969. Naast een toenemende rekenkracht, zijn de IC’s ook steeds energiezuiniger geworden, waardoor systemen steeds langer op batterijen autonoom kunnen functioneren of door zonnecellen gevoed kunnen worden. Elektronica wordt zelfs zo zuinig dat sensorsystemen gevoed kunnen worden met energie uit de omgeving, zoals RF-straling, thermo energie of licht. Deze technologie zal de komende jaren doorzetten en IoT nog meer een boost geven.

Klantcase VConsyst, de ondergrondse containers

Vrijwel sinds de oprichting van SallandElectronics hebben wij ons beziggehouden met systemen die op afstand beheerd moesten worden. Een van onze eerste klanten was VConsyst uit Genemuiden, leverancier van ondergrondse containers. Deze ondergrondse containers moesten op afstand kunnen communiceren door de invoering van Diftar midden jaren 90. Diftar staat voor gedifferentieerd tariefstelsel. Diftar was geïnitieerd omdat gemeentes wilden overschakelen naar het principe van de vervuiler betaald. De burger moest dus gaan betalen voor de hoeveelheid afval dat wordt aangeboden. Voor de ondergrondse containers moest er dus een registratie en toegangsverleningssysteem komen om dat mogelijk te maken. Wij hebben destijds voor VConsyst 30 pilotsystemen ontwikkeld. Doel was demonstreren van het systeem op een beurs en in het verlengde daarvan het kunnen houden van eerste pilots. Het systeem was gebaseerd op een PC/104 board, modem, dragerprint en een maatwerk bedieningspaneel. Op locatie moest netspanning en een vaste dataverbinding aangelegd worden. Hierdoor was het mogelijk om de systemen uit te lezen om bijvoorbeeld het aantal stortingen per gezin te registeren en het systeem te voorzien van een zg. whitelist. Een whitelist bevat de pasnummers van de bewoners die op een locatie mogen storten. Aan de hand van het aantal stortingen werd er gefactureerd. Een van de eerste gemeente was Apeldoorn, daar werden 250 containers geplaatst. De WMS I was de eerste generatie toegangsverleningssystemen voor de ondergrondse containers van VConsyst. Tot en met de 4^e generatie (WMS IV), werd gewerkt met een vaste voeding en een bedrade dataverbinding.

In dezelfde periode van de opkomst van Diftar vonden de ontwikkelingen plaats van het mobiele gsm-communicatienetwerk. Onder andere 2G was uitermate geschikt voor machine-to-machine (M2M) oplossingen. Rond 2003 is besloten om de 5^e generatie WMS-systemen te gaan ontwikkelen op basis van een batterijvoeding en communicatie via het 2G GSM mobiele netwerk. Deze keuze werd ook ingegeven door het feit dat de kosten voor het aanleggen van een netspanning en dataverbinding op locatie in de loop der jaren fors opliepen. In 2005 zijn deze systemen voor het eerst geïntroduceerd. Dat ging niet zonder slag of stoot, het toepassen van speciale lithium batterijen en communicatie via het 2G netwerk hebben de nodige hoofdbrekens gekost. Ook het goed beveiligen van de batterijen en de juiste antenne lay-out hebben tot de nodige leermomenten geleid. Omdat de M2M markt in ontwikkeling was ging het werken met de telecomproviders en uitrol procedures met vallen en opstaan. Om een klein voorbeeld te geven, de M2M SIMS’s moesten door de provider geleverd worden zonder pincode. Echter week dat af van de normale procedure en werd er regelmatig met en zonder een pincode geleverd (de welbekende 0000). Dit had tot gevolg dat op locatie met een mobiel toestel de pincode van de SIM handmatig uitgezet moest worden. Voordat dit vastgesteld was, waren al meer dan 250 systemen in het veld geleverd, met dus veel extra werk als gevolg.

Na 2006 deed de Chiplock generatie zijn intrede (CL-x.x). Deze kwam met een batterij en zonnecel uitvoering, beide voorzien van een revolutionaire nieuw display technologie, namelijk een bistabiel LCD display (de technische benaming is Chlorestic Liquid Crystal ChLCD). Het bistabiele display is extreem energiezuinig, want alleen bij verandering van de tekst is energie nodig en de tekst blijft staan als er geen spanning aanwezig is. Met name het verlengen van de levensduur van de batterij vraagt om energiezuinige oplossingen. Onder andere door toenemende concurrentie moest de total cost of ownership (TCO) omlaag.

Inmiddels is de nieuwste generatie op de markt gekomen onder de aanduiding CL-4.0. De kenmerken van deze generatie zijn; energie efficiënt en modulaire opzet. Het bi-stabiele display is vervangen door een kleuren LCD. Door de voortschrijdende stand der techniek is het verbruik van dit type displays sterk verlaagt. Tevens zijn er meerdere leveranciers, dus geen vendor lock en met een gunstigere total cost of ownership. Door de modulaire opzet van het systeem is deze toekomstbestendiger. Voor met name de mobiele communicatie kan snel omgeschakeld worden naar de nieuwste ontwikkelingen, zoals bijvoorbeeld MTE-M of NB-IoT. Het systeem heeft bluetooth draadloze communicatie, waardoor het in bedrijfstellen, onderhoud en diagnose ter plaatse, veel efficiënter verloopt. Het systeem is tevens geschikt gemaakt voor betalen met je smartphone. Naast de gekozen hardware modulariteit kennen wij al jaren modulaire software in de vorm van herbruikbare bouwblokken, wij noemen dat atomic embedded modules (AEM). Door de modulaire opzet, is het mogelijk snel varianten van het huidige systeem te maken, bijvoorbeeld een uitgeklede versie waardoor de time-to-market wordt verkleind. Een ander voordeel zijn de lagere ontwikkelrisico’s door hergebruik van hard- en softwaremodules.

De ontwikkelingen gedaan voor VConsyst de afgelopen 23 jaar laten mooi zien hoe de techniek zich ontwikkelt en de generaties elkaar opvolgen. Van eerste generatie, naar energiezuinig en draadloos, naar verlagen TCO en modulaire bouwblokken met als doel flexibiliteit en het verlagen van de time-to-market.

Ons eigen platform, The ThingsWay

Al onze ervaringen van de afgelopen jaren hebben wij geïnventariseerd en deze hebben geleid tot een eigen platform voor IoT. SallandElectronics brengt dit op de markt onder de naam ThingsWay. The ThingsWay is een samentrekking van Things en Gateway en combineert diverse sensoren, in- en uitgangen met directe communicatie naar het mobiele netwerk. Hierdoor is een gateway overbodig. Bedrijven kunnen heel snel aan de slag met IoT en ons streven is: “connected in one day”. De ThingsWay is snel aan te passen aan de wensen en eisen van de klant. Als basis is een print ontwikkeld dat modulair uitbreidbaar is. Deze basisprint kan in een eigen behuizing ingezet worden, maar is ook beschikbaar in verschillende uitvoeringen Zo is er als eerste variant een waterdichte uitvoering voor buiten applicaties. Er is ook een Industriële uitvoering beschikbaar voor DIN-rail montage met veel meer aansluitmogelijkheden. Uniek is dat de ThingsWay vanuit de basis opzet energiezuinig is ontworpen waardoor jarenlange werking op een batterij gegarandeerd is. Tot ons dienstenpakket hoort ook het regelen van de SIM’s voor datacommunicatie. De door SallandElectronics geleverde SIM’s zijn een multi-provider, waardoor de bereikbaarheid en kosten zo gunstig mogelijk zijn voor de klant. Op deze manier hebben wij grip op het communicatie pad vanaf de cloud tot en met de ThingsWay. Voor dataverwerking en visualisatie in een cloud omgeving werken wij samen met Docksters, onderdeel van X-ICT uit Zwolle. Met dit totaalpakket is SallandElectronics in staat de complete keten van cloud tot en met connectiviteit voor een klant te verzorgen.

Aanpak IoT projecten

In de loop van de jaren is de projectaanpak ook flink veranderd. IoT succesvol toepassen binnen een onderneming is vaak een strategische keuze en kan voordelen bieden voor de hele bedrijfsketen. De juiste procesaanpak is cruciaal om tot succesvolle IoT implementaties te komen, vooral bij grotere organisaties. Beginnen met een zg. stakeholder (belanghebbenden) analyse om de functionele eisen boven tafel te halen, is een goede eerste stap. Vergeet daarbij vooral ook niet te kijken naar de voordelen van de klant van de klant. Een grote valkuil is te veel in een keer te willen, het is daarom belangrijk prioriteiten aan te brengen en een roadmap te ontwikkelen. Koppelen aan business cases helpen daar enorm bij, aangezien snel inzichtelijk is wat het meeste rendement oplevert, de zg. quick wins. Regelmatig maken wij mee dat de klant het heeft over big data, app’s voor jan en alleman terwijl er nog geen product aan het internet hangt en data genereert. Het is niet altijd noodzakelijk, maar een Proof of Concept in de beginfase is te overwegen om IoT tastbaar te maken voor beslissers of de ontwikkelrisico’s te reduceren. Het traject van eerste inventarisatie tot bestek (specificaties), noemen wij de conceptfase. Na de conceptfase start de ontwerpfase, waarbij hoe verder het ontwikkeltraject vordert de wijzigingskosten toenemen. Dat in tegenstelling tot de risico’s die in de conceptfase het hoogst zijn.