Talk in German. Abstract: Prospective end users new to IoT are overwhelmed with the vast number of offerings around IoT data brokerage, storage and analysis. This talk exemplifies some of the challenges that have to be met in real-world deployments, and why there is no one-size-fits-all IoT solution. We conclude that IoT solution providers in many cases need to consider PaaS solutions with customer-specific modifications.

1. © Zühlke 2015
Plattformen für das Internet der Dinge
Kennst Du eine, kennst Du alle?
Dr. Boris Adryan
Principal Consultant

2. Dr. Boris Adryan
§ seit 1. September bei Zühlke (Deutschland)
§ langjähriger IoT-Enthusiast
§ Gründer von thingslearn Ltd.
§ Board Member & Strategic Advisor bei
PyCom, BioSelf, OpenSensors
§ davor: Leiter einer wissenschaftlichen
Arbeitsgruppe im Bereich Machine Learning
und Data Analytics an der University of
Cambridge, England
@BorisAdryan

3. Sensor
Aktuator
Funk
Gateway
Cloud - the magic
happens here
I’m somebody else’s
computer.J
Internetverbindung
Funk
Ich spreche WiFi.
Messdaten
Kommandos
…und ich ein
Smart-Phone
on off
Internet-
verbindung Ich gehöredem Netzbetreiberund
weiß, wann der Strom billigerist.
Komme vom DWD und
habehistorische
Wetterdaten
Ich kenneDein Auto.
Du bist bald zu Hause!
„open data"
Infrastruktur
andere Firmen
Ich bin eine
Heizung.

4. Ding BenutzerPlattform
Sensor
Aktuator
Verteilung
Speicherung
Analyse
Web / mobile App
andere
Dienste
Die Plattform ist ein elementarer
Bestandteil einer IoT-Lösung.

5. Potentielle Szenarien
Ding „eigene” Komplettlösung
lokal (beim Gerät)
on-prem (Dienstleister)
Benutzer
Cloud-Lösung
Ding
Ding
Ding
Ding
Ding „eigene” Software-Lösung
Platform-as-a-Service
Software-as-a-Service
Stichwort: SMACK Stack
AWS IoT
Azure IoT
Viele, viele!
Weithin vermarktet
als „IoT-Plattform“.
Thema heute!
Benutzer
Benutzer
Benutzer

6. IoT und Cloud
SaaS
PaaS
big data
stack
billig, wenn Zeit
und Fähigkeit
vorhanden
leichter zu
erlernen
flexibler!
weniger
Fummelei
komplette
Kontrolle
einfach in der
Benutzung

7. EVRYTHNG - AWS IoT
Manche SaaS IoT-Plattformen setzenauf
öffentliche PaaS auf, z.B. ist
Infrastructure-as-a-Service
Platform-as-a-Service
Software-as-a-Service
Begriffsklärung von
Service-Angeboten
unser Angebot - Azure IoT
“schlüsselfertige” Hardware
vorgefertigte, aber zumeist
unkonfigurierte Software-Module
für Entwickler
zum Teil vorgefertigte
Komplettlösungen

8. Wo aber sollen SIE einsteigen?
Und worauf sollten Sie achten?
Nun, es kommt drauf an…
Konsumgüter mit
Internetverbindung

9. Die Qual der Wahl für
Projektmanager und Entwickler:
PaaS
IoT-Plattform
AWS IoT
Azure IoT
IBM/Watson IoT
Cisco IoT System
Google Cloud for IoT
Salesforce IoT Cloud
General Electric Predix
Oracle Integrated Cloud
SAP HANA IoT Services
Xively
Carriots
Ubidots
EMonCMS
EVRYTHING
Thingworx
Tinamous
Opensensors
Thingspeak
Gemalto
Exosite
Eyehub
Particle
Electric Imp
WyzBee
Thinger
SmartLiving
MTSIoT
CreatorIoT
PlatONE
ParStream
SmartThings
PubNub
data@sparkfun
...
SaaS

10. Angebotsanalyse ist ein trockenes Geschäft...

12. Ihr Bedarf bestimmt, was
eine “gute” Plattform ist!
Mögliche Schwerpunkte:
Die Auswahl einer PaaS und/oder SaaS-Plattform
ist eine kritische Entscheidung!
•Weiterleitung
•Speicherung
•Datenanalytik
•Web Interface
•Standards
•APIs
•u.v.a.
Funktionen
Verwendung
Kosten
•Funktionalität
•Messages
•Storage
•Konzept
•Sprachen
•Flexibilität
Entwicklung

13. Minimale Lösung: “Dump
über http”-as-a-Service
Ablegen der Daten mit
http://yanza.com/post&mydevice&temp=21.3
http://yanza.com/?mydevice
liefert: mydevice=20160907095123&temp=21.3
Fehlt Ihnen etwas?
(Zeitstempel
letzter Datensatz)

14. Wo bleibt die Sicherheit?
• http post kann einfachst abgehört werden
• jeder kann eine ID erraten und abfragen
• jeder kann ‘mydevice’ als ID benutzen und
neue Daten schreiben
Ihre Antworten, die wir
sehen wollten...
Ältere Datensätze nicht abrufbar
Keine anderweitige Funktionalität
http-Verbindung sicherlich langsam

15. Dies ist nicht der große
c‘t Plattform-Test!
PaaS
AWS...
Azure...
IBM...
SaaS
Ubidots
Exosite
OpenSensors
...
Kosten
Proto-
kolle
Device
Manager …
Anekdoten, Fallbeispiele,
etc.
-
Wie haben andere etwas
gemacht? Was würde
Zühlke empfehlen?

16. Muß denn überhaupt
„IoT“ draufstehen?
Beispiel: SunSprite Wearable
§ 1 Messung/Minute von
Helligkeit (Lux) und UV-Index
§ Gerät speichert Daten von bis
zu einer Woche zwischen
§ Synchronisierung über BLE
§ Visualisierung in App
§ Langfristige Speicherung und
agglomarative Analytik in der
Cloud

17. Ding
Smart-
Phone
Plattform
Sensor Visualisierung Speicherung
API-Zugriff

18. Mobile backend-as-a-Service
SunSprite ist ein Startup.
Kriterien:
§ Schnelle Entwicklung
§ Option zur Skalierung
§ keine “Kostenfalle”

19. Skalierung
horizontal:
mehr Benutzer, Geräte, Datenpakete –
also mehr I/O, Speicher, Compute
vertikal:
mehr Funktionalität, bessere
Anpassung an spezielle Fälle, Option
zum Experimentieren mit Business
Modellen

20. © Zühlke 2015
Zühlke unterstützt Kunden bei
Innovationen

21. © Zühlke 2015
wettbewerbsdifferenzierendStandard
Für die meisten IoT-Lösungen, die Zühlke
baut, kommt PaaS zum Einsatz.

22. © Zühlke 2015
PaaS bewahrt davor, das Rad neu zu
erfinden
… schaffen keinen Business-Wert, sind aber Zeitfresser:
§ Server-Infrastruktur
§ Skalierungsmechanismen
§ Deployment-Fragen
… überlässt man besser Spezialisten:
§ Message Broker
§ Datenbanken (RDBMS und NoSQL)
§ Web Frameworks
Manche Dinge…

23. © Zühlke 2015
PaaS gibt Entwicklern Flexibilität
SaaS PaaS IaaS
das richtige Maß an
Customizing statt
Lösungsdesign erlaubt
Fokus auf fachliches
Problem
Risiko:
„Programmieren
in Pop-up-Boxen“ erfüllt
Entwickler nicht.
Hohe Produktivität, wo
Plattform gut passt.
Volle Kontrolle, wo
Sonderlösung benötigt
wird.
Risiko:
Not-invented-here-
Syndrom verfehlt
Produktivitätsziel
Entwickler haben volle
Kontrolle über den
gesamten Stack,
angefangen beim OS.
Risiko:
Ressourcenverlust
durch wiederholte
Evaluation von Tools,
Frameworks,
Komponenten

24. Warum gibt es dann die
ganzen SaaS-artigen
IoT-Plattformen?
§ Nicht jedes Budget erlaubt die Erstellung einer
PaaS-basierten Lösung.
§ Bei genau definierten Anwendungen kann der
Endkunde selbst auf die Plattform zugreifen –
als IT-Dienstleister übernehmen wir nur die
Konfiguration.
§ Für schnelles Prototyping erlauben diese
Plattformen einen einfachen und meist
kostenlosen Einstieg.

25. Begrüßungsbildschirm bei Ubidots
Warum mehr investieren, wenn der Kunde genau nur
diesen einen Scatter-Plot braucht?

26. „Open Data“ bei OpenSensors

27. Hübsch, aber eben nicht anpassbar

28. OpenSensors mit Node-RED
§ Vorteil: Bequeme Integration
eigener und öffentlicher Daten.
§ Nachteil: Datentransfer und
Compute nicht auf der Plattform.

29. IoT-Mashups sind durchaus eine
Lösung – manchmal

30. Heimautomatisierung mit Thingspeak
zu Bewundern bei Masanori Fujita,
Director Solution Center IoT bei
Zühlke
Sensoren
Arduino
Raspberry Pi
Photovoltaik

31. Datenlogging auf Twitter
Sensoren
Arduino
Raspberry Pi
Photovoltaik

32. Entscheidungen, Entscheidungen, ...
Masa, warum hast Du eigentlich Thingspeak
ausgesucht?
Weil es eine sehr einfache Möglichkeit war,
Visualisierung zu bekommen.
Und wie kriegst Du die Daten da rein?

33. Die Protokoll-Frage!
Streiten über die wichtigste Nebensache im IoT.

34. Begriffsklärung
Physikalische Ebene:
Hardware und wie die Information
physikalisch übermittelt wird
Logische Ebene:
Wie die Information verpackt wird
und zu ihrem Ziel findet
Architektur
der Lösung
Informations-
Architektur

35. Physikalische Ebene
Funk-/Bus- Kommunikation mit einem
immer verfügbaren lokalen Gateway
Funkkommunikationder Devices mit einem
temporären/mobilen Gateway
§ zum Gerät: BLE
§ zur Plattform: Mobilfunk, WiFi
§ zum Gerät: klassiche Field-Bus-Systeme,
ZigBee, LoRaWAN, 6LoWPAN, etc.
§ zur Plattform: Ethernet, (V)DSL, Mobilfunk
OSI-Layer 1-3

36. Logische Ebene
Web-Protokolle
OSI-Layer 4-7
IP (v4, v6)
TCP, UDP, TLS/SSL
Application Layer
IoT-Protokolle
HTTP, HTTPS, Sockets MQTT, CoAP, AMQP,
XMPP, OPC UA

37. XML
HTTP
TLS
TCP
raw
CoAP
DTLS
UDP
riesiger overhead
lesbarer Text binär
wie TLS, aber robuster bei
schlechter Verbindung
geschwätzig und
redundant
„fire & forget“
Ist das akademisch oder wirklich
praxisrelevant?
HTML+XML
(wie bei Thingspeak) CoAP+Rohdaten

38. Ein schwergewichtiges Protokoll kann viel –
erzwingt manchmal aber auch eine gewisse
Hardware
OPC UA
zu teuer für Standard-
Haushaltsgeräte
wäre aber praktikabel
mit einem Gateway
Hypothetisches Beispiel:

39. Andersherum geht es auch: ein passendes
Protokoll für jede Leistungsklasse
leistungsstarker Rechner
permanente Verbindung
leistungsschwacher Rechner
transiente, n 1 schnelle
Verbindungen
leistungsschwacher Rechner
sporadische, langsame Verbindung
AMQP
MQTT
CoAP

40. Andere Leistungsmerkmale bei
IoT-Plattformen in diesem
Zusammenhang
• Verwaltung von Geräten und Gerätestatus (Batterie,
online, „last seen“, ...)
• Logische Organisation von Geräten passend zur
Topologie (Standorte, funktionelle Gruppen, „Topics“, ...)
• unterstützte Protokolle für die Anbindung der Geräte
• Libraries oder Komponenten für die Device-Seite (z.B.
Microsoft bietet SDKs für den Azure IoT Hub an)

41. Benutzer
Plattform
andere
Dienste
Wie generiert man Mehrwert?
API?
Visualisierung?
§ Datenverarbeitung?
§ in Echtzeit?

42. Predictive Maintenance mittels großer
Datenmengen und Machine Learning
Es kommt auf die Daten an, und was mit
ihnen geschehen soll...
ü Verarbeitung in der Plattform
ü idealerweise in Echtzeit
Das Verschieben in eine andere Infrastruktur zum Zweck
der Verarbeitung sorgt für unnötigen Datenverkehr. Im
Zweifelsfall geht die Nachricht „Besser abschalten!“
schneller über die Leitung als die Rohdaten.

43. Es kommt auf die Daten an, und was mit
ihnen geschehen soll...
Statusmeldungen und Kontrolle und
in einer App für Endkunden.
ü Zugriff der App über API
ü Device-spezifischer API-Key
ü Plattform muss „unsichtbar“ sein
Für den Endkunden sollte die Plattform komplett transparent
sein. Beim Versuch die API-Kommunikation zu entschlüsseln
sollte der Endkunde maximal Kontrolle über sein eigenes
Gerät erhalten können.

44. Es kommt auf die Daten an, und was mit
ihnen geschehen soll...
Übersichtsdiagramme und Analysen in
externen Business Intelligence-
Programmen
ü Konzeption und Anzeige von
Dashboards
ü einfacher Export von Daten
ü Benutzer sollte Konfiguration nicht
versehentlich editieren können
Der Benutzer braucht hier eine intuitive Oberfläche für das
Erstellen von Grafiken und die Option, ausgewählte Daten in
einer lokalen Umgebung zu speichern.

45. Bequemlichkeit ist ein valider Punkt, sich
für eine Plattform zu entscheiden.
ü Prototyping und PoC
sind damit schnell
gemacht.
Aber: In beiden Fällen ist man zur
Benutzung der dedizierten
Plattform gezwungen!

46. Manche Plattformen bieten einen
einfachen Zugang zum Massenmarkt
Hier haben Sie mit der Software nichts mehr zu tun:
Die Integration erfolgt über die Hardware.
115 Millionen Events
am Tag.

47. Allerdings ist der Massenmarkt auch
anfällig für Befindlichkeiten!
„Werden meine Daten auch nur
in Deutschland gespeichert?“
„Ist das aber auch GARANTIERT sicher?“
Die Festlegung auf einen Standort sowie die vollständige Kontrolle
über den Datenfluss haben Sie nur mit einer PaaS-Lösung.

48. Zusammenfassung
Das Feld der IoT-Plattformen ist riesig und wird
mittelfristig eher noch undurchschaubarer.
Sollte eine Software-as-a-Service –Lösung für
Sie in Frage kommen, kann man gut nach dem
Ausschlussprinzip vorgehen.
Für geschäftskritische Anwendungen wird man
oft nicht um die Anpassung einer Platform-as-a-
Service –Lösung herumkommen.
Zühlke kann Ihnen bei der Bedarfsanalyse und
Implementierung helfen.

49. Danke für Ihre
Aufmerksamkeit! Dr. Boris Adryan
@BorisAdryan
boris.adryan@zuehlke.com
Bitte beachten Sie auch
unseren IoT-Workshop
am Freitag!