OSGi für IoT-Lösungen:eine perfekte Ergänzung

Milliarden vernetzter Geräte, eine Vielzahl von Kommunikationsprotokollen und unterschiedlichste Domänen – das IoT ist ein sehr vielfältiges, facettenreiches Feld. Diese Komplexität muss bei der Entwicklung von IoT-Anwendungen berücksichtigt werden. Darüber hinaus entwickelt sich das IoT-Ökosystem ständig weiter:Neue Geräte, Anwendungen und Funktionen entstehen, während andere veraltet sind. Dies schafft ein herausforderndes Umfeld für Unternehmen und Entwickler gleichermaßen.

Angesichts dieser Vielfalt sind Interoperabilität und die Fähigkeit, Daten zwischen Lösungen auszutauschen, von entscheidender Bedeutung. Mit einem standardbasierten Ansatz will OSGi genau das erreichen. Die wichtigsten Ziele von OSGi? Reduzieren Sie die Komplexität, sorgen Sie für zukunftssichere IoT-Lösungen und stellen Sie ein gemeinsames Framework bereit, das allen Entwicklern zugänglich ist.

Modularität und Abstraktion reduzieren die Komplexität im IoT

Die OSGi Alliance spezifiziert ein Allzweck-Framework namens OSGi-Framework. Obwohl dieses Framework viele Facetten hat, sind im IoT-Kontext zwei Aspekte entscheidend:seine Modularität und die Abstraktionsschicht.

Kai Hackbarth

Kai Hackbarth ist seit Juli 2016 als Evangelist bei Bosch.IO (ehemals Bosch Software Innovations) tätig. Zuvor war er bei ProSyst Software tätig, die Bosch 2015 übernommen hat. Kai Hackbarth spielt eine zentrale Rolle bei der technischen Standardisierung in der OSGi Alliance, of dem er auch als Verwaltungsratsmitglied angehört. Von 2008 bis 2018 war er Co-Chairman der OSGi Residential Expert Group. der Over-the-Air-Special Interest Group. Darüber hinaus koordiniert Kai Hackbarth verschiedenste Forschungsprojekte zum Internet der Dinge (IoT). Er ist spezialisiert auf Smart Homes, Automobilanwendungen und das IoT.

Das OSGi-Framework folgt einer modularen Servicearchitektur, was bedeutet, dass Anwendungen in verschiedenen Bundles modularisiert werden, wodurch die gemeinsame Nutzung von Services über verschiedene Anwendungen hinweg ermöglicht wird. Das Aufteilen einer Anwendung in Bundles hilft, Ressourcen zu sparen und den Code zu verwalten. Darüber hinaus erleichtert es das Aktualisieren von Teilen einer Anwendung. Sie müssen nicht den vollständigen Antrag überprüfen, um Änderungen vorzunehmen; Sie aktualisieren einfach ein bestimmtes Bundle. Die Verwendung des OSGi-Frameworks ermöglicht es Entwicklern in verschiedenen Teilen der Welt auch, effektiver zusammenzuarbeiten. Dank seines modularen Aufbaus kann es den individuellen Code verschiedener Personen problemlos integrieren.

Unternehmen können mit dem OSGi-Framework klein anfangen und gleichzeitig die Zukunftssicherheit ihrer Lösungen sicherstellen. Sie können jederzeit neue Funktionen hinzufügen und ihre Lösungen im Laufe der Zeit weiterentwickeln. Darüber hinaus sind sie in der Lage, ihre Lösungen an den vielfältigen und sich ständig ändernden Bedürfnissen ihrer Kunden auszurichten. Kurz gesagt, das Framework ermöglicht es Unternehmen, die Komplexität zu bewältigen, die mit IoT-Lösungen einhergeht.

Der andere entscheidende Teil ist die Abstraktionsschicht. Es ermöglicht Ihnen, Geräte von ihren Kommunikationsprotokollen zu abstrahieren. Einfach ausgedrückt müssen sich Entwickler nicht mit den Besonderheiten der verschiedenen Protokolle auseinandersetzen. Die Geräteabstraktionsschicht konsolidiert die verschiedenen Protokolle in einer Schnittstelle innerhalb des OSGi-Frameworks.

Das alles klingt toll? Dann schauen wir uns an, was die reale Welt über OSGi zu sagen hat.

OSGi-Anwendungsfälle im IoT

Smart Home

Über OSGi

OSGi wurde 1999 gegründet und stand ursprünglich für Open Services Gateway Initiative und konzentrierte sich auf die Interoperabilität in vernetzten Häusern. Im Laufe der Jahre stellte sich jedoch heraus, dass der Anwendungsbereich viel breiter war. Heute spezifiziert die OSGi Alliance ein universelles Framework, das in eingebetteten Geräten, Enterprise Application Services wie IBM WebSphere sowie der Eclipse IDE verwendet wird.

Der Smart Home-Markt ist sehr vielfältig, viele verschiedene Player bieten ihre eigenen Lösungen an. Diese Lösungen sind meist auf spezifische Aufgaben und Anwendungsfälle ausgerichtet. Während ein Produkt die Automatisierung erleichtern kann, benötigen Sie möglicherweise ein ganz anderes, wenn es um die Überwachung bestimmter Aspekte Ihres Hauses geht, und ein weiteres, wenn es um die Sicherheit geht. Dies ist als Plus zu sehen:Durch die Konzentration auf eine bestimmte Aufgabe können Unternehmen sicherstellen, dass ihre Produkte die Bedürfnisse ihrer Kunden erfüllen.

Das Problem ist jedoch, dass viele dieser Produkte proprietär sind. Meistens benötigen Benutzer bestimmte Apps, um mit ihren Geräten zu interagieren. Was noch schlimmer ist, ist die Tatsache, dass Benutzer ohne zentrales Gateway auf eine Vielzahl von Apps angewiesen sind, um ihre Geräte zu bedienen.

Ein beispielhafter Anwendungsfall von OSGi in Smart Homes ist QIVICON des deutschen Telekommunikationsunternehmens Deutsche Telekom. Diese Plattform vereint verschiedenste Smart-Home-Geräte unterschiedlicher Marken unter einem technischen Dach. Mit anderen Worten, die Deutsche Telekom entwickelt ein Ökosystem, an dem sich Partner beteiligen können. Sie definieren und stellen eine Basisarchitektur bereit, die alle Partner verwenden können. Für die Konnektivität zu den Geräten ist gesorgt und die Partner erhalten ein Software Development Kit, damit sie eigene Anwendungen entwickeln können. QIVICON wird auch mit den erforderlichen Teilen für die Remote- und Geräteverwaltung sowie die Softwarebereitstellung mit dem Bosch IoT Remote Manager und der Bosch IoT Gateway Software geliefert.

In diesem Zusammenhang hilft das OSGi-Framework, Geräte zu verbinden, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwenden. Darüber hinaus bietet es eine gemeinsame Basis für Entwickler. Sie können auf dem Framework Anwendungen erstellen, die mit allen Geräten der QIVICON-Plattform arbeiten, sodass Sie beispielsweise die Beleuchtung in Ihrem Haus steuern oder die Temperatur ändern können.

Der modulare Aufbau von OSGi ermöglicht es auch, spezifische Teile der Plattform zu adressieren. Nehmen wir an, es gibt ein Update, das auf ZigBee-Geräte ausgerichtet ist. In diesem Fall müssen Sie kein Update auf die gesamte Plattform ausrollen – Sie aktualisieren einfach das Softwarepaket, das sich mit ZigBee-Geräten befasst, ohne die anderen Partner im QIVICON-Ökosystem zu beeinträchtigen.

Industrielles IoT

Eine große Herausforderung für viele Hersteller sind lange Innovationszyklen. Maschinen sind oft jahrzehntelang im Einsatz und es braucht viel Aufwand und Ressourcen, um sie den Anforderungen von Industrie 4.0 gerecht zu werden. Viele Maschinen sind daher noch nicht vernetzt, was einen enormen Bedarf an Retrofit-Lösungen schafft.

Ein Problem, das Bosch Rexroth mit seiner Software IoT Gateway lösen will, mit der sich bereits installierte Maschinen ebenso anbinden lassen wie neue Maschinen. Eine standardisierte Konnektivitätsschicht auf Basis von OSGi hilft dabei, die verschiedenen Technologien interoperabel zu machen. Da Bosch Rexroth eigene Java-Anwendungen auf dem OSGi-Framework aufgebaut hat, kann Bosch Rexroth Services wie Predictive Maintenance oder Data Analytics anbieten. Mit einem CISS-Sensor können Sie beispielsweise den Zustand einer Maschine überwachen und die Temperaturentwicklung messen. Dank OSGi ermöglicht die IoT-Gateway-Software, die Status- und Temperaturinformationen miteinander zu korrelieren und anschließend Rückschlüsse zu ziehen. Bosch Rexroth bietet auch ein SDK, mit dem Entwickler Anwendungen nach ihren spezifischen Anforderungen erstellen können.

Zusätzliche Domains

Eine Branche, die von OSGi profitiert, sind vernetzte Autos. In diesem Zusammenhang erleichtert es die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und die Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation. In diesem Bereich gibt es verschiedene Anwendungen, die auf Sensorinformationen angewiesen sind. Bosch Automotive Aftermarkets zum Beispiel nutzt OSGi nicht nur für nutzungsbasierte Versicherungsanwendungen, sondern auch für Leasingunternehmen.

OSGi kann auch im Gesundheitssektor eingesetzt werden. Anbieter medizinischer Geräte könnten OSGi-Gateways verwenden, um sich mit ihren Geräten zu verbinden – zum Beispiel Infusionspumpen. Es würde ihnen helfen, den Einsatz der Pumpen in Krankenhäusern zu überwachen und auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse Wartungsprozesse zu optimieren. OSGi würde auch eine standardisierte Möglichkeit bieten, Software-Updates für diese Geräte bereitzustellen.

Mehr Transparenz für weniger Komplexität im IoT

In einem so vielfältigen Bereich wie dem IoT ist Interoperabilität von entscheidender Bedeutung. Genau das will OSGi mit seinem standardbasierten Ansatz erreichen. Es vereinfacht das Leben von Entwicklern und Unternehmen erheblich, indem es die Komplexität des Prozesses reduziert und die Realitäten der IoT-Lösungsentwicklung berücksichtigt.

Allerdings ist Software heute so komplex, dass offene Standards allein möglicherweise nicht ausreichen. Eine Kombination aus offenen Standards und Open Source zur Implementierung von IoT-Standards könnte der Schlüssel zur Förderung einer schnellen Einführung der IoT-Technologie sein. Diese Kombination vereint das Beste aus beiden Welten; Entwickler und Unternehmen bündeln ihre Kräfte, um IoT-Lösungen zu entwickeln.