Convention over Configuration in IIoT

Zusammenfassung

Mit Hilfe von SGr Funktionsprofilen und einer für Home Assistant optimierten Architektur, haben wir aufgezeigt, dass das Convention over Configuration Paradigma in den IIoT Home Assistant Kontext integriert werden kann. Damit diese Ansatz weiter etabliert werden kann, müssen SGr Funktionsprofile eine Vielzahl an IIoT Geräten abdecken und weitere Protokolle unterstützen.

Schlüsselbegriffe

• Convention over Configuration
• Industrial IoT
• Home Assistant

Zielsetzung

Da sich der Konfigurationsprozess von IIoT Systeme als komplex gestaltet, weil Konventionen und Standards fehlen, soll untersucht werden, wie solche Standards veröffentlicht, publiziert und im Software-Engineering angewendet werden. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage für den Entwurf einer automatisierten Integration von IIoT Systemen in ein CEM basierend auf Home Assistant

Ausgangslage

Im Konfigurationsprozess für IIoT Sensoren für die Energiemessung sind folgende Pain-Points vorhanden:

• Gerätespezifikationen und Dokumentation müssen gesucht und analysiert werden.
• Eine Protokoll- und Gerätespezifische Integration oder Library wird benötigt.
• Verbindungsinformationen und Datenpunkte müssen manuell konfiguriert werden.
• Aufgrund von fehlenden Standardeinstellungen ist die Fehleranfälligkeit für neue Konfigurationen hoch.
• Der ganze Konfigurationsprozess muss manuell durchgeführt werden und ist zeitintensiv.
• Es wird Protokoll und gerätespezifisches Domänenwissen benötigt.

Ergebnisse

Um das Convention over Configuration Paradigma in Home Assistant zu integrieren, wurde eine Architektur für eine Home Assistant Integration erarbeitet, welche es ermöglicht, SmartGridready Geräte ohne zusätzliche Konfigurationsangaben zu integrieren. Da kein Zugang zu IIoT Geräten und Messdaten bestand, wurde für die unterschiedlichen Geräte Typen ein Mock-Mechanismus erarbeitet, welcher das Verhalten der Energiemessung emuliert.

• Die SmartGridready Spezifikationen können als Konventionen verwendet werden.
• SmartGridready Geräte lassen sich ohne Expertenwissen und Konfiguration Integrieren.
• Für die integrierten Geräte werden die Datenpunkte, Messwerte und Einheiten automatisch ermittelt und aufbereitet.
• Device Discovery Funktionalitäten wie Zeroconf komplementieren das Convention over Configuration Paradigma indem dynamische Geräteinformationen wir Hostnamen und Ports automatisch erkannt werden.

Projektdaten

• Projektdauer: 20. Februar 2023 - 18. August 2023
• Aufwand in Personenstunden: 720h
• Teamgrösse: 2 Personen

Auftraggeber

Fachhochschule Nordwestschweiz
Hochschule für Technik
Bahnhofstrasse 6
5210 Windisch

Institut für Mobile und Verteilte Systeme
Prof. Dr. Jürg Luthiger

Projektteam

• Jeffrey Honold (Informatik)
• Nicola Suter (Informatik)

Kontakt

Jürg Luthiger juerg.luthiger@fhnw.ch

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