Protocol Stacks

Das Kerngeschäft von STACKFORCE konzentriert sich auf die Entwicklung und Implementierung von Protocol Stacks für verschiedene IoT-Anwendungsfälle. Unsere Stacks unterstützen moderne, drahtlose Kommunikationstechnologien wie das bewährte wireless M-Bus Protokoll und die Low Power Wide Area Network Technologien mioty®, LoRaWAN® und Sigfox. Unser Ziel ist es, die optimale Konnektivität Ihres IoT-Netzwerks zu unterstützen! Unsere Stack-Lösungen können direkt in Ihre Produkte integriert und als Komponenten für bereits existierende oder neu aufzustellende Netzwerke verwendet werden. Für eine einfache Integration und den Betrieb in Ihrem Netzwerk können wir auch einige passende IoT Software-Lösungen sowie Hardware und Tools anbieten.

Standard Protocol Stacks - Product Overview
Unsere Stack Broschüre zum Download

Protocol Stacks - standard versionen

wM-Bus and OMS Logo

Der wireless M-Bus Protocol Stack ist konform zum wireless M-Bus  / OMS Standard und verfügt zusätzlich über professionellen Support. Er überzeugt mit einem geringen Verbrauch, sowie exzellenter Modularität und Skalierbarkeit bei gleichzeitig hohem Funktionsreichtum.

wireless M-Bus Stack

mioty Logo

Der mioty® Protocol Stack ist eine effiziente und insbesondere robuste sowie skalierbare Lösung für moderne IoT Konnektivität. Er implementiert die innovative Technologie des Telegramm Splitting und setzt damit neue Maßstäbe im Bereich der drahtlosen Datenübertragung.

LoRaWAN Logo

Der Industrial LoRaWAN®  Protocol Stack ist eine Weiterentwicklung des Open Source LoRaWAN® Stack. Er ist auf eine leistungsfähige industrielle Nutzung in komplexen Umgebungen mit hohen Anforderungen an die Sicherheit bei gleichzeitig maximaler Performance abgestimmt.

Unsere Multi-Stacks bieten die Möglichkeit, zwischen zahlreichen Stacks und Funkstandards wie z.B. mioty®, LoRaWAN®, wireless M-Bus, OMS, Sigfox u.a. zu wählen. Durch diese flexible Lösung erreichen Sie das Maximum an Nutzbarkeit wenn Sie Ihr Produkt mit dem Internet der Dinge (IoT) verbinden.

PROTOCOL STACK ARCHITEktur

Standard Protocol Stacks

FUNKTIONSWEISE EINES PROTOCOL STACKS

Ein Protocol Stack befähigt Geräte wie beispielsweise Sensoren oder Zähler, Daten per Funk zu übermitteln. Die Software wird Protocol Stack genannt, da diese zur besseren Abgrenzung und Wartbarkeit in Schichten – sogenannte Layer – aufgeteilt ist. Jede Schicht hat, abhängig vom jeweiligen, technologiespezifischen Protokoll, eine spezielle Aufgabe inne: z. B. den korrekten Kanalzugriff gemäß Regularien, die Adressierung von Empfängern, die Formatierung der Nutzdaten u.v.m.. 

Der Protocol Stack befindet sich für das Auge unsichtbar auf einem Mikrocontroller innerhalb des jeweiligen Gerätes. Über einen Funkchip oder eine im Mikrocontroller integrierte Funkschnittstelle ermöglicht er die drahtlose Übermittlung (z. B. unter Nutzung von Low Power Wide Area Network (LPWAN) Technologien) der ausgelesenen Gerätedaten an ein IoT-Netzwerk. Somit stehen die Daten einer Vielzahl von Geräten auch über größere Entfernungen hinweg in nutzungsangepassten Abständen bis hin zur Echtzeit für den Endanwender zur Verfügung.

anwendungsbereiche für protocol Stacks 

Protocol Stacks zielen auf die Automatisierung von zuvor manuell gesteuerten, meist operativen Prozessen ab. Da die Automatisierung in jedem Bereich stattfindet, haben Protocol Stacks ein breites Anwendungsspektrum und können für eine Vielzahl von Anwendungsfällen angepasst werden. Durch die großflächige Vernetzung von Geräten, die selbstständig miteinander kommunizieren, lassen sich zahlreiche Prozesse vereinfachen, besser steuern und beschleunigen.

Software-basierte Kommunikation ist daher in jedem Bereich einsetzbar. Das Anwendungsszenario bestimmt die passende Software. Mit unseren Standard-Produkten ermöglichen wir einen einfachen und komfortablen Einstieg, um Ihr IoT-Netzwerk mit Konnektivität auszustatten.

Mögliche Anwendungsszenarien
  • Zählerfernauslesung (Wasser, Gas, Strom, Wärme,…)
  • Leckage-Erkennung und Alarmierung
  • Zustandsüberwachung
  • Vorausschauende Instandhaltung
  • Exploration und Überwachung von Öl-/Gasfeldern
  • Maschinenüberwachung
  • Überwachung der Infrastruktur

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Iot-Anwendungsfälle für protocol stacks

Teaser Smart Metering
Smart Farming Teaser
Protocol Stacks - how does it work?

Single- oder Multi-Stacks?

Unsere Standard-Stacks sind direkt verfügbare Protocol Stacks – entwickelt mit einer oder mehreren Funktechnologien für unterschiedliche Plattformen. Wir bieten unsere Standard-Stacks als Single-Stack, basierend auf einer einzigen Technologie, oder als Multi-Stack, bei dem Sie zwischen einer beliebigen Anzahl von Funkstandards wechseln können. Flexibilität und Reaktionsschnelligkeit sind Schlüsselelemente für moderne und effiziente IoT-Netzwerke. Mit unseren Multi-Stacks bieten wir eine innovative Lösung, um mehrere Kommunikationstechnologien für die drahtlose Datenübertragung in nur einem Stack zu kombinieren. Wechseln Sie während der Laufzeit zwischen dem bewährten wireless M-Bus-Protokoll und LPWAN-Technologien wie mioty®, LoRaWAN® und Sigfox. Die Kombinationen der verschiedenen Stacks entnehmen Sie der nachfolgenden Tabelle.

Verfügbarkeiten der Standard Stacks

EIN-chip vs. zwei-chip-design

Um ein Gerät mit einer Funktechnologie auszustatten, ist es wichtig, je nach Anwendung auf die Details zu achten. Soll z. B. die Sensoranwendung auf demselben Mikrocontroller wie die Kommunikationssoftware eingesetzt werden, ist zu beachten, dass auch die Hardware-Ressourcen des Mikrocontrollers und dessen Peripherie untereinander geteilt werden müssen. Im Allgemeinen gibt es drei Möglichkeiten, die Anwendung auszuführen:

  • mit einem Kommunikationsmodul
  • mit dem Single-Chip-Design
  • mit dem Zwei-Chip-Design
hardware for Protocol Stacks

Kommunikationsmodul

Das Kommunikationsmodul übernimmt die Kommunikation mit dem Netzwerk der gewählten Technologie. So ist es möglich, eine bereits bestehende Sensor-Hardware mit genügend Platz im Gehäuse ohne große Änderungen mit einer Funkschnittstelle auszurüsten. Über unterschiedliche Schnittstellen, wie zum Beispiel UART oder SPI, wird dann das Kommunikationsmodul an die Sensor-Hardware angebunden. Fällt die Wahl auf das Kommunikationsmodul, gibt es drei Möglichkeiten: 

  • Verwendung eines vorprogrammierten Funkmoduls,
  • Nutzung des Protocol Stack als Firmware in der Modem-Version und
  • Nutzung des Protocol Stack als Software-Bibliothek und Entwicklung von kundenspezifischer Firmware für das Funkmodul.

Der Vorteil dieses Ansatzes liegt vor allem im geringen Integrationsaufwand und dem geringen Risiko für Überraschungen bei der Zertifizierung des Gerätes. 

ZWEI-CHIP-DESIGN

Eine Alternative zum Kommunikationsmodul ist die Integration eines dedizierten Mikrocontrollers nebst Funk Chip bzw. einer System-On-Chip Lösung, die speziell für die Kommunikation eingesetzt wird. In der Architektur unterscheidet sich das Zwei-Chip-Design nicht von der des Kommunikationsmoduls, jedoch ist diese Variante platz- und kostensparender. 

Softwareseitig ist das Zwei-Chip-Design im Vergleich zur Integration eines Kommunikationsmoduls gleichermaßen einfach. Jedoch ist der Integrationsaufwand hinsichtlich der Hardware etwas höher, da eine entsprechende Platine entwickelt werden muss und damit auch die Aufwände für die Produktzertifizierung steigen. 

ONE-CHIP-DESIGN

Der am stärksten integrierende Lösungsansatz ist der Einsatz einer Technologie-konformen Hardware, auf der die Sensoranwendung ausgeführt werden kann. Bei dieser Variante wird lediglich ein Baustein für die Anwendung und die Kommunikationssoftware benötigt und eine Software-Bibliothek wird in die eigene Sensor-Firmware integriert. Diese Bibliothek implementiert das Übertragungsprotokoll und übernimmt auch die Ansteuerung des Funkchips bzw. des Funkteils bei einer System-On-Chip Lösung. 

Der Vorteil dieses Lösungsansatzes liegt offensichtlich in den Einsparungen bezüglich der Hardware-Kosten sowie im geringsten Platzbedarf der verschiedenen Möglichkeiten. Jedoch sind die Einmalkosten für die Entwicklung bei dieser Variante deutlich höher, denn es muss ein eigenes und nicht selten ein produktspezifisches Hardware-Design entwickelt werden.

In Summe ist diese Architektur insbesondere für hochvolumige Produkte interessant, die vor allem möglichst geringe Kosten pro Gerät erfordern. 


Protocol STack Paket

Das Protocol Stack Paket wird grundsätzlich mit einer vorkompilierten Stack-Bibliothek, hardware-spezifischen Treibern, einer seriellen Schnittstelle, einem Power Management und den beiden App-Ordnern „Example“ und „Modem“ ausgeliefert. Während Example ein Beispiel zur Erstellung einer eigenen Firmware beinhaltet, das zeigt, wie die Stack-Bibliothek in die eigene Anwendungssoftware integriert werden kann, kann mit der App Modem unter Nutzung der mitgelieferten, seriellen Schnittstelle (z. B. UART, SPI, I2C, ...) und dem Power-Management eine eigene Modem-Firmware erstellt werden. So ist es möglich, mit dem ausgelieferten Protocol Stack Paket beide Chip-Architekturen umzusetzen:

  • Zur Nutzung des Protocol Stacks innerhalb eines Ein-Chip-Designs (der Protocol Stack wird auf demselben Mikrokontroller wie die Anwendung ausgeführt) wird die App Example und damit lediglich die Stack-Bibliothek benötigt. 
  • Wird ein Zwei-Chip-Design verfolgt (der Protocol Stack soll auf einem Kommunikations-Controller und die Anwendung auf einem Host-Controller ausgeführt werden), kann auf die App Modem zugegriffen werden. Damit ist es unter Nutzung der mitgelieferten, seriellen Schnittstelle und dem Power Management möglich, sich eine eigene Firmware für den Kommunikations-Controller zu erstellen. Über den Host-Controller, wird dann auf den Protocol Stack zugegriffen.
Standard Protocol Stacks - Library and Modem Version

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Mikrocontroller und system-on-chip

Standard Protocol Stacks sind für mehrere Hardware-Plattformen erhältlich, die entweder aus einem Mikrocontroller (MCU) in Verbindung mit einem Single-Chip-Radio bzw. -Transceiver (TRX) oder einem System-on-Chip (SoC) bestehen. Für die unten genannte Hardware wurden die Protocol Stacks getestet und optimiert. Grundsätzlich kann jede andere Hardware verwendet werden. Jedoch entsteht ein zusätzlicher Aufwand, um die Kompatibilität der Protocol Stacks mit der gewählten Hardware zu gewährleisten. Je nach Funktechnologie ist sowohl eine bidirektionale als auch eine unidirektionale Kommunikation möglich, allerdings unterstützen nicht alle derzeit am Markt erhältlichen Funkmodule beide Kommunikationsvarianten. Bitte beachten Sie, dass ebenso nicht jeder Mikrocontroller oder Funk-Transceiver mit jedem von uns angebotenen Protocol Stack kompatibel ist.

MIKROCONTROLLER / SYSTEM-ON-CHIP
  • STMicroelectronics
    STM32WLE/WL55, STM32L0 family
  • Texas Instruments
    CC1310, CC1350, CC1312, CC1352R
  • Silicon Laboratories
    EFM32G210, EFR32FG14, EFR32FG23
RADIO TRANSCEIVER
  • STMicroelectronics
    S2-LP
  • Semtech
    SX1272, SX1276, SX1261, SX1262, SX1268
  • Silicon Laboratories
    Si4463E

Fragen Sie alle Hardware-Optionen an 

starten Sie mit Ihrem Lizenzpaket

Einen Protocol Stack zu erwerben, ist ganz einfach. Unsere Standard Protocol Stacks sind „off-the-shelf“-Produkte und somit direkt verfügbar und einsatzbereit. Durch die Vielzahl von Anwendungen sind sie gut getestet und einfach zu integrieren. Für den Software-Kauf bieten wir verschiedene Lizenzpakete an, die sowohl kleine als auch große Stückzahlen abdecken. Daher ist der Software-Kauf finanziell einfach zu planen und auch für kleinere Unternehmen erschwinglich. Bitte beachten Sie, dass nicht alle Lizenzpakete für jeden Protocol Stack zur Verfügung stehen.

Lizenzkonditionen zum Download

starter

Lernen Sie die Möglichkeiten und Vorteile unserer drahtlosen Konnektivitätslösungen kennen.


Kommerziell:

  • Vorausbezahlte Lizenzgebühren:
    • 100 Kopien
    • 500 Kopien
    • 1. 000 Kopien
    • 5. 000 Kopien

Technisch:

  • Protokoll-Stack: Objektcode
  • RF-Treiber: Objektcode
  • HAL: Quellcode
  • Begrenzter Adressbereich

Support & Wartung:

  • Kein Support inbegriffen
  • 12 Monate Wartung

professional

Verbessern Sie Ihr professionelles Projekt mit unseren Protocol Stacks.


Kommerziell:

  • Vorausbezahlte Lizenzgebühren:
    • 10.000 Kopien
    • 50.000 Kopien

Technisch:

  • Protokoll-Stack: Objektcode
  • RF-Treiber: Objektcode
  • HAL: Quellcode
  • Begrenzter Adressbereich

Support & Wartung:

  • 1MT Support innerhalb 12 Monate
  • Nur E-Mail Support
  • Antwortzeit: < 5 Werktage
  • 12 Monate Wartung

Enterprise

Grenzenlose Flexibilität für Ihr Unternehmen: Sie zahlen nur, was Sie brauchen.


Komerziell:

  • Nachbezahlte Lizenzgebühren:
    • Vorausgebühr
    • Vierteljährliche Berichterstattung

Technisch:

  • Protokoll-Stack: Objektcode
  • RF-Treiber: Objektcode
  • HAL: Quellcode

Support & Wartung:

  • 1MT Support innerhalb 12 Monate
  • Nur E-Mail Support
  • Antwortzeit: < 5 Werktage
  • 12 Monate Wartung

Unlimited

Kein Zählen, keine Berichte – unser Paket für unbegrenzte drahtlose Konnektivität.


Kommerziell:

  • Nur Einmalgebühr

Technisch:

  • Protokoll-Stack: Objektcode
  • RF-Treiber: Objektcode
  • HAL: Quellcode

Support:

  • 2MT Support innerhalb 12 Monate
  • Support via E-Mail und Telefon
  • Antwortzeit: < 2 Werktage
  • 12 Monate Wartung

Nicht sicher ob ein Standard-Stack Ihre Anforderungen erfüllt?

Unsere Standard-Stacks enthalten Basiskomponenten, die sich für eine Vielzahl von Projekten eignen. Kleine Anpassungen, z. B. am MCU-Treiber, sind als Teil eines Standard-Stacks möglich. Darüberhinausgehende Änderungen, wie z. B. Anpassungen eines bestimmten Layers innerhalb des Stacks, können nicht mehr in der Standardversion umgesetzt werden. Wir entwickeln dann gern einen maßgeschneiderten Stack für Sie, der speziell auf Ihr Projekt zugeschnitten ist.

Sie benötigen spezielle Anpassungen am Stack, eine andere Technologiekombination oder eine andere Plattform für Ihren gewünschten Stack? Nennen Sie uns einfach Ihre Anforderungen und wir entwickeln Ihren persönlichen Custom Stack, passend zu Ihren Anforderungen und Vorstellungen. Auf Anfrage bieten wir z. B.: 

  • Zusätzliche Hardware-Treiber und Portierung auf weitere Hardware-Plattformen
  • Anpassungen und Optimierungen an Hardware, z. B. anwendungsspezifischer Low-Power-Betrieb
  • Anpassung und Erweiterung von Schnittstellen
  • Anpassung und Erweiterungen des Protokolls selbst
  • Unterstützung für zusätzliche Protokolle / Spezifikationen

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