Langfinger aufgepasst! Entwicklung eines Diebstahlsicherungs- und Trackingmodules
Breit gefächerte Erfahrungen in Forschungs– und Entwicklungsprojekten (FuE) der vier beteiligten Partner sind in ein Projekt geflossen, in dem unter Führung der m2m Germany GmbH aus Wehrheim die innovative Diebstahlsicherung CyLock für Fahrräder entwickelt wurde. Die Finanzierung konnte über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gesichert werden.
ZIM ist ein bundesweites, technologie– und branchenoffenes Förderprogramm für mittelständische Unternehmen, mit dem die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen unterstützt werden. Dabei wird auf eine enge Kooperation von Unternehmen und wirtschaftsnahen Forschungseinrichtungen gesetzt. Den beteiligten Partnern werden je nach Größe zw. 40 und 55 % der Kosten des Projekts vom Staat als nicht rückzahlbarer Zuschuss gewährt. Beteiligte Hochschulen erhalten eine 100% Förderung.
Hintergrund
Die Zahl der Fahrraddiebstähle in Deutschland verursacht jährlich Schäden im 3stelligem Millionenbereich. Die Aufklärungsquote gilt als eher gering und Versicherer klagen über hohe Verluste. Gerade im Segment höherwertiger Fahrräder – im Besonderen bei E-Bikes stellen Händler und Versicherer daher enorme Ansprüche an sicherheitsrelevante Aspekte.
Eine neue, belastbare Lösung wurde gesucht. Einige „Bike-Tracking“ Lösungen sind bereits erhältlich. Diese basieren allerdings auf der relativ veralteten GPS und GPRS/GSM-Technologie; was wiederum zur Folge hat, dass eine Antenne für GPS sichtbar angebracht werden muss, da dieser Antennen-Typ eine „Sicht zum Satelliten“ benötigt. Neben der Erkennbarkeit für potenzielle Diebe, spricht auch der hohe Energieverbrauch solcher Systeme gegen ihren Einsatz – die „Usability“ ist nicht gegeben.
Ziele
Die Erschaffung eines Komplettsystems zur Absicherung von Fahrrädern gegen Diebstahl, mit der gleichzeitigen Möglichkeit der Verfolgung (Tracking) auf Basis der Narrow Band-IoT (NB-IoT) Technologie, wurde zu Beginn des Projektes als Ziel definiert. Darüber hinaus war eine Grundvoraussetzung, dass das System unsichtbar am bzw. im Fahrrad verbaut werden kann, um möglichen Manipulations– oder Zerstörungsabsichten zuvor zu kommen. Eine kontinuierliche Positionsbestimmung – auch in einer geschlossenen Umgebung sollte ermöglicht werden. Angestrebt wurde dabei eine Bauform die kompatibel zu allen gängigen Fahrradtypen und Herstellern ist. Ebenso wurde eine lange Betriebs– und Lebensdauer, sowie eine wireless Aufladung des Akkus gefordert. Eine solche Multidimensions-Anforderung kann oft nur in einer Kooperation, wie sie im ZIM möglich ist, erfüllt werden.
Mobile Sicherheit ist neu definiert
Es sollte ein Trackingsystem eingesetzt werden, das geringen Energieverbrauch mit kleiner Antennendimension kombiniert. Aus diesem Grund wurden Maschine zu Maschine bzw. IoT-Kommunikationsmethoden getestet, mit denen die m2m langjährige Erfahrungen hat. Mit IoT-Technologien werden Maschinen und eine (Cloud-) Zentrale ohne Verkabelung verbunden. Aber kann das NB-IoT auch für sicherheitsrelevante, mobile Anwendungen genutzt werden, die darüber hinaus auch zuverlässig und kostengünstig funktionieren? Beim Schmalband-IoT werden Geräte auf bereits existierenden Mobilfunknetzwerken miteinander verbunden. Diese Funktechnik benötigt darüber hinaus sehr wenig Energie.
Der o.g. Frage hat sich die Kooperation zwischen der TH Köln und 3 IT-Unternehmen im Rahmen des Projektes angenommen. Im Fokus des ZIM-Antrags stand die Entwicklung eines auf NB-IoT basierenden Modules, dass in ein neuartiges und kostengünstiges Diebstahlsicherungs– und Trackingsystem für Fahrräder integriert werden soll. Die m2m Germany GmbH hat dabei die Rolle des projektleitenden Unternehmens für die Entwicklung der erforderlichen Sende– und Empfangskomponenten, sowie der Zusammenführung der Komponenten zu einem funktionierenden Gesamtsystem übernommen.
Im Labor für Hochfrequenztechnik der TH Köln wurde eine neue Antenne für das NB-IoT Modul entwickelt und getestet. Auf Grund der Anwendung und dem Einbau in ein Fahrrad, wurde eine speziell auf die Applikation abgestimmte Antenne benötigt, die sowohl den Anforderungen des NB-IoT, als auch denen des Einbaues zu entsprechen hatte.
Die Verantwortung für die Steuerung, einen angepassten Energieverbrauch und die passende Hardware, sowie den unterschiedlichen und aufeinander abgestimmten Konfigurationen der einzelnen Komponenten, trägt m2m Germany. Dabei unterstütz das Team der CyBike GmbH das Projekt mit der entsprechenden App– und Backend-Entwicklung in enger Absprache mit dem Software Entwickler Cronn. Zusammen konnten sie ein neuartiges Diebstahlsicherungs– und Trackingsystem für Fahrräder, basierend auf Narrow Band IoT entwickeln.
Das Vorgehen im Projekt selbst war angelehnt an das vordefinierte Pflichtenheft und widmete sich in erster Linie den Elektronikkomponenten und der Antenne. Nach der abgeschlossen Elektronikentwicklung wurde mit der entsprechenden Firmware und App-Entwicklung, samt Backend, gestartet. Nach der Realisation der einzelnen Elemente, wurde ein Protoyp gebaut und getestet.
Das Produkt wird unter dem Namen CyLock in die Serienproduktion gehen und in den Markt gebracht.
Die im Forschungsprojekt angestrebte und nun auch realisierte Lösung CyLock ist innovativ und setzt auf einen Einbau in das Fahrrad, gekoppelt mit der Verwendung von Norrowband-IoT – einer Low Power Wide Area (LPWA) Technologie mit niedrigem Energiebedarf, sowie hoher Gebäudedurchdringung und Reichweite. Damit ist sie eine kostengünstige Lösung für das schmalbandige Internet der Dinge. Sie nutzt das GSM-Netz mit schmalbandiger Frequenz bei 900 MHz und ersetzt somit GPRS.
Dadurch entspricht das umgesetzte Gesamtsystem den sicherheitsrelevanten Aspekten, verfügt über eine entsprechende Anwenderfreundlichkeit und kann auf Grund der kostengünstigen Komponenten auch in finanzieller Hinsicht überzeugen. Das CyLock Modul ist für Fahrräder und E-Bikes geeignet und wird ausschließlich dem Fachhandel angeboten. Voraussichtliche Markteinführung Ende Q4/2020.
CyLock Modul & App © CyBike
Über m2m Germany:
Als Spezialist für M2M und IoT Lösungen unterstützt m2m Germany seit mehr als 10 Jahren Kunden bei der Umsetzung von Digitalisierungsprojekten und versteht sich als „Enabler“ neuer Geschäftsmodelle und Möglichkeiten wie Big Data & Co. Der technische Fokus liegt auf Funktechnologien wie LTE, Bluetooth, LoRa® oder NB-IoT. m2m Germany greift auf langjährige Erfahrung aus Entwicklungs– und Forschungsprojekten zurück und begleitet Kunden von der Idee über die Projektierung, Prototyping und Serienentwicklung bis hin zum After-Sales-Service. m2m Germany arbeitet auf Augenhöhe mit mittelständischen Unternehmen und liefert Großunternehmen die notwendige Agilität und Flexibilität in Digitalisierungsprojekten. Als Distributor namhafter Hersteller und über Partnerschaften mit Spezialisten kann m2m Germany auch als One-Stop-Shop komplette Lösungen aus einer Hand liefern. Ergänzend zur Distribution bietet m2m Germany umfassende Dienstleistungen an und beteiligt sich an Forschungsprojekten diverser Universitäten.
Autorin:
Karin Reinke-Denker, m2m Germany GmbH
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E-Mail: karin.reinke@m2mgermany.de
