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Mobile Off-Highway-Lösungen

Telematikdaten effizient und sicher in die Cloud übertragen

Web Editorial Team | Editor
Web Editorial Team Editor
12.12.2022 7 min.

Datenübertragungen aus Bau- und Landmaschinen müssen sicher, zuverlässig und kosteneffizient sein. Was Off-Highway-Player beachten sollten.

Fahrzeugdaten sind wertvoll, aber auch sensibel. Informationen über Maschinen, Orte und Personal müssen ebenso geschützt werden, wie die Telematik-Software und das Know-how des Herstellers. Reißen die Datenströme zur Analyse und Weiterverarbeitung ungepuffert ab, sind Services, Geschäftsmodelle und Renommee gefährdet. Diese fünf Punkte sollten Off-Highway-Player beachten, damit ihre Telematik-Daten sicher und effizient in der Cloud ankommen: 

RCU

1. Sichere Datenbasis schaffen

Alles beginnt mit der Auswahl einer geeigneten Telematics Control Unit (TCU). Denn ihre Aufgabe besteht darin, die Fahrzeugdaten performant zu sammeln sowie sicher und zuverlässig in die Cloud zu transferieren. Eine zukunftssichere TCU erfasst mit variablen Sampling-Raten nicht nur Daten vom CAN­BUS, sondern auch über Ethernet, WLAN oder I/O. Weitere Kriterien sind Betriebssystem und Rechenleistung. So bieten prozessorbasierte TCUs typischerweise eine höhere Rechenleistung als solche auf Basis von Mikrocontrollern, um auch höhere Datenströme zu verarbeiten. Das Linux-Betriebssystem bietet eine größere Flexibilität für die Umsetzung von Zusatzfunktionalitäten oder kundenindividuelle Anpassungen als proprietäre Betriebssysteme. Auf geeigneter Hardware lassen sich ensprechend Edge-Computing Ansätze umsetzen Weiterhin können in offenen Systemen auch Over-the-Air-Services wie z.B. die Aktualisierung von Firmware und Device-Software auf spezielle Anforderungen abgestimmt und implementiert werden.

Für eine zuverlässige Übertragung seitens der TCU sind auch ein robustes Gehäuse mit Schutzklasse IP67 sowie die Unterstützung aktueller Mobilfunkstandards und IoT-Protokolle wie zum Beispiel MTTQ von entscheidender Bedeutung. Um maximale Sicherheit zu garantieren, muss die Kommunikation zwischen TCU und Cloud zertifikatsbasiert und verschlüsselt im Rahmen einer Private Key Infrastructure (PKI) erfolgen. Zum Schutz gegen Cyber-Angriffe wie zum Beispiel DDoS-Attacken (Distributed Denial of Service) benötigt die TCU eine integrierte Firewall sowie einen eigenen Zugangspunkt (APN) für den Kontakt zum Mobilfunknetz.

Bild: Bosch Rexroth
Smarter Datensammler mit Edge-Computing: Die prozessorbasierte Rexroth Connectivity Unit RCU überträgt Fahrzeugdaten bandbreitenoptimiert in die Cloud und sorgt für eine lückenlose End-to-End-Security.

2. Datenvolumen und Mobilfunk beherrschen

Wälder, Felder, Kommunalflächen, Lager und Baustellen – mobile Arbeitsmaschinen bewegen sich häufig in Regionen mit schlechter Netzabdeckung und eingeschränkten Bandbreiten. Ist die Flotte global verteilt, können zudem hohe Mobilfunk­ und Roaming­Kosten entstehen. Deshalb sollte eine Telematik-Lösung nicht nur Funklöcher oder schwache Netzperformance durch einen Offline­Modus ausgleichen (Buffering), sondern auch die Datenströme angemessen begrenzen. Prozessorbasierte TCUs können das zu übertragende Volumen durch software-basierte Vorfilterung, Edge­Analysen und Datenkompression minimieren. Unkalkulierbare Roaming­Kosten vermeiden internationale eSIMs, die möglichst pauschal alle benötigten Länder abdecken.

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3. Datenmanagement absichern

Hinsichtlich eines sicheren und effizienten Datenmanagements muss das Thema Security neben technischen auch organisatorische und rechtliche Fragen beantworten. Zu den technischen Voraussetzungen zählt eine verschlüsselte Ende­zu-Ende­Kommunikation, wie sie auch für ein zertifikatbasiertes Device-Management verwendet wird. Die nutzerseitigen Anforderungen an die Verfügbarkeit der Daten und ihre zuverlässige Übertragung lassen sich über Service Level Agreements (SLAs) sicherstellen. Die Datenspeicherung selbst sollte gegen unbefugten Zugriff abgesichert sein und zudem einen rollenbasierten Zugriff einschließlich Nutzerauthentifizierung erlauben.

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Bild: Bosch Rexroth
End-to-End-Security mit Private Key Infrastructure: Fahrzeug und Cloud authentifizieren sich und kommunizieren verschlüsselt über Zertifikate.

4. Telematik-taugliche Datenspeicher wählen

Für Off­Highway­Anwendungen geeignete Cloud­Speicher sind nicht vergleichbar mit einfachen, eher für den Consumer­Bereich gedachten Lösungen. Sie müssen unter anderem hochverfügbar sein und gemanagte Datenbanken mit adäquaten SLAs und Exportfunktionen bereitstellen. Speichersparende Formate für eine effiziente und kostengünstige Datenübertragung aus der Maschine dürfen ebenso wenig fehlen wie eine Rechteverwaltung mit Zugangsberechtigung und User­Management sowie Import­Funktionen für externe Quellen, wie zum Beispiel Wetterdaten.

Darüber hinaus ist von einem sicheren Datenspeicher zu erwarten, dass sich die Fahrzeugdaten nahtlos über eine Standard­HTTPS­API mit gesichertem Endpoint in das Frontend integrieren lassen. Weitere Schnittstellen dienen der sicheren Anbindung von ERP­Systemen und branchenspezifischen Diensten wie Agrirouter, BIM oder geoCapture (ISO 15143­3).

5. Hohe Datenkosten vermeiden

Wer teure Überraschungen bei der Erfassung, Speicherung und Analyse der Fahrzeugdaten vermeiden möchte, sollte darauf achten, dass die Storage-Losung neben den Kriterien Interoperabilität und Analysetools auch datenschutzrechtliche Anforderungen erfüllt und keine Kompromisse bei der Security eingeht. Zu empfehlen ist diesbezüglich eine mindestens dreifach replizierte Architektur mit wichtigen Basiselementen wie Firewall, Gateway und Load­Balancer. Nur dann sind die Fahrzeug­ und Nutzungsdaten in Echtzeit zuverlässig gegen Verlust und ungewollten Zugriff geschützt.

Von Anfang an auf Nummer Sicher gehen

Auf dem Weg zur sicheren Datenübertragung und Vermeidung wirtschaftlicher Risiken gibt es viele Fallstricke, die sich jedoch geschickt umfahren lassen. Künftige Telematik-Anwender sind gut beraten, vorab eingehend zu prüfen, wie gut und wie zukunftssicher das mit der jeweiligen Lösung gelingt. Branchengerechte Starter Kits geben OEMs und IoT­Dienstleistern die Gelegenheit, mit kleinem Budget erste Use­Cases zu realisieren, die Zukunftssicherheit eingehend zu prüfen und dann schrittweise mit einem hohen Maß an Security und zuverlässiger Datenübertragung zu skalieren.

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Dr. Christian Grabe

Dr. Christian Grabe

ist Business Owner Project Digital Business Mobile Hydraulics bei Bosch Rexroth in Stuttgart. Christian verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Systemen für Off-Highway-Maschinen und Embedded Software. In seiner Position erarbeitet er neue Geschäftskonzepte und digitale Produkte im Bereich der vernetzten Off-Highway-Maschinen.

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