Mobiele oplossingen terreinvoertuigen
Over-the-air updates: Klaar voor de toekomst met de juiste telematica-apparaten
Software updates houden veel meer in dan het verhelpen van bugs en het dichten van beveiligingsgaten. In zowel mobiele toepassingen als industriële omgevingen realiseren steeds meer fabrikanten zich, dat ze extra functionaliteit kunnen bieden voor hun diensten en producten via updates. Zo gaan ze verder dan alleen het voldoen aan de behoeften van hun klanten, en kunnen ze software-updates ook zien als basis voor het implementeren van nieuwe bedrijfsmodellen in de toekomst.
Met behulp van over-the-air (OTA) updates kan dit nu veel makkelijker en efficiënter worden bereikt. Fabrikanten hoeven geen technici meer langs te sturen om handmatig updates te installeren, en klanten hoeven hun machines niet meer naar de werkplaats te brengen.
Een kwestie van apparaattechnologie
Omdat de behoeften van klanten steeds veranderen en nieuwe bedrijfsplannen opstellen tijd kost, staan fabrikanten van industriële middelen voor de vraag: Op welke basis kunnen ze vandaag bouwen om alle mogelijkheden te benutten van software-updates in de toekomst?
Telematica-besturingseenheden op basis van microprocessoren zijn open en modulaire systemen, meestal op basis van een gelaagde structuur. Hierdoor zijn ze flexibel inzetbaar voor een breed scala aan toepassingen, inclusief toekomstige. (foto: Bosch Rexroth)
Een belangrijk antwoord ligt in het kiezen van de juiste IoT-hardware. Of het nu een machine voor de bouw, landbouw of bosbouw is, fabrikanten moeten afwegen welke apparaten ze willen gebruiken om met hun middelen te netwerken. Het verschil tussen een microprocessor- en een microcontrollerstructuur speelt hier een belangrijke rol.
Het belangrijke verschil tussen microprocessoren en microcontrollers, bijvoorbeeld telematica-besturingseenheid
Hoe vertaalt dit verschil zich in de hardwarebeslissing? Het is nuttig te kijken naar de elektronische besturingseenheden (electronic control units, ECU), vooral het telematica-besturingseenheid (telematics control unit, TCU): Het doel is om de machine draadloos te verbinden met IT-systemen op een hoger niveau in de cloud. Dit gebeurt in de TCU met behulp van hardware, een besturingssysteem (OS) en verschillende softwaremodules. De TCU is de centrale netwerkeenheid waarmee andere besturingseenheden en sensoren soms worden verbonden.
Wanneer de juiste TCU wordt geselecteerd, ligt de focus minder op de vraag welke functies relevant zouden kunnen zijn in de toekomst. Het gaat meer over het leggen van de basis voor de flexibiliteit en voorbereiding op de toekomst van de hele IoT-oplossing.
Deep dive: het whitepaper "Telematics for Construction and Agricultural Machinery: Device Management” toont hoe terreinmachines efficiënt en veilig verbonden kunnen worden via het Internet of Things zonder op een technologisch doodlopend pad terecht te komen.
Vergeleken met een TCU op basis van een microprocessor, is een TCU op basis van een microcontroller vaak minder duur en deze voldoet meestal wel aan alle voorwaarden die een fabrikant op dit moment stelt. Wanneer er in de toekomst echter nieuwe behoeften bij de klant ontstaan of technische vooruitgang plaatsvindt, wordt het ingewikkelder: door specialisatie en optimalisatie van de kosten beschikken deze apparaten over het algemeen over beperkte middelen, dus kunnen ze maar in beperkte mate worden aangepast en uitgebreid. Zo is het bijvoorbeeld bijna onmogelijk een dergelijke microcontrollerstructuur uit te breiden met een 5G-module zonder het bestaande ontwerp significant te wijzigen. Hierdoor zijn er weer uitgebreide softwarewijzigingen nodig, omdat bij een nieuwe structuur de oude software niet zomaar opnieuw kan worden gebruikt.
Een TCU op basis van microprocessoren is misschien duurder in aanschaf, maar fabrikanten kunnen flexibeler inspelen op nieuwe ontwikkelingen met software-updates. Softwarewijzigingen zijn makkelijker en sneller door te voeren omdat dergelijke systemen open interfaces hebben en er meestal meer bibliotheken beschikbaar zijn. Daardoor is het implementeren van een 5G-module veel eenvoudiger dankzij het uitbreiden van de software. De microprocessorarchitectuur zorgt ook voor betere voorwaarden om later nieuwe toepassingen op het apparaat te zetten, zodat nieuwe bedrijfmodellen mogelijk worden (zoals licentiemodellen).
Overzicht telematicahardwarestructuur op basis van microprocessor versus microcontroller (bron: Bosch Rexroth)
Een flexibele aanpak voor over-the-air updates
De kenmerken en mogelijkheden van hardwarestructuren zijn dus sterk afhankelijk van de basis waarop ze worden gebouwd: microcontrollers of microprocessoren. Fabrikanten wordt daarom geadviseerd rekening te houden met deze fundamentele verschillen in hun strategische afwegingen. Dit betekent echter niet dat men moet kiezen. Wanneer een TCU van Rexroth (BODAS RCU) wordt gebruikt, komt de geïntegreerde OTA-update agent om de hoek kijken. Als centraal softwarehulpmiddel zorgt deze niet alleen voor soepele updates van de TCU zelf. Deze kan ook verbinding maken met microcontrollergebaseerde apparaten lager in het netwerk en zo doelgericht over-the-air-updates verdelen.
Dr. Christian Grabe Is Business Owner Project Digital Business Mobile Hydraulics bij Bosch Rexroth in Stuttgart. Christian heeft meer dan 15 jaar ervaring in off-road machinesystemen en ontwikkeling van embedded software. In zijn functie werkt hij nieuwe bedrijfsconcepten uit en digitale producten op het gebied van verbonden terreinmachines.
Hij heeft zijn positie met betrekking tot microcontrollers tegenover microprocessoren ook gepresenteerd bij het expertpanel 'Over-the-air updates voor terreinmachines', georganiseerd door Bosch in november 2020. De experts in het panel behandelden vragen zoals:
- Waarom is OTA zo'n belangrijk onderwerp geworden?
- Welke invloed heeft een OTA-oplossing op het bedrijf?
- Met welke mogelijke uitdagingen moet men rekening houden wanneer over-the-air updates worden geïmplementeerd?
- Waar moet men rekening mee houden voor implementatie? Welke rol speelt OTA de komende jaren?
