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Das Ziel des Projektes ist ein multifunktionales Kit zur Entwicklung von M2M IoT Applikationen auf Basis von Linux und Android. Im Prinzip ein Rasberry Pi für Erwachsene mit GSM-, HSPA- oder LTE-Modul. Im Gegensatz zum Rasberry Pi kommen nur Industriebauteile zum Einsatz, welche jeder dann in kleinesten Mengen nachbestellen kann. Da der Single-PC als Einsteckkarte gebaut wurde, kann dieser in das Seriengerät übernommen werden. Der Zielpreis für das Eval-Kit ist Euro 399 inkl. des LTE-Moduls, des Single PC, der Antenne und einem Blumenstrauß von Interfaces. Der Preis sollte machbar sein, da das Dev-Kit nur ein Erweiterung eines M2M-Gerätes ist, welches im ersten Projekt 4000 mal verbaut wird. Bis auf die extra Interfaces sind alle Bauteile gleich. Das senkt sie Rüstkosten bei der Herstellung der Platinen. Übrig bleibt aber die Definition und Anzahl notwendigen der Interfaces. Jedes Interface mehr erhöht die Kosten in der Fertigung und beim Test der Platine. Bestandteil des Dev-Kits ist auch das M2M IoT Kochbuch.
Bild der Alphaversion des Kits: http://www.gsm-modem.de/M2M/m2m-faq/rasbery-pi-for-adults-m2m-iot-evaluation-kit/
Luftinterface / Antenne:
Dort kommt eine bewährte und im Feld getestete Inverted-F-Antenne zum Einsatz. Der Aufbau der Antenne ist in verschiedenen Varianten im M2M IoT Kochbuch beschrieben.
Siehe: http://www.gsm-modem.de/M2M/m2m_iot_cookbook/
Luftinterface / Koaxialbuchse:
GSM hat weltweit nur vier Bänder. Eigentlich sind es nur zwei Frequenzbereiche. GSM850 und GSM 900 bzw. GSM 1800 und GSM 1900 überlappen sich. Selbst unser lokales UMTS 2100 ist nur knapp oberhalb des GSM 1900 Bandes. Die Platinenantenne deckt alle vier GSM-Bänder ab. Mit etwas Aufwand deckt man evt. das UMTS Band im Bereich 2100 MHz mit ab. LTE hat aber 38 Bänder weltweit.
Siehe: http://www.lte-anbieter.info/ratgeber/4g-frequenzen-weltweit.php
Die unterste LTE-Frequenz in USA ist 698 MHz. Am oberen Ende sind es bei LTE um die 3500 MHz. Und mittendrin ist fast alles möglich. Unser lokales ISM Band für 868 MHz ist genau 1 MHz entfernt. Studien zeigen auf, dass viele Hausnotrufsysteme und auch Alarmgeräte Störungen zeigen werden. Eine integrierte LTE-Antenne (auch Stubby-Antenne am Gehäuse) und ein ISM- Modul im Bereich 868 MHz führen zwangsläufig zu Störungen. In Asien grenzt ein LTE-Band in 2400 MHz direkt an das Frequenzband von Bluetooth. Im neuen Standard Bluetooth 4.1 wurde dem Rechnung getragen. Man hat Änderungen bei Bluetooth vor genommen. Wie sich das auf Wi-Fi, ZigBee und Wireless Hart auswirkt ist mir im Moment nicht bekannt. Fakt ist, dass der Aufbau von M2M / IoT Gateways komplizierter wird. Um das beim Dev-Kit zu entschärfen, ist die Koaxialbuche (SMA) für den Anschluß einer externen Antenne auf der Platine.
Bild des Eval-Kits: http://www.gsm-modem.de/M2M/m2m-faq/rasbery-pi-for-adults-m2m-iot-evaluation-kit/
HDMI:
Für das Vendingprojekt wird kein HDMI benötigt. Das Original hat somit kein HDMI. Für den Betrieb als PC ist das notwendig.
USB:
Ein USB-Interface muss sein. Mit drei USB-Interfaces kann die Betriebsspannung, die Maus und die Tastatur anschlossen werden. Ein USB-Interface mit externem USB-Hub hätte den gleichen Effekt. Ein USB-könnte auf eine Buchse geroutet werden und weitere auf einen Erweiterungsstecker. Da kann dann jeder Entwickler seine Platine mit weiteren Bauteilen anschließen.
Erweiterungsstecker:
Auf den Stecker kommt die Betriebsspannung, I2C-Bus und auch der SPI-Bus. Alle Verbindungen werden es niemals sein. Der Single-PC kann einfach zu viel.
Siehe: http://www.lemonboard.org/
Evt. können auch die Leitungen für Ethernet mit verdrahtet werden. Was macht man mit dem Kamerainterface? Ist es mit auf dem Erweiterungsstecker, dann kann man leicht eine HSPA oder LTE-Kamera austesten.
Netzteil:
Ein Netzteil ist nicht Bestandteil vom Kit. Das kommt separat. Legt man das Netzteil mit in die gleiche Verpackung, hat der Zöllner in Brasilien nichts Bessres zu als auf das Prüfzeichen zu schauen. Das brasilianische Prüfzeichen fehlt natürlich. Das Kit bleibt dann im Zoll hängen.
GPS-Antenne:
Das wird eine weitere Platinenantenne oder eine seperate Antenne zum Kit. Hier gilt das gleiche Spiel bei den Zöllnern. Was nicht als GPS oder Funk erkennbar ist macht auch keinen Ärger.
LTE-Antenne:
Die kommt sicher separat. Zum einen wird es mit einer echten Multibandantenne für LTE schwierig und zum anderen wird damit das Kit nur teurer. Hinzu kommt der bereits erwähnte freundliche Zöllner.
Linux:
Es sollte ein oder mehr Builds unter Linux bzw. Android geben, welche für M2M und IoT Entwickler optimiert sind. Neben Terminal-Software auf SW zum Test von GPS wie z.B. GPS-Test für Android. Was sollte mit vorinstalliert werden?
Wunsch dir was:
Was soll nun zwingend auf die Hauptplatine? Was soll zwingend mit auf den Erweiterungsstecker? Welche Software und Tools sollen gleich mit dabei sein? Jeder Wunsch und Hinweis ist willkommen. Danke für Rückmeldungen online hier oder per Email an Harald.Naumann (at) gsm-modem.de
P.S.: Und wer eine eigene M2M IoT Anwendung plant darf sich auch gerne melden. Ich teile meine mehr als 25 Jahre im Bereich Funk gerne mit Ihnen.