Autorin: Christine Mitterbauer, MicroDoc GmbH<\/p>\n
Im Rahmen der Energiewende werden die klassischen Modelle der zentralen Energiegewinnung revolutioniert. W\u00e4hrend fr\u00fcher Energieversorger mit der Herstellung und Verteilung von elektrischer Energie besch\u00e4ftigt waren, bieten neue Konzepte wie Solar- oder Windstrom die M\u00f6glichkeit zur dezentralen Energiegewinnung und Einspeisung ins Netz. Durch moderne Batteriekonzepte bekommen private Haushalte die M\u00f6glichkeit, elektrische Energie zu speichern, intelligent selbst zu nutzen oder in das Stromnetz einzuspeisen und zu verkaufen. EnBW [1], einer von Europas gr\u00f6\u00dften Energieversorgern, bietet mit EnergyBASE ein intelligentes IoT-Energiemanagement an. Das selbstlernendende System erm\u00f6glicht die Optimierung von Energieverbauch und -produktion in Haushalten mit lokaler Energiegewinnung. EnBW erweitert damit sein Portfolio zukunftsweisend und bietet interessierten Kunden neben Stromenergie auch \u00a0Energiemanagement Know-how an.<\/strong><\/p>\n Das EnergyBASE \u00d6kosystem [2] stellt eine zentrale Plattform f\u00fcr Services rund um Energie bereit. Das System steuert Energieproduzenten und \u2013verbraucher eines Haushalts \u2013 von der Photovoltaikanlage auf dem Dach \u00fcber die elektrische Ladestation des Autos bis zum station\u00e4ren Speicher im Keller. Das kleine Ger\u00e4t, das im Z\u00e4hlerschrank eingebaut wird, wei\u00df, wann der selbsterzeugte Strom rentabel ins Verteilnetz eingespeist werden kann, besser f\u00fcr den Eigenverbrauch genutzt oder f\u00fcr den sp\u00e4teren Einsatz zwischengespeichert werden soll. Dazu wird mittels Prognosen f\u00fcr den n\u00e4chsten Tag eine individuelle Planung zur optimalen Nutzung des erzeugten Stroms erstellt. Ziel ist, dass der Anteil des selbstgenutzten Solarstroms so hoch wie m\u00f6glich ist. Die Prognose-Algorithmen wurden von EnBW-Spezialisten entwickelt, die sich seit Jahren mit der Vorhersage von Energieproduktion und Stromverbrauch besch\u00e4ftigen (siehe Abbildung 1,\u00a0PDF<\/a>)<\/p>\n Das EnergyBASE-Device besteht aus einem 450MHz Arm\/Linux-Rechner mit 128 MB RAM und 4GB Flash (2GB f\u00fcr Datenspeicherung). Es werden diverse Schnittstellen wie Ethernet, RS485, USB, Powerline usw. unterst\u00fctzt. Zus\u00e4tzlich ist ein Drehstrom-Z\u00e4hler enthalten (siehe Abb. 2,\u00a0PDF<\/a>).<\/p>\n Der Software-Stack der EnergyBASE enth\u00e4lt eine von MicroDoc portierte Oracle Java SE Embedded 8 VM [3] und das Prosyst mBSSH OSGi Framework [4] (siehe Abb. 3,\u00a0PDF<\/a>).<\/p>\n OSGi [5] stellt ein Software-Komponentenmodell f\u00fcr Java-Anwendungen zur Verf\u00fcgung, in dem Software-Komponenten einem definierten Lebenszyklus unterliegen und dem System zur Laufzeit hinzugef\u00fcgt oder entfernt werden k\u00f6nnen. Die OSGi Service Registry erlaubt gestarteten Modulen das Registrieren von eigenen Services und das Auffinden vorhandener Dienste im System. Mit diesen Techniken wurde die EnergyBASE als ein selbstadaptierenden System aufgebaut, dem je nach Hardware-Ausstattung und gebuchtem Vertrag Software-Module hinzugef\u00fcgt bzw. auch wieder entfernt werden k\u00f6nnen. Zus\u00e4tzlich definiert OSGi eine erheblichen Zahl an standardisierten Services, die im System „einfach“ installiert und verwendet werden k\u00f6nnen. Zudem bietet das verwendete OSGi Framework von Prosyst eine weitere Anzahl von schon vordefinierten Funktionen, wie z.B. das Home Device Management.<\/p>\n Auch im Backendsystem besteht der Software-Stack \u00a0aus Java und OSGi (Prosyst mPRM) – ebenso wie auf dem EnergyBASE-Ger\u00e4t selbst. Neben zahlreichen Funktionen zum Managen der Endger\u00e4te, ihrer Software (inklusive Remote Software Update) und ihrer Konfiguration werden weitere Services bereitgestellt, die als Java\/OSGi-Module – sprich Bundles \u2013 auf Serverseite implementiert sind, wie z.B.<\/p>\n Aufgrund der Verwendung desselben Software-Stacks (Java und OSGi) sowohl im embedded Device als auch auf dem Backend-Server lassen sich sehr einfach verteilte Dienste implementieren \u2013 beispielsweise das Aufbereiten der Wetterdaten auf dem Server, die dann vom jeweiligen Endger\u00e4t f\u00fcr die lokale PV-Prognose abgeholt werden. Das EnergyBASE-System wird parallel von mehreren Teams entwickelt \u2013 u.a. Backend, Web, mobile Apps. Um die Komplexit\u00e4t des IoT-Systems gepaart mit der verteilten Entwicklung zu managen und gleichzeitig eine hohe Qualit\u00e4t zu gew\u00e4hrleisten, wurden u.a. die folgenden Ma\u00dfnahmen ergriffen:<\/p>\n Die EnergyBASE ist nicht nur ein „kleines“ Hutschienen-Steuerger\u00e4t im Haushalt. Es ist Teil eines ausgefeilten IoT-Systems, das die Chance bietet, zukunftsweisend an der Energiewende teilzunehmen. Die Wahl von Java und OSGi als gemeinsamer Stack sowohl auf dem Edge Device als auch im Backend hat sich bew\u00e4hrt und verspricht \u00a0auch in Zukunft noch viele interessante Optionen f\u00fcr neuartige Services im Spektrum des individuellen Energiemanagements.<\/p>\n [1]\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0EnBW Energie Baden-W\u00fcrttemberg AG<\/a><\/strong> Beitrag als PDF downloaden<\/strong><\/a><\/p>\n Wollen Sie sich auf den aktuellen Stand der Technik bringen?<\/strong><\/p>\n Dann informieren Sie sich\u00a0hier<\/strong>\u00a0<\/a>zu Schulungen\/ Seminaren\/ Trainings\/ Workshops und individuellen Coachings von MircoConsult zum Thema Internet of Things\/System- und Hardwareentwicklung.<\/p>\n Training & Coaching zu den weiteren Themen unseren Portfolios finden Sie\u00a0hier<\/a>.<\/strong><\/p>\n Wertvolles Fachwissen zum Thema Implementierung\/\u00a0Embedded- und Echtzeit-Softwareentwicklung steht\u00a0hier\u00a0<\/strong><\/a>f\u00fcr Sie zum kostenfreien Download bereit.<\/p>\nDie EnergyBASE<\/h2>\n
Das Backendsystem<\/h2>\n
\n
\nAuch k\u00f6nnen die Java\/OSGi-Softwaremodule sehr einfach zwischen der embedded und der Server-Welt verschoben werden \u2013 ein Szenario k\u00f6nnte sein, rechenintensive Prognose-Algorithmen vom Endger\u00e4t auf den Server zu verlagern (siehe Abb. 5,\u00a0PDF<\/a>).<\/p>\nDer Blick hinter die Kulissen – Details aus der Entwicklung<\/h2>\n
\n
\n
Fazit<\/h2>\n
Referenzen:<\/h2>\n
\n[2]\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0EnergyBASE<\/a><\/strong>
\n[3]\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Oracle Java SE 8 Embedded<\/a><\/strong>
\n[4] \u00a0\u00a0\u00a0Prosyst mBS Smart Home<\/a><\/strong>
\n[5]\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0OSGi<\/a><\/strong>
\n[6]\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0FitNesse<\/a><\/strong>
\n[7]\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0FitNesse Smartrics<\/a><\/strong>
\n[8]\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Xebium<\/a><\/strong><\/p>\n
\nSystem- und Hardwareentwicklung – unsere Trainings & Coachings<\/h2>\n
\nSystem- und Hardwareentwicklung – Fachwissen<\/h2>\n