ITT 11 Flashcards
Was ist ein Cyber-physisches System (CPS)? 5
der Begriff kommt aus dem Industrie 4.0 - Umfeld
CPS sind Steuerungssysteme
Zusammenschluss intelligenter, vernetzter Steuerungssysteme
die aus Sensoren, Aktoren, Rechen- und Steuerungskomponenten bestehen
IoT sind CPS die sich auf das Internet ausdehnen
Internet of Things - Technologien um physische und virtuelle Objekte
miteinander zu vernetzen und zusammenarbeiten zu lassen
auch: CPS = IoT oder IoT = CPS
Anwendungsbeispiele Beispiele für CPS? 8
Industrielle Prozesssteuerung und Automation (ICS)
Gebäudeautomation (Smart Home)
Intelligente Stromnetze (Smart Grids)
Smart City
E-Health
Smart Farming (Landwirtschaft 4.0)
Bühnentechnik bei Helene Fischer
Smart-Factory - Cyber-physisches Produktionssystem (CPPS)
was ist CPS-Hardware? definition+2 beispiele
meistens: spezielle Steuerungs-Rechner zur Daten- und Signalverarbeitung
Embedded Systems (Eingebettetes System)
Beispiele:
SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung, PLC)
SBC (Single-Board Computer, Einplatinencomputer)
Unterschiede zwischen Sensoren und Aktoren?
Sensor
- Messfühler für physikalische oder chemische Eigenschaften
- z.B. für Temperatur, Feuchtigkeit, Helligkeit, Beschleunigung, GPS-Koordinaten
Aktor (Steuerelement, Aktuator)
- elektrisch steuerbares mechanisches Antriebselement
- z.B. Relais (Schütz), Motor, Servo, …
die unterschiedlichen analogen und Digitalen Signale erklärt
analoge Signale haben einen stufenlosen und beliebig feinen Verlauf
digitale Signale können nur einzelne, fest vorgegebene Werte annehmen
z.B. gibt es bei binären Signalen nur die Werte 0 oder 1
Signale werden meist als elektrische Spannung übertragen
erkläre das Problem mit Netzwerksicherheit in Industriellen Steuerungsnetzen. organisatorische und technische gegenmaßnahmen?
Vernetzungsgrad in Industrie 4.0-Systemen steigt
Angriffe auf CPS/IoT-Systeme und IoT-basierte Malware nehmen zu
organisatorische Sicherheitsmaßnahmen
- Informations-Sicherheits-Beauftragten für ICS bestimmen (ICS-ISB)
- Schutzbedarfsanalyse
- Risikobewertung
technische Sicherheitsmaßnahmen
- Netze über VLANs trennen
- Network Access Control (NAC)
- Datenverkehr filtern und verschlüsseln
- Firewall (IoT-Secure-Gateway) und
- VPN einsetzen
Was sind IoT-Plattformen? 5
meist cloud-basiert
ermöglichen eine einfache Vernetzung von IoT-Geräten und
Anwendungsprogrammen
Daten-Auswertung
Reaktionen auf Ereignisse
Visualisierung
Was ist M2M Kommunikation?
Machine-to-Machine
automatisierter Informationsaustausch zwischen Endgeräten (Maschinen,
Fahrzeuge) untereinander oder mit einer zentralen Leitstelle
Wofür steht MQTT?
Message Queuing Telemetry Transport
Erkläre MQTT. 5 + ports?
einfache und robuste Nachrichtenübertragung zwischen Geräten
häufig bei CPS/IoT und bei Machine-to-Machine Kommunikation (M2M)
Client-Server-Protokoll (TCP, Port 1883 bzw. 8883)
MQTT-Server (Broker)
MQTT-Clients sind Datenproduzent (Publisher) oder Datennutzer (Subscriber)
Topics (Thema, Betreff) zur Organisation der Nachrichten
auch hierarchisch, z.B. Auto/Rad/3/Luftdruck oder raum17/rack02/temperatur
Hinweis: Topics sind case sensitive
Was ist Node-RED? 4
grafische Entwicklungsumgebung
Benutzung im Browser: http://IPAdresse:1880
Baukastenprinzip
Funktionsbausteine (Knoten, Nodes) werden
zu Abläufen (Flows) verbunden
Knotentypen
- Eingabeknoten
- Verarbeitungsknoten
- Ausgabeknoten
Dashboard
einige Ausgabeknoten zur Messwert-Visualisierung
Ansicht im Browser: http://IPAdresse:1880/ui
Erkläre Single-Board Computer. 8
auch: Einplatinencomputer, SBC, SoC (System-on-Chip)
beherbergt alle notwendigen Funktionseinheiten auf einer Leiterplatte
- Microcontroller (CPU + viele Schnittstellen nach außen, auch System-on-a-Chip)
- RAM
- Firmware
- Flash-Speicher
- viele Schnittstellen
klein und sparsam
aber: relativ geringe CPU-Leistung
einfach zu programmieren
ermöglichen Rapid Prototyping
Einsatz als Mess- und Steuerungssystem
Einsatz als Entwicklungs- und Lehrsystem
3 Beispiele für SBC?
Raspberry Pi
Arduino Uno
NodeMCU
Was ist SPS? 5
Speicherprogrammierbare Steuerung
auch: PLC (programmable logic controller)
optimiert für industrielle Automatisierung und Steuerung
auch: Messwertverarbeitung und Regelung
typische Hardware: CPU, Speicher, Prozess-E/A und
Kommunikationsschnittstellen, jedoch keine großen Massenspeicher
was sind topics im MQTT Protokoll?
Das publishen und subscriben von Daten läuft über topics Wenn also ein Cleint ein topic subscribed wird der Server alle Nachrichten diese Topics weiterleiten
hinweis topics sind casesensitive
