Hydra

Middleware für vernetzte eingebettete Systeme

© Foto Fraunhofer FIT

CeBIT 2010: Dr. Markus Eisenhauer (links) demonstriert Octavia Modert, Kulturministerin Luxemburg, und dem damaligen Präsidenten der Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Hans-Jörg Bullinger, die Hydra Middleware.

Eingebettete Systeme – embedded systems – sind meist unscheinbare modulare Elektronik-Systeme, die verbunden zu komplexen Gesamtsystemen, etwa in Fahrzeugen, Flugzeugen, Haussystemen oder in der Unterhaltungselektronik eingesetzt werden. Hochwertige intelligente Lösungen in diesen Anwendungsbereichen erfordern von den Herstellern eine immer stärkere Vernetzung der Geräte, insbesondere auch mit Geräten anderer Hersteller.

Bei der enormen Menge bereits existierender heterogener Geräte, Sensoren und Aktuatoren in eingebetteten Systemen, der Vielfältigkeit der Hersteller am Markt, den unterschiedlichen technologischen Entwicklungsgeschwindigkeiten besteht ein sehr großer Bedarf an Technologien und Werkzeugen, die auf einfache Weise die Intelligenz vernetzter Systeme nutzbar machen. Wobei die Komplexität des Problems exponentiell wächst, sobald eine große Zahl an Geräten verschiedenster Hersteller mit unterschiedlichen Zugangsprotokollen adressiert werden müssen.

Dafür entwickelt das EU-Projekt »Networked Embedded System Middleware for Heterogeneous Physical Devices – Hydra« eine Middleware, die es Geräte-Herstellern und Systemintegratoren erleichtern soll, vernetzbare Geräte zu entwickeln, die sich flexibel zu kosteneffizienten und hochperformanten Lösungen kombinieren lassen. Damit einhergehend minimiert Hydra die Komplexität für den Entwickler und stellt offene, klar definierte Schnittstellen zwischen Geräteklassen bereit.

Hydra entwickelt neben der Middleware auch noch eine SDK und DDK (Software Development und Device Development Kits), die Softwareentwicklern Werkzeuge an die Hand geben, auf deren Grundlage sie mit der Hydra Middleware arbeiten und ihren Entwicklungsprozess erheblich vereinfachen können.

Validiert wird die Hydra Middleware in drei Anwendungsfeldern:

  • intelligentes Gebäude-Management,
  • Gesundheitspflege
  • und Landwirtschaft.

Fraunhofer FIT ist als Gesamtkoordinator im Projekt für das Systemdesign und die Software-Architektur verantwortlich. Fraunhofer FIT ist außerdem zentral an der szenarienbasierten Anforderungsanalyse beteiligt und stellt die Abbildung der spezifischen Anforderungen aus den Bereichen Embedded-Device-Architektur, Vernetzung, MDA und Sicherheit / Vertrauen in der Architektur sicher.

Prototypen

Auf Basis des Prototypen der Hydra Middleware wurden bereits zwei Demonstratoren realisiert. Erstens ein sensorüberwachtes Modell-Gebäude, das per SMS über Einbruchsversuche und Störungen informiert. Das Szenario zeigt, wie ein Kontaktsensor im Haus Feuchtigkeit registriert, per Handy den abwesenden Bewohner informiert und anschließend ein über das Handy versendeter elektronischer Schlüssel der verständigten Wartungsfirma einen zeitbegrenzten Zugang erlaubt.

Als zweiter Demonstrator wurde ein Betreuungssystem für Hauspatienten entwickelt. Das System überwacht Gesundheitsdaten, meldet dem Patienten eventuell vergessene Messungen und informiert den betreuenden Arzt. Dieser kann ebenfalls Maßnahmen einleiten, etwa den Pflegedienst beauftragen. Die Zugangskontrolle wird dann über beschreibbare RFID-Karten realisiert.

Der dritte Prototyp demonstriert den Anwendungsfall der Hausautomatisierung. Hier kann der Benutzer aus der Ferne elektrische Geräte an- und ausschalten, was mit Hilfe von intelligenten Steckdosen realisiert ist. Der Benutzer hat stets Zugriff auf den aktuellen Verbrauch sowie den An/Aus-Zustand der Geräte. Eine Kamera liefert Live-Bilder aus dem Haus in dem die elektische Geräte installiert sind. Der Benutzer kann die Geräte sowohl mit Hilfe seines Smartphones oder eines beliebigen Webbrowsers bedienen. Weitere Informationen sowie eine Live-Demo finden Sie hier.

Hydra wurde von der Europäischen Kommission im 6. Rahmenprogramm gefördert.