Der Leitgedanke dieses Labors ist es, gemeinsam mit Studierenden eine skalierbare und praxisnahe IoT-Infrastruktur aufzubauen. Hierfür werden IoT Geräte meist über drahtlose Netzwerkschnittstellen sicher in die THM EI IoT Cloud eingebunden.
Die Infrastruktur besteht aus:
- IoT Geräten (z.B. ESP32, Arduino, RPI) mit NW-Schnittstellen wie z.B. WiFi, LoRa, Bluetooth, NB-IoT (5G)
- Gateways und APIs, z. B. EMQX, The Things Network oder eigene LoRa-Gateways
- einem modularen, containerbasierten Cloud-Backbone mit Docker & Kubernetes
- Anwendungen wie Node-RED, InfluxDB, Grafana und Portainer, die Analyse, Visualisierung und Verwaltung ermöglichen
- Unterstützung gängiger IoT-Protokolle wie MQTT(S), CoAP, HTTP(S), WebSockets und AMQP
Studierende können im Rahmen von Projektarbeiten, vorlesungsbegleitenden Praktika, Seminaren oder Abschlussarbeiten eigene Ideen und Use-Cases in das System einbringen, durch Anbindung neuer Sensorik, Entwicklung von Dashboards oder die Integration externer APIs. Das System bietet damit eine ideale Umgebung, um praxisnah die Technologien von morgen zu erleben und mitzugestalten.
Technologische Infrastruktur, Ausstattung & Plattformen des IoT-Labors
Entwicklungsplattformen & Tools
- THM EI IoT Cloud (Docker, Kubernetes, Portainer)
- Node-RED (Flow-basierte IoT-Programmierung)
- Arduino IDE, PlatformIO, Eclipse, Geany, GCC
- Android Studio (für mobile IoT-Apps)
- Visual Studio Code (mit IoT-/MQTT-Erweiterungen)
- CloudFoundry (legacy)
Kommunikationsprotokolle
- MQTT / MQTT over WebSocket
- CoAP, HTTP/HTTPS (REST-APIs)
- OPC UA (für industrielle Kommunikation)
- TCP/IP, UDP, IPv6, 6LoWPAN
- TLS/SSL, DTLS (für sichere Datenübertragung)
Datenbanken & Backend-Systeme
- InfluxDB, TimescaleDB (zeitbasierte IoT-Daten)
- PostgreSQL, SQLite, MongoDB (NoSQL)
- Grafana zur Visualisierung von Sensordaten
IoT-Geräte & Hardwareplattformen
- Raspberry Pi (alle Generationen)
- ESP32 / ESP8266 (mit WLAN/BLE)
- Arduino (UNO, Nano, Pro Mini)
- BeagleBone Black
- Sensoren & Aktoren für Temperatur, Luftqualität, Bewegung etc.
Netzwerkschnittstellen & Funktechnologien
- WLAN, Ethernet
- Bluetooth LE (BLE), ZigBee
- LoRa / LoRaWAN (über eigene Gateways & The Things Network)
- NB-IoT, LTE (inkl. SIM-basierter IoT-Anbindung)