Für Unternehmen ist die Auswahl von LoRaWAN Firmware Update Over-The-Air (FUOTA) wichtig, um IoT-Geräte effizient beim Hinzufügen neuer Funktionen bis hin zur Behebung von Sicherheitslücken zu versorgen.
Fünf grundlegende Protokolle für einen Firmware-Update-Service von LoRaWAN-Endgeräten:
- Zeitsynchronisation von LoRaWAN-Endgeräten: Es wird verwendet, um die Uhr eines Endgeräts mit der GPS-Uhr des LoRaWAN-Netzwerks zu synchronisieren.
- Verwalten und Planen von temporären Multicast-Gruppenanwendungen auf Netzwerkservern.
- Verwalten & Erstellen von Fragmentierungssitzungen, um Datenblöcke an LoRaWAN-Endgeräte zu senden, mit dem Ziel die Fehlerrate bei der Speicherung oder Übertragung von Daten zu senken (Forward Error Correction).
- Managen und Durchführung von grundlegender Firmware-Verwaltung. Dazu gehört auch das Neustarten von Endgeräten und die Abfrage von Updates.
- Feststellen und Verarbeiten von Firmware-Patches durch Geräte. Sie müssen mehrere Nachrichten zuerst mittels Fehlerkorrektur beheben, um sie danach zusammensetzen zu können.
Aktualisierungen der Firmware sind eines der Schlüsselfunktionen im IoT, insbesondere für Endgeräte mit einer langjährigen Lebensdauer. LoRaWAN Firmware Update Over-The-Air ist eine Reihe von Spezifikationen für die Anwendungsschicht, einschliesslich Multicast-Setup, Fragmentieren, Taktsynchronisation, Firmware-Management sowie Multi-Package Access, die die Bereitstellung und Verwaltung von Firmware-Updates für mehrere Endgeräte ermöglichen.
Umsetzung – Folglich schaut ein mögliches Szenario eines FUOTA-Vorgangs so aus, dass eine Gruppierung von Endgeräten über die Netzwerkanwendung ausgewählt wird. Die Aktualisierung der Endgeräte hängt dann ab von der aktuellen Firmware und von der Hardware ab. Die Uhren der Endgeräte werden über den Anwendungsserver synchronisiert und besitzen die Fähigkeit der Fragmente und Multi-Cast-Sitzung. Nach dem Beginn der Multicast-Sitzung werden einzelne Fragmente der Firmware-Datei mittels Broadcast an alle Endgeräte gesendet. Sobald die Fehlerkorrektur durchgeführt wurde, beginnt jedes Gerät per Befehl einen Neustart mit der neuen Version.
LoRa-Allianz – Neben den oben geschilderten Eigenschaften des FUOTA-Standards, der von der LoRa-Allianz entwickelt wurde, sind einige Spezifikationen neben Firmware-Upgrades auch anderweitig einsetzbar. Während die aufgezählten Punkte einen Standardweg ermöglichen, um FUOTA auf Endgeräten zu ermöglichen, die an ein LoRaWAN-Netzwerk angeschlossen sind, gibt es noch viele weitere Punkte, die betrachtet werden müssen, die aufgrund der Tiefe der Thematik in einem der nächsten Blog-Beiträge bearbeitet wird.
Managementsystem für Geräte – Denn FUOTA an sich kann im weiteren Sinne als Managementsystem für Geräte verstanden werden, um nach Softwareaktualisierungen sowie Protokollfähigkeiten nachzufragen. Dazu gehören ebenfalls die Bereitstellung der Sicherheit und Überwachung, sowie die Konfiguration der Geräte. Hinzu kommt, dass die Verwaltungssysteme der Geräte in einer Verbindung stehen mit dem Datenmodell der Geräte, um eine Methode für die Beschreibung der Eigenschaften bzw. Fähigkeiten der Endgeräte im Zusammenhang mit einem Zugangsprotokoll zu beschreiben.
Fazit – In der heutigen Situation lässt sich sagen, dass nicht alles standardisierbar ist, da es zu viele Abhängigkeiten gibt. Dabei nimmt der Applikation-Layer oder auch die Logik des Endgerätes einen wichtigen Platz ein. Des Weiteren ist das Format der Firmware abhängig von den unterschiedlichen Herstellern sowie von den Anforderungen der Anwendungen.
