peerOS - Plattform

Das Team von peerOS entstand beim OSNA HACK 2019 in Osnabrück, ihr Thema auf dem Hackathon war „Entwicklung einer Plattform, auf der Bürgerinnen und Bürger Daten, die über LoRaWAN erhoben und übermittelt werden, verwalten und speichern können, zum Beispiel Stromzählerdaten“. Das Projekt scheint nachhaltigen Eindruck hinterlassen zu haben, denn es haben sich Partner gefunden, die eine weitere Erforschung und den Aufbau einer solchen Plattform unterstützen und fördern.

 

Im folgendem halte ich mich größtenteils an eine PDF Präsentation, welche mir das Team zur Verfügung gestellt hat.

peerOS verfolgt das Ziel, Städte und Industrien durch Entwicklung und Implementierung von innovativen Sensortechnologien effizienter und technologisch fortschrittlicher zu gestalten. Mithilfe von digitalen Systemlösungen auf Basis von IOTA und LoRaWAN® wird eine nutzenstiftende Vernetzung von Menschen, Daten, Prozessen und Gegenständen ohne Verzicht auf Schutz und Privatsphäre angestrebt.

Um die vielen verschiedenen Bereiche einer Stadt abzudecken möchte das Team eine modulare Systemplattform entwickeln auf der sich alle Module wie beispielsweise Energie, Mobilität, Industrie, Öffentlicher Dienst oder Landwirtschaft (ePecus) problemlos eingliedern lassen. Zunächst möchte sich das Team auf drei Schwerpunkte konzentrieren, diese richten sich natürlich auch nach der Produktanfrage der Partner und Kunden wie der SWO Netz GmbH.

 

1) Digitalisierung der Stadt – Systemintegration

In den heutigen Städten werden bereits Unmengen an Daten erfasst, die verschiedensten Dinge werden gemessen, geprüft und ausgewertet. Ein großes Problem bei diesen erhobenen Daten ist, das die meisten dieser Daten in unterschiedlichen Systemen verwaltet werden, die nicht untereinander vernetzt sind und somit nicht ganzheitlich verwertet werden können.

Das Ziel ist, die vorhandenen Insellösungen in eine ganzheitliche Systemlösung zu überführen, alle Datenflüsse in einer Stadt sollen sicher und effizient gebündelt werden. Dieses entstehende ganzheitliche System (Peer OS nennt es Datendrehscheibe) ist die Grundvoraussetzung einer Smart-City.

 

2) Digitalisierung der Energiewende - Digitale Stromzähler

Nach dem neuen Messstellenbetriebsgesetz (MsbG) müssen die konventionellen Feraris-Stromzähler durch digitale Stromzähler (bis 2032) ersetzt werden. Diese modernen Messeinrichtungen erlauben lediglich ein umständliches Ablesen, aber keine intelligente Kommunikation von Verbrauchwerten. Für Verbraucher und Messstellenbetreiber ergibt sich daher kein Mehrwert.

 

3) Digitalisierung & IoT - Datensicherheit und -integrität

Ein hoher Vernetzungsgrad und gleichzeitiger Austausch von Mess- und personenbezogenen Daten bietet Cyber-Kriminellen ein großes Potenzial unerlaubt auf die Daten zuzugreifen. Um die Datensicherheit und -integrität zu gewährleisten, ist eine Ende-zu-Ende Sicherheitsarchitektur im IoT-Umfeld notwendige und Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Digitalisierung.

 

 

 

Hardware – PeerPhery

peerOS hat für die diversen Anwendungsgebiete eigene Sensorik-und Kommunikationsmodule zum unkomplizierten Nachrüsten entwickelt.

  • Universalsensoren (mit Mikrocontroller STM32) für Strom, Gas, Wasser, Temperatur, Luftqualität, Geodaten, Drehzahlen, Drücke.
  • Die Distributed Ledger Technologie von IOTA ermöglicht eine Quantensichere Verschlüsselung direkt auf dem Mikrocontroller Modul (patentiert) und die dezentrale Speicherung im Tangle verhindert unerlaubten Datenzugriff. Zudem werden hohe Transaktionsraten, Micropayments und Cross-Selling ermöglicht.
  • Die Kommunikation erfolgt über LoRa, LoRaWAN (Reichweite ist größer als WiFi und der niedrige Energieverbrauch ist ideal für IoT-Geräte), 6loWPAN, NB-IoT, UMTS, LTE und Vernetzung der Gateways mit LoRaMesh. Diese breit gefächerte Netzabdeckung bietet, keine bis sehr geringe Transaktionskosten, Robuste und zuverlässige Kommunikation dank dedizierter Übertragungskanäle und eine Übertragung hoher Datenmengen via Paketsequenzen (die Datensätze werden gestückelt versendet und anschließend wieder zusammengesetzt um die Regeln von LoRaWAN nicht zu verletzten)
  • Die Produktqualität ist BSI-konform und entspricht dem deutschen Industriestandard.

 

 

Software - peerOS

peerOS nennt sich die Software / Plattform bei der alle Fäden zusammenlaufen, diese ist direkt als native Android/iOS Anwendung verfügbar oder als eine Progressive Web App (PWA), das ist eine interaktive Webseite, die zahlreiche Merkmale besitzt, die bislang nativen Apps vorbehalten waren.

  • Monitoring - (Fern-)Auslesen, Anzeige und Auswertung aktueller und historischer Verbrauchswerte.
  • Variable Tarife - Übersicht, Anpassung und Wechselmöglichkeit von Stromlieferverträgen.
  • Lastenmanagement - Push-Benachrichtigungen über aktuelle Strompreise, um die Leistungsnachfrage zu steigern.
  • Digitale Währung – Verbrauchs gesteuerte Generierung einer digitalen Währung für mögliche Querverkäufe, z.B. Tickets für öffentliche Verkehrsmittel.

 

 

 

Der grobe Funktionsweise der Datenerhebung sieht folgendermaßen aus:

  1. Die gemessenen Daten werden direkt auf der Mikrocontroller-Einheit mit IOTA quantensicher verschlüsselt.
  2. Der Transport der Daten zum Application-Server geschieht mittels LoRa, LoRaWAN, 6loWPAN, NB-IoT, UMTS oder LTE.
  3. Vom Application-Server werden die Daten in den IOTA-Tangle übertragen.
  4. Im IOTA-Tangle werden die Daten dezentral gespeichert.
  5. Der Benutzer kann die Daten nun mit der Web App abrufen, auswerten und weiterverarbeiten.

 

 

 

Anwendungsgebiete

Anhand der bildlichen Darstellung der peerOS Datendrehscheibe lässt sich der enorme Umfang der Anwendungsgebiete und der zukünftigen Möglichkeiten erahnen. Durch den modularen Aufbau der peerOS Plattform lassen sich in Zukunft problemlos weitere Bereiche oder ggf. Branchen implementieren.

 

 

 

 

OScoin - Eine digitale Währung für die Stadt

Hinweis: Hier ist das letzte Wort noch nicht gesprochen, es werden derzeit unterschiedliche Konzepte erforscht und dem Kunden vorgestellt (derzeit Stadtwerke Osnabrück). Daher ist alles noch sehr spekulativ und nicht abschließend geklärt. (Stand Nov’19)

 

Nehmen wir mal den Stromzähler als Beispiel, neben der normalen Verbrauchsabrechnung bekommen zukünftig auch die geteilten Nutzungsdaten (wer, wann, usw.) einen Wert, diesen Wert legt das Stadtwerk selbst fest.

 

Szenario 1:

Den IOTA-Token nutzen, der Wechselkurs steht an den Börsen mehr oder weniger fest. Beispielsweise bekommt der Nutzer am Jahresende für 1 Jahr Daten teilen eine Belohnung von X IOTA-Token, mit diesem Token kann der Nutzer natürlich tun was er für richtig hält. Auszahlung oder Rückgabe ist in diesem Fall nicht notwendig (oder das jeweilige Stadtwerke legt den Rückkauf fest) da die Token an offiziellen Börsen gehandelt werden. 

 

Szenario 2:

Einen eigenen Token nutzen, hier würden das Stadtwerk den Kurs festlegen. Der jeweilige Kurs kann für jede Leistung frei gewählt werden, auch für jede Dienstleistung des Stadtwerks etc.. Da hier keine an der Börse gehandelte Währung erstellt wird sondern eine Art Gutschein ist das mehr ein buchhalterisches Problem für die Steuerabgaben. Solange man pro Kunde einen gewissen Wert pro Jahr nicht überschreitet ist dies unproblematisch. Denn die Buchhalterische Anforderung werden erfüllt, da der Wert, die Zeit und die Übermittlung bzw. Einlösung transparent und jeweils in zwei nicht zu manipulierenden Wallets dokumentiert wird.

 

Szenario 3:

Eigener (privater) Tangle. Wird nicht bevorzugt da eine Lösung für alle angestrebt werden soll und die jeweiligen Token nicht nur regional sondern später ggf. auch Überregional genutzt werden sollen.

 

Szenario 4:

Erforscht wird derzeit auch noch eine Lösung wo Ethereum für einen Smart-Contract und IOTA zur Speicherung verwenden wird.

 

 

Fazit Coin-Auswahl

Mal abgesehen davon für welches Szenario sich der Kunde letztendlich entscheidet, für alle Anwendungen innerhalb der Stadt könnte eine digitale Währung das sog. Cross-Selling ermöglichen und den Einwohnern mit der Nutzung der Plattform einen echten digitalen Mehrwert bieten. Beispielsweise erhält ein Plattform Nutzer, welcher selbst erzeugte Energie aus seinen eigenen Solarzellen in das Städtische Energienetz eingespeist hat, keine Vergütung in Euro, sondern in IOTA-Token. Diesen Token kann der Nutzer dann direkt über die Plattform in ein Busticket, für den Eintritt in das städtische Bad oder für die Bezahlung der Müllentsorgung nutzen. 

 

 

Meine persönliche Meinung zur Auswahl eines Token:

Die IOTA-Technologie bietet bereits einen Token für den Wertetransfer inkl. einem weltweit stark wachsenden Ökosystems. Es gibt nur einen Grund, warum ein Stadtwerk einen eigenen Token haben möchte und der ist Kundenbindung. In Zukunft werden Smart-Cities miteinander verbunden, wie soll das mit zig verschiedenem städtischen Token funktionieren, das ist für mich Kleinstaaterei und ein Relikt aus der Vergangenheit. Ich persönlich weigere mich seit Jahren an diesen merkwürdigen Kundenbindungsprorammen der verschiedenen Handelsketten teilzunehmen, daher wäre für mich ein solches Geschäftsgebaren eine Abschreckung. Ich würde es lieber sehen, wenn ein Anbieter ein breites Angebot an Serviceleistungen mit frei wählbaren Bezahlmöglichkeiten anbieten würde.

Zudem stellen sich mir bei einem eigenen Token viele Fragen:

  • Wer kontrolliert das Stadtwerk, welches jetzt wie eine Notenbank agiert und bei Bedarf Token (Gutscheine) für andere Dienstleistungen ausgibt? Jeder Token der von einer Person oder Organisation ausgegeben wird, stellt ein zusätzliches Risiko dar. Es wird immer die Möglichkeit bestehen, dass der Herausgeber des Token die innewohnende Verpflichtung nicht erfüllt.
  • Der eigene Token wäre in dem jeweiligen System (Stadt) zweckgebunden und nicht mit anderen IOTA Anwendungen im Tangle oder mit IOTA basierenden Anwendungen auf der Welt kompatibel. Warum will man sich derartig abkapseln?
  • Was machen Einwohner, die bereits aktiv am IOTA Ökosystem teilnehmen und bereits Strom oder Rechenleistung verkaufen, Q-Nodes betreiben usw. Warum sollten diese einen weiteren Token gutheißen und diesen zusätzlich verwenden.
  • Was ist mit Besuchern aus anderen Städten und ihren IOTA-Wallets (Car-wallet), diese könnten an dem digitalen Angebot der Stadt nicht teilnehmen, es sei denn der IOTA Token wird zusätzlich akzeptiert.

 

 

 

 

Übersicht über die beteiligten Technologien, Partnern und Unterstützern.