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FÖRDERUNG DER STUDENTISCHEN INNOVATION MIT DEN 4G-LTE-ROUTERN VON TELTONIKA NETWORKS 

#collaboration, #students, #usecase

August 15, 2023

Wir bei Teltonika Networks glauben fest an die Förderung von Innovationen und die Unterstützung von Universitäten und deren Studenten bei IoT-Projekten. Wir freuen uns, Ihnen mitteilen zu können, dass unsere Zusammenarbeit mit Hochschuleinrichtungen zu beeindruckenden Erfolgen im Wettbewerbsbereich der Formula Student geführt hat!  

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Die individuellen Vorlieben mögen unterschiedlich sein, aber in einem Punkt sind sich die meisten von uns einig: Der Nervenkitzel und die Freude am Rennsport sind unbestreitbar. Vor allem, wenn hohe Geschwindigkeiten, außergewöhnliche Strategien und unerwartete Überraschungen ins Spiel kommen. Für viele Enthusiasten ist das eine berauschende Dosis Adrenalin. Man denke nur an das Hochgefühl, das diejenigen empfinden, die aktiv an der Entwicklung dieses Nervenkitzels beteiligt waren.

In der Vergangenheit haben wir StarkStrom Augsburg, eine gemeinnützige Organisation, mit unserem RUTX11 AC Wi-Fi-Router für die Herstellung eines autonomen Rennwagens unterstützt. Und vor kurzem hatten wir das Vergnügen, zwei Formula Student Teams zu sponsern und sie mit unseren RUT951 und RUTX11 4G LTE Routern auszustatten, um Konnektivität in den Wettbewerben zu implementieren. Werfen wir also einen genaueren Blick darauf, wie bestehende Technologien in der Formel 1 gemischt und auf die Spitze getrieben werden! 

TREFFEN SIE DAS TEAM DER FORMULA ELECTRIC BELGIUM

Die Formula Student Group Formula Electric Belgium der Universitäten KU Leuven und Thomas More University College begann ihre Rennsaison 2023 mit Titan - ihrem neuesten Elektro-Rennwagen. Sie nahmen an mehreren Veranstaltungen teil, unter anderem am größten Konstruktionswettbewerb der Welt - der Formula Student Competition.

Als das Team mit der Herausforderung konfrontiert wurde, einen brandneuen Rennwagen in nur neun Monaten zu entwickeln und zu bauen, war klar, dass eine sorgfältige Konstruktionsstrategie erforderlich war, um den Titan zum Leben zu erwecken. 

Während der Entwicklung des Fahrzeugs tauchten viele Fragen zur Konstruktion des Wagens auf. Fragen wie das Gewicht des Monocoques und das aerodynamische Paket. In der Planungsphase tauchte jedoch eine entscheidende Herausforderung auf: die Bereitstellung einer unterbrechungsfreien Netzwerkverbindung für die gesamte Lösung. Dies war von entscheidender Bedeutung, da eine Vielzahl von Daten und Befehlen von verschiedenen Geräten während des Rennens einwandfrei zwischen Titan und der Boxencrew des Teams übertragen werden musste. 

AUF DER SUCHE NACH EINEM ROBUSTEN 4G-LTE-ROUTER

Das Team skizzierte spezifische Anforderungen für die Auswahl eines Netzwerkgeräts und berücksichtigte dabei die einzigartigen Herausforderungen des Formelrennsports, die sehr zahlreich sind.

Formel-Rennen sind mit hohen Geschwindigkeiten und einer anspruchsvollen Umgebung mit vielen Vibrationen und Temperaturschwankungen verbunden. Daher muss das Gerät auch unter diesen extremen Bedingungen seine volle Leistungsfähigkeit beibehalten. 

Hinzu kommt, dass die Rennwagen mit zahlreichen konnektivitätsgesteuerten Geräten ausgestattet sind, die eine Datenübertragung erfordern. Das bedeutet, dass das Netzwerkgerät als Switch fungieren muss, damit die Boxencrew eine Verbindung zu den Komponenten herstellen kann.


Dazu gehören ein fahrerloser Computer zur Verarbeitung der Daten, eine elektronische Steuereinheit (ECU) zur Steuerung des Fahrzeugs, ein Raspberry Pi zur Erstellung von Statistiken und ein GPS zur Erstellung von Echtzeit-Kinematik (RTK) und zur Erfassung genauer Fahrzeugstandortdaten. All dies erforderte mindestens 4 Ethernet-Anschlüsse, um eine optimale Lösungseffizienz zu erreichen.


Da das Team an mehreren Veranstaltungen in verschiedenen Ländern teilnehmen würde, muss das Netzwerkgerät über Dual-SIM- und 4G-LTE-Router-Funktionen verfügen, um Redundanz und nahtlose Konnektivität unabhängig vom Standort zu gewährleisten. Darüber hinaus muss das Gerät auch als tragbarer WLAN-Router fungieren, der drahtlose Netzwerkkonfigurationen ermöglicht und eine zusätzliche Ebene der Flexibilität und des Komforts bietet.


Nachdem sich das Team von Formula Electric Belgium bereits von der Leistungsfähigkeit der Router von Teltonika Networks überzeugt hatte, gab es keinen Zweifel daran, an wen es sich wenden würde, um einen 4G LTE-Router zu finden, der perfekt zu seinen Anforderungen passt: unseren RUT951. Guillaume Degroote, der Chefingenieur des Formula Electric Belgium Teams, fügt hinzu: "Da wir bereits Erfahrungen mit Geräten von Teltonika Networks gemacht haben, waren wir zuversichtlich, dass ihr Gerät unsere Anforderungen erfüllen würde, wenn wir eine hochwertige Lösung suchen." 

IMPLEMENTIERUNG EINER LÖSUNG FÜR RENNSPORTKONNEKTIVITÄT

Bei Teltonika Networks ist das häufigste Material für Gerätegehäuse Aluminium, ein weitverbreitetes Material, das für seine Widerstandsfähigkeit bekannt ist. Dies macht unseren RUT951 Industrie-WLAN-Router langlebig und widerstandsfähig gegen Faktoren wie Stöße und Stürze.

Außerdem sind die meisten unserer Geräte so konstruiert, dass sie rauen Temperaturen von -40 °C bis 75 °C, elektromagnetischen Störungen, Feuchtigkeit und vor allem starken Vibrationen standhalten, die im Formel-Rennsport besonders häufig auftreten. Das macht die physische Ausdauer unseres RUT951 zur perfekten Option für die Lösung des Teams. 

Durch den Einsatz von Teltonika Networks' industriellem Wi-Fi Router, dem RUT951, haben die Studenten Echtzeit-Kinematik auf ihre Lösung angewendet. Diese Anwendung nutzt die Daten der im Rennwagen installierten Inertialmesseinheit und zeigt präzisere und genauere Positionsdaten als ein normales GNSS.


Der 4G-LTE-Router ermöglichte es dem Formula Student Team außerdem, ein Telemetriesystem zu implementieren, mit dem die aktuellen und vergangenen Daten des Rennwagens eingesehen und die Parameter bei Bedarf per Fernzugriff über einen MQTT-Server aktualisiert werden können.


All dies wäre jedoch ohne zwei entscheidende Elemente nicht möglich: Mobilfunk- und Wi-Fi-WAN-Schnittstellen. Da es sich beim RUT951 um einen tragbaren Wi-Fi-Router mit Dual-SIM handelt, konnten die Studenten den Router problemlos im Rennfahrzeug installieren und dann aus der Ferne alle notwendigen Tracking-Aufgaben durchführen, um den Erfolg der Lösung sicherzustellen. 

TREFFEN SIE DAS TEAM DER UNIVERSITÄT BOLOGNA

Jedes Jahr nehmen rund 250 Ingenieurstudenten der Universität Bologna an dem Projekt des UniBo-Motorsportteams teil, um drei Fahrzeugtypen zu entwickeln und zu bauen: ein Elektromotorrad, ein Elektroauto und ein Auto mit Verbrennungsmotor. 

Die Studenten aus Bologna nehmen auch an zahlreichen Veranstaltungen für Rennfahrzeuge teil, wie der Formula SAE Competition und der Formula Student, die von SAE International organisiert werden. Im Laufe der Jahre, in denen das Studententeam an solchen Veranstaltungen teilgenommen hat, hat es durch seinen Enthusiasmus und seine Leidenschaft den Titel des Hauptpreisträgers gewonnen.

In der Rennwagensaison 2023 legte das Studententeam der Universität Bologna großen Wert auf die Innovation ihrer Fahrzeuge. Dazu gehörte die Entwicklung eines drahtlosen Live-Telemetriesystems, das über eine zuverlässige 4G-Verbindung verfügt. Damit dies funktioniert, benötigte das Team ein ebenso zuverlässiges Netzwerkgerät: unseren RUTX11 4G LTE-Router. 

TELEMETRIE UND MAXIMIERTE LEISTUNG MIT 4G

Die Telemetrie ist für den Rennsport sehr wichtig. Und zwar so sehr, dass wir sie als die treibende Kraft hinter der Maximierung der Fahrzeugleistung bezeichnen würden. Aber inwiefern?

Sie ermöglicht die kontinuierliche Erfassung und Analyse von Echtzeitdaten, die dem Team Aufschluss über den Zustand des Rennfahrzeugs geben, so dass Anpassungen zur Optimierung der Leistung vorgenommen werden können. 

Der industrielle Wi-Fi-Router RUTX11 spielt aus mehreren Gründen eine entscheidende Rolle bei der Realisierung des Telemetriesystems des Studententeams. Erstens stattet der RUTX11 das Team mit Dual-Band-Wi-Fi und 4G-Konnektivität mit Geschwindigkeiten von bis zu 300 Mbps aus.

RUTX11 fungiert auch als Datentransmitter, der eine Brücke zwischen dem Steuergerät des Fahrzeugs und dem Computer des Ingenieurteams am Straßenrand schlägt. Ermöglicht wird die Verbindung durch einen im Fahrzeug installierten Router, der über ein Ethernet-Kabel direkt mit dem Steuergerät verbunden ist. Die Daten werden dann über eine drahtlose WAN-Schnittstelle an den Computer am Straßenrand übertragen. 

ENTWICKLUNG DES TELEMETRIESYSTEMS

Mit diesen Merkmalen des RUTX11 AC Wi-Fi-Routers entwickelten die Studenten ein Telemetriesystem, das auf einer Relay-Kommunikation zwischen dem Steuergerät und dem straßenseitigen Computer basiert und über einen sicheren OpenVPN-basierten VPN-Tunnel läuft. Diese Verbindung wird durch einen Linux-basierten Cloud-Server erleichtert, der es dem Team ermöglicht, den VPN-Server zu verwalten und das User Datagram Protocol (UDP) an alle mit dem Router verbundenen Geräte weiterzuleiten.


Um dieses Telemetriesystem optimal zu nutzen, verwendete das Studententeam ein UDP-Protokoll, um einen schnelleren Live-Stream der aufgezeichneten Daten zwischen den beiden Endpunkten herzustellen. Das Team stellte fest, dass dieses System viel effizienter ist als eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung.


Spannenderweise entwickelt das Studententeam der Universität Bologna auch ein fahrerloses Elektrofahrzeug, das fortschrittliche Fernsteuerungssysteme benötigt, die über eine drahtlose Verbindung erreicht werden können. Der 4G-LTE-Router RUTX11 wäre ein fantastischer Kandidat für eine solche Mission, da er zukunftssicher ist und eine zuverlässige Netzwerkkonnektivität sowie einen drahtlosen Zugang zu anderen Geräten bietet.

MUND-ZU-MUND-PROPAGANDA FÜHRT ZU WUNDERN

Beide Studententeams haben bereits Erfahrungen mit Teltonika Networks gemacht und waren zuversichtlich, dass unsere Geräte ihre Anforderungen erfüllen würden. Massimo Pisani, C-Electronics Division Manager des Teams aus Bologna, sagt: "Wir haben uns für Teltonika Networks als Partner entschieden, weil sie mit einem gleichgesinnten Formula SAE-Team zusammenarbeiten. Wir haben festgestellt, dass es sich um ein robustes Unternehmen handelt, das für innovative Netzwerkgeräte bekannt ist, die bemerkenswerte Zuverlässigkeit und Sicherheit mit benutzerfreundlichen Funktionen verbinden." 

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