In modernen IoT-Anwendungen sind Flexibilität und Reaktionsfähigkeit entscheidend. Unterschiedliche Umgebungsbedingungen, Netzinfrastrukturen und Use Cases erfordern den Einsatz verschiedener Funktechnologien. Eine einzige Protokoll-Lösung reicht oft nicht aus. Die Antwort: Multi-Protocol-Stacks. Sie ermöglichen die parallele Nutzung mehrerer drahtloser Kommunikationstechnologien auf nur einem Gerät.

Was ist ein Multi Stack?

Ein Multi Stack kombiniert mehrere Protokoll-Stacks innerhalb einer gemeinsamen Softwarearchitektur. Je nach Anwendungsfall kann das passende Protokoll individuell angesteuert oder automatisch ausgewählt werden – und das während des laufenden Betriebs. Ob LoRaWAN^®, mioty^® oder Wireless M-Bus (OMS^®): Multi-Protocol Lösungen ermöglichen es, flexibel zwischen den Technologien zu wechseln oder sie gleichzeitig zu betreiben.

Architektur und Chipdesign: Multi Stack auf einer MCU

Ein Multi-Stack unterscheidet sich in seiner Grundarchitektur kaum von einem klassischen Single Stack – der entscheidende Unterschied liegt in der Fähigkeit, mehrere Protokolle parallel oder im Wechsel zu betreiben. Der Datenaustausch erfolgt – je nach Protokoll – uni- oder bidirektional über definierte Kommunikationsparameter.

One-Chip vs. Two-Chip-Design

STACKFORCE Multi Stacks sind sowohl für One-Chip- als auch Two-Chip-Architekturen ausgelegt. Ein One-Chip-Design mit nur einer MCU kann entscheidende Vorteile bieten: geringere Kosten, reduzierter Platzbedarf und einfachere Integration. Wichtig zu beachten: Die gleichzeitige Integration mehrerer Protokolle benötigt grundsätzlich mehr Speicherplatz – eine sorgfältige Planung ist daher unerlässlich.

Multi Stack API: Steuerung, Umschalten und Priorisierung leicht gemacht

Ein zentrales Element der STACKFORCE Multi Stack Lösung ist die durchdacht konzipierte API (Application Programming Interface). Sie bietet eine einheitliche Schnittstelle zur Ansteuerung aller integrierten Protokoll-Stacks – unabhängig davon, ob sie gleichzeitig oder alternierend betrieben werden.

Die API ermöglicht den parallelen Betrieb mehrerer Protokolle auf einer einzigen MCU – sofern die Protokolle technisch nicht im Konflikt stehen. Alternativ kann auch ein zeitlich getaktetes oder ereignisgesteuertes Umschalten zwischen den Protokollen erfolgen. Dabei können Umschaltstrategien individuell definiert werden, z. B.:

• Bedingungsbasiert: Umschalten bei Signalverlust, Energiestatus oder Netzverfügbarkeit
• Prioritätsgesteuert: Protokoll X hat Vorrang vor Y, solange bestimmte Kriterien erfüllt sind
• Zeitrasterbasiert: Nutzung bestimmter Protokolle zu vordefinierten Zeiten

Diese Logik ist vollständig über die API steuerbar und kann bei Bedarf dynamisch angepasst werden – sogar während des Betriebs.

Einfache Migration von Single Stack zu Multi Stack

Bereits einen STACKFORCE Single Stack im Einsatz? Der Wechsel zu einem Multi Stack ist einfach und effizient: Die bestehende Single-Stack-Bibliothek wird durch die Multi-Stack-Bibliothek ersetzt. Die Applikation muss lediglich um die Ansteuerung der zusätzlichen Protokolle erweitert werden. Dank der gemeinsamen API-Architektur bleiben bestehende Einstellungen erhalten – lediglich der neue Stack muss den Bedürfnissen entsprechend programmiert werden.

Übrigens: Nicht benötigte Protokolle können temporär deaktiviert oder komplett entfernt werden – das spart Ressourcen und schafft Spielraum für weitere Funktionen.

Warum eine Multi Protokoll Lösung?

Die Vorteile auf einen Blick:

• bessere Netzabdeckung
• höhere Flexibilität und Reichweite
• geringerer Integrationsaufwand
• effizientere Nutzung von Hardware-Ressourcen
• ideale Lösung für mobile und stationäre Anwendungen

Multi Stack Lösungen sind die Antwort auf heterogene Kommunikationsanforderungen – sei es durch variierende Infrastrukturen oder komplexe Use Cases.

Anwendungsbeispiele aus der Praxis

Smart Metering: lokal & remote zugleich

In der Verbrauchsdatenerfassung ist Wireless M-Bus die Technologie der Wahl für „Walk-by“- oder „Drive-by“-Szenarien. Ein Gerät mit Multi-Protocol Stack kann zusätzlich über LoRaWAN^® oder mioty^® Daten per LPWAN übertragen – ohne Personalaufwand, automatisiert und mit größerer Reichweite. So lassen sich stationäre und mobile Ausleseszenarien effizient kombinieren.

Mobile Assets: immer verbunden

Beispiel: Eine Brauerei überwacht ihre Bierfässer über integrierte Sensoren. Solange sich das Fass auf dem Gelände befindet, werden Daten via LoRaWAN^® übertragen. Verlässt es das Firmengelände, übernimmt das öffentliche Sigfox-Netzwerk die Übertragung – ideal für die mobile Ortung. Zurück am Standort, läuft die Kommunikation automatisch wieder über das lokale Netzwerk.

Wann ist ein Multi Stack sinnvoll?

Eine Multi Protokoll Lösung ist in den meisten Fällen die zukunftssichere Wahl – insbesondere dann, wenn Flexibilität, Skalierbarkeit und Reichweite gefragt sind. Bei Anwendungen mit begrenztem Speicherbedarf kann ein reiner Single Stack die bessere Wahl sein. Die Entscheidung sollte individuell getroffen werden – abhängig von Use Case, Energiebedarf und Integrationsumgebung.

Unser Tipp: Wer vorausschauend plant, entscheidet sich direkt für eine Multi Stack Lösung – und profitiert von der Summe der Stärken mehrerer Protokolle.

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