Meshtastic

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Begründung: Enzyklopädische Relevanz nicht ausreichend ersichtlich Lutheraner (Diskussion) 20:54, 17. Jun. 2024 (CEST)
LoRa-WAN Gateway am Amateurfunkrelai DB0IL in Ellerbek am Kieler Ostufer

Meshtastic ist eine netzunabhängige Messenger-Anwendung auf Basis des Jedermannfunks in den ISM-LoRa Bändern. Mittels Meshtastic werden dezentrale Ad-hoc Netze mit niedrige Datenraten aufgebaut, die unabhängig von Mobilfunk oder Internetanwendungen funktionieren. Als Endgeräte werden eigene Sende-Empfänger oder Smartphones mit einem zusätzlichen Funkmodul verwendet. Mit ihnen werden Daten in Form von Textnachrichten, Position- und Telemetriedaten gesendet und empfangen.

Technik

Die Software ist auf Leiterplatten mit LoRa-Anwendungen aufspielbar. Mittels eines Mesh-Algorithmus routen die Geräte Nachrichten selbständig. In der Version von 2022 können bis zu 80 Teilnehmer verwaltet werden.[1] Die Daten werden mit dem AES256 Standard verschlüsselt.[2][3] Dadurch und durch Frequenzhopping wird auch über eine militärischen Nutzung diskutiert.[4][5][6] Begrenzt wird das Netz durch die Anzahl der sogenannten Hops (Weiterleitungen) und Nodes (Teilnehmer). Die Netze sind deshalb auf regionale Anwendungen limitiert. Über (Internet-)Gateways können Netze jedoch miteinander verbunden werden.

Meshtastic verfügt über die Möglichkeit die Strom- und Spannungssensoren INA219 und INA260 von TI sowie den Temperatur- und Luftfeuchtesensor SHTC3 von Sensirion auszulesen. Meshtastic Platinen können mit einem GPS Modul ausgerüstet werden.

In Europa werden für das Netzwerk meist das Frequenzband 433 MHz und das 868 MHz (SRD-Band Europa) genutzt. In Amerika das 915 MHz Band. Besonders das 868 MHz Frequenzband ist beliebt, da durch die regulatorischen Bestimmungen eine effiziente und störungsfreie Nutzung dieses Bandes möglich ist. Die Funkanwendung ist für die LoRa Nutzung lizenzfrei.[7] Die Geräte sind auf eine Ausgangsleistung von 10 bis 100 Milliwatt begrenzt.

Anwendung

Meshtatic basiert auf dem Prinziep eines dezentrales Netzwerk, bei dem alle Teilnehmer als Relay-Stationen fungieren und Daten übertragen können. Dies soll eine zuverlässige, redundante und erweiterbare Kommunikation, selbst in mit Mobilfunknetzen schlecht abgedeckten Gebieten, gewährleisten. Mit Meshtastic können Benutzer zum einen untereinander kommunizieren, aber auch auch Sensor-, Positions- (GPS) und alle anderen Daten mit geringem Volumen übertragen. Die Anwendung gilt als benutzerfreundlich, da für die Meshtastic-Geräte häufig ein Smartphone als Benutzeroberfläche verwendet wird.[8][9] Informationen über Kanäle und Verschlüsselungen können unter Anderem über QR Codes ausgetauscht werden. Standardmäßig wird ein offener, unverschlüsselter Kanal bereitgestellt, wo jeder mit jedem kommunizieren kann. Es können aber bis zu 8 verschlüsselte, private Kanäle hinzugefügt werden. Dadurch sind Benutzergruppen möglich. Normallerweise kommuniziert das Smart-Phone mit dem eigentlichen Funkgerät via Bluetooth.

Besonders im wissenschaftlichen und akademischen Einsatz werden LoRa-WAN-Netzte, z.B. zum Auslesen von Sensoren und Sonden genutzt und an dessen Potential geforscht.[10][11] Hier wird Meshtatic ebenfalls als als Werkzeug eingesetzt. Über eine Anwendung von dezentralen Ad-Hoc-Netzen wie Meshtatic bei Ausfall von z.B. Relais-ahängigen TETRA-Bündelfunk-Anwendungen im Katastrophenschutz wird in Fachkreisen diskutiert.[8]

Die Anwendung findet auch zunehmend Verbreitung im experimentellen Amateurfunk. Da der Frequenzbereich 430-440 MHz weltweit und der Bereich 902-928 MHz[12] in Nord- und Südamerika (ITU Region 3) auch dem Amateurfunk zugewiesen wurde, wird auch Hardware verwendet, die über einen sogenannten HAM Modus[13] verfügt. Mittels dieses Modus können Funkamateuren den gesamten Frequenzbereich mit Leistungen von mehreren Watt nutzen. Dies steigert die Reichweite erheblich.[14]

TAK

Ein typisches Szenario ist die Verwendung von Meshtastic mit einem Tactical Assault oder Team Awareness Kit (kurz TAK). Dabei handelt es sich um ein Programm welche den Standort aller Teilnehmer auf geographischen Karten anzeigen kann. Meshtastic kann mit dem Android Team Awareness Kit kurz ATAK zusammenarbeiten.[15] ATAK wurde vom US Militär entwickelt.[16][17][18] Ein Kompanie oder Bataillon Kommandeur kann die Position all seiner Soldaten im Feld auf einem Android Pad anzeigen. Die Soldaten haben ein zigarettenschachtelgrosses Gerät in der Tasche, welches aus einer LoRa Platine + einer GPS Platine besteht. Ein solches Gerät ist billig zu produzieren (Zirka 50 Dollar). Durch die geringe Leistung der Geräte ist eine Anpeilung durch feindliche Kräfte kaum möglich. Dafür sorgt auch dass die Signalstärke von LoRa Geräten unter dem natürlichen Rauschen liegen, was die Erkennung des Signals durch automatische Peiler schwierig macht. Aufgrund der Relais Funktionalität ist eine Verbindung zu den TAK Benutzern trotzdem möglich. Durch die Verwendung von Spread Spectrum über einen großen Frequenzbereich (HAM Modus) ist eine Störung durch Störsender auch schwierig. ATAK funktioniert auf Smart Phones und Pads, welche mit dem Android Betriebssystem betrieben werden. Es gibt verschiedene Versionen dieser Software. Einige davon sind geheim und nur für die US-Streitkräfte verfügbar. Es gibt aber auch eine abgespeckte Open Source Version. Mit APAK kann auch kommuniziert werden, man kann also Meshtastic Meldungen via Smart-Phone senden und empfangen. Verschiedenste Karten, Satellitenbilder und Overlays können in die Software importiert werden. Man verwendet private, verschlüsselte Gruppen. Die Daten der Verbindung werden via Smart-Phone, Bluetooth und QR-Code vor dem Einsatz ausgetauscht.

ATAK und Meshtastic können aber auch für zivile Einsätze eingesetzt werden, z.B. bei Personensuche oder Waldbränden. Rettungshundestaffeln können ihre Einsätze effektiv koordinieren. Im Hochgebirge können sich Bergsteiger und Skifahrergruppen koordinieren. Das selbe gilt für Jäger, Holzfäller und Forstbeamte.

Literatur

  • Messina, F., Santoro, C., & Santoro, F. F. (2024): Enhancing Security and Trust in Internet of Things through Meshtastic Protocol Utilising Low-Range Technology. Electronics, 13(6), 1055.
  • Schmidt, Daniel, et al. (2023): "BPoL: A Disruption-Tolerant LoRa Network for Disaster Communication." 2023 IEEE Global Humanitarian Technology Conference (GHTC). IEEE, 2023.
  • Suryadevara, N. K., & Dutta, A. (2021): Meshtastic Infrastructure-less Networks for Reliable Data Transmission to Augment Internet of Things Applications. In International Conference on Wireless and Satellite Systems (pp. 622-640). Cham: Springer International Publishing.

Webseiten

Siehe auch

  • APRS Alternative zu Meshtastic mit analogen Funkgeräten.

Einzelnachweise

  1. ↑ https://www.heise.de/news/Notfallkommunikation-2-0-Alarm-per-Meshtastic-7338735.html
  2. ↑ https://tylercipriani.com/blog/2022/07/31/meshtastic-a-review/
  3. ↑ Melvin P. Manuel, Kevin Daimi: Implementing cryptography in LoRa based communication devices for unmanned ground vehicle applications. In: SN Applied Sciences. Band 3, Nr. 4, 1. März 2021, ISSN 2523-3971, S. 397, doi:10.1007/s42452-021-04377-y (doi.org [abgerufen am 18. Juni 2024]).
  4. ↑ Michael Reyneke, Barry Mullins, Mark Reith: LoRaWAN & The Helium Blockchain: A Study on Military IoT Deployment. In: International Conference on Cyber Warfare and Security. Band 18, Nr. 1, 28. Februar 2023, ISSN 2048-9889, S. 327–337, doi:10.34190/iccws.18.1.944 (academic-conferences.org [abgerufen am 18. Juni 2024]).
  5. ↑ Shree Gowri Santhosh .V, Vishal .E, Vishak .R, Dr. K. Rahimunnisa: LoRa-IoT Focused System of Defense for Equipped Troops [LIFE]. In: Journal of Ubiquitous Computing and Communication Technologies. Band 2, Nr. 3, 18. September 2020, ISSN 2582-337X, S. 153–177, doi:10.36548/jucct.2020.3.005 (irojournals.com [PDF; abgerufen am 18. Juni 2024]).
  6. ↑ James Michaelis, Alessandro Morelli, Luis Hernandez, Deryck James, Jade Freeman, Niranjan Suri: LoRaWAN Testing for Military Communications in Urban Environments. IEEE, 2021, ISBN 978-1-66544-431-6, S. 885–890, doi:10.1109/WF-IoT51360.2021.9595596 (ieee.org [abgerufen am 18. Juni 2024]).
  7. ↑ https://spacepc.de/meshtastic-der-einstieg/
  8. ↑ a b Hochschule für Technik und Wirtschaft, Dresden: ¨Ubertragung von Sensordaten mittels LoRa. Katastrophennetz mithilfe von Meshtastic.
  9. ↑ Was ist Meshtastic und für wen lohnt es sich? - SpacePC.de. 24. Januar 2024, abgerufen am 18. Juni 2024 (deutsch).
  10. ↑ Hochschul­rechenzentrum: LoRaWAN. Abgerufen am 18. Juni 2024 (englisch).
  11. ↑ Innovative LoRaWAN Partnerships Between Universities and Local Communities. 13. April 2023, abgerufen am 18. Juni 2024 (amerikanisches Englisch).
  12. ↑ 17. Juni 2024, Getting Started with 900MHz (33cm) Ham Band
  13. ↑ Im englischen Sprachraum wird Amateurfunk umgangssprachlich als Ham-Radio beteichnet.
  14. ↑ https://flawed.net.nz/2023/02/17/loraham/ flawed.net.nz 17. Februar 2023 LoRaHam: data over amateur 70cm bands]
  15. ↑ hackday: If an internet connection is not available where you are going, there are several off-grid networking plugins available. HAMMER acts as an audio modem to send CoTs using cheap Baofeng radios. Atak-forwarder works with LoRa-based Meshtastic radios, or you can use APRS-TAK with ham radios.
  16. ↑ takmaps
  17. ↑ CIVTAK: Android Team Awareness Kit or ATAK / CivTAK: The Team Awareness Kit (TAK), for civilian uses, or Tactical Assault Kit (also TAK) for military uses is a suite of software that provides geospatial information and allows user collaboration over geography. There are numerous TAK Products in the TAK family, all developed at government expense
  18. ↑ Meshtastic Official Meshtastic ATAK Plugin Meshtastic can integrate with ATAK on Android using the Official ATAK Plugin
Quelle: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Meshtastic&oldid=246033200