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Inovasense
Fallstudie
Hardwareentwicklung Embedded Security Ultra-Low-Power Edge-Sensorik Kundenspezifisches PCB-Design

Sicherer Smart-Tag für die Logistik

Hardwaregesicherter Multisensor-IoT-Tag – nur 4 mm dünn. Kontinuierliche Überwachung des Sendungszustands mit manipulationssicheren Daten für Blockchain und Smart Contracts.

Sicherer Smart-Tag für die Logistik

Ein hardwaregesicherter Multisensor-IoT-Tag mit einer Dicke von nur 4 mm, entwickelt für die kontinuierliche Überwachung des Sendungszustands und die Erzeugung vertrauenswürdiger Daten für Blockchain und Smart Contracts.


Technische Spezifikationen

ParameterSpezifikation
KonnektivitätBluetooth Low Energy (BLE) – Nordic Semiconductor nRF SoC
SensorenThermometer, Hygrometer, Umgebungslichtsensor, Beschleunigungssensor, IMU
SicherheitDedizierter Hardware-Kryptografie-Chip (Secure Element)
StromversorgungUltradünner integrierter Akku
FormfaktorRundes Design, ~70 mm Durchmesser, 4 mm Dicke
BefestigungIntegriertes industrielles doppelseitiges Klebeband (Peel & Stick)

Die Herausforderung

Transportschäden bei Frachtgut kosten die globale Industrie jährlich zweistellige Milliardenbeträge in Euro, wobei die Mehrheit durch menschliches Versagen verursacht wird – unsachgemäße Handhabung, falsches Stapeln, Temperaturverstöße und unbefugtes Öffnen von Paketen.

Unser Kunde entwickelte ein innovatives digitales Ökosystem auf Basis von Smart Contracts, das Transportunternehmen und Kuriere proaktiv und finanziell dazu anregen sollte, Sendungen besser zu behandeln. Das System musste sorgfältige Handhabung automatisch belohnen und Fahrlässigkeit ahnden – alles gesteuert durch eine transparente, unveränderliche Blockchain-Logik.

Das fehlende Puzzleteil: Damit das Smart-Contract-System fair funktionieren und Belohnungen auszahlen konnte, benötigte es eine unbestreitbare physische Quelle der Wahrheit – einen manipulationssicheren Chain-of-Custody-Nachweis, der direkt aus der Praxis generiert wird. Reine Softwarelösungen waren nicht vertrauenswürdig genug, um Finanztransaktionen auszulösen.

Die Herausforderung für Inovasense: die Entwicklung eines autonomen Hardwaresensors, der diese Daten präzise erfassen kann und gleichzeitig folgende Eigenschaften aufweist:

  • Extrem dünn – dünn genug, um wie ein Standard-Versandetikett angebracht zu werden
  • Energieeffizient – autonomer Betrieb während der gesamten Transportdauer
  • Vollständig gegen Manipulationen gesichert – jeder Versuch, Daten zu fälschen, musste kryptografisch unmöglich sein

Unsere Lösung

Das Team von Inovasense entwarf die komplette Hardwarearchitektur, von der Komponentenauswahl bis zum finalen PCB-Layout – mit besonderem Fokus auf Miniaturisierung, Multisensor-Integration und Sicherheit auf Hardwareebene.

Extreme Miniaturisierung und Formfaktor

Wir integrierten die gesamte Elektronik, fortschrittliche Sensor-Arrays und einen maßgeschneiderten, ultradünnen Akku in ein rundes Gerät mit einer Gesamtdicke von nur 4 mm. Das Gerät fungiert als intelligentes Etikett, das mit integriertem, industrietauglichem doppelseitigem Klebeband direkt auf jedem Paket angebracht wird. Keine Halterungen, keine Werkzeuge, keine Schulung erforderlich.

4mm
Gesamtdicke Dünner als eine Münze
70mm
Durchmesser Runder Formfaktor
6
Integrierte Sensoren Vollständige Umgebungsüberwachung
SE
Secure Element Hardware-Vertrauensanker

Umfassende Edge-Sensorik

Das Gerät überwacht kontinuierlich die Sendungsumgebung durch ein Multisensor-Array und erfasst so ein vollständiges Bild davon, wie ein Paket von der Abholung bis zur Zustellung behandelt wird.

SensorWas erfasst wirdWarum es wichtig ist
🌡️ ThermometerTemperaturabweichungen und -trendsEntscheidend für die Kühlkettenlogistik (Pharma, Lebensmittel)
💧 HygrometerLuftfeuchtigkeit und KondensationsrisikoSchützt feuchtigkeitsempfindliche Waren und Elektronik
📐 BeschleunigungssensorStürze, Stöße und ErschütterungenErkennt unsachgemäße Handhabung mit g-Kraft-Daten
🔄 IMUAusrichtung, Neigung und DrehungIdentifiziert falsches Stapeln oder Umdrehen
💡 LichtsensorUnbefugtes Öffnen von PaketenErkennt Lichteinfall in versiegelten/dunklen Paketen

Edge Intelligence: Alle Sensordaten werden lokal auf dem Gerät verarbeitet und ausgewertet. Nur relevante Ereignisse und kryptografisch signierte Zusammenfassungen werden übertragen – das minimiert die Leistungsaufnahme und die Bandbreite und maximiert gleichzeitig die Datenintegrität.

Hardware-Vertrauensanker (Root of Trust)

Da die gemessenen Daten direkt Finanztransaktionen auf der Blockchain auslösen, war eine standardmäßige softwarebasierte Sicherheit nicht ausreichend. Jede Möglichkeit der Datenmanipulation hätte das gesamte Smart-Contract-Ökosystem untergraben.

Wir integrierten ein dediziertes Secure Element (Hardware-Kryptografie-Chip) direkt auf der Leiterplatte, das Folgendes bietet:

  1. Verschlüsselung auf Hardwareebene – alle Sensordaten werden mit Schlüsseln verschlüsselt, die in manipulationsresistentem Silizium gespeichert sind
  2. Kryptografische Signierung – jedes Datenpaket wird auf Hardwareebene digital signiert, wodurch eine fälschungssichere Beweiskette entsteht
  3. Manipulationsschutz – das Secure Element erkennt physische Angriffsversuche und reagiert darauf
  4. Blockchain-fähige Ausgabe – signierte Datenpakete sind für die direkte Aufnahme in öffentliche Blockchain-Netzwerke strukturiert

100 % vertrauenswürdige Aufzeichnungen: Die Hardware-Sicherheitsarchitektur schafft eine lückenlose Nachweiskette (Chain of Custody) vom physischen Sensor bis zur Blockchain – vollständig manipulationssicher und DSGVO-konform. Keine Softwareschwachstelle kann die Integrität der signierten Daten beeinträchtigen.

Effiziente Konnektivität

Der Nordic Semiconductor nRF SoC ermöglicht eine nahtlose, energieeffiziente BLE-Kommunikation. Das Gerät überträgt Daten zuverlässig und sicher direkt an handelsübliche Smartphones, die von Abfertigungspersonal und Kurieren verwendet werden – wodurch teure industrielle Scangeräte überflüssig werden.

  • Keine Infrastruktur erforderlich – jedes Smartphone mit BLE wird zum Gateway
  • Sofortige Datenübergabe – Kuriere tippen auf den Tag, um den Sendungsdatensatz hochzuladen
  • Offline-Resilienz – das Gerät speichert alle Ereignisse lokal bis zur nächsten Synchronisierung

Was wir geliefert haben

Kundenspezifische Leiterplatte
Komplettes Platinendesign, optimiert für 4 mm Bauhöhe
Firmware
BLE-Stack, Sensorfusion und Krypto-Engine auf nRF SoC
Sicherheitsarchitektur
Secure-Element-Integration mit Blockchain-fähiger signierter Ausgabe
LieferumfangDetail
Hardware-DesignVollständiger Schaltplan + PCB-Layout (mehrlagig, runder Formfaktor)
Komponenten-EngineeringBeschaffung und Qualifizierung von ultradünnem Akku, Sensoren, SE-Chip
Embedded FirmwareBLE-Kommunikation, Sensortreiber, Power-Management, Krypto-Schicht
SicherheitsmodellSchlüsselprovisionierung, Datensignaturfluss, Logik zur Manipulationserkennung
PrototypingFunktionale Prototypen für die Validierung durch den Kunden und für Feldtests

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Wir entwickeln kundenspezifische Hardware für Anwendungen, bei denen Datenintegrität, Miniaturisierung und Sicherheit nicht verhandelbar sind. Vom Konzept bis zum zertifizierten Prototyp.

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