Das Internet der Dinge (IoT) gehört mittlerweile zum Alltag vieler Menschen. Es umfasst Objekte bzw. Geräte, die miteinander verbunden sind und Daten austauschen. Dies birgt neue Möglichkeiten, aber auch Herausforderungen. So erleichtern intelligente Beleuchtungen z.B. den Alltag der Menschen. Auch Firmen nutzen das Internet der Dinge, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Im Folgenden erklären wir, was IoT ist und wie es funktioniert. Dazu geben wir Praxis-Beispiele wo es eingesetzt wird.
Inhaltsverzeichnis: Das erwartet Sie im Artikel
Definition Internet der Dinge
Das Internet der Dinge ist die Verbindung von Geräten mit digitalen Netzwerken, um Daten miteinander auszutauschen. Internetfähige Dinge wie z.B. Smartphones sammeln dabei Informationen mit Sensoren, Software und weiteren Technologien. Die dabei erfassten Werte werden dann an Datenbanken, wie Clouds zur Analyse weitergeleitet.
Beispiele für IoT-Geräte
Viele Geräte, die zum Internet der Dinge gehören kennen Sie bereits aus Ihrem Alltag. Im Folgenden zeigen wir Ihnen ein paar Beispiele für IoT-Geräte auf:
- Haushaltsgeräte
- Vernetzte Beleuchtung
- Smarte Sicherheitssysteme
- Intelligente Fernsehgeräte
- Digitale Sprachassistenten
- Alexa
- Google Assistant
- Tragbare Analysegeräte
- Fitnesstracker
- Vernetzte Blutdruckmessgeräte
- Vernetzte Insulinpumpen
Infografik: Vernetzte Geräte bilden das Internet der Dinge. (Foto: AdobeStock - Yuriy)
Was kann IoT?
Mit dem Internet der Dinge wird Big Data generiert. Das heißt Endgeräte erzeugen große Mengen an Daten, die Privatanwendern und Unternehmen tiefergehende Erkenntnisse liefern. Nutzer können so z.B. Körperfunktionen untersuchen oder einfach das Licht in ihrer Wohnung der jeweiligen Stimmung automatisch anpassen lassen. Hersteller erfahren mehr über die Produktion, den Zustand, die Lieferbedingungen ihrer Güter und wie Kunden darauf reagieren. Zu den Informationen, die man mit IoT erheben kann, gehören u.a.
- Art und Anzahl der genutzten Anwendungen
- Komponentenzustand
- Geodaten
- Nutzungsdauer
- Geschwindigkeit
- Temperatur
- Feuchtigkeit
- Licht: Hell / Dunkel
Welchen Nutzen bringt IoT?
- Fitnesstracking: "Welchen Pulsschlag habe ich zu jeder Minute beim Joggen?" und "Bin ich diese Woche besser geworden?"
- Intelligentes Licht: "Wenn ich in festlicher Stimmung bin, soll das Licht den Abend romantisch untermalen"
- Lieblingsfilme und –Musik durch Analyse der Gewohnheiten: "Sonntags bietet mir Alexa abends nen Krimi an"
Infografik: Das Internet bringt Nutzen in viele Bereiche, die wir mit IoT nicht verbinden würden. In der Landwirtschaft hat IoT das Buzzword "Smart Farming" längst etabliert. Die neue 5G-Connectivity und Machine Learning Algorithmen haben dem Landwirt mächtige Werkzeuge an die Hand gegeben. Wenn der eigene Acker als Digital Twin (als Datenmodell oder in Augmented Reality) existiert und zum Erfolg des Landwirts beiträgt, dann steht fest, dass das Internet der Dinge sich hier fest etablieren konnte. Auch wenn der Landwirt noch immer selbst entscheidet, welche Getreidesorten er anbauen wird: sowohl bei der Auswahl der Sorten als auch bei der Entscheidung für das Saatgut, den Zeitpunkt der Aussaat und bei der Bewirtschaftung der Felder verlässt sich der Smarte Farmer von heute mehr und mehr auf IoT. Gut zu wissen für uns alle: das IoT trägt hier zu mehr Nachhaltigkeit bei. (Foto: AdobeStock - Monopoly919)
Unternehmen profitieren vom IoT durch:
- Kosteneinsparungen bei Material und Personal durch intelligentere Produktion
- Mehr Zeit für neue Ideen und Ressourcen für neue Märkte durch Automatisierung
- Passgenaue Produkte durch individualisiertes Marketing
Wie funktioniert IoT?
Das Internet der Dinge funktioniert über ein Zusammenspiel verschiedener Phasen. Geräte mit Sensoren erfassen in einem ersten Schritt bestimmte Werte. Das können Fitnessarmbänder sein, die den Herzschlag messen oder Messgeräte, die das Verkehrsaufkommen einer Stadt in Echtzeit erfassen.
Diese Anwendungen leiten die generierten Werte dann zur Speicherung und Weiterarbeitung an andere Orte weiter. Private Datenbanken kommen dafür ebenso in Frage wie Cloudtechnik von externen Dienstleistern.
Die dort installierte Software analysiert und verarbeitet die eingegangenen Informationen und spielt sie zur verbesserten Anwendung wieder an andere Geräte aus. So werden beispielsweise Fehlermeldungen an Smartphones von automatisiert und in Echtzeit an Wartungspersonal gemeldet, die dann diese beheben können.
Die Phasen des IoT: "Wie arbeitet das IoT?"
Im Weinbau benachrichtigen Sensoren den Winzer bei Erreichung des Reifegrades der Trauben. Doch dieser hohe Grad der Digitalisierung ist kein mysteriöser Voodoo, sondern ein Entwicklungsprozess, der sich stets in die folgenden vier aufeinanderfolgenden Schritte zerlegen lässt.
"Wie funktioniert das IoT?" am Beispiel von Türen in Zügen der Bahn. (AdobeStock - Jannis Werner)
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Daten erfassen (Sensors capture data)
IoT-Geräte messen Werte in ihrem Umfeld.
Beispiel:
Sensoren zeichnen in Zügen Daten auf:
- Der Zug steht / fährt
- Für jede einzelne Tür der Personenwagen im Zug: die Tür ist geöffnet / geschlossen
- Die Temperatur im Zug
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Daten teilen (share data)
Private Datenbanken in Unternehmen oder öffentliche Clouds erhalten über Netzwerkverknüpfungen Zugang zu den Daten dieser IoT-Geräte.
Beispiel:
Die aufgezeichneten Daten aus allen Zügen werden in die BigData Plattform der Bahngesellschaft übermittelt.
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Daten verarbeiten (Process data)
Programme wandeln die eingehenden Informationen in Aktionen um.
Beispiel:
Die aufgezeichneten Daten aus dem Zug werden verarbeitet. Die Tausende Messdaten "Tür geschlossen", die im Sekundenabstand gesammelt wurden, werden zusammengefasst zu "Im Zeitraum von 14:37 Uhr bis 17:22 war die Tür 54 im Wagen 7 geschlossen".
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Daten auswerten (Act on data)
Analysen der Daten erzeugen neues Wissen.
Beispiel:
- "Tür 3 in Wagen 11 schließt in Bahnhöfen stets zuletzt. Eine technische Überprüfung wird veranlasst."
- "Bei Temperaturen über 32° kommt es zu 23% mehr Fehlfunktionen beim Türenschließen wie im Temperaturbereich 27° bis 32°."
- "Türen in Abteilwagen werden zu 70% häufiger im Bahnhof geöffnet als Türen im Speisewagen."
Infografik: Die vier Phasen des Internet der Dinge umfassen das Erfassen, das Teilen, das Verarbeiten und das Auswerten von Daten. (Foto: AdobeStock – Yuriy)
Technologien, die IoT möglich machen
Das Internet of Things kann als eine Erweiterung der menschlichen Sinne verstanden werden. IoT-Geräte übernehmen dabei die Funktionen des Hörens und Sehens. Damit das Internet der Dinge so funktionieren kann, braucht es verschiedene moderne Technologien wie diese:
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Sensortechnologie
Günstige kleine Mikroprozessoren mit geringem Energieverbrauch versetzen immer mehr Nutzer in die Lage IoT-Anwendungen zu nutzen. Diese Module können sich in Geräten, Kleidung und Schuhen befinden und Werte messen. Oder sie befinden sich an oder in Produkten, Fahrzeugen und Maschinen, um deren Zustand zu analysieren.
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Konnektivität
Internet-Netzwerkprotokolle verknüpfen Sensoren mit Datenbanken und Geräten zur Datenübertragung. Bisher geschieht das meist noch über WiFi, aber der neue Mobilfunkstandard 5G und sogar das mobilfunkfreie 5G stehen bereit, um schnellere und stabilere Verbindungen zu ermöglichen.
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Clouds
Digitale Plattformen, die große Datenmengen aufnehmen können. Ihre Rechenleistungen bieten Unternehmen und Privatanwendern die derzeit beste, zuverlässigste und schnellste Möglichkeit zur Verarbeitung ihrer Daten. Der Trend geht derzeit immer mehr zu großen Anbietern wie Amazon, Telekom oder Microsoft, die ihren Kunden entweder Standardspeicher bieten. Oder aber gegen Aufpreis, auf spezielle Wünsche zugeschnittene Lösungen entwickeln.
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Machine Learning
Machine Learning ist die Technologie zur Analyse und Aufbereitung riesiger ungeordneter Informationen. Entwickelt sich zunehmend zur Grundlage der Cloud-Prozesse. Je umfangreicher und unterschiedlicher die gelieferten Daten sind, umso eindeutiger sind die Vorhersagen, die daraus abgeleitet werden können.
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Künstliche Intelligenz (KI)
Mega-Apps wie ChatGPT und Sprachassistenten wie Alexa und Siri sind die bekanntesten Kinder der KI. Weiterentwicklungen bei neuronalen Netzen und der Verarbeitung natürlicher Sprache legen die Grundlagen für solche KI-Anwendungen. Der Lernfortschritt der KI durch immer mehr gelieferte Daten entscheidet über das Wachstum und die Art zukünftiger IoT-Geräte.
IoT-Beispiele zuhause
Beispiele für das Internet der Dinge lassen sich in zwei Einsatzgebiete unterteilen. Es durchdringt unser Heim & Privatleben ebenso wie die Produktion in Unternehmen.
Drei typische Einsatzgebiete aus dem Alltag zuhause
- Digitale Assistenten
- Telemedizin (eHealth)
- Smart Home
Infografik: Die Befragung "Wohnen und Leben" ging der Frage "Welche smarten Geräte verwenden die Deutschen?" nach. Das Ergebnis: smarte IoT-Geräte sind bei den Deutschen noch nicht sehr verbreitet. Erst 41 Prozent der Deutschen verfügen bereits über einen Smart-TV. (Foto: AdobeStock – Yuriy)
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Beispiel 1: Digitale Assistenten
Digitale Assistenten gehören zu den bekanntesten Formen des Internets der Dinge und sind bereits im Alltag vieler Menschen integriert. Namen wie Alexa, Siri oder Google Assistant dürften auch den meisten Nicht-Anwendern geläufige Begriffe sein. Die digitalen Helfer mit Internetverbindung vermögen Nutzern so ziemlich jede Frage in Sekundenschnelle zu beantworten. Darüber hinaus können sie Anwender auch an Termine erinnern, Telefongespräche oder Bestellungen initiieren. Möglich werden diese Funktionen durch maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz.
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Beispiel 2: Telemedizin (eHealth)
Die Telemedizin ist ein weiterer IoT-Bereich, der immer mehr Menschen im Alltag begegnet. Das fängt z.B. klein beim Fitnessarmband an, das Körperwerte messen, auswerten und optimieren kann. Größere Beispiele sind vernetzte Blutdruckmessgeräte, Herzschrittmacher und Insulinpumpen, die ihre Werte mit Ärzten teilen. Sie alle nutzen Internet der Dinge-Technologien, wenn sie ihre erfassten Daten an andere Geräte oder Plattformen zur Aufbereitung weiterleiten.
Für den Patienten entsteht so das Gefühl, "Ich habe ständig einen Arzt bei mir."
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Beispiel 3: Smart Home
Das Smart Home als IoT-Beispiel erleichtert immer mehr Menschen ihren Alltag. Eine Vielzahl von vernetzten und automatisierten Funktionen nimmt seinen Bewohnern Routinetätigkeiten ab. Das können zum einen smarte Sicherheitssysteme in Form von Kameras oder Sensoren sein, die Unbefugte und Probleme in Echtzeit erkennen und Warnungen abgeben. Oder eine im ganzen Haus verbaute Lichttechnik, die in der Lage ist, sich den jeweiligen Stimmungen seiner Besitzer anzupassen. Aber auch Unterhaltungselektronik, die auf der Basis des bisherigen Nutzerverhaltens Vorschläge für z.B. die nächsten Filme, Musikstücke etc. macht.
IIoT-Beispiele in Unternehmen
Anwendungen von IoT-Technologie in Unternehmen werden oft unter dem Oberbegriff IIoT (industrielles Internet der Dinge) zusammengefasst. Hier stehen vor allem großflächige und wirtschaftliche Anwendungsmöglichkeiten der Vernetzung im Vordergrund wie diese.
Drei typische Einsatzgebiete für IoT in Unternehmen
- Intelligente Produktion
- Optimierte Logistik
- Smart City / Smarte Stadt am Beispiel von Barcelona
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Beispiel 1: Intelligente Produktion
Unter einer intelligenten Produktion versteht man den Einsatz von IoT-Technik zur Verbesserung der Leistung von Maschinen. Sensoren in der Güterherstellung können Aufschluss darüber geben, ob der Fertigungsprozess problemfrei abläuft. Module überwachen dabei, z.B. ob Produktionsformen mit dem gewünschten Endergebnis übereinstimmen. Messgeräte schätzen, wie lange die eingesetzten technischen Mittel noch funktionieren werden. Oder Analyseprozesse geben Aufschluss darüber, wo sich bisherige Routinen noch optimieren lassen. In der digitalen Landwirtschaft kann das auch bedeuten, dass man beispielsweise misst, ob die Nutzpflanzen genügend Wasser, Nährstoffe und die passende Umgebung für ein gutes Wachstum haben.
Use Case "Baustellensicherheit"
IoT kann Arbeitern in kritischen Umgebungen mehr Sicherheit bieten. Menschen, die auf Baustellen, bei der Rohstoffförderung oder im verarbeitenden Gewerbe tätig sind, haben oft ein erhöhtes Risiko, sich schwer zu verletzen. Sensoren können hier Abhilfe schaffen. So sind die Module z.B. in der Lage Baustellenbetreibern zu melden, wer sich von seinen zahlreichen Subunternehmern gerade im Arbeitsgebiet befindet. In Helmen und Schutzbekleidung integrierte Sender lassen Rückschlüsse darüber zu, wer die vorgeschriebene Sicherheitsbekleidung nutzt und wer nicht. Arbeiter können durch vernetzte Handys schneller über ein Unglück informiert werden und sich so z.B. rechtzeitig in Sicherheit bringen. Vernetzte Notbeleuchtungen weisen ihnen dabei den passenden Weg. Aber auch der ordnungsgemäße Zustand von Werkzeugen und die Funktionstüchtigkeit des Fuhrparks lässt sich mit Hilfe des IoT überwachen.
Use Case "Facility Management"
Das Internet der Dinge bietet auch Betreibern von Immobilien optimierte Möglichkeiten der Verwaltung. So können mit Smartphones vernetzte Sensoren das arbeitende Personal besser überwachen. Sie liefern z.B. Antworten auf Fragen wie,
"Welche Leuchtkörper der Notbeleuchtung müssen überprüft werden?"
"Welche Räume werden beheizt, obwohl sie derzeit nicht genutzt werden?"
"Wer befindet sich gerade wo in dem Gebäude?"
"Zu welchen Tageszeiten arbeitet man in welchen Räumen?"Tragbare Beacons ermöglichen Besuchern, Mietern und dem Personal die Orientierung in unübersichtlichen Gebäuden. Die kleinen Sender weisen Handynutzern automatisiert den richtigen Weg. Selbst zur Wartung von Räumen ist die Technik einsetzbar, denn Sensoren können Aufschluss darüber geben, wie stark Waschräume und Toiletten belegt sind und in welchen Intervallen sie gereinigt werden sollten. So lassen sich Kosten bei überschaubarem Aufwand optimieren.
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Beispiel 2: Optimierte Logistik
Eine optimierte Logistik bedeutet eine exakte Überwachung von Lieferketten. Will man verhindern, dass Waren zu spät, verdorben oder gar nicht ankommen, kann man mit IoT frühzeitig Gefahren erkennen. Produkte, Transportmittel und Distributionswege können mit Sensoren ausgestattet werden. Diese übermitteln dann kontinuierlich den Zustand der Güter, den Ort der Fahrzeuge und die zurückgelegten Entfernungen. Ist z.B. absehbar, dass Bestellungen nicht rechtzeitig oder in einem schlechten Zustand ankommen werden, kann der Lieferant schnell Ersatz auf den Weg schicken.
Dies ist für alle verderblichen Produkte wie Südfrüchte oder Pharmaprodukte wichtig.
Infografik: Das Internet der Dinge ermöglicht die sogenannte "Supply-Chain-Visibility". Es ist die völlige Transparenz des Weges, den ein Produkt nimmt. Von der Erzeugung bis an unsere Haustür. "Wann und wo wurde der Sesamsamen geerntet?" und "Ist die Herstellung des Brotaufstrichs wirklich 'Bio'?" oder "War der Fisch auf dem gesamten Transport wirklich ausreichend gekühlt?" sind Fragen, welche mit dem Internet der Dinge teilweise schon jetzt lückenlos beantwortet werden. (Foto: AdobeStock - Aurielaki)
Use Case "erweiterte Logistik"
Eine weitere Form der Logistik findet sich im Werkzeug- und Ersatzteilmanagement. Unternehmen mit vielen Filialen oder Produktionsstätten haben oft das Problem der mangelnden Übersicht über ihren Bestand. So können oft dringend benötigte Bauteile oder Hilfsmittel nicht zeitnah gefunden werden, da ihr aktueller Standort unbekannt ist. IoT kann da Abhilfe schaffen. Rüstet man alle Komponenten mit Sensoren aus, kann man über Datenbanken jederzeit bestimmen, wo sich Ressourcen befinden. Das verhindert die sonst üblichen Neukäufe.
Use Case "effizienteres Ladenmanagement"
Auch der Einzelhandel kann von IoT-Lösungen profitieren. So sind automatisierte Überwachungen von Kühlketten durch Sensoren an Kühlschränken möglich. Aber auch die Ortung von Einkaufswagen, Einlasszählungen und eine intelligente Lichtsteuerung lassen sich damit bewerkstelligen. Selbst Inventuren und die Sicherung von hochpreisigen Produkten sind mit IoT automatisierbar.
Werden dann noch Beacons (Module, die senden, statt zu messen) ausgebracht, können Händler ihren Kunden jederzeit die neuesten Angebote auf ihre Handys schicken. Ein großer Schritt auf dem Weg zu mehr individualisierter Werbung und weg von Massen-Marketing mit zu viel Streuwirkung. Ein großer Pluspunkt dürfte dabei die einfache Integration der Technik sein. Für die Anbringung der Messgeräte und die Inbetriebnahme des Systems ist keinerlei zusätzliche Ausbildung nötig.
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Beispiel 3: Smart City
Smart City (zu Deutsch: "smarte Stadt") vereint viele Internet der Dinge-Anwendungen. Automatisierte und aus der Ferne gewartete LED-Leuchten können beispielsweise nicht nur helfen Energie und CO2 einzusparen. Sie können darüber hinaus auch Bürgern in schlecht beleuchteten Bereichen zu einem gesteigerten Sicherheitsempfinden verhelfen. Sensoren in Wasser- und Stromleitungen sind fähig, Lecks und Fehlnutzungen zu erkennen und abzustellen. So können die endlichen Ressourcen dahin umgeleitet werden, wo sie wirklich gebraucht werden. IoT kann Städte auch vor einem Verkehrskollaps bewahren. Intelligente Kameras, die in Echtzeit das Verkehrsverhalten auswerten und Module, die die tatsächliche Parkplatzbelegung kontrollieren, helfen dabei. Sie alle tragen dazu bei, die wirklichen Bedarfe vor Ort zu erkennen und die vorhandenen Mittel effizienter als bisher einzusetzen.
Use Case "Parkhausverwaltung"
IoT kann Parkhausverwaltern viele Funktionen bieten. Durch den Einsatz intelligenter LED-Technik lässt sich z.B. viel Energie einsparen. Auch Notleuchten, die selbst bei einem Stromausfall durch sehr langlebige Batterien weiter betrieben werden, lassen sich durch smarte LEDs realisieren. Die dabei verbauten Sensoren sind nicht nur aus der Ferne steuerbar, was Wartungspersonal überflüssig macht. Sie können darüber hinaus auch Teile der Überwachungstechnik übernehmen. Die IoT-Technologie detektiert dabei ungewöhnliches Verhalten auf dem Gelände, wie z.B. Vandalismus und melden es an die Betreiberplattform. Hier entscheidet dann künstliche Intelligenz über die weitere Vorgehensweise. Des Weiteren lässt sich mit der IoT-Sensortechnik sämtliches Inventar tracken. Feuerlöscher, Leitern oder Feuertüren lassen sich bis auf fünf Meter genau nachverfolgen. Die Parkplatzbelegung und die Ein- und Ausfahrtfrequenz von Fahrzeugen lässt sich ebenso durch die Technologie bestimmen.
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Beispiel 4: Smart Farming / Internet of Food (IoF)
Intelligente Landwirtschaft (auch Digital agriculture oder Smart Farming) ist eine Entwicklung, die den Schwerpunkt auf Informations- und Kommunikationstechnologie legt, die in Maschinen, Geräten und Sensoren in netzwerkbasierten Hightech-Landwirtschaftskreisläufen zum Einsatz kommt. Es wird erwartet, dass innovative Technologien, das Internet der Dinge (IoT) und Cloud Computing das Wachstum beflügeln und den Einsatz von Robotern und künstlicher Intelligenz in der Landwirtschaft einleiten werden. Diese bahnbrechenden Neuerungen bringen die derzeitigen landwirtschaftlichen Ansätze ins Wanken und stellen gleichzeitig eine Reihe von Herausforderungen dar. Smart Farming ist die Anwendung drahtloser Sensoren in der IoT-Landwirtschaft, sowie die Verschmelzung der Technologie mit den herkömmlichen landwirtschaftlichen Tätigkeiten von der Aussaat bis zur Ernte und es betrifft sogar die Verpackung und den Transport. Smart Farming fördert die Präzisionslandwirtschaft mit moderner, hochentwickelter Technologie und ermöglicht es den Landwirten, die Pflanzen aus der Ferne zu überwachen.
Use Case "Wetterstationen"
Vor allem die Wetterextreme in Europa haben in den letzten Jahren zu Ertragseinbußen in der Landwirtschaft geführt. Umso wichtiger ist es, die aktuellen Wetterbedingungen sowie die zu erwartenden Niederschläge im Auge zu behalten. Eine frühzeitige Erkennung von zu trockenen oder zu nassen Böden kann helfen, rechtzeitig zu reagieren und die Ernteerträge zu sichern. Hier können Wetterstationen bei der Datenerfassung helfen und ein vorausschauendes Management ermöglichen, das zudem Ressourcen und Zeit spart. Die Wetterstation kann über das Mobilfunknetz kommunizieren.
Use Case "Feldüberwachung mit landwirtschaftlichen Drohnen"
In der Landwirtschaft können sowohl Boden- als auch Flugdrohnen eingesetzt werden. Durch die Erfassung visueller Daten kann der Gesundheitszustand von Pflanzen beurteilt werden, beispielsweise im Rahmen von Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen. Es werden verschiedene Parameter ermittelt, wie zum Beispiel die Pflanzenhöhe. Auf diese Weise können Vorhersagen über den Gesundheitszustand der Pflanzen und den zu erwartenden Ertrag getroffen werden.
Infografik Smart Farming - Internet of Food
4 Big Challenges für das IoT
Die Entwicklung des IoT verläuft in atemberaubender Geschwindigkeit. Das bringt es mit sich, dass neue Aufgaben auf die Entwicklungsteams zukommen, mit denen man bislang nicht gerechnet hat. Soll sich das IoT weiterentwickeln, sind vor allem diese vier Fragen zu lösen.
- Sicherheit und Compliance
- Bereitstellung von Speicherplatz
- Analyse großer Datenmengen
- Integration unterschiedlicher Datentypen
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Sicherheit und Compliance
Das Internet der Dinge kann seine vielfältigen Funktionen nur voll zur Geltung bringen, je mehr Daten es dafür geliefert bekommt. Ärzte und Pfleger in vernetzten medizinischen Umgebungen können z.B. nur richtig helfen, wenn sie möglichst genau erfahren, unter welchen Problemen Patienten genau leiden. Damit diese Hilfe möglich wird, braucht es viele, vor allem sehr persönliche Daten. Informationen, die in den falschen Händen großen Schaden anrichten können. Datendiebstahl ist dabei nur ein bekanntes Risiko. In letzter Zeit häuften sich die Hackerangriffe auf medizinische Einrichtungen, mit der Absicht durch die Verschlüsselung lebenswichtiger Infrastruktur Gelder zu erpressen. In der Folge starben sogar Menschen, denen therapeutisch nicht mehr geholfen werden konnte.
Compliance: Vorschriften einhalten
Ein weiteres Problem bei der IoT-Nutzung ist das Einhalten von Vorschriften (Compliance). Diese Regeln können staatliche Gesetze, wie z.B. Datenschutzrichtlinien beinhalten. Aber auch unternehmenseigene Normen oder Verbandsvorschriften für den Umgang mit sensiblen Informationen, wie etwa Betriebsgeheimnisse gehören dazu. Derartige Vereinbarungen können sich manchmal so schnell ändern, dass viele Unternehmen oft nicht hinterherkommen, diese in ihre Systeme einzubauen. Abhilfe können da Clouds schaffen, die die Möglichkeit bieten, neue Vorgaben immer wieder automatisiert anzupassen.
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Bereitstellung von Speicherplatz
IoT braucht zur Erlangung seiner vollen Leistungsfähigkeit viele Daten. Diese Daten müssen irgendwo gelagert werden. Zur Speicherung all dieser Informationen haben sich in den letzten Jahren unterschiedliche Methoden herausgebildet.
Lösung 1: Lokale Datenbanken
Die konventionelle Art der Archivierung verlässt sich dabei nach wie vor auf lokale Anwendungen. Privatkunden und Unternehmen nutzen in diesem Szenario vor allem eigene Datenbanken oder Server. Gründe für die Wahl dieser Speichermöglichkeit können Datenschutzbedenken, schnellere, hauseigene Hilfe bei Problemen und die Nicht-Abhängigkeit von Serverausfällen Dritter sein.
Lösung 2: Clouddienste
Andere Anwender, die entweder über zu große Datenmengen verfügen oder diese zur Weiterverarbeitung auch Dritten zur Verfügung stellen wollen, verlassen sich immer öfter auf Cloudlösungen. Kommerzielle Anbieter wie Microsoft Azure, Amazon Web Services oder Google Cloud bieten Interessierten dafür nahezu unbegrenzten Speicherplatz.
Lösung 3: Hybridlösungen
Eine dritte Nutzergruppe kombiniert die Vorteile beider Systeme in Hybridlösungen. So können beispielsweise Daten, die zu sensibel sind, um sie in öffentlich zugänglichen Clouds abzulegen, weiter in eigenen Systemen verbleiben. Das gilt auch für Informationen, auf die man sehr oft zugreifen muss und die unter keinen Umständen von Fremd-Serverausfällen betroffen sein dürfen. Andere Werte hingegen, von denen man vielleicht sogar wünscht, dass sie auch von Partnern oder Kunden zur Weiterverarbeitung genutzt werden, landen dann in den kommerziellen Clouds.
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Analyse großer Datenmengen in Echtzeit
Die Menge an Daten, die das Internet der Dinge für seine Arbeit benötigt wächst seit Jahren exponentiell. Meist sind diese Berge an Informationen unstrukturiert und nicht eindeutig zugeordnet. Um die gelieferten Werte aber für weitere Verarbeitungen nutzbar zu machen, müssen sie schnell und effektiv analysiert werden.
Immer öfter übernehmen künstliche Intelligenz und Machine Learning diese Funktion. Diese beiden Technologien können meist nach entsprechenden Anlernprozessen durch einen Menschen, die Datenflut bändigen und aufbereiten. Das dabei in Echtzeit neu generierte Wissen aus alten Datenbeständen wird dann an andere IoT-Geräte weitergeleitet, um damit Arbeitsroutinen zu optimieren oder neue Produkte zu erschaffen.
Was Echtzeit bedeutet, hängt von den Geschäftsanforderungen ab. Hier drei Beispiele, welche sämtlich als Echtzeitsysteme klassifiziert werden. Dennoch variieren die Reaktionszeiten von wenigen Millisekunden bis zu mehreren Minuten.
1. Beispiel für die Datenanalyse in Echtzeit: autonomes Fahren
Ein selbstfahrendes Auto benötigt eine schnelle Reaktionszeit von wenigen Millisekunden. Und je höher die Geschwindigkeit des Autos, umso niedriger muss die Reaktionszeit ausfallen, um die aus den Daten gewonnenen Erkenntnisse in Aktionen umzusetzen: Bremsen, Ausweichen, Spurwechsel, Anhalten, Notruf, etc.
2. Beispiel für die Datenanalyse in Echtzeit: Windkraftanlage
Die Temperatursensoren einer Windkraftanlage im Ölkreislauf stellen fest, ob sich die Öltemperatur auf den kritischen Bereich zubewegt oder nicht. Steigt die Öltemperatur und bewegt sie sich in Richtung zum kritischen Grenzwert, genügt eine Reaktionszeit von einer Minute. SO kann die Blattsteigung verändert werden, die Turbine entlädt sich. So wird einem Maschinenausfall, insbesondere einem Brand vorgebeugt.
3. Beispiel für die Datenanalyse in Echtzeit: Bonitätsprüfung in einer Bank
Wenn in einer Bank die Kreditwürdigkeit eines Geschäftspartners geprüft wird, werden die Analysesysteme mehrere Minuten für die Prüfung benötigen. Dennoch ist diese Reaktionszeit für den Geschäftsfall der Bank völlig aureichend.
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Integration unterschiedlicher Datentypen
Mit dem Siegeszug des Internets der Dinge wächst auch die Zahl der IoT-Geräte. Gerätehersteller schaffen gerne eigene Standards, um Wettbewerber auf Distanz zu halten - und Kunden über Abhängigkeiten zu binden. Sollen Systeme verschiedener Hersteller kombiniert werden, produzieren diese Insellösungen hohe Integrationskosten durch die vielen verschiedenen Datenformate und Protokolle.
Infografik "Crosscutting Functions" Das Internet der Dinge ist etwas komplizierter, sobald es um das Zusammenspiel der Geräte und Anwendungen geht. Internationale Organisationen wie das IIC - das Industrial Internet Consortium - sorgen für eine Schaffung von Standards.
Fazit
Das Internet der Dinge birgt unglaubliche Möglichkeiten. Durch die Kombination aus Sensorik, künstlicher Intelligenz bzw. Machine Learning und Cloud-Technologie hat IoT das Potential, den Alltag vieler Menschen entscheidend zu erleichtern. Die Technik kann auch völlig neue Funktionen und Tätigkeitsfelder eröffnen. Schon heute sind vorausschauende Wartungen in der industriellen Produktion möglich. Vorhersagen über wahrscheinlich eintretende Entwicklungen und Ereignisse nehmen zu. IoT kann Anregungen für Verbesserungen bisheriger Versorgungsdienstleistungen liefern. Städte können Strukturen für ihre Bewohner automatisiert anpassen und vieles mehr. Wenn dann noch das Sicherheitsproblem gelöst wird, steht einem weiteren Erfolgszug nichts mehr im Weg.
Häufige Fragen zum Internet der Dinge
Was ist das Internet der Dinge (IoT)?
Das Internet der Dinge ist die Umschreibung für Netzwerke von Geräten, die sich mittels Modulen, Programmen und Technologie so vernetzen lassen, dass sie Informationen miteinander teilen. Das können Wearables ebenso sein wie Smart Cities.
Wofür wird das IoT gebraucht?
Das IoT wird gebraucht, um immer mehr Geräte des Alltags miteinander zu verbinden. Das betrifft vernetzte Geräte im Haushalt ebenso wie Industrieanlagen. Sie alle ermöglichen mehr Annehmlichkeiten, effizientere Wartungen und schaffen neue nützliche Funktionen.
Wie wird das Internet of Things möglich?
Das Internet of Things wird möglich durch das Zusammenspiel von Sensoren, intelligenten Netzwerken, Clouds, Machine Learning und künstlicher Intelligenz (KI).
Was bedeutet IIoT?
IIoT bedeutet Industrial Internet of Things, also für die industrielle Nutzung des Internets der Dinge. Darunter fallen u.a. Smart Cities, Smart Factories, Smart Grid, Smart Supply Chains.
Was ist das Internet of Bananas (IoB)?
Das ist der Joke zum Montag. Einfach mal zur Kaffeemaschine gehen und dabei an ferngesteuerte, fliegende Bananen denken.
Das Internet of Bananas (IoB) ist die leckerste Form des Internet. Es wird nur noch durch das Internet der Erdbeeren übertroffen. (Foto: AdobeStock - maihum)
