Internet of Things

Der Begriff Internet of Things, abgekürzt IoT, steht für die Entwicklung, immer mehr Geräte und Sensoren des Alltags sowie Maschinen aus dem Industriebereich über das Internet miteinander zu vernetzen. Im Deutschen wird auch die Bezeichnung Internet der Dinge verwendet. Den Gegenständen wird innerhalb des Netzwerks ein eindeutiger Identifikator zugewiesen, über den sie selbstständig miteinander kommunizieren und Aufgaben erledigen können.

Was sind Smart Devices?

Da in die Gegenstände elektronische Intelligenz integriert ist, werden sie auch als intelligente Geräte bzw. Smart Devices bezeichnet. Über Schnittstellen nehmen sie Informationen und Befehle von Menschen oder anderen Geräten entgegen. Sie sind in der Lage, Daten zu übertragen und Informationen auszutauschen, ohne dafür eine Mensch-zu-Mensch- oder Mensch-zu-Computer-Interaktion zu benötigen.

Internet of Things im privaten Umfeld

Einsatzmöglichkeiten für das Internet of Things ergeben sich sowohl im privaten Alltag wie auch in der Industrie. Im privaten Bereich werden Gegenstände aus dem Alltagsgebrauch miteinander vernetzt, um einen höheren Bedien- und Nutzungskomfort für die Anwender zu erreichen.

Wearables sind Kleidungsstücke oder Accessoires, die mit Sensoren ausgestattet sind, über die sie bestimmte Messparameter aufzeichnen und automatisiert weitergeben können. Sportarmbänder oder Fitness Tracker zählen u. a. zu den Wearables. Neben der Anwendung im Freizeitbereich bieten Wearables auch die Möglichkeit einer digitalen Gesundheitsvorsorge. Über entsprechende Sensoren können sie den Blutdruck messen oder auch die Herzfrequenz bestimmen. Je nach Konfiguration werden die Daten direkt an einen Arzt weitergeleitet.

Der Sammelbegriff Smart Home fasst sämtliche Abläufe zusammen, die ein Gebäude über die Vernetzung mit anderen Geräten automatisiert vornimmt. Jalousien erhalten beispielsweise Daten einer Wetterstation und regulieren sich selbstständig je nach aktueller Wetterlage. Auch Beleuchtungssysteme oder Klimaanlagen steuern sich auf diese Weise eigenständig. Andere Gegenstände informieren den Hauseigentümer bei vordefinierten Ereignissen, so können z. B. Heizungsanlagen bei einer Störung eine Nachricht versenden. Alarmanlagen, die bei Auslösung eigenständig bestimmte Folgemaßnahmen (Information von Polizei und Bewohner, Anschalten der Beleuchtung, Herunterfahren von Rollläden, …) starten, und die Gebäudeüberwachung aus der Ferne gehören ebenfalls zu den Möglichkeiten des Internet of Things.

Eine Smart City basiert auf dem gleichen Konzept. Auch Ideen für zukünftige Verkehrssysteme mit fahrerlosen Connected Cars sehen eine Umsetzung über IoT-Technologien vor. Bereits heute sind Fahrzeuge mit Sensoren ausgestattet, die verschiedene Daten über das Fahrverhalten aufzeichnen. Die Fahrzeughalter können diese Daten über automatisierte Schnittstellen Versicherungsgesellschaften zur Verfügung stellen, die anhand der Informationen ein individuelles Risikoprofil erstellen. Auf dieser Basis ergibt sich die Höhe der persönlichen Versicherungsprämie.

Einsatzbereiche in der industriellen Anwendung

Im Industriebereich liegt der Fokus auf der Vernetzung von Anlagen und Maschinen, um dadurch komplette Fertigungs- und Warenwirtschaftsabläufe zu automatisieren. Investitionen in das Internet of Things erfolgen mit dem Ziel, die Kosten für die Produktionsprozesse zu senken und gleichzeitig die Effizienz zu steigern. Vernetzte Geräte sind autonom in der Lage, Bauteile just-in-time bereitzustellen, Transportwege zu steuern und die Einhaltung von Prozessvorgaben zu überwachen. Das Internet of Things ist ein wesentlicher Bestandteil der Industrie 4.0, die die klassischen Produktionsfaktoren mit Kommunikations- und Informationstechnik verzahnt.

Machine-to-Machine-Kommunikation

Durch den direkten Informationsaustausch der Maschinen untereinander, die sogenannte Machine-to-Machine-Kommunikation, laufen industrielle Prozesse selbst organisiert ab. Neben Maschinen und Anlagen können auch Waren über Sensoren in das Kommunikationsnetz einbezogen werden. Auf diese Weise beschränkt sich die Automatisierung nicht nur auf Einzelschritte in der Produktion. Das Internet of Things ermöglicht, komplette Wertschöpfungsketten ohne menschliche Interaktion zu durchlaufen.

Technische Grundlagen des Internet of Things

Das Rückgrat des Internet of Things bilden das Internet und die Mikroprozessortechnik. Durch immer kleinere und günstigere Chips kann elektronische Intelligenz in Gegenstände in großem Umfang verbaut werden. Die Anbindung an das Internet erfolgt über kabelgebundene oder drahtlose Schnittstellen.

Im Bereich der Warenwirtschaft werden RFID-Chips (Radio Frequency Identification) eingesetzt, um Warenbestände eindeutig zu kennzeichnen. Passieren Güter beispielsweise neben Transportbändern angebrachte Lesegeräte, lesen diese die in den RFID-Chips gespeicherten Informationen drahtlos aus und erkennen darüber die Spezifikation der Ware auf dem Band. Die mit dem Internet verbundenen Lesegeräte geben die Daten an andere Anlagen oder Mitarbeiter weiter. Die Blockchain-Technologie wird im Internet of Things eingesetzt, um Smart Contracts abzubilden. Dabei unterstützen Computerprotokolle die Abwicklung von Verträgen.