Eine sinnvolle Vernetzung physischer Geräte innerhalb eines Netzwerks, damit diese untereinander kommunizieren, voneinander profitieren und Synergien herausarbeiten können – das ist Aufgabe und Vision vom Internet of Things zugleich. Der Begriff selbst ist nicht neu: Kevin Ashton, ein britischer Technologie-Pionier, hat ihn bereits im Jahr 1999 erstmals verwendet. Seither hat sich viel getan.
Definition und Bedeutung des Internet of Things
Ins Deutsche übersetzt, bedeutet IoT so viel wie „Internet der Dinge„. Die deutsche Beschreibung liefert bereits einen guten Ausblick auf die Definition. Mit Hilfe moderner Technologien, allen voran dem Internet und damit verbundenen Kommunikationslösungen, sind sogenannte „intelligente Geräte“ (englisch: Smart Devices) in der Lage, untereinander zu kommunizieren. Was sich auf den ersten Blick relativ simpel anhören mag, ist in der Realität nicht weniger als eine technische Revolution – nicht grundlos wird das Internet of Things häufig als „Industrie 4.0“ bezeichnet.
Tatsächlich ist eine einwandfreie Definition des Internet of Things gar nicht vorhanden. Der Begriff wird allgemeinhin aber mit der Vernetzung von Maschinen oder einfach Gegenständen des Alltags und Haushalts assoziiert. Damit verbunden ist eine einzigartige Identität, die jede einzelne Maschine und jeder Gegenstand erhält. Ausgestattet mit „elektronischer Intelligenz“, sind diese Geräte fortan in der Lage miteinander zu kommunizieren. Der wirkliche „Selling-Point“ ist aber nicht die Kommunikation selbst, sondern was sich mit dem Internet of Things und seinen Geräten realisieren lässt.
In der Lage Daten und Signale untereinander zu tauschen, können in einem IoT-Netzwerk miteinander verbundene Geräte voll- oder halbautomatisiert Prozesse und Vorgänge auslösen, wenn sie dafür das notwendige Signale von einem weiteren Gerät im Netzwerk erhalten. Im Fachjargon spricht man von „Machine-to-Machine-Kommunikation„, alternativ häufig einfach als „M2M“ abgekürzt. Die Kommunikation der IoT-Geräte ist aber nicht nur rein maschinenbasiert, auch bieten solche Geräte Schnittstellen, mit denen Personen mit ihnen interagieren – unabhängig von einem spezifischen Standort, dank der dauerhaften Erreichbarkeit durch das Internet.
Internet of Things: Die technischen Grundlagen
Maschinen, die kommunizieren lernen: Wie funktioniert das? Wie erlangen Geräte die Eigenschaft, sich untereinander zu unterhalten? Die zwei tragenden Pfeiler des IoT sind: das Internet und die Mikroprozessortechnik.
Die Mikroprozessoren sind das Herzstück des Internet of Things. Physisch besonders kompakt beschaffen, mittlerweile aber in der Lage weit mehr als rudimentäre Prozesse zu errechnen: nur so gelingt es den Internet of Things Geräten, untereinander zu kommunizieren und sich selbst zu automatisieren. Der kontinuierliche Fortschritt in der Mikroprozessortechnik stellt heute sicher, dass sich selbst in Alltagsgegenständen kleine, leistungsstarke Chips verbauen lassen – das Produkt selbst aber weiterhin wirtschaftlich erschwinglich bleibt.
Die Prozessoren besitzen zudem eine Schnittstelle, die den IoT-Geräten ermöglicht, sich wahlweise kabelgebunden oder drahtlos in das Internet zu verbinden – jedes Gerät mit einer einzigartigen Adresse. Typische Beispiele und Standards für die drahtlose Kommunikation untereinander sind:
- 4G/5G mobiles Internet
- WLAN
- Bluetooth
Das Internet of Things funktioniert also nur, wenn die Geräte durch den Mikroprozessorchip einerseits „intelligent“ werden, andererseits aber auch in der Lage sind mit einem der genannten Kommunikationsstandards untereinander zu „sprechen“.
Aktuelle und zukünftige Bedeutsamkeit des IoT
Beispiele für das Internet of Things lassen sich viele finden – sowohl in einem überschaubaren, privaten Rahmen als auch auf globaler, wirtschaftlicher Ebene. Der wirkliche Nutzen vom Internet of Things ist jedoch die Kommunikationsmöglichkeit zwischen den Geräten, die überhaupt erst eine Automatisierung von Prozessen ermöglicht. Durch Automatisierung lassen sich Produktionsgewinne erzielen, ohne dafür konsequent Zeit und Arbeitskraft aufwenden zu müssen. Deshalb wird das Internet of Things auch als „Industrie 4.0“ bezeichnet: es legt den Grundstein für einen ganzheitlichen, industriell getriebenen Wandel, der den Menschen entlastet und Geräte nicht mehr nur als Mittel zum Zweck, sondern intelligente Begleiter transformiert.
IoT-Technologien: Welche technologischen Treiber sind für das Internet of Things von großer Bedeutung?
Die weitere Entwicklung stellen zukunftstaugliche Technologien sicher, welche ebenfalls im Internet of Things Anwendung finden. Zusammengefasst sind das:
- energiesparende und ökonomische Sensorentechnik
- ortsunabhängige Konnektivität
- Entlastung der Mikrochips durch ausgelagertes Cloud-Computing
- Machine Learning und Analysen, um intelligente IoT-Geräte noch intelligenter werden zu lassen
- künstliche Intelligenz, insbesondere mit Hinblick auf die Verarbeitung natürlicher Sprache, beispielsweise über Sprachassistenten
- Blockchain
- RFID-/NFC-Chips
Eine praxistaugliche Umsetzung und Adaption des Internet of Things ist häufig nur dann möglich, wenn mehrere Technologien miteinander kombiniert werden. Das lässt sich an einem Beispiel gut erklären, das schon heute in vielen privaten Haushalten vorzufinden ist.
Hilfreich ist, sich einen gewöhnlichen Raum vorzustellen, ausgestattet mit mehreren Geräten, die über das Internet of Things verbunden sind: Rollläden, Lampen und Beleuchtung, Türschloss. Mit Hilfe von Kommunikationslösungen und definierten Abläufen, können all diese Geräte untereinander automatisiert Aufgaben erledigen.
Während Bewohner nicht zuhause sind, fahren Rollläden an der Sonnenseite automatisch herunter, sobald die Sonne direkt auf die Fenster fällt – und im Anschluss wieder nach oben. Sobald Bewohner nach Hause kommen, registriert das intelligente Türschloss das und sendet ein Signal an die Lampe, die wiederum durch ihre Konnektivität zum Internet feststellt, dass es draußen bereits dunkel ist – und sich demnach einschaltet. Zeitgleich registrieren die Rollläden die eingeschaltete Lampe und fahren sich herunter, um die Privatsphäre der Bewohner zu schützen.
Verschiedene Technologien, von Sensorik über Konnektivität bis hin zu Machine Learning spielen in diese Vorgänge ein und automatisieren Prozesse, die vor dem Internet of Things manuell ausgeführt werden mussten.
Natürlich lassen sich weitere Beispiele für das IoT ausfindig machen. RFID-/NFC-Chips kommen schon heute in der Lieferkette und Logistik zum Einsatz. Waren werden gescannt, Informationen in das Netzwerk übertragen, automatisierte Prozesse ausgelöst. Durch das IoT ist es Unternehmen damit möglich, ihren Warenbestand in Echtzeit zu erfassen, Kunden und Geschäftspartnern jeden einzelnen erfolgten Schritt automatisch dokumentiert anzuzeigen und weitere Prozesse auszulösen.
Mit Hilfe des Internet of Things und Cloud-Computing lassen sich außerdem vorausschauende Wartungen, beispielsweise an Heizungsanlagen oder in der Industrie, planen und durchführen. Ebenfalls zum Einsatz kommen cloudbasierte Anwendungen im Verkehr, wo sie beispielsweise schnell Falschfahrer identifizieren und Informationen übermitteln. Bereits nach Sekunden werden damit sowohl der Falschfahrer als auch in der Nähe befindliche andere Verkehrsteilnehmer gewarnt.
Unterscheidung zwischen dem IoT und dem IIoT (Industrial Internet of Things)
Mit der Abkürzung „IIoT“ sind Internet of Things Anwendungen im industriellen Kontext gemeint. In der Praxis bezieht sich das insbesondere auf Sensoren und Automation, gestützt durch ausgelagerte und überall verfügbare Cloud-Technologien. Machine Learning ist ein weiterer Aspekt, der insbesondere in der Industrie zu Produktivitätsgewinnen und Kostenersparnissen führt.
Übergeordnet ist dem Industrial Internet of Things eine neue, bisher nie dagewesene Stufe der Automation, auf welcher neben den bereits erwähnten Kostenersparnissen und Produktivitätsgewinnen auch völlig neue Geschäftsbereiche fußen. Typische Anwendungen, die im Industrial Internet of Things entstehen, sind unter anderem:
- Smart Cities
- intelligent arbeitende und umweltbewusste Energienetze
- ständig vernetzte, kommunizierende Logistik
- digitale Versorgungsketten
- intelligente, halb- oder vollautomatisierte Fertigung
- präventive und vorausschauende Wartungen
In folgendem Video werden einige industrielle Anwendungen rund um das Internet der Dinge besprochen und anhand von Praxisbeispielen erklärt:
Anwendungen und Branchen
Das IoT ist mittelfristig aus keinem Lebensbereich wegzudenken. Die Möglichkeiten, die durch eine konsequente Vernetzung von intelligenten Geräten entstehen, sind tatsächlich schier unbegrenzt – vor allem im Kontext weiterer Zukunftstechnologien wie künstlicher Intelligenz.
Mit Hilfe des Internet of Things lassen sich starke Effizienzsteigerungen erzielen. Das IoT erlaubt außerdem eine ortsungebundene Überwachung, Analyse und Qualitätskontrolle. Ebenso lässt sich die Nachverfolgung von Produktionsprozessen transparenter gestalten, beispielsweise auch durch den Einsatz von Technologien wie der Blockchain.
Im privaten Kontext spielen aktuell insbesondere Wearables eine Schlüsselrolle. Smart Watches und Co. sind in der Lage, Gesundheitsdaten zu erfassen, sinnvoll zu übertragen und können geräteunabhängig ausgewertet werden. Das Internet of Things verändert außerdem Geschäftsprozesse, wie unter anderem die Software-as-a-Service- und Product-as-a-Service-Lösungen untermauern. Kunden zahlen dann nicht mehr einmalig für Produkte, sondern stattdessen fortlaufend für die Nutzung solcher Lösungen.
Branchen im Fokus des Internet of Things
Aktuell dominieren vor allem solche Branchen, die Sensorik innerhalb ihrer Geschäftsprozesse nutzen. Dazu gehören:
- Fertigung und Industrie
- Automobilbranche
- Logistik und Transport
- Einzelhandel
- Gesundheitswesen
- Sicherheitsbranchen
In Zukunft wird diesen eine noch größere Bedeutung zukommen. Autonomes Fahren beispielsweise, stützt sich maßgeblich auf IoT, angefangen von der Kommunikation zwischen allen Verkehrsteilnehmern bis hin zur künstlichen Intelligenz und der Sensorik, die für all das die notwendigen Signale aussendet. Mit Hilfe von „as-a-Service-Leistungen“ sind Fahrzeughersteller in der Lage, ihre autonom fahrende Software konsequent zu erweitern, auch hardwareunabhängig.
Das Internet of Things nimmt damit konkret Einfluss auf unser Leben: von der intelligenten Kaffeemaschine und Smart Watches bis hin zu industriellen Prozessen und Waren-Tracking. Mit weiteren Fortschritten in den Bereichen Machine Learning und künstlicher Intelligenz, wird dem Internet of Things damit unweigerlich künftig eine noch größere Bedeutung zukommen.
