Daten werden automatisch synchronisiert, Geräte mit anderen Anwendungen gekoppelt, Nutzer vernetzt – immer größer wird die Zahl der Geräte, die durch einen Zugang zum Internet „smart“ funktionieren. Anwender finden darin eine Menge Fortschritt, können sie doch von überall aus auf den aktuellen Stand ihrer Daten zugreifen und profitieren dabei von der Vernetzung mit anderen Geräten und Nutzern. Doch auch Industrie und Wirtschaft sind überzeugt von der Möglichkeit und den daraus entstehenden Vorteilen, ihre Geräte und Maschinen vernetzen zu können: Das „Internet of Things“ gehört zum neuen Zeitalter der digitalen Industrie, auch Industrie 4.0 genannt. Was es genau bedeutet und wie es funktioniert, lesen Sie im folgenden Beitrag.
Definition: Was ist das Internet der Dinge (IoT)?
Die Bedeutung des „Internet der Dinge“ bzw. „Internet of Things“ – kurz IoT – zu definieren, ist gar nicht so einfach, da viele unterschiedliche Auffassungen und Erklärungen kursieren. Doch zumindest die Grundannahme ist überall gleich: Der Begriff beschreibt die intelligente Vernetzung von Gegenständen (Things) über das Internet. Das können sowohl Alltagsgeräte als auch industriell genutzte Maschinen sein. Durch ihre Verbindung zum Internet können diese Geräte miteinander kommunizieren, Daten austauschen und Aufgaben bzw. Arbeitsschritte voll automatisiert und aufeinander abgestimmt ausführen.
Doch nicht nur die Kommunikation von Gerät zu Gerät wird durch die Verbindung zum Internet möglich – viele der Objekte stellen darüber hinaus eine Schnittstellte zur Verfügung, in die sich wiederum ein menschlicher Nutzer von überall aus einwählen und somit das Gerät steuern kann.
Ziel des IoTs ist es, unsere Arbeits- und Lebensweise zu verbessern, indem beispielsweise Arbeitsabläufe optimiert und automatisiert stattfinden oder ein vielfältigeres Nutzererlebnis geboten wird. Beispiele für Geräte aus dem IoT sind Fitnessarmbänder, Geräte bzw. Anwendungen eines Smart Homes oder die Machine-to-Machine-Kommunikation – kurz M2M.
Grundlagen des IoT
Die Grundlagen des Internet of Things beziehen sich auf die grundlegenden Konzepte und Technologien, die für den Aufbau und die Funktionsweise des IoT erforderlich sind. Das IoT besteht aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Geräten, Sensoren und Aktoren, die Daten über das Internet austauschen und automatisch miteinander interagieren können. Um das IoT zu realisieren, sind verschiedene Technologien wie Sensorik, drahtlose Kommunikation, Cloud Computing und Datenanalyse erforderlich. Sensoren erfassen physikalische oder chemische Informationen aus der Umgebung und übertragen sie über Netzwerkverbindungen. Drahtlose Kommunikationstechnologien ermöglichen es den Geräten, miteinander zu kommunizieren und Daten in Echtzeit auszutauschen. Die gesammelten Daten werden in der Cloud gespeichert, wo sie verarbeitet, analysiert und für verschiedene Anwendungen genutzt werden können. Die Grundlagen des IoT umfassen auch die Sicherheit und den Datenschutz, da das IoT potenziell große Mengen an persönlichen Daten verarbeitet. Das Verständnis dieser Grundlagen ist wesentlich, um das volle Potenzial des IoT auszuschöpfen und innovative Anwendungen in Bereichen wie Smart Homes, Smart Cities und Industrie 4.0 zu entwickeln.
Was ist das Industrial Internet of Things (IIoT)?
Im Zusammenhang mit dem Industrial IoT wird zwischen privaten und industriellen Anwendungen unterschieden. Während zum privaten Gebrauch die eben schon genannten Fitnessarmbänder oder das Smart Home zählen, also eher die verbraucherorientierte Seite angewandt wird, geht es im industriellen Bereich unter anderem um Maschinen und Anlagen, die miteinander verbunden werden. Man nennt diese Ausprägung des Internet der Dinge „Industrial Internet of Things“, kurz IIoT.
Ziel des IIoT ist es, Effizienz und Effektivität von Arbeitsabläufen zu steigern, Kosten zu senken und Prozesse zu beschleunigen. Dem liegt die Annahme zugrunde, dass intelligente Maschinen schneller, genauer und kostengünstiger reagieren und arbeiten können als der Mensch. Wird das IIoT richtig eingesetzt und angewandt, kann es also die Wettbewerbs- und Zukunftsfähigkeit eines Unternehmens deutlich steigern. Dabei ist das IIoT in den unterschiedlichsten Bereichen einsetzbar: im produzierenden Gewerbe, in Logistikunternehmen, in der Landwirtschaft oder auch im medizinischen Bereich.
Wird von IIoT gesprochen, wird der Begriff der „Industrie 4.0“ oft genannt. Dieser Begriff beschreibt eine Art Projekt, durch das die komplette Industrie sukzessive digitalisiert werden soll.
Klingt vielversprechend und vor allem zukunftsträchtig. Wie genau funktioniert das IIoT nun?
Wie genau funktioniert das Internet of Things?
Es gibt zwei Hauptbestandteile in Geräten, die sie befähigen, sich im IoT zu integrieren: Sensoren und Aktoren. Alle „Dinge“ werden mit Sensoren ausgestattet, um Daten zu sammeln und sie ans gemeinsame Netzwerk zu übertragen. Aktoren wiederum sind notwendig, um zu ermöglichen, dass das Gerät gewisse Aktionen ausführen kann. Sie verarbeiten also Daten, wie beispielsweise einen Aktionsbefehl. Die beiden Sensorarten müssen dabei nicht immer physisch am Gerät befestigt sein, oftmals reicht auch die Umgebung des Geräts aus.
Darüber hinaus müssen die jeweiligen Geräte im Netzwerk eindeutig identifizierbar sein, um die gewonnenen Daten nutzen und eindeutig zuordnen zu können. Das geschieht mittels einer ID, die das Gerät schon bei der ersten Installation erhält. Erst, wenn eine eindeutige Identifizierbarkeit und Nutzbarkeit der Daten aus den Sensoren gewährleistet ist, können Befehle an die Aktoren zurückgesendet werden. Um kontinuierlich Fehler zu beheben und eventuelle Sicherheitslücken zu schließen, ist es außerdem wichtig, dass die Geräte und deren Software regelmäßig gewartet und aktualisiert werden. Zudem müssen auch die Benutzer der Geräte verwaltet werden. Das schließt die eindeutige Identifizierung, ihre Rollen, Zugriffsberechtigungen und Eigentumsrechte ein.
Das IoT basiert in seiner Funktionsweise auf einigen verschiedenen Technologien, wie dem Cloud Computing, der Künstlichen Intelligenz, dem Maschinellen Lernen und der Connectivity. Die Kombination aus diesen ergibt ein sogenanntes „Smart Device“, also schlaues Teil, das den vollen Funktionsumfang des IoTs nutzen kann. Was genau aber bringen diese Smart Devices und das IoT den Unternehmen?
Technologie hinter dem IoT
Das Internet der Dinge basiert auf einer Vielzahl von Technologien. Dazu gehören Sensoren, die Daten aus der physischen Welt erfassen, und drahtlose Netzwerke, die diese Daten übertragen. Zudem sind Datenanalyse, maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz wichtige Komponenten des IoT. Diese Technologien ermöglichen es, große Mengen an Daten zu erfassen, zu analysieren und daraus nützliche Informationen zu gewinnen. Dadurch kann das IoT in verschiedenen Bereichen, wie der Industrie, Gesundheit und dem Smart Home, Anwendung finden und unseren Alltag verbessern.
Sensoren und Aktoren
Sensoren und Aktoren spielen eine entscheidende Rolle im Internet der Dinge (IoT). Sensoren sind Geräte, die physikalische oder chemische Parameter erfassen und in elektronische Signale umwandeln können. Diese Signale können Informationen über Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewegung oder andere Umgebungsbedingungen liefern. Auf der anderen Seite sind Aktoren Geräte, die auf Befehle reagieren und physische Aktionen ausführen können. Beispiele für Aktoren sind Motoren, Pumpen oder Aktuatoren, die basierend auf den Informationen der Sensoren Aktionen initiieren können. Durch die Integration von Sensoren und Aktoren in IoT-Geräte wird es möglich, physische Objekte und die natürliche Umgebung mit der digitalen Welt zu verbinden und damit neue Anwendungen und Dienstleistungen zu ermöglichen. Sensoren und Aktoren sind somit unverzichtbare Komponenten im IoT-Ökosystem.
Vernetzungstechnologien
IoT ist eine Technologie, die es Geräten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren und Daten auszutauschen. Vernetzungstechnologien sind die grundlegende Infrastruktur des IoT. Sie umfassen verschiedene drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsprotokolle wie WLAN, Bluetooth, 5G und RFID. Diese Technologien ermöglichen es Geräten, miteinander verbunden zu sein und Informationen in Echtzeit auszutauschen. Durch die Vernetzung von Geräten können effiziente Prozesse implementiert werden und Daten zur Analyse und Verbesserung genutzt werden.
Anwendungsbereiche des IoT
Die Anwendungsbereiche des IoT sind mannigfaltig. In der Landwirtschaft kann das IoT dazu beitragen, Ernteerträge zu maximieren, indem Sensoren in Böden und Pflanzen eingesetzt werden, um den Feuchtigkeitsgehalt und Nährstoffbedarf zu messen. Im Gesundheitswesen können Wearables und vernetzte medizinische Geräte Patientendaten in Echtzeit überwachen und Ärzten helfen, genaue Diagnosen zu stellen. Im Verkehrssektor ermöglicht das IoT intelligente Verkehrsmanagementsysteme und vernetzte Fahrzeuge, die Verkehrsflüsse optimieren und Unfälle reduzieren können. In der Industrie können IoT-Geräte verwendet werden, um Fabrikbetriebsabläufe zu automatisieren und die Effizienz zu verbessern. Diese sind nur einige Beispiele für die vielfältigen Anwendungsbereiche des IoT, die dazu beitragen können, das tägliche Leben in verschiedenen Branchen zu verbessern.
IoT in der Industrie
Das Internet der Dinge hat auch einen großen Einfluss auf die Industrie. Durch die Vernetzung von Maschinen und Geräten können industrielle Prozesse optimiert und effizienter gestaltet werden. Mithilfe von Sensoren können Daten gesammelt und analysiert werden, was zu einer besseren Überwachung und Steuerung der Produktion führt. IoT ermöglicht zudem die Echtzeitkommunikation zwischen verschiedenen Systemen, was zu einer verbesserten Koordination und Zusammenarbeit in der Industrie führt. Durch die Integration von künstlicher Intelligenz können auch automatisierte Entscheidungen getroffen werden, die zu einer weiteren Verbesserung der Produktion und der Qualität der Produkte führen.
Anwendungen im Alltag
Internet of Things Anwendungen sind heute im Alltag weit verbreitet und bieten zahlreiche Vorteile. Zum Beispiel können smarte Heimgeräte wie Thermostate und Beleuchtungssysteme über eine mobile App gesteuert werden, was den Komfort und die Energieeffizienz erhöht. Wearable Devices wie Fitness-Tracker und Smartwatches überwachen Gesundheitsdaten und unterstützen bei der Verbesserung der Fitness. Im Bereich der Mobilität ermöglicht das IoT die Vernetzung von Fahrzeugen, was zu einer effizienteren Verkehrsführung und erhöhter Sicherheit führt. Im Einzelhandel werden IoT-Technologien eingesetzt, um Lagerbestände zu verfolgen und personalisierte Einkaufserlebnisse anzubieten. Diese Anwendungen verdeutlichen, wie das IoT unseren Alltag revolutioniert und verbessert.
Edge Computing im IoT
Edge Computing im IoT bezieht sich auf das Paradigma, bei dem Datenverarbeitung und -analyse direkt an "der Netzwerkkante" (Edge) stattfinden, anstatt sie an entfernte Cloud-Server zu senden.
Einführung in Edge Computing
Edge Computing bezeichnet eine Technologie, bei der die Datenverarbeitung und -speicherung so nah wie möglich an der Quelle der Daten stattfindet. Im Gegensatz zur herkömmlichen Cloud Computing Architektur werden die Daten nicht in einem zentralen Rechenzentrum verarbeitet, sondern direkt an "den Rand des Netzwerks", in den sogenannten "Edge Devices". Dadurch wird die Latenzzeit reduziert, da die Daten nicht erst über lange Strecken zu einem zentralen Rechenzentrum und zurück gesendet werden müssen. Edge Computing ermöglicht somit Echtzeitverarbeitung von Daten und schnelle Reaktionen auf Ereignisse.
Vorteile und Einsatz von Edge Computing im IoT
Ein großer Vorteil besteht darin, dass Daten in Echtzeit verarbeitet werden können, ohne dass eine Verbindung mit dem zentralen Cloud-Server erforderlich ist. Dies verringert die Latenz und ermöglicht eine schnelle Reaktion. Zudem kann Edge Computing die Kosten für Datenübertragung reduzieren, da nur relevante und vorverarbeitete Daten an Cloud-Systeme gesendet werden. Dies ist besonders wichtig in Umgebungen mit begrenzter Bandbreite oder hohen Datenmengen. Die Verteilung der Datenverarbeitung auf Edge-Geräte ermöglicht auch eine erhöhte Sicherheit, da sensible Daten nicht unbedingt an ein externes Netzwerk übertragen werden müssen.
Warum IoT – was bringt Unternehmen der Einsatz vom “Internet of Things”?
Entscheiden sich Unternehmen für den Einsatz von IoT innerhalb ihrer Produktion oder Logistik, entsteht die Möglichkeit, völlig neue Services oder Geschäftsmodelle anzubieten. Höhere Kundenzufriedenheit, mehr Nachfrage und mehr Kunden können daraus entstehen. Doch nicht nur das Produktangebot wird erneuert, auch kann der Einsatz von (I)IoT die Effizienz, Effektivität und Produktivität maßgeblich steigern. Darin eingeschlossen ist die Energieeffizienz, die aus der optimierten Nutzung der Maschinen und Geräte erfolgt.
Darüber hinaus befähigt IoT ein Unternehmen dazu, große Datenmengen zu verwalten und auszuwerten. Es ermöglicht somit, den Ist-Zustand darzustellen und gegebenenfalls zu optimieren. Auch dadurch kann das Unternehmen die Möglichkeit wahrnehmen, Produkte und Services zu optimieren, um letztendlich für eine höhere Kundenzufriedenheit und mehr Kunden zu sorgen.
Unterm Strich bedeutet das, dass Unternehmen, die auf den Zug der Digitalisierung aufspringen und die Möglichkeiten des Internet of Things nutzen, zukunftsträchtiger und wettbewerbsfähiger sind und, vor allem, bleiben. Wir von EcholoN helfen Ihnen gerne dabei, auf diesen Zug aufzuspringen. Wir stehen Ihnen mit Rat und Tat bei allen Fragen rund um Bestandsanalyse und Implementierung des IoTs zur Seite. Kontaktieren Sie uns gerne unverbindlich.
Internet of Things - IoT / IdD - Häufig gestellte Fragen - FAQs
Was ist das Internet der Dinge (IoT)?
Das Internet der Dinge bezieht sich auf die Verbindung von Geräten, die normalerweise nicht mit dem Internet verbunden sind, um Daten zu sammeln, auszutauschen und zu analysieren. Es ermöglicht die direkte Kommunikation zwischen physischen und virtuellen Objekten und spielt eine große Rolle bei der Bereitstellung von IoT-Anwendungen in verschiedenen Branchen.
Welche Anwendungen hat das Internet der Dinge?
Das Internet der Dinge findet Anwendung in vielen Bereichen wie der automatisierten Industrie, vernetzten Autos, Smart Cities, der Bereitstellung von IoT-Sensoren und vielen mehr.
Was bedeutet vernetzte Autos?
Vernetzte Autos beziehen sich auf Fahrzeuge, die mit dem Internet verbunden sind und Sensordaten erfassen können. Diese Daten können für verschiedene IoT-Anwendungen in der Automobilindustrie genutzt werden, einschließlich der Fernwartung und Verbesserung der Fahrzeugleistung.
Welche Geschäftsmodelle werden durch das Internet der Dinge ermöglicht?
Das Internet der Dinge ermöglicht es Unternehmen, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, bei denen Geräte und Daten eine zentrale Rolle spielen. Beispiele hierfür sind das Geschäftsmodell von vernetzten Geräten mit dem Internet, die Bereitstellung von IoT-Lösungen und die Entwicklung von Automatisierungssystemen in verschiedenen Branchen.
Wie können IoT-Anwendungen in der Industrie eingesetzt werden?
IoT-Anwendungen finden in der industriellen Automatisierung breite Anwendung. Durch die Vernetzung von Geräten und Maschinen können Unternehmen Prozesse überwachen, Daten sammeln und analysieren, um die Effizienz zu verbessern und das menschliche Eingreifen zu reduzieren.
Wie hilft das Internet der Dinge bei der Entwicklung von Smart Cities?
Das Internet der Dinge spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Smart Cities. Durch die Vernetzung von Geräten und Infrastrukturen können Städte Daten sammeln und analysieren, um Effizienz- und Nachhaltigkeitsinitiativen zu unterstützen, den Verkehr zu optimieren und die Lebensqualität der Bewohner zu verbessern.
Was sind IoT-Sensoren?
IoT-Sensoren sind Geräte, die in der Lage sind, Daten aus ihrer Umgebung zu erfassen und weiterzugeben. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung von Informationen für IoT-Anwendungen und ermöglichen die Interaktion zwischen physischen und virtuellen Objekten.
Wie funktionieren vernetzte Autos?
Vernetzte Autos sind mit Sensoren und einer Schnittstelle ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, mit dem Internet zu kommunizieren. Dadurch können sie Daten erfassen, übertragen und analysieren. Diese Daten werden verwendet, um die Fahrzeugleistung zu optimieren, Fehler zu erkennen und die Wartung zu vereinfachen.
Welche Rolle spielt das Internet der Dinge in der Automobilindustrie?
Das Internet der Dinge spielt eine entscheidende Rolle in der Automobilindustrie. Es ermöglicht die Entwicklung vernetzter Autos, die mit dem Internet und anderen Fahrzeugen kommunizieren können. Dadurch werden neue Funktionen wie Fahrerassistenzsysteme, Telematik und Infotainment möglich, die das Fahrerlebnis verbessern und die Sicherheit erhöhen.
Was sind die Vorteile von IoT-Lösungen für Unternehmen?
IoT-Lösungen bieten Unternehmen eine Vielzahl von Vorteilen. Sie ermöglichen eine effizientere Datenerfassung und -analyse, verbessern die Kundenkommunikation, optimieren die Betriebsabläufe, unterstützen die Fernwartung und bieten neue Geschäftsmöglichkeiten.