Internet of Things (IoT) - was ist das & was bringt es uns?

Internet of Things

Internet of Things (IoT)

Wer die Leistungen des Internets seit seiner Erfindung vor fast dreißig Jahren nachvollziehen möchte, muss verstehen, wo die Idee eigentlich heute hin möchte.

Es geht nicht weniger als um die Vernetzung von allem mit allem und das integriert sowohl Informationstechniken als auch Kommunikationstechniken.

Die ideale und utopische Zuspitzung dieses Gedankens ist das Internet der Dinge. Dabei sollen physische, klar identifizierbare Entitäten (Dinge, engl. Things, zum Beispiel Maschinen) mit dem Menschen und untereinander im Verbund mit ihrer virtuellen Repräsentation frei agieren können.

Zum ersten Mal sprach der amerikanische Informatiker Mark Weiser im Jahre 1991 von dieser Vision des Allesnetzes, eine Vision die dann auch Science Fiction Fantasien der Neunziger bestimmte. Man denke nur an Matrix und den Terminator.

Internet of Things (IoT) – Das Internet der Dinge

In seinem viel zitierten Aufsatz „The Computer for the 21st Century“ fiel bei Mark Weiser auch das erste Mal der Begriff “Ubiquitous computing” (Rechnerallgegenwart).

Ein Zustand, den wir heute mit dem Smartphone schon sehr nahe sind. In dem Aufsatz schildert er unteranderem den Tagesablauf einer Familie im 21. Jahrhundert, die ganz selbstverständlich Taschencomputer wie Tablets benutzt: Damals Science Fiction, heute Alltag.

Smarthome Icon

Smarthome – früher Fiktion, heute Alltag

Den Begriff „Internet of Things“ als ein Internet, dass nicht nur Menschen, sondern auch Dinge benutzen, geht auf den am MIT tätigen Kevin Ashton zurück, der am MIT im Auto-ID-Lab zu automatischer Datenerfassung und Identifikation forscht.

Anforderungen an das Internet der Dinge

Für Maschinen ist die Übertragungsrate zunächst nebensächlich. Wichtiger sind eine umfassende Netzabdeckung und konstante Übertragungsraten. Gleichzeitig soll die Vernetzung minimale Kosten verursachen und dafür möglichst energiesparend arbeiten.

Neben diesen Punkten muss die Vernetzung von Gegenständen möglichst sicher gegenüber Datenverlust und Hacking sein. Momentan wird dies durch die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung gewährleistet.

Ziele und Funktionen von IoT

Die grundlegende Idee beim Internet der Dinge ist die permanente Vernetzung von Dingen der realen Welt.

Reale Gegenstände existieren immer in bestimmten Zuständen.

So kann eine Lampe aus oder an sein. Die Temperatur eines Ofens kann 90° Celsius sein oder aber 230° Celsius.

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Das Ziel vom Internet der Dinge ist die permanente Vernetzung von Dingen aus der realen Welt.

Die virtuelle Präsentation dieser Dinge kann jedoch nicht ohne weiteres auf Informationen zum aktuellen Zustand zugreifen. Aus diesem Grund müssen Dinge mit Sensoren und Aktoren bestückt werden, die den realen Zustand in maschinenlesbare Daten umwandelt (oder maschinenlesbare Daten in reale Zustände).

Diese können dann bei ausreichender Bandbreite in einem Netzwerk versendet werden und entweder automatisiert von anderen Dingen im Netzwerk oder Menschen an einem anderen Ort verarbeitet oder bearbeitet werden.

Damit das möglich ist, müssen einerseits Dienste und Komponenten für Maschinen standardisiert werden (allgemeine Kompatibilität), anderseits muss für alle Endgeräte ein sicherer und allgemeiner Zugang zum Internet verfügbar sein.

Die Sensoren der Gegenstände müssen durchweg Daten übertragen.

Das erfordert eine große Menge zusätzlicher Energie, kostet also Strom. Eine technische Herausforderung für das Internet der Dinge ist daher auch die effiziente Nutzung von Energie.

So bringt es wenig, wenn die Heizung durch Sensoren und immense Datenmengen so gesteuert wird, dass sie energiesparender arbeitet, die gesparte Energie dann aber durch die Sensorik und den Datentransfer wieder verbraucht wird.

Auch der Aufbau des IoT und die nötigen Anpassungen an den Dingen selbst muss möglichst kostengünstig realisiert werden, ohne dass das System unzuverlässig wird – im Gegenteil – damit ein solches Netzwerk funktioniert, muss es extrem zuverlässig sein und unter jeder Bedingung funktionieren.

IoT und autonom arbeitende Systeme

Das Internet der Dinge unterscheidet sich im Ansatz von autonomen Systemen, also sich selbststeuernden Objekten, wie zum Beispiel Roboter.

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Solche Objekte verarbeiten ihre Daten lokal, also ohne zwingende Internetverbindung.

Auch ausgewiesene Netzwerke für Automaten unterscheiden sich zumindest funktional vom IoT.

Derartige geschlossenen Netzwerke sind anwendungsbezogen und sollen in erster Linie Arbeit ressourcensparend und so schnell wie möglich ausführen.

Beim IoT hingegen geht es darum, Informationen möglichst umfänglich und weitreichend zur Verfügung zu stellen. Diese Informationen können dann auch in anderen Anwendungsgebieten genutzt werden, die über die ursprüngliche Zielsetzung der Verknüpfung hinausreichen. Das IoT soll also dezidiert einen Mehrwert gegenüber seinen Ausgangsfunktionen erzeugen.

Konkrete Anwendungsgebiete von IoT

  • Die Messung und Überwachung von Umweltwerten in Städten
  • Paketverfolgung
  • Regelung des Verkehrs in Städten
  • Vernetzung von Maschinen mit Computern wie Smartphones oder Tablets
  • Smarthomevernetzung (zum Beispiel bei der Klimatisierung oder dem Licht)

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