Internet der Dinge

Das Internet der Dinge ist eine ubiquitäre Verbindung zur intelligenten Kommunikation zwischen Gegenständen und Objekten.

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Definition

Das Internet der Dinge, eine Übersetzung des Ursprungsbegriffs Internet of Things, kurz IoT genannt, ist eine noch sehr junge Technologie. Der Name Internet der Dinge ist wörtlich zu verstehen und meint die Ausstattung von Objekten mit Prozessoren und Sensoren, sodass diese über eine IP individuell identifizierbar sind. Über eine Internetverbindung wird eine Machine-to-Machine-Communication hergestellt, wird ermöglicht, dass sie miteinander und der Außenwelt kommunizieren können.

Dies bedeutet, dass Gebrauchsgegenstände und Maschinen “smart” werden und so selbstdenkend Aufgaben erledigen und anhand von gemachten Erfahrungen aus unterschiedlichen Szenarien lernen und ihr Wissen und ihre Fähigkeiten entsprechend anwenden.

Eines der Ziele des Internets der Dinge ist eine Alltags- und Arbeitserleichterung durch automatische Vorgänge ohne menschliches Zutun. Im Gegensatz zum Computer erfordern sie, sobald sie im Betrieb sind, keine Steuerung oder Eingaben von Benutzern mehr.

Die Auswirkungen des Internet of Things sind bereits spürbar: Immer mehr Gegenstände haben eine Internetfunktion, selbst Kaffeemaschinen und Staubsauger sind mittlerweile mit damit ausgestattet. Letztlich ist jedes internetfähige Objekt, das z.B. mit einer App betrieben wird oder damit verbunden werden kann, Bestandteil des IoT.

Langfristig soll diese Kommunikation noch verstärkt werden und Objekte nicht nur mit Apps, sprich mit der Hilfe eines Smartphones, sondern auch unabhängig untereinander vernetzen und so einen internen Austausch ermöglichen. Ansätze davon sind beispielsweise bereits in Smart Home Technologien spürbar.

Ein “Ding” innerhalb des IoT-Netzes muss aber nicht zwangsläufig ein Gegenstand oder eine Maschine sein: Auch Tiere mit implantierten Chips oder gar Menschen mit Herzschrittmachern können dazu gehören.

Geschichte des Internets der Dinge

Während der Begriff erst seit den letzten Jahren an Bekanntheit gewinnt und Anwendung findet, existierte die Idee von vernetzten Dingen bereits seit den 1970ern, also noch weit vor der kommerziellen Nutzung des Internets. Ursprünglich wurde das Internet of Things unter dem Namen “Embedded Internet” (eingebettetes Internet) und “Pervasive Computing” (durchdringende Rechnerarbeit) oder “Ubiquitous Computing” (unsichtbare und allgegenwärtige Rechnerarbeit) geführt. Letztlich sind all diese Faktoren im heutigen Internet der Dinge enthalten. Die zugrunde liegende Idee ist eine aus dem Bewusstsein des Menschen verschwindende Technik, die keiner Interaktion mehr bedarf.

Das erste internetfähige Gerät, das nach dem IoT-Prinip funktionierte, gab es bereits in den 1980er Jahren: Bei einem Coca-Cola-Automaten an einer Universität in Pennsylvania konnte der Bestand an Getränken über das Web eingesehen werden.

Der Begriff des Internet of Things wurde erstmals 1999 von Kevin Ashton erwähnt. Dieser hielt eine Präsentation zu RFID-Chips. RFID steht für radio frequency identification und ist eine Technologie, die durch die Ausstattung von Objekten mit Chips deren automatische und kontaktlose Identifikation und Lokalisierung ermöglicht.

Auch Neil Gershenfeld beschrieb im gleichen Jahr in seiner Publikation “When Things Start To Think” seine Vision des IoT, auch wenn er nicht den gleichen Begriff verwendete.

In den darauffolgenden Jahren entwickelte sich das Internet der Dinge aus einem Zusammenspiel aus Drahtlos-Technologien, mikroelektromechanischen Systemen, sogenannten MEMS, Microservices und dem Internet. Es ist außerdem als eine Weiterentwicklung von SCADA-Software zu sehen. Mit SCADA, kurz für supervisory control and data acquisition, wird die Überwachung und Steuerung technischer Prozesse ausgeführt. Dabei sammeln Hardware-Komponenten Daten und geben diese an die Software weiter, die sie verarbeitet und wieder ausgibt.

Seinen größten Bekanntheitsschub erhielt das Internet of Things im Jahre 2010 durch die Regierung Chinas, die es in ihren Fünfjahresplan integrierte.

Funktionsweise des Internet of Things

Während Websites und andere internetbasierte Produkte mit HTTP, dem gängigsten Protokoll laufen, etabliert sich für das IoT immer mehr das MQTT. Diese Abkürzung steht für Message Queuing Telemetry Transport und ist ein offenes Protokoll für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation.

Die unterschiedlichen Komponenten eines IoT-Systems arbeiten meist ohne menschliches Zutun, können aber auf Interaktion reagieren, wenn beispielsweise Einstellungen vorgenommen, Befehle erteilt werden oder auf Daten zugegriffen wird.

Das Internet der Dinge lässt sich als ein Ökosystem begreifen. Dieses System besteht aus einem (Mess-)Instrument, einem Knotenpunkt und einem Gerät bzw. einer Nutzeroberfläche.

Das Instrument ist dabei internetfähig und smart und verfügt über Prozessoren, Sensoren und Kommunikations-Hardware. Dies kann beispielsweise eine Antenne, ein Mikrocontroller oder ein Ein-Chip-Computersystem sein. Es sammelt Daten aus der Umwelt und gibt diese an den Knotenpunkt weiter, der auch als Gateway oder Hub bezeichnet wird. Dieser verarbeitet die empfangenen Daten entweder direkt oder überträgt oder verschickt sie an die Cloud oder ein Interface, beispielsweise ein Smartphone. Als letzte Komponente des IoT-Systems kann das Gerät bzw. das User-Interface, welches beispielsweise auch ein Computer oder eine Applikation sein kann, vom Nutzer bedient werden und Befehle entgegennehmen. Die gesammelten Daten werden hier aufbereitet und gegebenenfalls visualisiert.

Künstliche Intelligenz

In der Softwareentwicklung sind in den letzten Jahren große Sprünge zu verzeichnen. Eines ihrer größten Errungenschaften ist die künstliche Intelligenz. Der Begriff der künstlichen Intelligenz, kurz KI oder auch AI von Artificial Intelligence, wird häufig im Zusammenhang mit IoT genannt und ist ein wesentlicher Bestandteil, da IoT-Dinge häufig künstliche Intelligenzen sind. Es können Maschinen oder Objekte sein, die Daten zu Routinen und Gewohnheiten sammeln, daraus lernen und entsprechend handeln bzw. ihr Verhalten anpassen und weiterentwickeln, um den individuellen Bedürfnissen und Anforderungen in Zukunft noch besser zu entsprechen. Beispielsweise speichern Sprachassistenten die abgegebenen Befehle in der Cloud. Auf diese Weise ist keine weitere Programmierung durch Menschen nötig, da die Maschinen von selbst lernen und sich weiterentwickeln.

Anwendungsbereiche des IoT

Das Internet of Things ist in seinem Wesen bereits omnipräsent und berührt demnach nahezu alle Bereiche des Lebens: Betroffen sind Dienstleistungen, die Produktion, Versorgung, Forschung, Marketing und viele weitere.

Für Konsumenten

Für Konsumenten sind vorrangig Produkte aus dem Bereich der Selbstoptimierung bzw. Ernährung und Gesundheit betroffen. Hier ist eine Vielzahl an Fitness-Apps mit verschiedenen Wearables wie Smartwatches, Pulsmessern, Blutdruckmessern oder Brustgurten zu finden. Auch gibt es unzählige Tracker, die den Schlaf, die aufgenommene Nahrung und Kalorien, die Stimmung oder Schmerzen aufzeichnen. Für die psychische Gesundheit gibt es beispielsweise Meditations-Apps und für die physische medizinische Apps, die wie beispielsweise Ada die Symptom-Eingabe erlaubt und Diagnosen vorschlägt oder andere Apps, die über die Kamera unter anderem Hautveränderungen erkennen soll.

Auch hinter den Smart Home Technologien verbergen sich IoT-Systeme. So lassen sich Thermostate, Heizungs- und Klimaanlagensysteme entweder nach Uhrzeiten planen oder sie passen sich intelligent den Gewohnheiten der Bewohner an, schalten sich aus, wenn das Zuhause derzeit unbewohnt ist und warnt bei Fehlern und Defekten.

Auch die Elektrizität ist bereits vom Internet of Things durchzogen: Smarte Steckdosen lassen sich manuell oder automatisch steuern, es können An- und Abschalt-Automatiken oder Pläne erstellt und der Stromverbrauch gemessen werden.

In verschiedensten Lichtsystemen schlägt sich das Internet der Dinge in über Apps steuerbares Licht, ebenfalls An- und Abschaltautomatik oder Pläne, Dimmer, Farbtemperaturen und Farbspiele nieder. Als Sicherheitsmaßnahme kann das Licht sogar in Abwesenheit von außen gesteuert und als Schutz vor Einbrüchen angeschaltet werden.

Zusätzlich können in Sachen Sicherheit Alarmanlagen, Kameras und andere Überwachungssysteme ebenfalls von extern aktiviert und eingesehen werden.

Für die Produktivität gibt es als Konsequenz des IoTs verschiedene Zeitmanagement- und Projektplanungs-Tools und sogar Kalender mit Erinnerungen, die mithilfe von GPS geschaltet werden können.

Für Unternehmen

Ähnlich wie Smart Home Systeme im Privathaushalt eingesetzt werden, können den gleichen Technologien für Heizung, Strom, Licht und Sicherheit auch am Arbeitsplatz zur Anwendung kommen. Hier können die An- und Abschaltautomatiken basierend auf Mitarbeiterplänen, Raumbuchungen, Sitzungen und Konferenzen sowie Kundengesprächen angepasst werden.

Zusätzlich bedeutet das Internet der Dinge eine Arbeitserleichterung, da immergleiche Aufgaben an smarte Systeme abgegeben werden können. Auch kann so ein effizienteres Personal- und Materialmanagement stattfinden.

Für Produktion und Industrie

In der Logistik werden beispielsweise von Post- und Paketdiensten IoT-basierte Logistik-Systeme verwendet. Diese enthalten das Lagermanagement, den automatisierten Versand und die Versandverfolgung in Echtzeit mit einer teilweise weltweiten Lieferkette. Dies wird möglich durch von Arbeitskräften manuell ausgeführte und von Geräten und Maschinen automatische Dateneingabe, durch GPS-Ortung der beteiligten Fahrzeuge, Sensoren in Schiffscontainern und verschiedenste Sicherheitsmaßnahmen.

In der Landwirtschaft werden selbst die Landmaschinen smart: Automatisierte Saat-, Pflanzungs- und Bewässerungssysteme, selbstfahrende Erntefahrzeuge und Tierfütterung nehmen Landwirten ihre bisher von Hand ausgeführte Arbeit ab. Dies hat einen weitreichenden Einfluss auf die Lebensmittelindustrie und damit auch die Ernährung.

In der Produktion sind durch smarte Systeme mehr Effizienz und die Herstellung nach exakter Nachfrage möglich, wodurch der Material- und Maschineneinsatz vorhersehbarer wird und so automatisch nachhaltiger produziert werden kann.

Vorteile des Internets der Dinge

Für Unternehmen

Der größte Vorteil des IoTs für Unternehmen ist die Zeit- und Kostenersparnis, die sich durch das automatische Erledigen von routinierten Aufgaben und die automatische Dokumentation von Prozessen ergibt. Dadurch folgt auch eine größere Produktivität der Mitarbeitenden, was schließlich in mehr Gewinn resultiert.

Das Internet der Dinge sorgt darüber hinaus für eine Fehlervermeidung, da das Sammeln von Daten durch smarte Systeme genauer und fehlerfreier erfolgt und im Gegensatz zu Menschen immer gleich leistungsfähig und aufmerksam sind.

Durch das Internet of Things ist außerdem eine genauere Überwachung von Arbeitsprozessen möglich. Fehler können per Protokoll zurückverfolgt und dokumentiert werden.

Selbst die Kundenzufriedenheit wird davon berührt, da durch automatische E-Mail-Antworten und persönliche bzw. zugeschnittene Werbung die Kundenkommunikation verbessert wird und sich Kunden mehr wahrgenommen fühlen. Durch die eingesetzten Technologien wird überdies ein größeres Vertrauen in das Unternehmen geschürt, da es den aktuellen Standards entspricht und fortschrittlich erscheint.

Nachteile

Die Nachteile des Internet of Things beziehen sich vor allem auf den Aspekt der Sicherheit. Durch mehr Datenpunkte, die durch diese Technologien entstehen, ergibt sich auch eine größere Angriffsfläche. Als Folge von Big Data sind beispielsweise im Falle eines Hackerangriffs gleich große Datenmengen betroffen. Zusätzlich zeichnen sich die Systeme durch eine enge Konnektivität aus, welche zwar für die Funktionalität sehr zuträglich ist, jedoch auch das Risiko erhöht, durch nur eine einzige Sicherheitslücke auf das gesamte System zugreifen zu können.

Die IoT-Systeme sind oft sehr individuell auf den Nutzer zugeschnitten, was allerdings nur durch die Eingabe bzw. das selbstständige Sammeln persönlicher und damit sehr sensibler Daten möglich ist. Durch diese Eigenschaft fühlen sich viele Nutzer in ihrer Privatsphäre verletzt.

Auch wenn Internet-of-Things-Systeme in der Theorie durch ihre selbstlernenden Eigenschaften kein menschliches Zutun mehr benötigen, sobald sie einmal in Betrieb sind, müssen sie ständig aktualisiert werden. Dies betrifft vor allem Sicherheits-Updates, ohne die die Systeme auf die Dauer anfälliger und unsicherer werden.

Mit der Entscheidung für IoT-Technologien geht auch eine große Verantwortung für Unternehmen, die IoT-Systeme entweder in ihrem Arbeitsalltag und ihrer Kundenhandhabung verwenden oder an Endverbraucher vertreiben, einher: Sie sammeln eine große Menge an Kundendaten, weshalb es eine Vertrauenssache ist, dass diese nicht an Dritte weitergegeben oder gar verkauft werden.

Ein ähnlicher Punkt wie der, dass Maschinen intelligenter werden können als Menschen, ist die Dateninterpretation. Zwar sammeln die eingesetzten Systeme eine Unmenge an Daten, doch wegen des zum Teil großen Umfangs ist eine umfassende Interpretation durch Menschen kaum noch möglich, auch wenn diese in manchen Fällen intelligenter bzw. sensibler wäre. Schließlich ist trotz der künstlichen Intelligenz smarter Technologien eine Fehlinterpretation möglich.

Die große Datenmenge stellt darüber hinaus zwar ein großes Potential dar, welches allerdings oft ungenutzt bleibt. Teilweise werden nur kleine Prozentsätze der gesammelten Daten tatsächlich genutzt.

Das Internet of Things ist ein komplexes System, das gerade wegen seiner Ubiquität nicht von allen Menschen, die damit in Berührung kommen, gleich gut verstanden und verwendet werden kann. Die Fehlbenutzung ist allerdings ein großes technisches und sicherheitstechnisches Risiko, sodass vor allem in Betrieben, in denen neue IoT-basierte Systeme eingeführt werden, Mitarbeitende ausreichend geschult werden sollten.

TenMedia und das Internet der Dinge

TenMedia ist eine dynamische Internetagentur in Berlin. Seit 2011 haben wir uns auf die Softwareentwicklung, die technische Entwicklung von state-of-the-art Websites, umfangreichen Apps, innovativen Webportalen, modernen Onlineshops und komplexer Cloud Software spezialisiert. Auch Services wie Monitoring, Hosting, Automatisierung und verschiedenste Dienstleistungen aus dem Digitalisierungsbereich gehören zu unserem Portfolio.

Unser Team besteht aus Entwicklern, Managern und Textern – allesamt Web-Enthusiasten, die die neusten Trends der Techwelt verfolgen. Das Internet der Dinge ist eine spannende Entwicklung, mit der wir nicht nur mitfiebern, sondern deren Konsequenzen entweder ganz natürlich auch in unserem Arbeitsalltag spürbar sind oder die wir bewusst zur Steigerung unserer Produktivität und einer Verbesserung unserer Produkte einsetzen. Im Rahmen der Programmierung entwickeln wir verschiedenste Softwarelösungen, Automatisierungsprozesse und bringen IoT-Prinzipien in unserer Praxis ein, um aktuellen Best Practices zu entsprechen und moderne, individuell auf die Wünsche und Vorstellungen unserer Kunden abgestimmte Produkte zu erschaffen.

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