Was ist IoT? Gerätevernetzung und Maschinenkommunikation einfach erklärt

Technologie

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Datum 20.05.2021
Lesezeit 7 Min.

Was ist IoT? Gerätevernetzung und Maschinenkommunikation einfach erklärt

Das Internet der Dinge (engl. „Internet of Things”, „IoT”) betrifft inzwischen immer mehr Bereiche des täglichen Lebens. Von Warensicherungssystemen im Kaufhaus über intelligente Fördersysteme bis hin zu vorausschauenden Wartungsanwendungen im Industriebereich eröffnet die intelligente Gerätevernetzung völlig neue Geschäftsfelder. Sie sorgt außerdem für mehr Effizienz bei Routineaufgaben und macht in der Summe den Menschen das Leben leichter.


Etwa 30 Milliarden Geräte sind weltweit derzeit miteinander vernetzt – Tendenz steigend. Fast jeder macht im Alltag inzwischen mehr oder weniger intensive Bekanntschaft mit Gerätevernetzung jeglicher Art. So manches Türschloss funktioniert inzwischen mit intelligentem Transponder statt herkömmlichem Schlüssel, zusammengeschaltete Ampeln sorgen für einen intelligenteren Verkehrsfluss in ganzen Stadtteilen und sogenannte Smartwatches überwachen während der täglichen Laufaktivität sowohl die Schrittzahl des Trägers, als auch wichtige Vitalparameter wie Blutdruck und Herzschlag. Doch wie funktioniert eigentlich das Internet der Dinge? Was genau dahintersteckt, wie moderne Gerätevernetzung funktioniert und wie Sie davon profitieren können, erfahren Sie hier.

 

IoT – Was ist das?

Die Abkürzung IoT stammt aus dem Englischen und steht für „Internet of Things” – wörtlich übersetzt also das „Internet der Dinge”. Gemeint ist die Vernetzung von Geräten sowohl untereinander, als auch mit zentralen Stellen wie einer Cloud-Plattform oder Firmenrechnern. Hier werden Messwerte, Zustandsdaten und andere Informationen zielgerichtet ausgewertet und mit Hilfe einer Entscheidungslogik in sinnvolle Aktionen überführt. Diese Aktionen werden dann wiederum über das Internet der Dinge an entsprechende Aktoren übertragen (Beispiel: Drosselung der Geschwindigkeit einer ganzen Produktionsstraße an einem entfernten Standort, weil eine beteiligte Maschine überlastet ist), aber auch menschliches Handeln erfordern, wie beispielsweise im Falle eines Alarms.

IoT sorgt also dafür, dass relevante Informationen aus der „realen” Umgebung automatisch erfasst, miteinander verknüpft und im Internet zur Auswertung bereitgestellt werden. Solche „Smart Devices” eröffnen Unternehmen völlig neue Möglichkeiten, beispielsweise den Maschinen- und Fuhrpark effizienter zu machen, Kunden neue Einkaufserlebnisse zu bieten und Ressourcen in Form von Strom, Wasser oder Brennstoffen einzusparen. 

Im Gegensatz zur herkömmlichen Selbststeuerung von Prozessen, die nicht zwingend eine Anbindung an das Internet erfordern, ist dies im Internet der Dinge meistens der Fall. Allerdings sind die Übergänge oftmals fließend: So werden manche IoT-Vorhaben auch im lokalen Intranet, nicht aber im „öffentlichen” Internet der Dinge bereitgestellt. Der wesentliche Vorteil einer zentralisierten Auswertung anstelle starrer Regelkreisläufe liegt jedenfalls darin, dass Cloud-Systeme in der Lage sind, KI-gestützt Optimierungsvorschläge zu machen, die händisch sonst nur schwer ermittelbar wären. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass jedes IoT-Gerät eine eindeutige Kennung besitzt – meist in Form einer IPv6-Adresse. Bei einer solchen, industriell geprägten Gerätevernetzung ist häufig auch von „Industrial IoT” („IIoT”) die Rede.

Beispiele für die Anwendung von IoT im privaten Umfeld wiederum sind sogenannte Wearables wie Smartwatches, sowie Smart-Home-Komponenten wie Beleuchtungssteuerung, Alarmanlagen oder intelligente Temperatursteuerungen. Die Übergänge sind hier jedoch fließend, da viele IoT-Anwendungen sowohl im geschäftlichen, als auch im privaten Umfeld eine Rolle spielen.

 




Video: YouTube / FOM | Medienentwicklung

 

Von passiven zu aktiven IoT-Bauteilen

Bereits 1991 war in einem Aufsatz von Mark Weiser erstmals von einer Vision die Rede, in der Objekte mit Sensoren ausgestattet und diese nahtlos in die Umgebung integriert sind. Das Schlagwort hieß damals „Ubiquituous Computing”, also allgegenwärtige, rechnergestützte Objekte. Schon seit vielen Jahren sorgen sogenannte RFID-Chips in Form kleiner Aufkleber auf Waren dafür, dass sich Diebstahlschutz, aber auch die Warenverfolgung effizienter gestalten lassen. Diese Art der Gerätevernetzung war und ist jedoch bis heute oft „einseitig”. Das bedeutet, dass der RFID-Chip zwar seine Position und Kennung verrät, seinerseits aber keine Befehle entgegennehmen oder Aktionen ausführen kann. 

Seit die Kommunikation solcher Chips in beide Richtungen (also auch zurück zum Gerät) möglich ist, diese immer kleiner werden und eine (meist cloud-gestützte) Anbindung an das Internet erfolgt, ist vom Internet der Dinge die Rede: In diesem kommunizieren nicht länger zwei Menschen via Chat, E-Mail oder Videokonferenz miteinander, sondern Geräte, Sensoren, Aktoren und ganze Maschinenparks.

Je komplexer solche IoT-Anwendungen sind, umso mehr Steuerungsaufwand entsteht. Manche IoT-Geräte bringen bereits einen integrierten WLAN-, Bluetooth- oder Mobilfunkchip mit, der Daten in das Internet überträgt, andere wiederum sind via Kabel mit dem Internet (oder Intranet des Unternehmens) verbunden. Gerade beim Thema mobiler Anbindung hat sich in den letzten Jahren viel getan: So sind IoT-Geräte auch unter schwierigen Bedingungen inzwischen in der Lage, mit Hilfe von Narrowband (LPWA) oder LTE-M Daten zuverlässig zu übertragen und zu empfangen. 

Andere, komplexere Lösungen wiederum basieren häufig auf sogenannten Kleinstcomputern wie dem Raspberry Pi oder dem Arduino. Auf diesen lassen sich neben herstellereigenen und speziell entwickelten Betriebssystemen oder Linux-Varianten auch Windows 10 IoT Core installieren. So erhalten Sie auf Wunsch einen fast vollständig ausgestatteten Mini-Computer, der vollkommen autark seine Arbeit verrichtet und diverse Sensoren und Aktoren steuert. Die Anbindung an das Internet erfolgt hierbei optional, ist jedoch meist gewollt und sinnvoll. Entsprechend konfiguriert, dienen solche Minicomputer auch als sogenanntes IoT-Gateway. Sie sorgen dafür, dass nur diejenigen Daten in das Internet und an die Cloud übermittelt werden, die dort auch landen sollen und machen so manchen einfachen Sensor überhaupt erst IoT-fähig.

Wenn wiederum von Maschinenkommunikation (M2M) die Rede ist, sind normalerweise vernetzte Maschinenparks gemeint, die ohne menschliches Zutun häufig durch KI-Unterstützung ihre Betriebszustände und Parameter aufeinander abstimmen.

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Cloud, Wearables, M2M, Sensoren und NFC: Jeder Begriff steht für einen anderen IoT-Bereich.

 

IoT bietet viele Möglichkeiten

Nicht nur die Industrie, auch der Einzelhandel und andere Gewerbetreibende profitieren vom konsequenten IoT-Einsatz. Zu ihnen gehören:

  • Herstellendes und produzierendes Gewerbe (Optimierung von Maschinenverhalten)
  • Industrie (Effizienzverbesserung und Vermeidung von Unfällen)
  • Einzelhandel (Verbesserte Einkaufserlebnisse und Waren-Tracking)
  • Automobilbranche (Vernetzte Produktionsstraßen und Fahrzeuge)
  • Transport und Logistik (Verbesserte Auslastung und Fuhrparksteuerung)
  • Öffentlicher Sektor (Smart-City-Projekte, Smart Buildings, Smart Parking)
  • Gesundheitswesen (Patientenüberwachung aus der Ferne)

 

Nachfolgend finden Sie einige konkrete Einsatzbereiche und Ideen, die im IoT-Umfeld in den nächsten Jahren noch weiter an Bedeutung gewinnen dürften:

Connected Technology: Ihre Kunden vor Ort im Laden begeistern

Die meiste Zeit verbringen Kunden im Ladengeschäft wohl damit, das für sie passende Produkt zu finden. Mit Hilfe von Indoor-Navigation und Push-Events auf dem Smartphone können diese gezielt nicht nur in bestimmte Bereiche Ihres Ladengeschäfts gelockt werden, sondern erhalten auch eine Benachrichtigung, wenn sie sich in der Nähe möglicherweise interessanter Ware befinden. In einem Baumarkt kann das bedeuten, dass sich der Kunde im richtigen Gang befindet – in einem Bekleidungsgeschäft wiederum geht es möglicherweise um die passende Wunschkleidung, wie sie der Kunde zuvor als Präferenz angegeben hat.

Garantierte Nachhaltigkeit: Lieferketten detailliert verfolgen

Sogenannte Smart Tags (meist in Form von QR-Codes) liefern Kunden wichtige und detaillierte Informationen über die zugrunde liegende Lieferkette des Produkts. So lässt sich der gesamte Weg der Ware von der Herstellung bis zur Präsentation im Ladengeschäft (oder dem Versand) nachverfolgen und online übersichtlich darstellen. Wer schon jetzt konsequent auf Nachhaltigkeit und faire Herstellung setzt, sollte dies auch detailliert belegen können.

Herstellungsvorgänge verbessern und effizienter werden

Läuft in der Produktion alles effizient ab? Sind die Maschinen optimal eingestellt und aufeinander abgestimmt? Gibt es Leerlaufzeiten, weil Teile fehlen und so die Produktionskette zeitweise zum Stillstand kommt? All diese Faktoren lassen sich dank IoT teils erheblich optimieren. So ist es beispielsweise möglich, automatisch und rechtzeitig Nachbestellungen auszulösen, wenn ein bestimmter Meldebestand unterschritten wird – oder Mitarbeiter über Handlungsbedarf zu informieren, ohne dass diese sich in unmittelbarer Nähe aufhalten müssen. Diese Art der vorausschauenden Wartung ermöglicht im Idealfall einen Rund-um-die-Uhr-Betrieb ohne ungeplante Ausfälle.

Energie und Ressourcen sparen

Gibt es bei Ihnen Maschinen, die im Leerlauf Energie verbrauchen, obwohl dies gar nicht notwendig wäre? Brennt das Licht, obwohl niemand in der Halle ist? All diese Informationen lassen sich mit überschaubarem Einmalaufwand erfassen und in intelligente, IoT-gestützte Entscheidungen überführen. In der Folge sinken Ihre laufenden Kosten, ohne Abstriche bei der Qualität machen müssen – und Sie werden auf Dauer wettbewerbsfähiger.

Kunden besser verstehen

Daten lügen nicht – und mit Hilfe von IoT werden mit der Zeit jede Menge davo gesammelt. Wie lange verweilen Kunden im Ladengeschäft? Zu welcher Tageszeit ist die Kaufbereitschaft am höchsten? Welche Bereiche sind gut, andere weniger gut besucht? Durch gezielte Smart-Data-Analysen lassen sich schnell und einfach Entscheidungshilfen generieren, die sowohl das Einkaufserlebnis von Kunden als auch den Umsatz positiv beeinflussen können.

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Was verstehen Sie unter IoT? Wo ist Ihnen im (beruflichen oder privaten) Alltag intelligente Gerätevernetzung bereits aufgefallen? Wir freuen uns auf Ihren Erfahrungsbericht.

 

 


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