20 Jahre IoT: Das Internet der Dinge feiert Geburtstag

Das Inter­net der Dinge feiert Geburt­stag. Nach­dem der Begriff im Jahr 1999 erst­mals durch den britis­chen Tech­nolo­gie-Pio­nier Kevin Ash­ton ver­wen­det wurde, ste­ht 2019 das 20-jährige Jubiläum an – und das „Inter­net of Things“ erfreut sich größer­er Beliebtheit als jemals zuvor. Wir grat­ulieren und nutzen diese Gele­gen­heit, um Dir das Inter­net der Dinge anhand ganz prak­tis­ch­er Beispiele zu erk­lären.

Wenn es um das The­ma Dig­i­tal­isierung in Städten, Haushal­ten und Indus­triehallen geht, führt an den drei Buch­staben „IoT“ kaum ein Weg vor­bei. Doch was genau ver­birgt sich eigentlich dahin­ter? Was kann das Inter­net der Dinge? Wer kom­mu­niziert mit wem? Welche Sprache sprechen Maschi­nen, Autos und Co.? Und: Was haben wir Men­schen eigentlich davon? Ob Sen­soren, die zuhören, oder E-Bikes, die Diebe über­führen – es gibt mit­tler­weile ganz viele beein­druck­ende Möglichkeit­en, wie die Tech­nik uns helfen kann. Tauch mit uns ein in die faszinierende Welt des Inter­nets der Dinge.

Was ist eigentlich dieses Internet der Dinge?

Stell Dir Gegen­stände vor, die über das Inter­net miteinan­der und mit uns Men­schen kom­mu­nizieren. Das meint weniger, dass Du Dich mit der Schreibtis­chlampe über das seit Tagen schlechte Wet­ter oder über das grandiose Fußball­spiel vom Vor­abend unter­hältst. Vielmehr, dass beispiel­sweise Dein Mülleimer meldet, wenn er geleert wer­den muss. Oder aber, dass der LKW-Reifen einen Alarm aussendet, wenn Luft­druck oder Tem­per­atur nicht in Ord­nung sind.

Kevin Ash­ton, der den Begriff ‚Inter­net of Things‘ vor 20 Jahren erst­mals prägte, spricht von „Sen­soren mit Inter­netverbindung, die sich wie das Inter­net ver­hal­ten, indem sie offene, spon­tane Verbindun­gen her­stellen, Dat­en unge­hin­dert aus­tauschen und unvorherge­se­hene Anwen­dun­gen unter­stützen. Com­put­er kön­nen so die Welt um sie herum ver­ste­hen und zum Ner­ven­sys­tem der Men­schheit wer­den.“

Erhöhte Sicherheit und mehr Zeit: Die Vorzüge des IoT

Vielle­icht hast Du Dir nun bere­its die Frage gestellt, warum Gegen­stände über­haupt miteinan­der sprechen sollen? Was haben wir Men­schen davon? Schließlich gab es so etwas jahre­lang nicht und die aller­meis­ten von uns haben das wahrschein­lich auch nicht wirk­lich ver­misst. Oft­mals erschließen sich die Vorteile des Inter­nets der Dinge erst durch alltägliche Sit­u­a­tio­nen, in denen wir davon prof­i­tieren.

So macht das Inter­net der Dinge unseren All­t­ag spür­bar sicher­er. Denke hier­bei zum Beispiel an den Autor­eifen, der während der Fahrt meldet, dass er zu platzen dro­ht. Oder an das mobile EKG, das den Ärzten von Risikopa­tien­ten zu jed­er Zeit auch aus der Ferne zeigt, wenn es Prob­leme mit dem Blut­druck oder Herz­schlag gibt.

Ein weit­er­er Aspekt ist die Zeit­erspar­nis, die das Inter­net der Dinge uns Men­schen bringt. So wirst Du zukün­ftig nicht mehr den ganzen Vor­mit­tag auf den Stromableser warten müssen. Intel­li­gente Sen­soren verkürzen Deine ner­ve­naufreibende Suche nach einem Park­platz. Schließlich lassen sich durch das Inter­net der Dinge auch Kosten eins­paren, etwa weil Maschi­nen in Indus­triehallen melden, wenn sie gewartet wer­den müssen. Oder weil Dein E-Bike automa­tisch den Langfin­ger über­führt, der sich an ihm zu schaf­fen gemacht hat.

Wer mit wem kommuniziert: Sender, Empfänger und Erkenner

Das Grund­prinzip im Inter­net der Dinge ist oft iden­tisch. Gegen­stände stellen im Inter­net Infor­ma­tio­nen über den eige­nen Zus­tand oder zu ihrer direk­ten Umge­bung zur Ver­fü­gung. Diese Infor­ma­tio­nen wer­den aus­gew­ertet und analysiert. Und schließlich erfol­gt eine Reak­tion, die entwed­er manuell vom Men­schen aus­gelöst oder aber automa­tisch durch Algo­rith­men der kün­stlichen Intel­li­genz erzeugt wird. In diesem Kom­mu­nika­tion­sprozess gibt es drei Rollen, die Du Dir merken soll­test: Sender, Empfänger und Erken­ner.

Treiber für das IoT: Immer mehr Autos kom­mu­nizieren im Inter­net der Dinge. © Voda­fone

Die Erkenner: Sensoren, die Zustände erfassen

Unter den Erken­nern musst Du Dir meist klas­sis­che Sen­soren vorstellen, die Zustände erfassen. Also kleine Detek­toren oder Füh­ler, die etwas messen. Das kann etwa ein Ther­mome­ter sein, das erken­nt, wie warm oder kalt es in einem Kühlraum ist. Es kann auch ein Füll­stand­sen­sor sein, der merkt, ob Dein Mülleimer voll oder leer ist. Oder aber ein Bewe­gungssen­sor, der Hand­lungsmuster von Maschi­nen erfasst. Die Erken­ner kön­nen so auch zu Tech­nikern wer­den, die für eine Rou­tine­un­ter­suchung in eine Mas­chine hinein­horchen und erken­nen, ob alles funk­tion­iert. Ähn­lich wie der Hausarzt, der bei uns Men­schen regelmäßig Herz und Lunge abhört und Blut­proben nimmt, um zu wis­sen, ob wir gesund sind.

Die Sender: SIM-Karten, die Informationen übertragen

Die Rolle des Senders übern­immt ein Kom­mu­nika­tion­s­mod­ul. In vie­len Fällen ist das direkt im Sen­sor inte­gri­ert und mit ein­er SIM-Karte aus­ges­tat­tet. Diese Karte stellt nicht nur die Verbindung des Sen­sors zum weltweit­en Daten­netz per Mobil­funk her, son­dern sie macht auch sämtliche Gegen­stände im Inter­net iden­ti­fizier­bar. Stell es Dir als eine Art Postleitzahl für die Gegen­stände, die im Inter­net kom­mu­nizieren, vor.

Die Empfänger: Menschen oder Systeme, die Informationen aufnehmen und verarbeiten

Der Empfänger kann ein Com­put­er oder ein Smart­phone sein, über den Du die Sen­sor­dat­en ein­se­hen kannst. Häu­fig ist es dann so, dass Du auf Grund­lage dieser Infor­ma­tio­nen eine Entschei­dung triff­st und der Mas­chine einen Befehl erteilst. Zum besseren Ver­ständ­nis ein ganz konkretes Beispiel dazu: Ein Ther­mome­ter an ein­er Heizung meldet Dir als Haus­be­sitzer, der Du ger­ade auf dem Heimweg bist, die Zim­mertem­per­atur in Deinen eige­nen vier Wän­den. Du kannst diese auf Deinem Smart­phone ein­se­hen und die Heizung per Knopf­druck auf­fordern, die Tem­per­atur beispiel­sweise um zwei Grad zu erhöhen.

Oft­mals muss der Men­sch aber auch gar nicht aktiv ein­greifen. Die erfassten Zus­tands­dat­en ein­er Mas­chine wan­dern dann vom Sender direkt in ein virtuelles Analyse-Sys­tem. Basierend auf kün­stlich­er Intel­li­genz wer­den die einge­hen­den Dat­en hier mit (vordefinierten) Basis­dat­en abgeglichen. Das Sys­tem bemerkt automa­tisch, wenn die einge­hen­den Werte abwe­ichen. Daraufhin wird eine Hand­lungsempfehlung entwick­elt und automa­tisch an die Mas­chine weit­ergeleit­et. Ein Beispiel: Licht­sen­soren an Straßen­later­nen erfassen regelmäßig, wie hell es ist. Die Dat­en wer­den via SIM-Karte an ein Analyse-Sys­tem der Stadt geschickt. Sobald abends eine bes­timmte Dunkel­heit herrscht, wird das Licht der Straßen­later­ne wie von Geis­ter­hand ges­teuert eingeschal­tet.

Wer welche Sprache spricht: Mobilfunk, WLAN und das neue Maschinennetz

Damit Gegen­stände nicht nur kom­mu­nizieren kön­nen, son­dern sich auch ver­ste­hen, müssen sie dieselbe Sprache sprechen. Eine Sprache mit fes­tem Vok­ab­u­lar, vorhan­den­er Gram­matik und fest­geschriebe­nen Regeln. Ähn­lich wie bei uns Men­schen. In der Prax­is geben ver­schiedene Kom­mu­nika­tion­skanäle den Rah­men für diese Sprache vor. Der wohl am meis­ten genutzte Kom­mu­nika­tion­skanal im Inter­net der Dinge ist auch Dein regelmäßiger Begleit­er. Die Rede ist vom Mobil­funk.

Genau wie Du mit Deinem Smart­phone, tauschen Gegen­stände per Mobil­funk Infor­ma­tio­nen aus – ob nun im 2G-, 3G- oder LTE-Netz. Die neueste Tech­nolo­gie speziell für das Inter­net der Dinge ist das Maschi­nen­netz (Nar­row­band IoT).  Es ist opti­miert für die kostengün­stige und energies­parende Ver­net­zung von Gegen­stän­den. Und es lässt Gegen­stände sog­ar unter der Erde oder hin­ter dick­en Beton­wän­den sprechen. Neben dem Mobil­funk wird auch das WLAN für das Inter­net der Dinge genutzt.

Wie weit die Stimme reicht: Im neuen Maschinennetz sprechen Gegenstände quer durchs ganze Land

Die ver­schiede­nen Funk­stan­dards brin­gen auch eine unter­schiedliche Reich­weite mit sich. So kön­nen Gegen­stände im klas­sis­chen WLAN meist nur in ein­er Reich­weite von weniger als 100 Metern kom­mu­nizieren. Das erschw­ert natür­lich die Nutzung ger­ade im indus­triellen oder städtis­chen Bere­ich. Doch es gibt eine Lösung: Das Maschi­nen­netz, das Voda­fone als erster Net­z­be­treiber in Deutsch­land großflächig aktiviert hat, bietet extrem hohe Reich­weit­en und basiert dabei auf dem beste­hen­den LTE-Netz. Leis­tungs­fähigkeit und Sicher­heit im Inter­net der Dinge wer­den dadurch erhöht. Sen­soren im Maschi­nen­netz senden und emp­fan­gen ihre Dat­en auf beson­ders stroms­parende Weise, so dass ihre Akkus bis zu zehn Jahre lang hal­ten. Das macht sie unab­hängig von exter­nen Stromquellen.

Wer wie viel spricht: Autos, Container und Industriemaschinen als größte Kommunikatoren

Die Zahl der Gegen­stände, die im Inter­net der Dinge kom­mu­nizieren, steigt weltweit an. Der aktuelle Mobil­i­ty Report von Eric­s­son zeigt, dass bis zum Jahr 2024 rund 4,1 Mil­liar­den Dinge allein per Mobil­funk ver­net­zt sein wer­den. Ist das nicht ver­rückt? Jährlich erhöht sich die Anzahl weltweit ver­net­zter Gegen­stände seit 2013 durch­schnit­tlich um 33 Prozent. Voda­fone etwa ver­net­zt als Welt­mark­t­führer bere­its mehr als 78 Mil­lio­nen Dinge per Mobil­funk. Jeden Monat kom­men etwa zwei Mil­lio­nen weit­ere hinzu. Die größten Treiber für den IoT-Boom sind Autos, indus­trielle Maschi­nen und Waren in der Logis­tik, die wir Men­schen im Netz immer im Blick behal­ten.

Autos sind immer häu­figer mit einem dig­i­tal­en Dieb­stahlschutz oder mit Telematiksys­te­men aus­ges­tat­tet – mehr als 18 Mil­lio­nen Fahrzeuge funken auf diese Weise bere­its im Mobil­funknetz von Voda­fone. Ist auch Dein Wagen schon dabei?

Wo das Internet der Dinge schon heute funkt: In Städten, in der Landwirtschaft und auf den Straßen

Neben Autos und indus­triellen Maschi­nen gibt es viele weit­ere Gegen­stände, die per Mobil­funk miteinan­der sprechen. Etwa in der Land­wirtschaft helfen dig­i­tale Lösun­gen immer öfter. Sen­soren auf dem Feld erken­nen den per­fek­ten Ernte-Zeitraum und informieren den Land­wirt. Es gibt sog­ar das ‚Handy für die Kuh‘, das ‚MooCall‘ heißt und im Netz von Voda­fone funkt. Wie Du Dir schon denken kannst, tele­foniert das Tier damit nicht wirk­lich. Aber der intel­li­gente Sen­sor bemerkt, wenn eine schwan­gere Kuh kurz vor der Geburt ste­ht und alarmiert automa­tisch den Besitzer des Tieres.

Vor allem in Städten wird die Ver­net­zung von Gegen­stän­den immer wichtiger. So prof­i­tierst auch Du als Pri­vat­per­son zunehmend vom Inter­net der Dinge. In Smart Cities wird Deine Park­platz­suche mit intel­li­gen­ten Sen­soren vere­in­facht. Die Sen­soren, die Voda­fone gemein­sam mit dem Start-up Smart City Sys­tems entwick­elt hat, melden regelmäßig, ob Park­plätze frei oder belegt sind.

Welche Dinge wo sprechen: LKW-Reifen, E-Bikes und Müllbehälter

Ver­net­zte Müll­be­häl­ter sor­gen dafür, dass Innen­städte und Haupt­bahn­höfe noch sauber­er werden.Die funk­enden Ton­nen geben immer dann ein Sig­nal, wenn sie geleert wer­den müssen. Städtis­che Dien­stleis­ter kön­nen so die Entsorgung­sprozesse opti­mieren.

Ein dig­i­taler Dieb­stahlschutz hinge­gen schützt Dein E-Bike, Motor­rad oder Auto vor Langfin­gern. Das Sys­tem schlägt Alarm, wenn unbefugte Per­so­n­en sich am Fahrzeug zu schaf­fen machen. Ein intel­li­gen­ter Graf­fi­ti-Schutz, den Tech­nik-Experten von Voda­fone entwick­elt haben, gibt Alarm, wenn Sprayer an uner­laubten Orten mit ille­galen Kunst­werken begin­nen. Ver­net­zte LKW-Reifen von Con­ti­nen­tal und Voda­fone bemerken, wenn Tem­per­atur oder Reifendruck nicht in Ord­nung sind. Sie war­nen dann sofort Fahrer und Unternehmen und beu­gen so fol­gen­schw­eren Unfällen vor.

Wo das Internet der Dinge Helfern hilft zu helfen

Und schließlich sollen immer mehr Anwen­dun­gen im Inter­net der Dinge Helfern helfen zu helfen. In Sit­u­a­tio­nen, in denen Sekun­den über Leben und Tod entschei­den. Gemein­sam mit der Feuer­wehr in Darm­stadt testet Voda­fone ver­net­zte Body­cams. Sie sollen den Ein­satzkräften helfen, die Lage vor Ort bei unüber­sichtlichen Unfällen bess­er einzuschätzen. Ford und Voda­fone testen zudem einen dig­i­tal­en Ret­tungs­gassen-Assis­ten­ten. Dabei meldet ein Ret­tungs­fahrzeug auf dem Weg zu ein­er Unfall­stelle den voraus­fahren­den Autos automa­tisch, dass sich ein Ein­satz­fahrzeug nähert. Du als Verkehrsteil­nehmer wirst so angeleit­et, die Ret­tungs­gasse richtig zu bilden. Ret­tungskräfte gelan­gen dadurch schneller zur Unfall­stelle, um im Ern­st­fall Leben zu ret­ten.

Welche Möglichkeit­en des Inter­nets der Dinge faszinieren Dich am meis­ten? Ver­rate es uns über das Kom­men­tar­feld!