Internet der Dinge

Was ist das Internet der Dinge (IoT)?

Das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht die Kommunikation zwischen vernetzten Geräten. Milliarden von physischen Geräten sind mit dem Internet verbunden, die in Echtzeit kommunizieren und Daten sammeln, ohne dass menschliches Eingreifen erforderlich ist.

IoT ist überall, von Smartphones über Smart-TVs und Kühlschränke bis hin zu intelligenten Pillen, die Ärzten helfen, Patienten zu überwachen und Diagnosen vorzuschlagen.

IoT macht gewöhnliche Objekte intelligent und interaktiv, indem es sie mit anderen Objekten und Cloud-Anwendungen verbindet. Viele Organisationen nutzen IoT-Plattformen, um ihre IoT-Geräte und -Infrastruktur ordnungsgemäß zu verwalten.

Das moderne IoT hat sich von Maschinen-zu-Maschinen-Technologien oder Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen Geräten zu einer Kommunikation zwischen vernetzten Netzwerken entwickelt, ohne dass Punkt-zu-Punkt-Verbindungen erforderlich sind.

Internet der Dinge Software

Software, die internet der dinge als Funktion oder Begriff erwähnt.

Particle

Microsoft Defender for IoT

Golioth

InfluxDB

Azure Time Series Insights

SAP Analytics Cloud

Arten des Internets der Dinge

IoT ist ein Netzwerk von miteinander verbundenen Rechengeräten, Maschinen, Objekten oder Personen, die Daten mit anderen Geräten über das Internet austauschen können. Nachfolgend sind einige gängige IoT-Typen aufgeführt, die in der Industrie verbreitet sind.

• Consumer Internet of Things (CIoT) bezieht sich auf miteinander verbundene Systeme oder Objekte im Kontext von Verbraucheranwendungen, Anwendungsfällen und Geräten. Hier wird IoT persönlich vom Verbraucher genutzt. Die vernetzten Geräte haben eindeutige Kennungen (UID), die Entitäten für verschiedene Zwecke erkennen und darauf zugreifen.

• Commercial Internet of Things befasst sich mit IoT-Systemen und -Geräten, die in Unternehmen und Betrieben eingesetzt werden. Kommerzielle IoT-Geräte haben den Weg für heutige Verbrauchereinsätze geebnet.

• Industrial Internet of Things (IIoT) umfasst Sensoren und Geräte, die mit den industriellen Anwendungen von Computern verbunden sind. Zum Beispiel unterstützt IIoT in der Fertigung und im Energiemanagement die Datenerfassung, den Austausch und die Analyse, um Produktivität, Effizienz und andere wirtschaftliche Komponenten zu verbessern. IIoT nutzt Cloud-Computing, um Prozesssteuerungen zu optimieren.

• Infrastructure Internet of Things ist ein Teilbereich des Industrial Internet of Things. Aufgrund seiner Bedeutung für die Entwicklung intelligenter Infrastrukturen wird es jedoch als eigenständiger IoT-Typ betrachtet.

• Internet of Military Things (IoMT), auch bekannt als Battlefield IoT oder Internet of Battlefield Things (IoBT), nutzt IoT-Systeme und -Geräte im Militär und auf dem Schlachtfeld. Es wird verwendet, um das Situationsbewusstsein zu erhöhen, Risiken zu analysieren, militärische Praktiken und Strategien zu verbessern und die Reaktionszeit zu verfeinern. Zum Beispiel verbindet ein vernetztes System Schiffe, Flugzeuge und Panzer.

Internet der Dinge Anwendungen

IoT bietet eine nahtlose Verbindung zwischen Maschinen und Menschen, die Prozesse vereinfacht, verbessert und automatisiert, was es zu einem bevorzugten System für verschiedene Anwendungen macht.

• Intelligente Häuser nutzen Sensoren, um Beleuchtung zu steuern und zu warten sowie Ressourcen- und Sicherheitssysteme zu verwalten.

• Landwirtschaftsindustrie profitiert enorm von IoT. Der Klimawandel und die wachsende Bevölkerung haben zu mehreren Innovationen geführt. Zum Beispiel können Sensoren die Bodenchemie und Düngemittelprofile analysieren, den Wasserverbrauch für die Landwirtschaft regulieren und Vieh mit Radiofrequenz-Identifikationschips (RFID) verfolgen.

• Intelligente Städte integrieren Sensoren oder drahtlose Technologien in mehreren Bereichen wie Verkehrsmanagement, Umweltüberwachung, Ressourcenmanagement, Parklösungen und Katastrophenmanagement.

• Supply-Chain-Management wurde durch IoT verbessert. Die globale wirtschaftliche Integration hat den Umfang des Supply-Chain-Netzwerks vergrößert, und IoT-Geräte und -Systeme sind entscheidend für die Verwaltung dieses Wachstums. Zum Beispiel verwenden Versandunternehmen Tracker, um die von ihnen transportierten Produkte zu überwachen.

• Gesundheitssysteme haben ihre Effizienz mit IoT erhöht. Medizinische Einrichtungen sind jetzt besser ausgestattet, um mit Sensoren und IoT-Technologien eine bessere Behandlung und Pflege zu bieten.

Internet der Dinge Technologien

Nachfolgend sind einige bemerkenswerte Technologien aufgeführt, die moderne IoT-Systeme und -Geräte unterstützen.

• Drahtlose Sensornetzwerke mit verteilten Geräten und Sensoren helfen, Umwelt- und physikalische Veränderungen zu überwachen. Sie haben Endknoten, Router und Koordinatoren. Zum Beispiel Wettermesssysteme und Überwachungssysteme.
• Cloud-Computing bietet eine Möglichkeit, auf Anwendungen über das Internet zuzugreifen. Benutzer können von fast jedem Standort aus auf Ressourcen wie Datenbanken, Webserver und Speicher zugreifen. Es bietet Infrastruktur-als-ein-Service (IaaS), Plattform-als-ein-Service (PaaS) und Software-als-ein-Service (SaaS).

• Big Data Analytics befasst sich mit der Untersuchung von großen Datenmengen oder Big Data. Big Data wird jede Minute aus verschiedenen Quellen wie sozialen Medien-Videos, digitalen Bildern, Sensoren und Verkaufsaufzeichnungen generiert.
• Kommunikationsprotokolle sind das Rückgrat von IoT-Systemen, da sie Netzwerkverbindungen und die Verbindung zu Anwendungen ermöglichen. Geräte können Daten über das Netzwerk austauschen. Sie werden in Datenkodierungs- und Adressierungsschemata verwendet.
• Eingebettete Systeme sind eine Mischung aus Hardware- und Software-Systemen, die spezifische Aufgaben ausführen. Sie haben einen Mikrocontroller, Mikroprozessor-Speicher, Netzwerke, Eingabe-Ausgabe- und Speichergeräte. Es wird in Digitalkameras, drahtlosen Routern und Musikplayern verwendet.

IoT-Standards

IoT-Standards und -Protokolle sind ein integraler Bestandteil der IoT-Technologie. Jedes Projekt hat einen anderen Anwendungsfall und erfordert unterschiedliche intelligente Geräte, Protokolle und Anwendungen. Einige IoT-Standards werden hier diskutiert.

• IPv6 über Low Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN) ist ein stromsparendes Netzwerk, bei dem jeder Knoten seine eigene IPv6-Adresse hat.
• ZigBee ist ein stromsparendes, datenarmes drahtloses Netzwerk, das zur Erstellung von Personal Area Networks verwendet wird und in industriellen Umgebungen weit verbreitet ist.
• LiteOS ist ein Betriebssystem ähnlich Unix, das in drahtlosen Sensornetzwerken eingesetzt wird. Es unterstützt Smartphones, Wearables und intelligente Häuser.
• OneM2M ist ein globaler Standard, eine Maschine-zu-Maschine-Diensteebene, die in Software und Hardware eingebettet werden kann, um Geräte zu verbinden. Es gilt für alle Branchen.
• Advanced Message Queuing Protocol unterstützt verschiedene Messaging-Anwendungen und Kommunikationsmuster.
• Constrained Application Protocol ist eine spezialisierte Anwendung, die von der Internet Engineering Task Force (IETF) für eingeschränkte Geräte entwickelt wurde.
• Long Range Wide Area Network ist ein Protokoll für große Netzwerke mit Millionen von stromsparenden Geräten, wie z.B. intelligente Städte.

Zusätzlich zu diesen technischen Standards wurden eine Reihe von Organisationen, Frameworks und Plattformen entwickelt, um die Entwicklung und Bereitstellung von IoT-Systemen zu erleichtern. Nachfolgend einige Beispiele.

• Die Open Connectivity Foundation (OCF) fördert die Entwicklung von Interoperabilitätsstandards für IoT-Geräte und -Systeme. Sie bietet Ressourcen und Werkzeuge, um Entwicklern zu helfen, Geräte zu bauen und zu zertifizieren, die mit den OCF-Standards kompatibel sind.
• Das Industrial Internet Consortium (IIC) konzentriert sich auf die Entwicklung und Bereitstellung von IoT-Lösungen für den Industriesektor. Es bietet Leitlinien und Best Practices für den Aufbau und die Bereitstellung von IoT-Systemen in den Bereichen Fertigung, Energie und Transport.
• Die AllSeen Alliance fördert die Entwicklung interoperabler IoT-Geräte und -Systeme mit Open-Source-Software. Sie bietet Entwicklern Werkzeuge und Ressourcen, um Geräte zu bauen und zu zertifizieren, die mit den AllSeen-Standards kompatibel sind.

Vorteile des Internets der Dinge

Nachfolgend sind einige potenzielle Vorteile der Nutzung von IoT aufgeführt.

• Effizienz. IoT-Geräte sorgen für effizientere Abläufe, indem sie mehrere Aufgaben und Prozesse automatisieren. Zum Beispiel können Sensoren in einer Produktionsanlage erkennen, wann Geräte nicht ordnungsgemäß funktionieren, und sie automatisch abschalten.
• Produktivität. Durch die Automatisierung von Aufgaben und Verfahren können sich Menschen auf wichtigere Aufgaben konzentrieren, die einen menschlichen Ansatz erfordern.
• Entscheidungsfindung. IoT-Geräte erzeugen eine Vielzahl von Daten, um fundierte Entscheidungen zu unterstützen. Zum Beispiel können Landwirte mit IoT-Geräten Daten zu Bodenfeuchtigkeitswerten, Temperatur und anderen Umweltfaktoren sammeln und diese Informationen nutzen, um die Pflanzenproduktion zu optimieren.

• Sicherheit. IoT-Geräte verbessern die Sicherheit durch Sensoren, die helfen, Unfälle zu verhindern, indem sie gefährliche Bedingungen erkennen.
• Kundenerfahrung. IoT verbessert die Kundenerfahrung auf verschiedene Weise. Zum Beispiel verwenden Einzelhändler IoT-Geräte, um Lagerbestände zu verfolgen und Produkte automatisch nachzubestellen, damit Kunden finden, wonach sie suchen.

IoT vs. IIoT

In den letzten zehn Jahren hat die Präsenz intelligenter Geräte zugenommen. Diese Integration intelligenter Geräte ist die Grundlage von IoT.

Sowohl IoT als auch IIoT basieren auf derselben grundlegenden Schicht. Sie teilen Technologien wie Sensoren, Cloud-Plattformen, Konnektivität und Analytik. Ihre Domänen, Standards und Vorschriften müssen eingehalten werden, um erfolgreich und kommerziell verfügbar zu sein. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden liegt im Endbenutzer.

Während IoT für Einzelhandelskunden und -geräte gedacht ist, ist das IIoT hauptsächlich für industrielle Zwecke bestimmt. Ein weiterer wesentlicher Unterschied liegt in den erforderlichen Designparametern. IIoT erfordert robuste Parameter, da sie industrielle Anwendungen bedienen.

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