Internet of Things – Hightech, Komfort und Sicherheit
Internet der Dinge (Englisch: Internet of Things, Abkürzung IoT) wird ein digitales System genannt, in dem unterschiedliche Gegenstände (Dinge) durch Vernetzung und Automatisierung miteinander kommunizieren, zusammenarbeiten oder sich ergänzen. Das Wort „Dinge“ ist in seiner Bedeutung bewusst offen gehalten und soll deshalb auch vielschichtig interpretierbar sein. Denn das IoT ist darauf eingestellt, ein breites Spektrum an Komponenten aufzunehmen. Willkommen und vernetzt werden sowohl Computergeräte als auch mechanische oder digitale Maschinen, Objekte, Tiere oder Menschen. Jedes dieser Dinge erhält eine klare, unverwechselbare Identität (Adresse) mit eindeutigen Kennungen (UIDs) innerhalb des Netzwerks. Das befähigt jeden einzelnen Gegenstand über das Internet miteinander zu kommunizieren, Befehle anzunehmen und Aufgaben voll automatisiert auszuführen. Die „mitdenkenden“ – quasi „intelligenten“ – Geräte werden auch Smart Devices genannt. Der Vorteil der automatisierten Vernetzung liegt daran, dass jede Menge komplizierter, oder auch schlicht und einfache an Handlungen ohne menschliches Zutun erledigt werden. Mit dem Internet of Things wurde ein neuer Einsatzbereich für Computer-Netzwerke eröffnet, dem ein gigantischer Umfang prophezeit wird. Da ist zum einen die Kommunikation der Gegenstände untereinander, einfallsreich auch als Machine-to-Machine-Kommunikation, M2M, bezeichnet. Zum Anderen bieten immer mehr der vernetzten Objekte Schnittstellen für den Zugriff von außen an. Benutzer können nach Wunsch ihre Geräte von einem beliebigen Ort aus steuern und bedienen.
Internet of Things mit zwei wesentlichen Anwendungsbereichen
Grundsätzlich wird beim Internet der Dinge zwischen privaten und industriellen Anwendungen unterschieden. Im privaten Umfeld unterstützt die Technik unter anderem die Gebäudeautomation und das Smart Home. Zahllose Anwendungsbeispiele machen das Wohnen komfortabler, bequemer und auch sicherer: Steuerung der Beleuchtung, Alarmanlagen, Fernüberwachungen, automatische Heizungs- und Klimakontrolle oder intelligente Stromzähler.
Im industriellen Bereich geht es darum, Maschinen und Anlagen so miteinander zu verbinden, dass sich komplette Herstellungsprozesse automatisieren lassen. Durch IoT-Einsatz werden Produktionsabläufe effizienter und günstiger. Das Internet der Dinge ist eine feste Komponente der inzwischen frisch getauften Industrie 4.0.
Der Vorteil liegt darin, dass eine direkte Kommunikation von Maschinen, Anlagen, Waren und Menschen möglich geworden ist. Mit IoT und Industrie 4.0 findet erstmalig eine Selbstorganisation von industriellen Prozessen statt. Nicht nur einzelne Produktionsschritte, sondern vollständige Wertschöpfungsketten lassen sich automatisieren und wesentlich effizienter gestalten.
Internet of Things – Technik und Abläufe
Das IoT wurde auf der Basis der bestehenden Computer-Technologie und den Erfahrungen des Internets entwickelt. Die rasante Ausdehnung des neuen Verfahrens profitiert von zunehmend kleineren, leistungsfähigen Mikroprozessoren, die zudem immer günstiger zu haben sind. Aus dieser Konstellation heraus lassen sich zahllose Gegenstände aller Art mit relativ geringem Aufwand mit elektronischer Intelligenz ausstatten. Die infrage kommenden Komponenten werden mit einer kabelgebundenen oder drahtlosen Schnittstelle ausgestattet. Abschließend erfolgt die Zuordnung einer eindeutigen Internetadresse und die Anbindung ans Netzwerk ist perfekt. Ab sofort werden Daten, Befehle, Anweisungen usw. versandt oder empfangen. Vermittelt wird über drahtlose Kommunikationstechniken wie z. B. WLAN und Bluetooth oder per Mobilfunkstandards wie UMTS und LTE.
Wie sicher ist das Internet der Dinge?
Eine durchaus berechtigte Frage, denn durch die Einbindung ins Internet sind die Geräte den Gefahren eines Angriffes oder einer unbefugten Nutzung von außen ausgeliefert. Hacker-Attacken können massiven Schaden anrichten, der bis zur Sabotage und Zerstörung von ganzen Industrieanlagen reicht.
Bei der Architektur des Internet of Things und der Zusammenstellung der Komponenten müssen als Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden:
- Perfektes Identitäts- und Zugriffsmanagement
- Verschlüsselung sämtlicher übertragener Daten
- Schutz durch Firewalls
- Ständiges Software- und Patchmanagement zur Behebung von Fehlern und Sicherheitsmängeln.
Das Internet der Dinge im Smart Home
Die Ausweitung des IoT schreitet in der Industrie zügig voran. Doch auch die Gesellschaft profitiert von den Segnungen der Digitalisierung. Speziell im privaten Umfeld trifft das Internet der Dinge auf Neugier und Interesse und findet immer mehr Abnehmer.
Gefragt sind sowohl praktisch-nützliche, wie auch komfortabel-bequeme Anwendungsbereiche. Sinnvoll und vielerorts bereits unentbehrlich sind die neuen Netzdienste mit hoher Gebäudedurchdringung und nachhaltiger Energieeffizienz.
Innen- und Außenbeleuchtung, das Auf-und-ab der Rollladen, zuverlässige Bewegungsmelder, angenehme Heizungen im Bad, Fußboden oder als Infrarot-Paneel, Staubsaugerroboter, Alarmanlagen – jedes verbundene IoT-Gerät wird über die spezifische Firmware mit elektronischer Intelligenz versehen. Dadurch ist es möglich, die Zeiten des An- und Abschaltens genau festzulegen, Steckdosen zu aktivieren, das Raumklima den persönlichen Vorstellungen anzupassen oder das TV-Gerät für die 20 Uhr Nachrichten in Betrieb zu nehmen. Viele dieser intelligenten Haushaltsgeräte lassen sich via Sprachassistent auch aus der Ferne bedienen.
Die Entwicklung hat noch lange nicht das Ende der Fahnenstange erreicht, denn es kommen immer mehr neue Einsatzgebiete dazu:
Smart Metering z. B. vereinfacht die Fernüberwachung des intelligenten Haushalts, indem Strom-, Wasser- oder auch Gaszähler vernetzt werden und eine automatische Heizungs- und Temperaturkontrolle erhalten. Durch Smart Metering wird am Morgen die Temperatur im Badezimmer um genau 3 °C höher eingestellt und der Tag beginnt mit wohliger Wärme. Smart Metering ist in der Lage kostspielige Stromfresser zu identifizieren und eine signifikante Senkung des Energie-Verbrauchs zu schaffen.
An dieser Stelle wollen wir einen wichtigen Hinweis nicht versäumen, denn seit 2015 gilt in Deutschland die Smart-Meter-Pflicht. Das bedeutet, dass bis 2032 jeder Haushalt über Stromzähler verfügen muss, die entweder intelligent oder modern sind. Zur Erklärung: Das Gerät ist entweder mit dem Internet verbunden (intelligent) oder mit einem Display ausgestattet (modern).
Internet of Things: Die Legende seiner Entstehung
1982 suchten die Studenten der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, USA, nach einer Möglichkeit, den Zustand und das jeweilige Angebot eines Cola-Automaten aus der Ferne zu überwachen. Sie erfanden eine einfache Methode, um die Lichter des Automaten zu kontrollieren. Durch Einsatz von Sensoren waren sie schon bald in der Lage, die Menge an vorhandenen Flaschen und ihre Temperaturen abzurufen. Somit wurde der Cola-Automat das erste Gerät, das mit einem Computer verbunden war. Die Studenten hatten keine Ahnung, dass durch ihren kleinen, technischen Gag Technologie Geschichte entstanden war. Sie witzelten darüber, dass die Leute eines Tages ihren Toaster per Computer lenken könnten. Damals gab es noch kein Internet, ein Computer kostete 1 Million Dollar und es existierten auf der gesamten Welt gerade mal 300 Exemplare.
Heute sind weltweit bereits über 8 Milliarden vernetzte Dinge im Einsatz und die Anzahl nimmt täglich rapide zu: Allein der Markt für IoT-Sensoren hat aktuell einen Wert von mehr als 30 Milliarden US-Dollar. Bei der Entwicklung eines Programms zur Produktverfolgung tauchte bei Procter & Gamble 1999 erstmalig der Begriff „Internet of Things“ auf. In den ersten Jahre des Internet der Dinge konzentrierten sich die Entwickler auf die Optimierung der technologischen Basis und die Erkennung der Wünsche und Bedürfnisse der Verbraucher. Schon in naher Zukunft werden sehr viel größere Dinge übers Internet gesteuert. Der gesamte Warenverkehr wird dazu gehören, inkl. die vollständige Automatisierung von Transportfahrzeugen. Die enormen Chancen, die sich durch das Internet ergeben, bilden auch beim zukunftsweisendem IoT die treibende Kraft.