Was ist das Internet der Dinge?


Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) wird oft mit dem Begriff „verbundenes Objekt“ verwechselt. Das IoT wächst stetig an, und das im Privathaushalt, der Industrie, im Handel oder auch in der Landwirtschaft. Abläufe optimieren und automatisieren, Anforderungen besser verstehen, die Qualität des Kundendienstes steigern und die Entscheidungsfindung unterstützen: Das Internet der Dinge bringt Fortschritte im täglichen Leben, privat wie beruflich. Möchten Sie mehr erfahren? Auf dieser Seite gehen wir auf das „Internet of Things“ ein und erläutern Vor- und Nachteile anhand von anschaulichen Beispielen.

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Das Internet der Dinge verstehen

Internet der Dinge: Definition

Das Internet der Dinge bezeichnet sowohl den Prozess, physische Objekte mit dem Internet zu verbinden, als auch das Netzwerk zwischen diesen Objekten.

Unter „Objekten“ versteht man dabei alltäglich genutzte Geräte von der Art Smart Home, Fitnessuhren usw. Außerdem fallen darunter medizinische Apparate, landwirtschaftliche Maschinen, Lieferketten, Industrieroboter oder Ampeln.

Das IoT verbindet alle Geräte, die Daten über ein Netzwerk übertragen können. Dabei ist keine Interaktion zwischen Menschen oder Menschen und Computer erforderlich. Dennoch ist die Interaktion zwischen Mensch und Maschine möglich, zum Beispiel um Geräte einzustellen oder auf Informationen zuzugreifen.

Worin liegt nun der Unterschied zwischen verbundenen Objekten und dem Internet der Dinge?

Ein „verbundenes Objekt“ ist jedes Gerät, das drahtlos mit dem Internet verbunden ist, z. B. über Bluetooth. Das Internet der Dinge besteht also aus der Verbindung zwischen Internet und Objekten. Mit dem Adjektiv „verbunden“ wird häufig ein Gerät bezeichnet, das zum Internet der Dinge gehört, wie ein verbundenes Auto oder ein verbundenes Haus.

Auch Menschen mit einem Herzmonitor-Implantat oder Tiere mit einem Identifizierungschip sind Teil des Netzwerks.

Wie funktioniert das IoT?

Ein IoT-Ökosystem besteht aus Objekten, die Internet-kompatibel sind, oder eingebettete IT-Systeme verwenden.

Ein mit dem IoT verbundenes Gerät kann mittels Sensoren Daten über seine Umgebung sammeln. Diese Daten verarbeitet es dann mithilfe seiner Prozessoren und sendet sie anschließend über seine integrierte Hardware an einen oder mehrere Empfänger.

Die Daten werden über einen IoT Gateway mit den Empfängern geteilt. Diese Lösung ermöglicht die Kommunikation zwischen Geräten untereinander und mit der Cloud. Zu Zwecken der Analyse oder Verarbeitung werden die Daten in die Cloud gesendet, oder aber zur lokalen Analyse an ein anderes IoT-Gerät.

Dazu folgendes Beispiel: Wenn Sie mit Ihrem verbundenen Auto in die Nähe Ihres Hauses kommen, sendet das Auto Ihre Geolokalisierungsdaten an den Thermostat der Heizung. Das Heizungssystem wertet die Daten aus und regelt in Ihrer Abwesenheit die Temperatur jedes beliebigen Zimmers. Dabei folgt es der zuvor festgelegten Einstellung. Der Mensch bestimmt also nur die Konfiguration, den Rest erledigt das Internet der Dinge.

Die erhobenen Daten lassen sich sowohl in Echtzeit als auch langfristig nutzen. Sowohl Menschen als auch künstliche Intelligenz (AI) mit Machine Learning-System können diese Analysen durchführen.

Das IoT-System des verbundenen Hauses im Beispiel ermittelt in Echtzeit, wann und wie die Heizung im Rahmen ihrer Voreinstellung zu regeln ist. Das System kann auch Daten einbeziehen, die das Auto über einen längeren Zeitraum gesammelt hat. Für den Energieanbieter sind die gesamten IoT-Daten, die die verbundenen Thermostate täglich sammeln, äußerst aufschlussreich. Er kann seinerseits diese Daten auswerten, um die Dienstleistungen zu verbessern.

Beispiele aus dem IoT, die unseren Alltag revolutionieren

IoT in der breiten Nutzung

Immer mehr Haushaltsgeräte und Gegenstände im Haushalt überhaupt haben Sensoren und Systeme zur Verbindung mit dem Internet. So sollen Komfort und Sicherheit zu verbessert werden. So gibt es beispielsweise verbundene Toaster oder auch Weinflaschen mit WLAN-Touchscreen. Technisch lassen sich IoT-Sensoren so gut wie jedem Objekt des täglichen Gebrauchs einsetzen. Entsprechend groß ist das Spektrum für IoT-Anwendungen. Zum Beispiel:

  • Intelligente Häuser mit verbundenen Thermostaten und Heizkesseln, intelligente Beleuchtungssystemen und auf Distanz mit Smartphone oder Computer zu steuernde elektronische Geräte: intelligente Steckdosen, Bewegungssensoren, Futternäpfe, Heimkinos, Waschmaschinen, Videoüberwachung, Türschlösser uvm.
  • Verbundene Autos verbessern sowohl den Fahrkomfort als auch die Sicherheit: Klimatisierung, Kontrolle der Fahrgeschwindigkeit, Überwachung von Batterie und Reifendruck, Standort des Fahrzeugs, automatische Öffnung des Garagentors uvm.
  • Tragbare Geräte für Gesundheit oder Sport: implantierbare Sensoren, Insulinpumpe, Blutzuckermessgerät, Herzfrequenzmessgerät, Schrittzähler, Kalorienzähler, GPS-Tracer usw.

Über eine IoT-Anwendung funktionieren alle diese Geräte reibungslos miteinander und erleichtern den Alltag der Nutzer.

Unternehmens- und Industrie-IoT (IIoT)

Das Internet der Dinge findet in allen Bereichen eine immer breitere Anwendung: Produktion, Verkehr, Einzelhandel, Gesundheit, Landwirtschaft, Infrastruktur, Smart Home, öffentliche Dienstleistungen uvm.

Einige der zahlreichen Anwendungen im Gesundheitssektor:

  • Engmaschige Überwachung der Patienten durch kontinuierliche Analyse der Daten von Implantaten und Sensoren
  • Verwaltung der Bestände an Produkten und Instrumenten, Wartung der Geräte im Krankenhaus
  • Überwachung der Vitalzeichen von Feuerwehrleuten oder Arbeitern an gefährlichen Standorten
  • Berechnung der optimalen Route zum Einsatzort im Notfall, entsprechend schneller geleistete Erste Hilfe

Was Aspekte der Sicherheit betrifft, so bietet das Internet der Dinge zahlreiche Lösungen für die Probleme der Zugangskontrolle und Authentifizierung:

  • Verbundene Sensoren erfassen das Kommen und Gehen von Mitarbeitern über Smartphone
  • Sensoren an Werkzeugmaschinen zur Verbesserung der Sicherheit am Arbeitsplatz
  • Systeme zur Verbesserung der Sicherheit von Waren und Personen in Geschäften
  • Branderkennung uvm.

Bei der Warenlieferung werden die Lieferketten mithilfe von IoT-Sensoren und -Analysen überwacht und optimiert. Wird genau nachgehalten, ob eine Ware beim Verbraucher und in den Lagerhäusern des Lieferanten vorrätig ist, kann ein IoT-System unter Berücksichtigung aktueller Bestellungen den günstigsten Liefervorgang für beide Seiten ermitteln. Der so optimierte Einsatz von Arbeitskräften senkt die Kosten für Unternehmen.

Ganz allgemein trägt das IoT zur effizienten Produktion bei: Ungeplante Stillstandzeiten von Maschinen oder Rohstoffen lassen sich reduzieren und zahlreiche Werkzeuge und Systeme sicherer gestalten und betreiben. Die unterschiedlichsten Anwendungen kommen der gesamten Industrie zugute, von der Fasergewinnung in der holzverarbeitenden Industrie bis zum Steuern der Bohrer auf Ölplattformen.

Die „Smart City“ voller Sensoren und Anwendungen ist ein ideales IoT-Ökosystem: Emissionskontrolle gegen Luftverschmutzung, Überwachen und Regeln des Straßenverkehrs, Energieeffizienz uvm. Eine solche Stadt verfügt also über zahlreiche intelligente Geräte und Systeme, von der einfachen Straßenlaterne über Videoüberwachung und Kartierung der Geräuschemissionen bis hin zur Optimierung des innerstädtischen Verkehrs.

Im Agrarsektor tragen mit dem IoT verbundene Systeme dazu bei, die Felder und Gewächshäuser zu überwachen: Helligkeit, Temperatur, Luft- und Bodenfeuchtigkeit, Bodenzusammensetzung, Wettervorhersagen, Überwachung von Verbleib und Gesundheit des Viehs uvm. „Smarte“ Landwirtschaft und Viehzucht nutzen auch die Möglichkeiten des IoT für automatisierte Bewässerungs- und Futtersysteme.

Kurz gesagt, das Internet der Dinge bietet schier unendliche Möglichkeiten.

Vor- und Nachteile des IoT für Unternehmen

Welche Vorteile bringt das Internet der Dinge?

Das IoT bietet zahlreiche Möglichkeiten, hier sind weitere Beispiele:

  • Daten lassen sich von jedem Gerät sammeln und jederzeit von überall einsehen und nutzen.
  • Für die optimale Kommunikation untereinander können zahlreiche elektronische Geräte zu einem Netzwerk verbunden werden.
  • Automatisieren von Aufgaben und Prozessen.
  • Qualität von Dienstleistungen und Kundenerfahrung verbessern.
  • Menschliches Eingreifen wird seltener erforderlich, wodurch die Personalkosten sinken.
  • Zeit- und kosteneffizientere Übertragung von Datenpaketen.
  • Produktivitätssteigerung bei gleichzeitiger Senkung der Produktionskosten.
  • Überwachung und Anpassung aller Vertriebsprozesse.
  • Optimierte Entscheidungsfindung für Strategie und Vertrieb.

Das Internet der Dinge bietet in Echtzeit einen Überblick über die Funktionsweise eines Systems. Dafür erhebt es Informationen über und durch alle seine Komponenten, bündelt und analysiert sie. Das beginnt mit der Lieferkette über die Leistung des Maschinenparks und der Infrastruktur und schließt auch die Logistik mit ein.

Welche Nachteile hat das Internet der Dinge?

IT-Sicherheit und das Internet der Dinge


Das Internet der Dinge wirft Probleme der Datensicherheit und des Datenschutzes auf. Über das IoT sind Milliarden von Geräten mit dem Internet verbunden. Entsprechend viele Datenpunkte gilt es zu sichern, da jeder Ziel eines Angriffs werden kann.

Ist ein einziger Punkt unzureichend gesichert, kann ein Cyberkrimineller durch die Vernetzung der IoT-Geräte auf alle Daten im Netzwerk zugreifen. Daten können so gestohlen oder durch Manipulation unbrauchbar gemacht werden. Mit der Anzahl der verbundenen Geräte nimmt auch die Menge der ausgetauschten Daten zu, wodurch das Risiko von Eindringen und Hacking immer größer wird.

Ein weiterer Risikofaktor sind die Aktualisierung von IoT-Geräten, die unter anderem Sicherheitslücken schließen sollen. Sie obliegen häufig den Nutzern. Die Nutzer führen sie indes nicht regelmäßig genug durch, und so wird das System immer anfälliger.

Problematisch ist auch der Schutz personenbezogener Daten:

  • Viele verbundene Objekte erfordern von den Nutzern die Eingabe ihrer Verbindungsdaten oder anderer personenbezogener Informationen. Diese Angaben sind somit anfällig für Datenlecks.
  • Hersteller und Verkäufer von IoT-Geräten können über diese Geräte an persönliche Informationen der Nutzer gelangen und diese dann verkaufen.

Weitere Nachteile des Internets der Dinge


Die Schwächen des IoT gehen über Sicherheitslücken hinaus:

  • Wenn Unternehmen einen umfangreichen Bestand an IoT-Geräten handhaben und warten, wird es für sie immer aufwendiger, die gesamten Daten aus diesem IoT-Ökosystem zu sammeln und zu verwalten.
  • Derzeit gibt es dafür keine internationalen Kompatibilitätsnormen.

Wie ist das Internet der Dinge entstanden?

Das erste mit dem Internet verbundene Objekt war ein Getränkeautomat an der Carnegie Mellon University (USA) im Jahr 1982. Das Konzept des vernetzten Geräts existiert bereits seit den 1970er Jahren. Damals gab es den Begriff „Internet der Dinge“ noch nicht: Man sprach von einem integrierten Internet oder von allgegenwärtiger Informatik.

Erst 1999 verwendet der Informatiker von Procter & Gamble Kevin Ashton zum ersten Mal den Ausdruck „Internet der Dinge“. Mit dieser Bezeichnung sollte das Interesse der Entscheidungsträger für die Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen (radio-frequency identification, RFID) und anderer Sensoren geweckt werden. Kevin Ashton hatte vor, sie in ihre Lieferkette zu integrieren.

Im selben Jahr veröffentlicht Neil Gershenfeld, Professor am Massachusetts Institute of Technology (MIT), sein Buch When Things Start to Think. Darin beschreibt er klar die Richtung, in der sich die Vernetzung der Maschinen entwickelt. Den Begriff von Ashton verwendet er jedoch nicht.

Die Entwicklung des IoT basiert in weiten Teilen auf der Kommunikation von Geräten untereinander, der so genannten „Machine to Machine (M2M)“-Kommunikation. Hierbei verbinden sich Apparate ohne menschliches Eingreifen über ein Netzwerk miteinander.

Heute ist das IoT ein Netzwerk von Sensoren Milliarden intelligenter Objekte. Es verbindet Menschen, IT-Systeme und Anwendungen miteinander, um Daten zu erheben und zu teilen. Begünstigt wird die weitere Entwicklung des IoT heute durch die fortgeschrittenen Technologien: Internet, drahtlose Technologien, mikroelektromechanische Systeme, Mikrodienste uvm. Sie sind die Brücke zwischen Betriebstechnologie (OT) und Informationstechnologie (IT).