Während wir die ständige Welle neuer und fortschrittlicher Technologien erleben, die in unser Leben Einzug halten, fällt in Gesprächen häufig der Begriff „Internet der Dinge“. Und obwohl Sie ihn in Ihrer eigenen Arbeit möglicherweise schon oft verwendet haben, wissen viele Menschen überhaupt nicht, was er bedeutet. Also lassen Sie es uns genauer erklären.  

Als Teil der Welt der Elektrotechnik, die die Hardware-Seite der modernen Datenverarbeitung ermöglicht hat, verstehen wir unter dem Internet das globale Netzwerk verbundener Computerressourcen, das den Echtzeitaustausch digitaler Informationen und Ressourcen ermöglicht. 

Das Internet der Dinge hingegen ist ein riesiges und stetig wachsendes Netzwerk physischer Objekte, die mit Rechenleistung, Sensoren, Software und Internetverbindung ausgestattet sind, sodass sie Daten mit anderen, ebenso ausgestatteten Geräten und Systemen sammeln und austauschen können. Diese Geräte, auch „smarte Objekte“ genannt, reichen von Thermostaten und Kühlschränken bis hin zu Autos und Industriemaschinen. Theoretisch kann jedes Gerät mit der sich rasant weiterentwickelnden und physisch immer kleiner werdenden Technologie ausgestattet werden, die für die Teilnahme an diesem Netzwerk erforderlich ist. 

Eine andere Möglichkeit, das Internet der Dinge zu betrachten, besteht darin, es als ein Netzwerk von Geräten zu sehen, die Daten ohne menschliches Eingreifen untereinander austauschen können.

Wie das Internet der Dinge funktioniert

Alles beginnt mit Sensoren, oder besser gesagt mit Geräten, die in der Lage sind, einen physikalischen Parameter zu erfassen. Einzelne moderne Sensoren können eine sehr große Anzahl physikalischer Bedingungen erfassen, darunter: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck, Bewegung, Ton, Licht, Flüssigkeitsstand, Dehnung, Masse, Wind, Rauch, Belegung, Strahlung, Chemikalien, Gase, Magnetismus und mehr. Intelligente Sensoren verbinden die Fähigkeit zur Erfassung mit der Fähigkeit zur Verarbeitung und Kommunikation. (Siehe den Onlinecomponents.com-Blog „The Smart Sensor Invasion?“ auf dieser Website).

Wie bereits erwähnt, kombinieren Geräte mit Internet-der-Dinge-Funktionalität intelligente Sensoren mit Software und Kommunikationstechnologie, sodass sie Daten sammeln, verarbeiten und mit anderen Geräten teilen können. Sie können auch Befehle an andere Geräte senden, um basierend auf der Datenanalyse Maßnahmen zu ergreifen. Zu diesen Maßnahmen könnte das Ausschalten des Lichts in einem Raum, das Verriegeln einer Tür in einem Büro oder das Verlangsamen eines Förderbands in einer Bäckerei gehören. Geräte des Internets der Dinge sind typischerweise über WiFi, Bluetooth, Mobilfunk oder private Netzwerke mit dem Internet verbunden. 

Diese Erfassungs- und Vernetzungsfähigkeit kann riesige Netzwerke miteinander verbundener „intelligenter“ Geräte ermöglichen, die nicht nur Daten austauschen, sondern auch autonom agieren und ferngesteuert werden können. Dies ermöglicht es Netzwerken des Internets der Dinge, Aufgaben wie die zentrale Überwachung und Steuerung von Prozessen in Fabriken, die Verfolgung von Lagerbeständen oder Sendungen in Lagerhäusern, die Steuerung des regionalen Verkehrsflusses mit intelligenten Autos oder die Überwachung und Steuerung eines Sicherheitssystems auf einem Campus durchzuführen.

Die Technologie des Internets der Dinge hat bereits jetzt und wird auch weiterhin einen großen Einfluss auf Bereiche wie das Zuhause, den Handel, die Fertigung, das Gesundheitswesen, den Transport, die Landwirtschaft und andere Sektoren haben. Der Transportsektor spürt ihren Einfluss bereits bei Automobilen, wobei weitere Innovationen folgen werden. Vehicle-to-Everything (V2X)-Kommunikation ist der Oberbegriff für die verschiedenen Fahrzeugkommunikationsprotokolle, darunter:

• • • • • • • V2N – Fahrzeug zu Netzwerk
            • V2I – Fahrzeug zu Infrastruktur
            • V2V – Fahrzeug zu Fahrzeug
            • V2C – Fahrzeug zu Cloud
            • V2P – Fahrzeug zu Fußgänger
            • V2D – Fahrzeug zu Gerät
            • V2G – Fahrzeug zu Stromnetz

Diese Ebenen anspruchsvoller Gerätekommunikation zielen darauf ab, die Sicherheit zu verbessern, die Auswirkungen des Verkehrsaufkommens zu mildern, Zeit und Geld zu sparen und das Kundenerlebnis zu verbessern. Schon bald wird Ihr Auto mit einer bevorstehenden Verkehrskreuzung kommunizieren, um Echtzeitinformationen über Staus, Unfälle, Baustellen oder Sperrungen zu erhalten, und diese Informationen nutzen, um Ihnen bessere Routenoptionen anzubieten. 

Weitere Einsatzmöglichkeiten und Vorteile 

Wenn Sie Ingenieur sind, insbesondere einer mit guter Vorstellungskraft, können Sie sich wahrscheinlich verschiedene Einsatzmöglichkeiten für die Technologie des Internets der Dinge vorstellen, von denen viele bereits im Einsatz sind. Einige Beispiele sind:

• • • • • • • Landwirte nutzen es zur Überwachung von Ernten und Vieh
            • Krankenhäuser nutzen es, um Patienten zu überwachen oder Gesundheitsdaten in Echtzeit zu erfassen
            • Einzelhändler nutzen es, um Ladenlayouts zu optimieren oder Überbestände zu vermeiden
            • Speditionen nutzen es, um ihre Flotten und Kapazitäten zu verfolgen
            • Versorgungsunternehmen nutzen es, um den Energieverbrauch zu überwachen und Ausfälle zu reduzieren
            • Kommunikationsunternehmen nutzen es, um entfernte Geräte zu überwachen und Wartungsbedarf vorherzusagen

Die Liste ließe sich fortsetzen, und es liegt an Ihnen und anderen in der Elektronikbranche, die Zukunft mit eigenen gezielten Anwendungen zu gestalten. Sie können Ihr Wissen über die Grundlagen der Elektronik auffrischen und vielleicht eigene Ideen zum Internet der Dinge entwickeln, indem Sie die Inhalte durchsehen, die unsere Freunde von CircuitBread auf ihrer Website bereitstellen. Schauen Sie vorbei unter: www.circuitbread.com.

Die Herausforderungen des Internets der Dinge

So vielversprechend das alles klingt, gibt es doch noch viele Fragen zu klären, bevor diese Technologie ihren Nutzern den größtmöglichen Nutzen bieten kann. Es bestehen Sicherheits- und Datenschutzbedenken, die großen Netzwerken von Geräten innewohnen, die das Internet zur Überwachung von Dingen und Menschen nutzen, von denen viele von staatlichen Regulierungsbehörden angegangen werden müssen.

Es gibt auch Bedenken hinsichtlich der Interoperabilität, da Netzwerke reibungslos miteinander kommunizieren müssen und Geräte verschiedener Hersteller zusammenarbeiten müssen. Die laufende Standardisierungsentwicklung der beteiligten Hardware- und Softwaresysteme wird wahrscheinlich Anstrengungen von Industrie, Regierung und Normungsorganisationen erfordern.

 Und schließlich gibt es Fragen der Kosten und Komplexität, die fortschrittlichen Technologien und der Skalierung von Systemen zur Anpassung an Anwendungen innewohnen. Schätzungen zufolge war der Markt für das Internet der Dinge im Jahr 2023 fast 600 Milliarden Dollar wert, mit einem voraussichtlichen Wachstum in den Billionenbereich bis 2032. Das sind keine unbedeutenden Zahlen.

Zusammenfassung

Das Internet der Dinge ist gekommen, um zu bleiben, und wächst rasant. Trotz seines Namens handelt es sich nicht um ein einziges homogenes Netzwerk, sondern um viele einzelne Netzwerke, die aus Geräteknoten bestehen, die ihren jeweiligen spezifischen Anwendungen gewidmet sind. Der gemeinsame Faktor ist, dass sie alle das Internet zur Kommunikation nutzen.

Laut IOT Analytics sind derzeit weltweit etwa 17 Milliarden Geräte über das Internet verbunden (2024). Diese Zahl soll sich bis 2030 verdoppeln. Die derzeit führende Anwendung laut IOT ist die Prozessautomatisierung, gefolgt von der Qualitätskontrolle an zweiter Stelle.