Internet of Things

Zusammenfassung der Technologie

Internet of Things - Immer wieder hört und liest man den Begriff. Doch was bedeutet der Begriff abgekürzt IoT in Tat und Wahrheit und was steckt genau dahinter?

IoT ist ein Sammelbegriff für Dinge, die in der physischen Welt vorhanden und digital miteinander oder mit dem Internet verbunden sind. Es ist also nicht nur ein Internet der Computer wie früher, denn es sind weitere Alltagsgeräte dazu gekommen, welche sich nun wie Computer verhalten. Neu also ein Internet der Dinge (engl. Internet of things – abgekürzt IoT). Die Vielfalt und Einsatzgebiete solcher Geräte ist beinahe unendlich von sehr hilfreich bis übertrieben sinnlos.

Die Dinge des Internets basieren auf folgenden 4 Grundsätzen.

  1. Es muss ein "Ding" vorhanden sein, also ein Gegenstand wie z.B. ein wearable
  2. Das Ding muss kommunizieren können, optimaler Weise über das Internet
  3. Der Gegenstand muss fähig sein, Daten mittels Sensoren aufzunehmen
  4. Die Daten werden durch das Ding analysiert und Auswertungen wiedergegeben

 

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Meist sind es keine neu erfundenen Dinge. Mittels Sensorik und Vernetzung zu Datenbanken werden die alt bekannten Dinge zu neuen IoT-fähigen Anwendungen. Folgend einige klassische Beispiele von analogen Gegenständen, die auch als IoT Anwendungen bekannt sind.

 

Analoger Gegenstand

Digitaler Gegenstand (IoT)

mechanische Uhr

Smartwatch

Fernseher

Smart TV

mechanischer Heizkörperthermostat

Thermostat eingebunden in Smart Home

konventionelle Glühbirne

Smart LED

 

Daten werden über verschiedene Technologien von der physischen in die virtuelle Welt – oder auch umgekehrt – transferiert. Es gibt die manuelle Art, Daten zu erfassen. Ein Benutzer tippt beispielsweise selbst Zahlen in ein Gerät ein. Eine komfortablere Möglichkeit gibt es mit eingebetteten Funksensoren, eine seit dem 2. Weltkrieg bekannte Technologie ist z.B. RFID (radio-frequency identification). Diese Technologie wird oft verwendet und dient meist als Grundlage für die Kommunikation zwischen IoT Anwendungen. Beispielsweise in der Logistik. Klassische QR-Codes werden ebenso gerne eingesetzt, um analoge in digitale Informationen zu wandeln. Zum Beispiel bei der Nachverfolgung der Paketpost.

Swisscom ist Vorreiter für ein Internet der Dinge

Die Swisscom bietet bereits einige Jahre ein LPN (Low Power Network) an. Dieses Netzwerk wurde speziell für IoT Anwendungen aufgebaut. Viele IoT Geräte werden mit Batterien betrieben und müssen nur geringe Datenmengen senden und empfangen. Für solche Anwendungen ist das eigenständige Netzwerk optimal ausgerichtet. Über sogenannte Gateways in den Gebäuden sind die Dinge des Internets verbunden. Die Daten werden in den Datenzentren ausgewertet und nach individuellem Bedarf beispielsweise in einer App wieder ausgegeben. Die Dienste eines LPN können von Privatpersonen und von Geschäftskunden genutzt werden und erreichen in der Zwischenzeit schon 97% der Kunden im Aussenbereich.

 

Vorteile und wichtige Einsatzgebiete von IoT

Der Hauptvorteil von IoT ist, dass Dinge nicht mehr als einzelnes funktionieren, sondern dass eine Vielzahl von Dingen miteinander vernetzt werden und diese Informationen komprimiert wieder-gegeben werden können. Beispielsweise können ganze Logistikketten besser organisiert werden in dem man die Schiffscontainer mit einer Vielzahl von Sensoren ausstattet. Mittels GPS ist immer der aktuelle Standort ersichtlich oder die jeweilige Temperatur im Container wird laufend aufgezeichnet um einen Beweis zu liefern, dass gewisse Kühlketten nicht unterbrochen wurden. Für den Umlad an den Schiffshäfen werden QR Codes oder RFID Sensoren eingesetzt, damit die Container auch beim gewünschten Lastwagen oder Flugzeug platziert werden. Man weiss somit immer wo und in welchem Zustand sich das Produkt genau befindet und wohin es schlussendlich geliefert werden muss. Dabei kann auch der Empfänger der Ware eingebunden werden und ist so immer genau über seine Lieferung informiert.

Um Produkte zu transportieren muss man diese vorab produzieren. Auch in ganzen Produktions-betrieben sind IoT Anwendungen in deren Prozesse zu finden. Um Produktionsprozesse teilweise oder vollständig automatisieren zu können, ist es wichtig, deren Produktionsplanung mit den jeweiligen Maschinen zu vernetzen. Der Mensch wird dabei nach wie vor benötigt, um die Systeme zu überwachen und allfällige Probleme zu lösen. Klassische und eher monotone Berufe können so aufgewertet werden.

Was in Zukunft sicherlich noch auf uns zukommen wird, ist die autonome Mobilität. Auch hier spielt die Rolle von IoT eine wichtige. Ist jedoch viel mehr von anderen Technologien abhängig wie von 5G oder von selbstlernenden Systemen, sprich künstlicher Intelligenz.

 

Einsatzmöglichkeiten in der Baubranche

Service Connect von Wärmeerzeuger

Jedes Gebäude in der Schweiz verfügt über einen Wärmeerzeuger um Wohnräume oder das Brauchwasser heizen zu können. Diese Heizungen sind je nach Hersteller und Typ IoT fähig. Das heisst diese Anlagen können nach Bedarf an ein Netzwerk mittels W-LAN Router oder auch über das LPN (Low Power Network) angeschlossen werden. Der Vorteil solcher Anwendungen liegt auf der Hand. Der Betreiber einer solchen Anlage wird informiert, falls Störungen im Betrieb vorliegen oder kann sogar reagieren, bevor allenfalls eine Störung eintritt. Zudem werden Wettervorhersagen in den laufenden Betrieb eingebunden, um den zukünftigen Wärmebedarf zu evaluieren. Bei richtiger Konfiguration kann dies markante Einsparungen im Energieverbrauch erzielen.

Dem Smart Building einen Schritt näher – Energiezähler von Neovac

Fast jeder kennt die jährlichen Heizkostenabrechnungen des eigenen Haushalts. Einmal jährlich meldet sich eine Person des jeweiligen Dienstleisters, um die bezogene Heizleistung vom Zähler abzulesen. Ein Termin muss vorgängig abgestimmt werden und da man meist zur gewünschten Zeit nicht anwesend ist, muss man seinen Wohnungsschlüssel hinterlegen und den Zugang zur Wohnung sicherstellen. Mit der neuen IoT Lösung von der Firma NeoVac ist dies viel einfacher geworden. Der neue Zähler kommuniziert über das Internet der Dinge namens LPN (Low Power Network) von Swisscom. Die Daten von den Energiezählern werden über die Gateways zum Datenempfänger geleitet. Dies ohne jegliche Hausbegehungen, sondern mittels Fernzugriff. Bis heute sind aber nur wenige intelligente Zähler installiert. Das Ziel ist aber, dass rund 400'000 Haushalte nachgerüstet werden. Somit ist man dem Smart Building schon etwas näher und ein IoT Ökosystem kann sich entwickeln. Zusätzliche Dinge des Internets können eingebunden werden, wie z.B. eine Heizung, eine Küche oder andere Alltagsdinge.

 

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IoT in Zeiten von Covid-19

Auch in Zeiten von Covid-19 kommen IoT Anwendungen zum Zug. Das sogenannte Contact Tracing, welches in letzter Zeit vom Bundesamt für Gesundheit oft erwähnt wurde. Dieses App wird auf Smartphones installiert und kann mittels Bluetooth und GPS-Standortdaten alle physischen Kontakte speichern. Je mehr Anwender diese App aufweist, desto besser kann eine allfällige Ansteckung rückverfolgt werden. Im Falle einer Ansteckung durch den Corona Virus können vorgängige Kontakte informiert und eine Quarantäne eingeleitet werden. Das Problem dieser App ist momentan nur, dass es keine Rechtsbasis zu solchen Anwendungen gibt und daher noch nicht eingesetzt werden darf. Der Datenschutz ist hier einzuhalten soweit es möglich ist.

 

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Was für Risiken birgt IoT?

Es gibt auch kritische Stimmen betreffend IoT's. Der Datenschutz ist dabei immer ein Thema. Bevor die Anwendungen in Betrieb genommen werden können, müssen meist die Allgemeinen Geschäfts-bedingungen vollumfänglich akzeptiert werden. Die einzelnen Bedingungen werden nur selten vom Konsumenten gelesen oder studiert. Dabei gibt man den Anbietern meist viele Daten über das eigene Verhalten frei. Ob dies Gesundheitsdaten sind von einer Smartwatch mit Angaben über Herzfrequenz, Schlafgewohnheit oder Kalorienverbrauch. Oder die Navigationsdaten der letzten Fahrradtour. Es gibt immer Interessenten solcher Daten, ob Privatpersonen oder eben meist Unternehmen, die weitere Geschäfte aufgrund unserem Verhalten generieren oder Werbung direkter gestalten wollen.

Damit kommen auch Ängste von Kontrollverlust auf. Wobei Menschen das Gefühl haben, die Kontrolle durch die Technologie verlieren zu können. Das eigene Verhalten somit teils fremdgesteuert sein und den eigenen Willen unterdrücken könnte.

Ein weiteres Kriterium ist die Handhabung der verschiedenen Technologien. Viele IoT Anwendungen sind unterschiedlich bestückt mit Software. Sind somit nur teils kompatibel. Was passiert nach dem nächsten Update der Software? Ist das Wearable dann nach wie vor kompatibel mit meinem Smartphone? Fragen über Fragen, welche wir heute nicht abschliessend beantworten können. Uns aber bei der Evaluation und im Betrieb einer solchen Technologie bewusst sein müssen.

 

Was bringt die Zukunft?

Viele Dinge, welche für den privaten Gebrauch sind, sind auch bereits in Form einer IoT Lösung zu finden und zu kaufen. Jedoch gibt es im IIoT (Industrial Internet of Things) noch sehr viel Potenzial, welches noch nicht vollständig ausgeschöpft wurde. Wie es der Ausdruck schon sagt vor allem im Industriesektor. Liefer- und Produktionsketten könnten so noch besser aufeinander abgestimmt und Prozesse noch schlanker gemacht werden. Vor allem in Zeiten von gesättigten Märkten und Corona-Krise sollte in diesem Bereich Geld investiert werden, um gestärkt in die Zukunft schreiten zu können.

Jedoch ist es wie überall, wo neue Technologie eingesetzt wird. Schlussendlich muss die Technologie zahlbar sein und im Einsatzgebiet den jeweiligen Nutzen bringen ohne grosse Risiken eingehen zu müssen.