20 Jahre IoT
Das Internet der Dinge feiert Geburtstag
Wenn es um Digitalisierung in Städten, Haushalten und Industriehallen geht, führt an den drei Buchstaben ‚IoT‚ kaum ein Weg vorbei. Was sich oft noch so neu anhört, wird in diesem Jahr 20 Jahre alt. Der britische Technologie-Pionier Kevin Ashton prägte den Begriff bereits 1999.
Viele Begriffe, eine Beduetung: Internet of Things, IoT oder M2M. Es gibt zahlreiche Begriffe, die das Internet der Dinge beschreiben. Sie alle meinen im Grunde dasselbe: Gegenstände, die über das Internet miteinander und mit uns Menschen kommunizieren. Vereinfacht gesagt sprechen Gegenstände miteinander. Das meint weniger, dass wir Menschen uns mit der Schreibtischlampe über das seit Tagen schlechte Wetter oder über das grandiose Fußballspiel vom Vorabend unterhalten. Vielmehr, dass beispielsweise der Mülleimer meldet, wenn er geleert werden muss. Oder aber, dass der LKW-Reifen einen Alarm aussendet, wenn Luftdruck oder Temperatur nicht in Ordnung sind. Kevin Ashton, der den Begriff vor 20 Jahren erstmals verwendete, definiert diesen im Übrigen als »Sensoren mit Internetverbindung, die sich wie das Internet verhalten, indem sie offene, spontane Verbindungen herstellen, Daten ungehindert austauschen und unvorhergesehene Anwendungen unterstützen. Computer können so die Welt um sie herum verstehen und zum Nervensystem der Menschheit werden.«
Schnell stellt sich die Frage warum Gegenstände überhaupt sprechen sollen? Was haben wir Menschen davon? Schließlich haben Gegenstände jahrelang nicht kommuniziert und die allermeisten von uns haben das wahrscheinlich auch nicht wirklich vermisst. Oftmals erschließen sich die Vorteile erst, wenn man selbst im Alltag davon profitiert. In den meisten Fällen geht es um hierbei um drei wesentliche Punkte:
- Das Internet der Dinge macht unseren Alltag sicherer. Zum Beispiel auf der Straße, wenn der LKW-Reifen meldet, dass er zu platzen droht. Oder das mobile EKG, dass Ärzten zu jeder Zeit zeigt, wenn Blutdruck oder Herzschlag von Risikopatienten auf Gefahren hinweisen - egal wo diese sich gerade befinden.
- Das Internet der Dinge spart uns Menschen Zeit. Beispielsweise, weil wir nicht mehr einen ganzen Vormittag auf den Stromableser warten müssen. Oder weil intelligente Sensoren die nervige Suche nach einem Parkplatz verkürzen.
- Schließlich erspart das Internet der Dinge uns Menschen hohe Kosten. Weil Maschinen in Industriehallen melden, wenn sie gewartet werden müssen. Oder weil das E-Bike automatisch Diebe überführt, die sich an ihm zu schaffen machen.
Grundprinzip des IoT
Informationen über den eigenen Zustand oder zu ihrer direkten Umgebung zur Verfügung. Diese Informationen werden ausgewertet und analysiert. Und schließlich erfolgt eine Reaktion. Manuell ausgelöst vom Menschen oder aber automatisch erzeugt durch Algorithmen der Künstlichen Intelligenz. In diesem Kommunikationsprozess gibt es drei Rollen: Sender, Empfänger und Erkenner.
Die Erkenner sind oft klassische Sensoren, die Zustände erfassen. Also kleine Detektoren oder Fühler, die etwas messen. Das kann etwa ein Thermometer sein, das erkennt wie warm oder kalt es in einem Kühlraum ist. Das kann ein Füllstandsensor sein, der merkt ob ein Mülleimer voll oder leer ist. Oder aber ein Bewegungssensor, der Handlungsmuster von Maschinen erfasst. Die Erkenner können so auch zu Technikern werden, die für eine Routineuntersuchung in eine Maschine hineinhorchen und erkennen ob alles funktioniert. Ähnlich wie der Hausarzt, der bei uns Menschen regelmäßig Herz und Lunge abhört und Blutproben nimmt, um zu wissen ob wir gesund sind.
Die Rolle des Senders nimmt ein Kommunikationsmodul ein. In vielen Fällen ist das direkt im Sensor integriert und mit einer SIM-Karte ausgestattet. Die SIM-Karte stellt nicht nur die Verbindung des Sensors zum weltweiten Datennetz per Mobilfunk her, sondern sie macht auch sämtliche Gegenstande im Internet identifizierbar. Eine Art Postleitzahl für die Gegenstände, die im Internet kommunizieren.
Der Empfänger kann ein Computer oder ein Smartphone sein, über den wir Menschen die Sensordaten einsehen können. In vielen Fällen treffen wir Menschen auf Basis der Informationen manuell Entscheidungen und geben der Maschine Anweisungen, um auf einen Zustand zu reagieren. Die Anweisung geht dann auf dem selben Informationsweg zurück zum Sender, der daraufhin beim Gegenstand eine Aktion auslöst.
Oftmals muss der Mensch aber auch gar nicht aktiv in den Kommunikationsprozess eingreifen. Die erfassten Zustandsdaten einer Maschine wandern dann vom Sender direkt in ein virtuelles Analyse-System. Basierend auf Künstlicher Intelligenz werden die eingehenden Daten hier mit (vordefinierten) Basisdaten abgeglichen. Das System bemerkt automatisch wenn die eingehenden Werte abweichen und definiert daraufhin eine Handlungsempfehlung. Diese wird automatisch an die Maschine weitergeleitet.
Wer welche Sprache spricht
Damit Gegenstände nicht zur kommunizieren können, sondern sich auch verstehen, müssen sie dieselbe Sprache sprechen. Eine Sprache mit festem Vokabular, vorhandener Grammatik und festgeschriebenen Regeln. Ähnlich wie bei uns Menschen. In der Praxis geben verschiedene Kommunikationskanäle den Rahmen für diese Sprache vor. Der wohl am meisten genutzte Kommunikationskanal im Internet der Dinge: Mobilfunk. Genau wie wir mit unserem Smartphone, tauschen Gegenstände per Mobilfunk (2G, 3G oder LTE) Informationen aus. Die neuste Technologie speziell für das Internet der Dinge ist das Maschinennetz (Narrowband IoT).
Die Funkstandards unterscheiden sich auch durch die Reichweite, in der sie Gegenstände miteinander vernetzen. Im klassischen WLAN können Gegenstände meist nur in einer Reichweite von weniger als 100 Metern kommunizieren. Der Bereich in dem Gegenstände Daten austauschen ist also sehr stark eingeschränkt, was die Nutzung im industriellen oder im städtischen Bereich erschwert.
Autos und Maschinen sind echte Quasselstrippen
Die Zahl der Gegenstände, die im Internet der Dinge kommunizieren, steigt weltweit an. Der aktuelle Mobility Report von Ericsson zeigt, dass bis zum Jahr 2024 rund 4,1 Milliarden Dinge allein per Mobilfunk vernetzt sein werden. Jährlich erhöht sich die Anzahl weltweit vernetzter Gegenstände seit 2013 durchschnittlich um 33 Prozent. Die größten Treiber für den IoT-Boom sind Autos, industrielle Maschinen und Waren in der Logistik, die wir Menschen im Netz immer im Blick behalten.
Autos sind immer häufiger mit einem digitalen Diebstahlschutz oder mit Telematiksystemen ausgestattet; mehr als 18. Mio. Fahrzeuge funken auf diese Weise bereits im Mobilfunknetz von Vodafone. Industrielle Maschinen werden aus der Ferne gewartet oder gesteuert, um Defekte zu erkennen noch bevor sie auftreten. Und um Aufgaben an Orten zu übernehmen, die für den Menschen zu gefährlich sind. In der Logistik werden Container, Pakete oder Paletten mit Sensoren ausgestattet, um Diebstahl oder Verluste zu vermeiden.
Mittlerweile gibt es kaum einen Bereich, der ohne IoT auskommt. Vor allem in Städten gewinnt die Vernetzung von Gegenständen zunehmend an Bedeutung. So profitieren auch immer mehr Privatmenschen vom Internet der Dinge. Aber auch in der Landwirtschaft helfen digitale Lösungen immer öfter. Und schließlich sollen immer mehr Anwendungen im Internet der Dinge Helfern helfen zu helfen. Gemeinsam mit der Feuerwehr in Darmstadt testet Vodafone vernetzte Bodycams. Sie sollen den Einsatzkräften helfen, die Lage vor Ort bei unübersichtlichen Unfällen besser einzuschätzen.
Ford und Vodafone testen zudem einen digitalen Rettungsgassen-Assistenten. Dabei meldet ein Rettungsfahrzeug auf dem Weg zu einer Unfallstelle den vorausfahrenden Autos automatisch, dass sich ein Einsatzfahrzeug nähert. Die Verkehrsteilnehmer werden so angeleitet, die Rettungsgasse richtig zu bilden. Rettungskräfte gelangen so schneller zur Unfallstelle, um im Ernstfall Leben zu retten. (me)
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