Internet of Things

Ein Netzwerk aus verbundenen Geräten – die sogenannten „Dinge“

Mit dem Begriff "Internet der Dinge" (Internet of Things, IoT) wird das wachsende Netzwerk aus Geräten beschrieben, die sich mit dem Internet verbinden. Ziel dabei ist es, Daten zu sammeln, zu verarbeiten und auszutauschen und dem Endbenutzer so ein Mehr an Komfort und Effizienz zu bieten. Das IoT begeistert vor allem dadurch, wie es die Art und Weise auf den Kopf stellt, wie wir mit physischen Geräten um uns herum in verschiedensten Sektoren interagieren – zum Beispiel in den Bereichen Fertigung, Transport, Medizin, Landwirtschaft und in unserem vernetzten Zuhause. Das IoT treibt Innovationen in nahezu allen Bereichen unseres Lebens voran.

Was ist das IoT? Ein Netzwerk aus verbundenen Geräten!

Als Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) wird das Netzwerk aus physischen Geräten, Fahrzeugen, Gebäuden und anderen Elementen bezeichnet. In diese Geräte sind Elektronik, Software, Sensoren, Betätigungselemente und Konnektivität integriert, über die Daten gesammelt und ausgetauscht werden. Dieses Netzwerk bietet eine direktere Integration der physischen Welt in rechnergestützte Systeme, was zu einer größeren Effizienz, Genauigkeit und zu finanziellen Vorteilen führt. Man geht davon aus, dass das IoT die Intelligenz von Städten verbessert, die Interaktion zwischen dem Mensch und der Umwelt fördert, Zuverlässigkeit, Belastbarkeit und Effizienz steigert und gleichzeitig Kosten und Ressourcenverbrauch senkt. Die Heimautomatisierung spielt eine wesentliche Rolle, das IoT bietet jedoch ebenso Chancen für zahlreiche Industriesektoren, z.  B. in der Fertigung, Gebäudeautomatisierung oder Kfz-Branche, im Transport, Gesundheitswesen, in der Landwirtschaft und so weiter. Mithilfe unseres weltweiten Netzwerks aus branchenführenden Anbietern und Dienstleistern bieten wir unseren Kunden ein außergewöhnliches Ökosystem an mühelos zu implementierenden IoT-Lösungen an, mit denen eine schnellere Markteinführung möglich ist. In diesem Bereich finden Sie technische Ressourcen, Möglichkeiten der IoT-Anwendungen, die aktuellen Neuigkeiten inklusive Erfolgsgeschichten und Fallstudien, White Paper, Anwendungshinweise und IoT-fähige Produkte, die den Start Ihrer IoT-Anwendung unterstützen.

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Edge-Geräte (Sensoren und Betätigungselemente)

Sammeln – Edge-Geräte (Sensoren und Betätigungselemente)

Dies ist das vorangestellte Gerät eines jeden IoT-Systems. Es agiert in erster Linie als Sensorgerät und sammelt Informationen aus der physischen Umgebung oder tritt als Betätigungselement in Erscheinung, das die Außenwelt mit einem Ausgang steuert. In einigen Fällen leisten Edge-Geräte eine Doppelrolle als Sensorgerät und Betätigungselement, um Daten aus der physischen Umgebung zu sammeln und zu steuern. Größere IoT-Anwendungen erfordern eine breitere Aufstellung der Edge-Geräte, um ein Netzwerk zu bilden. In diesen Fällen benötigt jedes Edge-Gerät (als Knoten) eine eindeutige Kennung, um einzeln erkannt zu werden und eine effektive Kommunikation zu ermöglichen.

Typische Beispiele für Edge-Geräte (Knoten):
  • Sensoren: Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Gas, Licht, Ton, RFID, NFC, Ultraschall, Durchfluss, Flüssigkeit, Kameras, usw.
  • Betätigungselemente: Schalter, Relais, PLCs, Motoren, Licht, Ton usw.
Verbindungsmöglichkeiten

Konnektivität – Kabellos

Die Konnektivität ist das wichtigste Element eines IoT-Systems. Sie kann abhängig von den Anwendungsanforderungen kabelgebunden oder kabellos sein. Die wichtigste Rolle der Konnektivität ist die sichere Verbindung und Übertragung der Daten, die von den Edge-Geräten zusammengetragen werden, zu den Gateways (oder dem Hub) und umgekehrt. Da die Daten in beide Richtungen übertragen werden müssen, ist eine Duplex-Konnektivität notwendig. Je nach Anwendungsbereich wird das Netzwerk in PAN, LAN, WAN, MAN usw. aufgetrennt.

Arten der Konnektivität:
  • Kabellos: WLAN, Bluetooth (BLE), ZigBee, Z-Wave, RFID, LoRaWAN, SigFox, Mobilfunk, usw.
Gateway

Steuerung – Gateway

Das Gateway ist das Herzstück einer jeden IoT-Anwendung und befindet sich in der Mitte der Cloud und des gesamten Netzwerks aus Edge-Geräten. Es stellt das lokale „Gehirn“ für die IoT-Anwendung bereit. Das Gateway sammelt Daten aus dem gesamten Netzwerk aus Edge-Geräten, verarbeitet diese Daten und überträgt sie dann zum Rechenzentrum oder in die Cloud. Dabei wird eine bestimmte Softwareanwendung ausgeführt. Die aus der Cloud empfangenen Informationen werden zurück an die einzelnen Edge-Geräte (Betätigungselemente) gesendet. Die Schwerstarbeit übernimmt die Software, die in der Cloud ausgeführt wird. Die Gateways führen kleine Prozesse durch und steuern die Intelligenz in der lokalen Infrastruktur.

Normalerweise besteht ein Gateway aus einer hybriden Plattform oder einem Single-Board-Computer, der sich auf eine einzelne oder auf mehrere Hochleistungs-MCUs/MPUs stützt. Die lokale Infrastruktur wird über Ethernet oder einen WLAN-Router mit dem Rechenzentrum oder der Cloud über das Internet verbunden. Dabei bietet das Gateway verschiedene Arten der Konnektivität an, mit denen eine Verbindung zu Edge-Geräten hergestellt werden kann.

Gateways sind keine Geräte, die sofort verfügbar sind, da sie normalerweise für bestimmte IoT-Anwendungen entwickelt oder angepasst werden.

Cloud (Rechenzentrum)

Cloud – Rechenzentren

Was ist die Cloud? Eine Cloud ist eine Kombination aus Middleware- und Softwarediensten, die komplexe Rechenleistungen ausführen, Verarbeitungen und Analysen übernehmen sowie Speicher, Datenbanknetzwerke und vieles mehr über das Internet bereitstellen. Alle von den Gateways in der IoT-Infrastruktur gesammelten Daten müssen auf sichere Weise zusammengetragen, verarbeitet, analysiert und gespeichert werden, um anschließend von beliebigen Orten aus zugänglich zu sein. Clouddienste werden eingesetzt, um diese Anforderung zu erfüllen und die lokale Infrastruktur zu entlasten.

Arten von Clouddiensten:
  • IaaS (Infrastructure as a service)
  • PaaS (Platform as a service)
  • SaaS (Software as a service)

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