Geschäftsfrau vor virtueller Kulisse
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21.10.2016 Seite 495 0

Internet of Things

Innovations-Dossier

Das Internet of Things zieht in der jüngsten Vergangenheit wachsendes Interesse auf sich. Es bietet in einem dynamischen Umfeld lang erhoffte Lösungsmöglichkeiten an. Neben dem bereits etablierten Internet als Kommunikationsplattform der Menschen sollen im Internet of Things zunehmend alle „Dinge“, also Gegenstände und Geräte des täglichen Lebens, mit uns Menschen, aber vor allem auch untereinander kommunizieren. Dies bringt teilweise tiefgreifende Änderungen und Effizienzsteigerungen in gewohnte Prozessabläufe, aber auch vielfältige neue Interaktionsmöglichkeiten mit sich.

Es ist davon auszugehen, dass sich die bisherige Benutzerschnittstelle des Personal Computers (PC) drastisch verändern, wenn nicht gar nach und nach ganz verschwinden wird. Immer kleinere und leistungsfähigere Computerchips und Sensoren werden zukünftig vermehrt in Gegenstände des täglichen Lebens eingebettet und somit die Informationsverarbeitung in alltägliche Dinge integriert. (Ubiquitous Computing). Gleichzeitig wird die Schnittstelle zwischen realer und virtueller Welt immer kleiner und der Mensch muss nicht länger händisch beide Welten verbinden.

Mithilfe des Internets of Things lassen sich die Informationen von den Sensoren bzw. den Geräten selbst im Internet zur Verfügung stellen, um:

  • individuelle Informationen zu generieren und bereitzustellen (z. B. Gesundheits- oder Positionsdaten) beziehungsweise
  • Informationen sinnvoll zu verknüpfen, um hieraus neue Dienste anzubieten (z. B. intelligente Haushaltssteuerung, Geoinformationen, Verkehrsmanagement).

Grundvoraussetzung für das Internet of Things ist, dass zunächst alle Dinge bzw. Geräte in der Lage sein müssen, Informationen zu generieren, zu verarbeiten und zu verbreiten.

All dies muss unter strenger Einhaltung des Datenschutzes und der Wahrung der Persönlichkeitsrechte geschehen. Technische Lösungen sollten unter Einbeziehung aller Interessensgruppen und im Konsens erarbeitet werden. 

Innerhalb des Internet of Things haben sich bereits unterschiedliche Anwendungsfelder herauskristallisiert:

  • Im industriellen Umfeld (siehe Industrie 4.0) geht es bspw. um die Kommunikation zwischen Maschinen (M2M),
  • Im privatem Bereich (siehe Home & Building) ist die Hausautomatisierung das Ziel,
  • Im Smart Energy geht es um die intelligente Vernetzung von Stromerzeuger, -speicher und -verbraucher,
  • In der Mobilität geht es um die Vernetzung von Autos (Car2Car),
  • In der Medizintechnik um die Vernetzung von OP-Geräten und in
  • Sensornetzwerken geht es schließlich darum, über möglichst viele Messpunkte und geeignete Analyseverfahren zukünftige Ereignisse vorherzusagen.

Im Bereich der Sensornetzwerke sollten sich die hierfür nötigen Sensoren autark mit Strom versorgen (bspw. über Energy Harvesting) und die Informationen energiearm und mit hoher Zuverlässigkeit übertragen. Ein hierfür geeigneter Standard der EnOcean Alliance wurde in 2012 zur Internationalen Norm (ISO/IEC 14534-3-10) erklärt. Die nötigen Halbleiter-Bauteile für Energy Harvesting werden derzeit in der Normenreihe IEC 62830 genormt.

Für die Kommunikation der Geräte sind je nach Anwendungsfall auch andere, zum Teil bereits etablierte Funkstandards wie Wifi, Bluetooth, NFC aber auch neuere Funkstandards wie bspw. ZigBee, Z-Wave, ANT oder eNet bzw. auch leitungsgebundene Bussysteme wie KNX (ISO/IEC 14543-3) oder Profibus (IEC 61158/IEC 61784) denkbar.

Die EEBus Initiative, in der auch der VDE Mitglied ist, versucht über den Weg der technologieneutralen Datenmodelle ein interoperables System zu realisieren, welches die unterschiedlichen Kommunikationsstandards vereint. Hierzu wurden eine Reihe von Kooperationen z. B. mit der EnOcean Alliance, der ZigBee Alliance oder KNX geschlossen. Im industriellen Umfeld (Industrie 4.0) gibt es bspw. das M2M-Kommunikationsprotokoll OPC-UA (IEC 62541)

Auch im Bereich der Identifizierung der Geräte ist noch offen, welche der existierenden Lösungen sich durchsetzt.

Neben klassischen Identifizierungsansätzen wie dem Strichcode (EAN), dem OID oder auch dem DOI gibt es funkbasierte Lösungen wie RFID, die bspw. bei EPCglobal Anwendung finden. Auch die Identifikation über die IP-Adresse ist möglich, sofern die hierfür nötige Infrastruktur in Form von Netzwerken und einem zukunftsfähigen Internet zur Verfügung steht. Um die IP-Identifikation zu realisieren, bedarf es eines neuen Internet-Protokolls (IPv6), das die Vielzahl der im Internet of Things nötigen Geräte abbilden kann.

Die Anforderungen steigen bei bestimmten Anwendungen bezüglich eines immer schnelleren Datenaustauschs. In jüngster Zeit haben sich hierzu die Begriffe „Taktiles Internet“ oder auch „Echtzeitfähiges Internet“ etabliert.

Entscheidend ist auch hier, dass parallel zu Forschung und Entwicklung die Normung und Standardisierung vorangetrieben werden muss, um möglichst zügig zu einer Umsetzung und breiten Marktakzeptanz zu gelangen. Schließlich gilt es auch über Normung und Standardisierung eine angemessene IT-Sicherheit zu gewährleisten.

Für das Internet of Things werden derzeit außerhalb der Normung zum Teil konkurrierende System-Standards erarbeitet (z. B. in der AllSeen Alliance, dem Open Interconnect Consortium (OIC) oder der Thread Group). Seit März 2015 besteht eine strategische Partnerschaft zwischen der EEBus Initiative und dem Open Interconnect Consortium, um die Entwicklung eines umfassenden Marktes im Internet of Things maßgeblich zu beschleunigen. Im industriellen Umfeld hat die deutsche Plattform Industrie 4.0 das Referenzarchitekturmodell RAMI 4.0 erarbeitet. Ein ähnliches Modell (Industrial Internet Reference Architecture) wurde vor Kurzem vom Industrial Internet Consortium (IIC) vorgestellt. Schließlich betrachtet auch die kürzlich gegründete Alliance for Internet of Things Innovation (AIOTI) der Europäischen Kommission das Thema Standardisierung.

Innerhalb der internationalen Normung ist die ISO/IEC JTC 1/WG 10 „Internet of Things“ gegründet worden, um die Vielzahl existierender Standards zu konsolidieren, etwaigen Normungsbedarf zu identifizieren und einheitliche sowie kohärente Lösungen zu erarbeiten. Mit diesem Vorgehen soll sichergestellt werden, dass das Internet of Things reibungslos und verbraucherfreundlich in den Markt eingeführt wird.

Wenn Sie Interesse haben, an der Normung dieses spannenden Zukunftsthemas mitzuarbeiten, freuen wir uns über eine kurze Nachricht