Was ist IoT (Internet der Dinge)?

Veröffentlicht am: Juni 20, 2025

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15 Minuten Lesezeit

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Für die Englische Version

Die Definition des Begriffs Internet der Dinge (IoT) kann etwas schwierig sein, da es viele Definitionen gibt, je nachdem, wer den Begriff definiert. Im Allgemeinen bezieht sich IoT auf viele der Objekte (bestehend aus jeglicher Hardware mit Wi-Fi, Bluetooth oder anderen RF-Modulen, die eine Verbindung zum Internet ermöglichen), die uns umgeben und auf die eine oder andere Weise im Netzwerk sein werden. Außerdem könnte es sein, dass IoT eine makellose Integration der realen und digitalen Welten durch vernetzte Sensoren, Aktuatoren, eingebettete Hardware, Geräte, Autos und Software ist, die die Art und Weise verändern wird, wie wir leben, arbeiten und miteinander umgehen. Darüber hinaus ermöglicht das Internet der Dinge diesen Objekten/ Geräten, Daten mit wenig oder gar keiner menschlichen Intervention zu erzeugen, zu teilen und zu konsumieren. Diese Gegenstände reichen von alltäglichen Haushaltsgegenständen bis hin zu komplexen Industrieinstrumenten.

Das IoT steht im Zentrum der vierten industriellen Revolution. Der Aufstieg eingebetteter Technologien, der durch das Internet der Dinge vorangetrieben wird, beschleunigt die Konvergenz von Betriebstechnologien (OT), die in Echtzeit an physischen Systemen wie Fertigungs- und Steuerungssystemen arbeiten, und Informationstechnologien (IT), die die Informationsverarbeitung, Kommunikation und Entscheidungsfindung unterstützen, um das Ressourcenmanagement von Unternehmen zu verbessern. Mit mehr als 10 Milliarden verbundenen IoT-Geräten heute wird erwartet, dass diese Zahl bis 2030 auf 25 Milliarden anwachsen wird. Außerdem wird geschätzt, dass das IoT-Ökosystem bis 2025 einen jährlichen wirtschaftlichen Einfluss von 2,5 Billionen bis 6,5 Billionen USD haben wird.

Abbildung 1. Was ist IoT

Um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie IoT funktioniert, nehmen wir ein Smart Home als Beispiel. Betrachten Sie ein Zuhause mit intelligenten Geräten wie einem smarten Thermostat, mehreren intelligenten Beleuchtungssystemen und smarten Haushaltsgeräten. Dank des IoT kann jeder jedes einzelne Gerät, das mit einem Netzwerk verbunden ist, mit spezifischen Befehlen (wie Sprache und Gesten) steuern, die über einen intelligenten Sensor geleitet werden. Die meisten dieser Geräte können auch Nutzungsdaten über eine App an Ihr Smartphone übertragen. Menschen können dank der von ihnen gesammelten Daten fundiertere Entscheidungen darüber treffen, wie und wann sie diese Geräte nutzen. Diese Informationen können genutzt werden, um ein klares Bild der Geräte in einem bestimmten Bereich zu erstellen, wie zum Beispiel den Wasserverbrauch eines Sprinklersystems oder den Strombedarf von Geräten und Haushaltsgeräten. Mit Analysetools im IoT können die Geräte in dieser Umgebung autonom mit intelligentem Verhalten betrieben werden. Natürlich ist das Internet der Dinge nicht nur für Smart Homes gedacht; IoT-verbundene Geräte haben eine Vielzahl von industriellen und professionellen Anwendungen.

Was ist die Geschichte des Internets der Dinge?

Das Internet begann in den 1950er Jahren und wurde vom US-Militär für interne Kommunikationszwecke vorangetrieben. Das erste gesendete Paket war zwischen UCLA und Stanford. Anfangs war die Internetnutzung der Öffentlichkeit unzugänglich und streng auf ausgewählte Regierungsorganisationen, hauptsächlich in Europa und Nordamerika, beschränkt.

Während einer Präsentation im Jahr 1999 prägte der britische IT-Pionier Kevin Ashton den Begriff "Internet der Dinge." Er prägte den Begriff, um das Konzept der Radiofrequenz-Identifikation (RFID) mit dem damals aktuellen Thema des Internets zu verbinden. Er hatte eine Vorstellung von einer Zukunft, in der Geräte auf ähnliche Weise miteinander verbunden sind, wie Menschen und Computer über das Netzwerk verbunden sind. Jetzt, aufgrund enormer Fortschritte in der Künstlichen Intelligenz (KI) und Technologie, ist es einfacher denn je, ein robusteres IoT aufzubauen.

Die Revolution von 1G zu 5G-Netzen war radikal. Die erste und zweite Generation konzentrierten sich hauptsächlich auf Sprache und einige kleinere textbasierte Funktionen und haben wenig bis gar nichts mit dem Internet zu tun, das wir heute nutzen. Die 3. und 4. Generation hingegen erweiterten das Internet auf Multimedia und zuverlässige Nutzung auf mobilen Geräten. Intelligente Konnektivität mit bestehenden Netzwerken und kontextbewusste Berechnungen unter Nutzung von Netzwerkressourcen sind für das IoT erforderlich. Der Übergang zu ubiquitären Informations- und Kommunikationsnetzwerken ist bereits sichtbar, mit der zunehmenden Verbreitung von WiFi und 4G-LTE drahtlosem Internetzugang. Um jedoch das Ziel des IoT zu erreichen, müssen sich die Rechenkriterien über die Standard-Szenarien des mobilen Rechnens hinaus entwickeln, die Smartphones und tragbare Geräte umfassen, um die Verbindung gängiger existierender Dinge und die Einbettung von Intelligenz in unsere Umgebung einzuschließen. Damit Technologie aus dem Bewusstsein des Nutzers verschwindet, erfordert das IoT:

• ein gemeinsames Wissen über die Umstände seiner Nutzer und deren Ausrüstung,
• Softwarearchitekturen und allgegenwärtige Kommunikationsnetzwerke, um die kontextuellen Informationen zu verarbeiten und dorthin zu übermitteln, wo sie relevant sind, und
• Mit diesen drei grundlegenden Grundlagen können intelligente Konnektivität und kontextbewusste Berechnungen erreicht werden.

Warum ist IoT wichtig?

Das IoT ist wichtig, weil es sowohl Einzelpersonen als auch Unternehmen nützliche Daten und Analysen bereitstellen kann. Es erhöht auch die Benutzerfreundlichkeit, indem mehrere Geräte einfach über Smartphones oder spezifische Befehle gesteuert werden können.

Im letzten Jahrzehnt ist IoT zu einer der wichtigsten Technologien des 21. Jahrhunderts geworden. Wir können jetzt Objekte über intelligente Geräte mit dem Internet verbinden, wie zum Beispiel Haushaltsgeräte, Autos, Thermostate und Industriemaschinen. Intelligente Geräte können Daten mit minimalem menschlichen Eingriff teilen und sammeln, indem sie kostengünstige Computertechnik, die Cloud, Big Data, Analytik und mobile Technologien nutzen. In der heutigen hypervernetzten Welt können digitale Systeme jede Interaktion zwischen verbundenen Geräten aufzeichnen, überwachen und ändern. Die reale und die digitale Welt prallen aufeinander, ergänzen sich aber auch. Die wichtigsten Vorteile der IoT-Objekte lassen sich in drei Bereiche unterteilen:

1. Interkonnektivität: Dies ist die zentrale Säule des IoT. Es ermöglicht die nahtlose Integration von intelligenten Geräten und erlaubt es den Nutzern, alle über eine einzige Schnittstelle zu bedienen. Mit einem IoT-fähigen Sensor können Sie beispielsweise seinen Status direkt von Ihrem Telefon aus überprüfen, ohne im selben Raum zu sein. Interkonnektivität ist auch das, was es Ihren intelligenten Geräten ermöglicht, nahtlos miteinander zu arbeiten und Daten auszutauschen.
2. Kommunikation: Wenn es um IoT geht, gehen Kommunikation und Vernetzung Hand in Hand. Kommunikation geht einen Schritt weiter als Interkonnektivität, indem sie es Geräten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren und sich gegenseitig zu steuern. Kommunikation geht einen Schritt weiter als Interkonnektivität, indem sie es Geräten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren und sich gegenseitig zu steuern. Diese Kommunikation zwischen den Geräten hilft Unternehmen, potenzielle Schwierigkeiten auf kommerzieller Ebene zu antizipieren. Die Kommunikation zwischen Geräten kann den Nutzern mitteilen, ob eine Komponente gewartet werden muss, bevor sie ausfällt, sodass das Unternehmen die Ausrüstung warten kann, bevor der Arbeitsablauf unterbrochen wird. Diese Geräte können oft den genauen Abschnitt der Maschine identifizieren, der nicht funktioniert, wodurch die Zeit, die ein Techniker vor Ort mit der Lokalisierung und Reparatur des Problems verbringen muss, verkürzt wird.
3. Automatisierung: Da die Geräte miteinander vernetzt und in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren, können sie oft so eingestellt werden, dass sie bestimmte Funktionen automatisch ausführen. Wenn wir wieder die Analogie des Smart Homes verwenden, kann die Automatisierung den Kunden helfen, ihre Morgenroutine zu beenden. Mit der richtigen Smart-Technologie in Ihrem Zuhause können Sie Ihre Kaffeemaschine so einstellen, dass sie jeden Morgen zur gleichen Zeit brüht, und Ihren Wecker so programmieren, dass er zur gleichen Zeit klingelt, was Ihnen hilft, Ihren Zeitplan konsistent zu halten. Automatisierung gewinnt auf Unternehmensebene erheblich an Bedeutung. Einige Landwirte haben Wege gefunden, das IoT zu nutzen, um die Effizienz ihrer Gewächshäuser zu verbessern. Intelligente Gewächshäuser können Pflanzen mit minimalem menschlichen Eingriff wachsen lassen, indem sie Klima, Beleuchtung, Luftzirkulation und Wasserverbrauch regulieren.

Was ist der Zweck des IoT?

Das IoT ist die Zukunft der intelligenten Geräte, auf die Technologieunternehmen seit Jahrzehnten hinarbeiten. Die Prämisse hinter dem Konzept ist, dass das Hinzufügen von Sensoren und künstlicher Intelligenz (KI) zu Geräten die Effizienz steigern und das Spektrum der Dienstleistungen erweitern kann, die ein einzelnes Gerät erbringen kann. Während das Konzept des Internet der Dinge schon lange existiert, ist es dank jüngster Fortschritte in verschiedenen Technologien erst jetzt Wirklichkeit geworden.

• Zugang zu kostengünstiger, energieeffizienter Sensortechnologie: IoT-Technologie ermöglicht es mehr Herstellern, wirtschaftliche und zuverlässige Sensoren zu produzieren.
• Konnektivität: Eine Vielzahl von Internet-Netzwerkprotokollen hat es einfach gemacht, Sensoren mit der Cloud und anderen "Dingen" für einen schnellen Datentransfer zu verbinden.
• Cloud-Computing-Plattformen: Cloud-Systeme werden leistungsfähiger, sodass Organisationen und Verbraucher auf Infrastruktur zugreifen können. Sie müssen sich erweitern, ohne alles selbst verwalten zu müssen.
• Maschinelles Lernen und Analytik: Unternehmen können dank der Entwicklungen im Bereich Machine Learning und Analytik sowie dem Zugang zu vielfältigen und großen Datenmengen, die in der Cloud gespeichert sind, schneller und einfacher Erkenntnisse gewinnen. Diese Technologien werden durch die von IoT generierten Daten gespeist.
• Konversationelle künstliche Intelligenz (KI): Die Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP) wurde dank Fortschritten in künstlichen neuronalen Netzwerken auf IoT-Geräte (wie digitale persönliche Assistenten Alexa, Cortana und Siri) gebracht, wodurch sie ansprechender, kostengünstiger und für den Heimgebrauch praktikabler geworden sind.

Wie funktioniert IoT?

Um den Nutzern intelligente Dienste bereitzustellen, besteht die IoT-Architektur aus physischen Objekten, die in ein Kommunikationsnetzwerk integriert und durch Rechentechnik unterstützt werden. Die IoT-Architektur besteht aus drei Schichten:

1. Wahrnehmungsschicht: Die physischen Sensoren des IoT, die Daten sammeln und interpretieren, werden in der ersten Schicht, der Objekte (Geräte) oder Wahrnehmungsschicht, dargestellt. Diese Schicht enthält Sensoren und Aktoren, die unter anderem Position, Temperatur, Gewicht, Bewegung, Vibration, Beschleunigung und Feuchtigkeit abfragen können. Die Wahrnehmungsschicht muss standardisierte Plug-and-Play-Verfahren anwenden, um heterogene Objekte zu konfigurieren. Durch sichere Verbindungen digitalisiert die Wahrnehmungsschicht Daten und sendet sie an die Objektabstraktionsschicht.
2. Netzwerkschicht: Diese Schicht ist diejenige, in der die großen Daten des IoT generiert werden. Die Objektabstraktion verwendet sichere Kanäle, um Daten von der Objektebene zur Servicemanagementebene zu transportieren. RFID, 3G, GSM, UMTS, WiFi, Bluetooth Low Energy, Infrarot, ZigBee und andere Technologien können alle zur Übertragung von Daten verwendet werden. Andere Funktionen, wie Cloud-Computing und Datenmanagement, werden ebenfalls auf dieser Ebene ausgeführt.
3. Anwendungsschicht: Kunden fordern Dienstleistungen an, die von der Anwendungsschicht bereitgestellt werden. Die Anwendungsschicht kann beispielsweise Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmetriken an einen Kunden liefern, der sie anfordert. Diese Schicht ist entscheidend für das Internet der Dinge, da sie hochwertige intelligente Dienstleistungen bereitstellen kann, die den Bedürfnissen der Kunden entsprechen. Smart Homes, Smart Buildings, Transport, industrielle Automatisierung und Smart Healthcare sind nur einige der vertikalen Bereiche, die von der Anwendungsschicht abgedeckt werden.

Was sind die Vorteile des Internets der Dinge?

Eine Vielzahl von Anwendungen wird durch die Fähigkeit des Internets der Dinge, Sensordaten bereitzustellen und die Kommunikation zwischen Geräten zu ermöglichen, vorangetrieben. Einige der beliebtesten Anwendungen und was sie erreichen, sind unten aufgeführt.

1. Neue Effizienzen in der Fertigung durch Maschinenüberwachung und Produktqualitätsüberwachung schaffen: Maschinen können kontinuierlich überwacht und bewertet werden, um sicherzustellen, dass sie innerhalb der genehmigten Toleranzen arbeiten. Durch die Überwachung von Artikeln in Echtzeit können Qualitätsmängel ebenfalls in Echtzeit erkannt und behoben werden.
2. Verbesserung der Verfolgung und Abgrenzung physischer Vermögenswerte: Die Nutzung des IoT in der vernetzten Logistik für das Flottenmanagement zur Verbesserung von Effizienz und Sicherheit ist ein Beispiel. Sie können Ring-Fencing verwenden, um sicherzustellen, dass wertvolle Vermögenswerte vor Diebstahl und Entfernung geschützt sind.
3. Verwendung von tragbaren Geräten zur Überwachung der menschlichen Gesundheitsanalytik und Umweltbedingungen: IoT-Wearables ermöglichen es den Menschen, ihre Gesundheit besser zu verstehen, und erlauben Ärzten, Patienten aus der Ferne zu überwachen. Diese Technologie ermöglicht es Organisationen auch, die Gesundheit und Sicherheit ihrer Mitarbeiter zu überwachen, was besonders nützlich für diejenigen ist, die in gefährlichen Situationen arbeiten.
4. Flottenmanagement und neue Möglichkeiten in bestehenden Prozessen: Der Einsatz von IoT in der integrierten Logistik zur Flottenverwaltung zur Verbesserung von Sicherheit und Zuverlässigkeit ist ein Beispiel. Unternehmen können IoT-Flottenüberwachung nutzen, um die Effizienz zu steigern, indem sie Lkw in Echtzeit steuern.
5. Ermöglichen von Änderungen in Geschäftsprozessen: Ein Beispiel dafür ist die Verwendung von IoT-Geräten für verbundene Anlagen, um den Zustand von entfernten Maschinen zu überwachen und Serviceanrufe für präventive Wartung auszulösen. Die Fernüberwachung von Maschinen ermöglicht auch neue Produkt-als-Service-Geschäftsmodelle, bei denen Kunden für die Nutzung eines Produkts bezahlen, anstatt es zu kaufen.

Welche Branchen können vom IoT profitieren?

Das wirtschaftliche Wachstum von IoT-basierten Dienstleistungen ist für Unternehmen erheblich. Gesundheits- und Fertigungsanwendungen werden voraussichtlich einen wirtschaftlichen Einfluss haben. Die folgenden Branchen profitieren vom IoT:

1. Einzelhandel
2. Öffentlicher Sektor
3. Gesundheitswesen
4. Automobilindustrie
5. Fertigung
6. Allgemeine Sicherheit in allen Branchen
7. Energie
8. Finanzen
9. Transport und Logistik

1. Einzelhandel

Einzelhändler können IoT-Anwendungen nutzen, um den Lagerbestand zu verwalten, das Kundenerlebnis zu verbessern, die Lieferkette zu optimieren und Kosten zu senken. Intelligente Regale mit Gewichtssensoren können beispielsweise RFID-basierte Daten sammeln und an eine IoT-Plattform übertragen, um den Bestand automatisch zu überprüfen und Warnungen auszugeben, wenn die Vorräte zur Neige gehen. Kunden können über Beacons maßgeschneiderte Rabatte und Aktionen erhalten, was zu einem ansprechenderen Erlebnis führt.

2. Öffentlicher Sektor

Im öffentlichen Sektor und in anderen dienstleistungsbezogenen Sektoren sind die Vorteile des IoT ebenso umfangreich. Staatliche Versorgungsunternehmen können beispielsweise IoT-basierte Anwendungen nutzen, um ihre Kunden über großflächige Ausfälle sowie kleinere Unterbrechungen bei Wasser-, Strom- oder Abwasserdiensten zu informieren. IoT-Apps können Daten über das Ausmaß eines Ausfalls sammeln und Dienstleistungen entsenden, um den Versorgungsunternehmen zu helfen, sich schneller von Störungen zu erholen.

3. Gesundheitswesen

Die IoT-Asset-Überwachung dient der Gesundheitsbranche auf vielfältige Weise. Ärzte, Krankenschwestern und Pfleger müssen häufig wissen, wo Rollstühle und andere Hilfsgeräte für Patienten aufbewahrt werden. Wenn IoT-Sensoren an Rollstühlen installiert sind, können sie mit einer IoT-basierten Überwachungs-App verfolgt werden. Infolgedessen ist es einfach, nachzuvollziehen, wer wo ist. Viele Krankenhausgüter können auf diese Weise verfolgt werden, um eine ordnungsgemäße Nutzung und finanzielle Abrechnung der physischen Vermögenswerte jeder Abteilung sicherzustellen.

4. Automobilindustrie

IoT-Anwendungen haben das Potenzial, der Automobilindustrie erhebliche Vorteile zu bieten. Sensoren können drohende Ausfälle von Geräten in Fahrzeugen, die derzeit auf der Straße sind, erkennen und dem Fahrer Details und Ratschläge geben, zusätzlich zu den Vorteilen der Nutzung von IoT in Produktionslinien. Dank der aggregierten Daten, die von IoT-basierten Anwendungen generiert werden, können Automobilhersteller und -zulieferer mehr darüber erfahren, wie sie Autos am Laufen halten und Autobesitzer informieren können.

5. Fertigung

Hersteller können einen Wettbewerbsvorteil erlangen, indem sie die Überwachung der Produktionslinie implementieren, die eine proaktive Wartung der Ausrüstung ermöglicht, wenn Sensoren auf bevorstehende Ausfälle hinweisen. Wenn die Produktionsleistung beeinträchtigt wird, können Sensoren dies erkennen. Hersteller können mit Hilfe von Sensorwarnungen die Ausrüstung schnell auf Genauigkeit überprüfen oder sie aus der Produktion nehmen, bis sie repariert ist. Unternehmen können dadurch die Betriebskosten senken, die Betriebszeit erhöhen und das Asset-Performance-Management verbessern.

6. Allgemeine Sicherheit in allen Branchen

IoT kann neben der Verfolgung physischer Vermögenswerte auch zur Verbesserung der Arbeitssicherheit eingesetzt werden. Mitarbeiter in gefährlichen Bereichen, wie Bergwerken, Öl- und Gasfeldern, Chemie- und Kraftwerken, müssen sich der Möglichkeit eines gefährlichen Vorfalls, der sie betrifft, bewusst sein. Wenn sie mit IoT-Sensor-basierten Systemen verbunden sind, können Personen über bevorstehende Unfälle informiert und so schnell wie möglich gerettet werden. IoT-Anwendungen werden auch in tragbaren Geräten verwendet, die die menschliche Gesundheit und Umweltdaten überwachen. Wearables, die die menschliche Gesundheit und Umweltparameter überwachen, nutzen ebenfalls IoT-Anwendungen. Nicht nur helfen diese Arten von Anwendungen den Menschen, ihre Gesundheit besser zu verstehen, sondern sie ermöglichen es Ärzten auch, Patienten aus der Ferne zu überwachen.

7. Energie

In den letzten 100 Jahren haben traditionelle Energienetze Unternehmen und Länder mit Strom versorgt, aber mit dem massiven Anstieg der Nachfrage nach elektrischer Energie hat sich das IoT als die wegweisende Technologie herauskristallisiert, die Innovationen im Bereich der Smart-Grid-Systeme vorantreibt. Traditionelle Netzbetriebe stützten sich auf einfache analoge Zähler, um die monatlichen Stromflüsse zu jedem Haushalt oder jeder Industrie zu verfolgen, aber mit dem Fortschritt intelligenter und autonomer Systeme bieten moderne Smart Grids nun Lösungen, die eine umfassende Überwachung der Energieverteilung ermöglichen, was sowohl den Verbrauchern als auch den Produzenten zugutekommt. Bezüglich der Stromerzeuger ermöglichen diese Smart-Grid-Lösungen eine genaue Überwachung der Energiebedarfe und -angebote, was ihnen eine effektive Kontrolle der Preise sowie eine Lastenverteilung ermöglicht, um das gesunde Funktionieren des Netzes aufrechtzuerhalten.

8. Finanzen

Von Gegenparteirisiko und Online-Rechnungszahlung bis hin zu Dingen, die früher greifbar waren, aber zunehmend nicht mehr sind, wie Aktienzertifikate und sogar Geld selbst, haben Finanzdienstleistungen schon lange mit dem Immateriellen zu tun.

Laut der Forschung des Deloitte Center for Financial Services hat die Finanzdienstleistungsbranche sowohl kurzfristige als auch langfristige Chancen, vom IoT zu profitieren. Durch das Sammeln und Übertragen von Daten spart das Internet der Dinge Finanzinstituten viel Zeit und Geld. Durch die Nutzung des IoT können Finanzorganisationen die Kundenzufriedenheit verbessern und gleichzeitig betrügerische Handlungen effektiver erkennen. Auf vielfältige Weise kann es das Risiko reduzieren und die Gesamtsicherheit des Bankensystems verbessern.

9. Transport und Logistik

Transport- und Logistikoperationen profitieren von einer Vielzahl von IoT-Anwendungen. Dank IoT-Sensordaten können Fahrzeuge sowohl für den Transport als auch für die Logistik basierend auf den Wetterbedingungen und der Fähigkeit des Fahrzeugs/Fahrers geroutet werden. Sensoren für Track-and-Trace- und Temperaturüberwachungsüberwachung könnten direkt im Inventar integriert werden. Temperaturempfindliche Bestände sind in der Lebensmittel- und Getränke-, Blumen- und Pharmaindustrie üblich, und IoT-Überwachungs-Apps, die Warnungen ausgeben, wenn die Temperaturen auf ein Niveau steigen oder fallen, das das Produkt gefährdet, wären sehr vorteilhaft.

Was ist Gerätemanagement im IoT?

IoT-Geräte können in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden:

• ressourcenbeschränkt und
• ressourcenreiche Geräte.

Geräte mit reichhaltigen Ressourcen sind diejenigen mit der Hardware und Software, um die TCP/IP-Protokollsuite zu unterstützen. IoT-Anwendungen basieren auf einer Vielzahl von Anwendungsprotokollen und -frameworks, einschließlich REST, CoAP, MQTT, MQTT-SN, AMQP und anderen, auf Geräten, die die TCP/IP-Protokollsuite unterstützen. Geräte, die nicht über die erforderlichen Ressourcen zur Implementierung von TCP/IP verfügen, können hingegen nicht problemlos mit ressourcenreichen Geräten, die die TCP/IP-Suite unterstützen, interagieren.

Was ist ein IoT-Embedded-System?

Die IoT-Embedded-Geräte sind die Objekte, die das einzigartige Computersystem bilden. Ein eingebettetes System ist eine Kombination aus Hardware und Software, die für eine spezifische Funktion entworfen wurde. In dieser Funktion sollten die eingebetteten Systeme anpassbar (konfigurierbar oder fest) sein. Eingebettete Systeme umfassen Industriemaschinen, landwirtschaftliche und Verarbeitungsausrüstungen, Automobile, Haushaltsprodukte, Unterhaltungselektronik, Kameras, medizinische Geräte, Smartwatches, Verkaufsautomaten, Flugzeuge und Spielzeuge sowie mobile Geräte.

Was ist ein Smart Object im IoT?

Das intelligente Objekt ist das grundlegende Element der IoT-Hardware. Dieses intelligente Objekt besteht aus Hardware-Sensoren oder Aktuatoren, die es dem Gerät ermöglichen, mit der physischen Welt um es herum zu interagieren. Mobiltelefone, Kühlschränke, Waschmaschinen, tragbare Geräte, medizinische Ausrüstung und Düsentriebwerke sind alles Beispiele für intelligente Geräte (Objekte). Grundsätzlich nutzen Objekte im IoT das Web und eindeutige Identifikatoren wie RFID-Tags oder Prozessoren, um als Teil des Internets zu existieren. Wie jeder andere moderne Computer werden Geräte von Betriebssystemen mit unterschiedlichem Grad an Raffinesse gesteuert und integrieren sich mit der physischen Schnittstellenschicht und den Netzwerk-/Transportebenen mithilfe von Treibersoftware. Spezifische Hardware kann auf einem Gerät implementiert werden, die den Bedarf an OS- oder Treiber-Overhead reduziert. Es kann jedoch allgemein davon ausgegangen werden, dass beide Software benötigt werden, um die Zuverlässigkeit und Kompatibilität durch Updates zu verbessern, mit Ausnahme bestimmter Fälle.

Was ist Cloud IoT Core?

Cloud Computing (CC) bietet einen neuen Verwaltungsmechanismus für Big Data, der die Verarbeitung von Daten und die Gewinnung wertvoller Erkenntnisse daraus ermöglicht. In den meisten Fällen folgt ein IoT-System dem Cloud-zentrierten Internet der Dinge (CIoT)-Design, bei dem reale Geräte als Web-Ressourcen dargestellt werden, die von Servern im globalen Internet verwaltet werden. Im Allgemeinen besteht ein IoT-System aus drei Haupttechnologien:

• Eingebettete Systeme (intelligente Objekte): Eingebettete Systeme verleihen Front-End-Geräten Intelligenz.
• Middleware: Middleware verbindet heterogene eingebettete Systeme von Front-End-Geräten mit der Cloud.
• Cloud-Dienste: Sie bieten umfassende Speicher-, Verarbeitungs- und Verwaltungsmechanismen.

Aufgrund der folgenden Probleme ist die Implementierung von Cloud Computing für IoT keine einfache Aufgabe:

• Synchronisierung: Da Dienste auf zahlreichen Cloud-Plattformen entwickelt werden, erschwert die Synchronisierung zwischen verschiedenen Cloud-Anbietern die Bereitstellung von Echtzeitdiensten.
• Standardisierung: Die Standardisierung von CC stellt auch eine erhebliche Herausforderung für IoT-Cloud-basierte Dienste dar, da sie mit den verschiedenen Anbietern interoperieren müssen.
• Ausbalancierung: Aufgrund von Infrastrukturunterschieden ist es schwierig, ein Gleichgewicht zwischen den Standard-Cloud-Service-Einstellungen und den Anforderungen des IoT zu finden.
• Zuverlässigkeit: Die Sicherheit von IoT-Cloud-Diensten stellt eine weitere Herausforderung dar, da es Unterschiede in den Sicherheitsmechanismen zwischen den IoT-Geräten und den Cloud-Plattformen gibt.
• Management: Das Management von CC- und IoT-Systemen ist ebenfalls ein herausfordernder Faktor, da beide unterschiedliche Ressourcen und Komponenten haben.
• Verbesserung: Die Validierung von IoT-Cloud-Diensten ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Kunden hochwertige Dienstleistungen erhalten, die ihren Erwartungen entsprechen. Derzeit sind die größten Veränderungen, die wir als Endkunden bemerken, Geschwindigkeitssteigerungen aufgrund verbesserter Infrastruktur.

Was ist 5G IoT?

Derzeit sind die Hauptveränderungen, die wir als Endbenutzer erleben, Geschwindigkeitssteigerungen durch bessere Infrastruktur. Aber Branchenführer arbeiten an der nächsten großen Sache: der 5. Generation des Internets. 4G und all seine Funktionen werden noch lange bestehen bleiben, und es scheint, dass 5G eher eine zusätzliche Funktion als ein Ersatz sein wird.

Die meisten Menschen denken, dass 5G einfach bedeutet, dass das Internet noch schneller wird, aber das Hauptziel von 5G ist es, das IoT zu unterstützen. Wie oben erklärt, bedeutet IoT, dass Millionen und Milliarden von verbundenen Geräten Informationen austauschen können. Da eine der obersten Prioritäten von 5G die Ermöglichung des IoT ist, wird die wichtigste Funktion eine geringere Latenz sein, die für Aktivitäten, die eine minimale Verzögerung erfordern, entscheidend ist. Wenn ein Auto mit der Umgebung kommuniziert, um Entscheidungen zu treffen, müssen die Daten ohne Verzögerung ausgetauscht werden, da dies fatal sein könnte. Ein weiteres großes Ziel von 5G ist es, das Internet energieeffizienter zu machen und die Rechenleistung durch die Vernetzung von Geräten zugänglicher zu machen.

Was sind die Herausforderungen des IoT?

Die Bewertung der Leistung von IoT-Diensten ist eine zentrale Herausforderung. Die wichtigsten Herausforderungen des IoT sind unten aufgeführt:

• Verfügbarkeit: Die Verfügbarkeit des IoT muss auf Hardware- und Softwareebene realisiert werden, um den Kunden jederzeit und überall Dienstleistungen anzubieten. Die Verfügbarkeit von Software bezieht sich auf die Fähigkeit der IoT-Anwendungen, gleichzeitig Dienstleistungen für alle an verschiedenen Orten bereitzustellen. Hardware bezieht sich auf die Fähigkeit eines Geräts, jederzeit mit IoT-Funktionalitäten und -Protokollen kompatibel zu sein.
• Zuverlässigkeit: Zuverlässigkeit bezieht sich auf das ordnungsgemäße Funktionieren des Systems gemäß seiner Spezifikation. Das Ziel der Zuverlässigkeit ist es, die Erfolgsquote der IoT-Dienstbereitstellung zu verbessern. Es hat eine enge Beziehung zur Verfügbarkeit, da wir durch Zuverlässigkeit die Verfügbarkeit von Informationen und Dienstleistungen über die Zeit garantieren. Wenn es um den Bereich der Notfallanwendungen geht, ist Zuverlässigkeit noch wichtiger und hat strengere Standards. In diesen Systemen ist der kritische Teil das Kommunikationsnetzwerk, das ausfallsicher sein muss, um eine zuverlässige Informationsverteilung zu gewährleisten. Zuverlässigkeit muss in Software und Hardware in allen IoT-Schichten implementiert werden. Um ein effizientes IoT zu haben, muss die zugrunde liegende Kommunikation vertrauenswürdig sein, denn zum Beispiel kann eine unzuverlässige Wahrnehmung zu langen Verzögerungen, Datenverlust und letztendlich zu falschen Entscheidungen führen, was alles zu tragischen Szenarien führen und das IoT weniger zuverlässig machen kann.
• Mobilität: Die meisten Dienstleistungen sollen an mobile Nutzer geliefert werden, daher ist Mobilität ein weiteres Problem für die IoT-Implementierung. Eine der grundlegenden Prinzipien des Internets der Dinge ist es, Menschen unterwegs mit ihren gewünschten Diensten verbunden zu halten. Wenn mobile Geräte von einem Gateway zum anderen wechseln, können sie Serviceunterbrechungen erleben.
• Leistung: Da die Leistung von IoT-Komponenten von der zugrunde liegenden Technologie abhängt, ist die Berechnung der Leistung von IoT-Diensten eine Herausforderung. Um die Erwartungen der Kunden zu erfüllen, muss das IoT, wie andere Systeme, weiterhin seine Dienste erweitern und verbessern. Um die größtmögliche Leistung zu einem erschwinglichen Preis für die Kunden zu liefern, müssen IoT-Geräte überwacht und bewertet werden. Verarbeitungsgeschwindigkeit, Verbindungsgeschwindigkeit, Gerätegröße und Kosten sind alles Metriken, die zur Bewertung der IoT-Leistung verwendet werden können.
• Verwaltung: Die Verbindung von Milliarden oder Billionen von intelligenten Geräten stellt Dienstanbieter vor gewaltige Herausforderungen bei der Verwaltung der Aspekte Fehler, Konfiguration, Abrechnung, Leistung und Sicherheit (FCAPS) dieser Geräte. Dieser Verwaltungsaufwand erfordert die Entwicklung neuer leichter Verwaltungsprotokolle, um das potenzielle Verwaltungs-Albtraum zu bewältigen, das aus der Einführung des IoT in den kommenden Jahren entstehen könnte. Das Management von IoT-Geräten und -Anwendungen kann ein effektiver Faktor für das Wachstum von IoT-Implementierungen sein.
• Skalierbarkeit: Die Fähigkeit, neue Geräte, Dienstleistungen und Funktionen für Kunden hinzuzufügen, ohne die Qualität der bestehenden Angebote zu beeinträchtigen, wird als IoT-Skalierbarkeit bezeichnet. Es ist nicht einfach, neue Operationen hinzuzufügen und neue Geräte zu unterstützen, insbesondere wenn es so viele verschiedene Hardware-Plattformen und Kommunikationsprotokolle zu berücksichtigen gibt. Um erweiterbare Dienste und Operationen zu ermöglichen, müssen IoT-Anwendungen von Grund auf neu entwickelt werden.
• Interoperabilität: Aufgrund der Notwendigkeit, eine große Anzahl heterogener Dinge zu verwalten, die zu mehreren Plattformen gehören, ist die End-to-End-Interoperabilität ein weiteres Problem für das IoT. Interoperabilität sollte sowohl von Anwendungsentwicklern als auch von IoT-Geräteherstellern berücksichtigt werden, um die Bereitstellung von Dienstleistungen für alle Kunden unabhängig von den Spezifikationen der verwendeten Hardwareplattform zu gewährleisten.
• Sicherheit und Datenschutz: Sicherheit stellt eine erhebliche Herausforderung für IoT-Implementierungen dar, da es an gemeinsamen Standards und Architekturen für IoT-Sicherheit mangelt. In heterogenen Netzwerken wie im Fall des IoT ist es nicht einfach, die Sicherheit und Privatsphäre der Nutzer zu gewährleisten. Die Kernfunktionalität des IoT basiert auf dem Austausch von Informationen zwischen Milliarden oder sogar Billionen von Internetverbindungsobjekten. Ein offenes Problem in der IoT-Sicherheit, das in den Standards nicht berücksichtigt wurde, ist die Verteilung der Schlüssel zwischen den Geräten. Andererseits sind Datenschutzprobleme und Profilzugriffsoperationen zwischen IoT-Geräten ohne Störungen äußerst kritisch. Um den Verlust oder die Gefährdung der Privatsphäre zu vermeiden, müssen jedoch Datenaustausche gesichert werden. Die zunehmende Anzahl von smarten Dingen um uns herum mit sensiblen Daten erfordert ein transparentes und einfaches Zugriffsmanagement, sodass beispielsweise ein Anbieter nur die Daten lesen kann, während ein anderer die Kontrolle über das Gerät hat.

Es gibt noch einen langen Weg vor uns, da Unternehmen und andere Interessengruppen sich auf Standards und Datenfreigabevereinbarungen einigen müssen, was angesichts der Vielfalt an Interessen und Bedenken eine herausfordernde Aufgabe ist. Wer wird die Daten besitzen? Welche Daten können, sollten oder müssen geteilt werden? Welche Protokolle sollen verwendet werden? Wir sind sicher, dass diese Probleme behoben werden, aber es wird Zeit brauchen. Bis dahin müssen wir mit dem Internet auskommen, das wir haben, und den begrenzten IoT (vernetzte Häuser, intelligentere Autos und Medizintechnologien).

Was ist ein IoT-Angriff?

Im Allgemeinen arbeiten IoT-Geräte in unterschiedlichen Umgebungen, um verschiedene Ziele zu erreichen. Ihr Betrieb hingegen muss sowohl im Cyber- als auch im physischen Bereich einen umfassenden Sicherheitsbedarf erfüllen. IoT-Systeme sind komplex und enthalten multidisziplinäre Anordnungen. Daher ist es eine Herausforderung, die Sicherheitsanforderungen mit der großflächigen Angriffsfläche des IoT-Systems aufrechtzuerhalten. Um die gewünschten Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, sollte die Lösung ganzheitliche Überlegungen einbeziehen. IoT-Geräte hingegen werden typischerweise in einem unbeaufsichtigten Umfeld eingesetzt. Folglich kann ein Eindringling physisch auf diese Geräte zugreifen. Bestimmte Geräte speichern auch Daten, die schnell abgerufen werden können. Daten können erfasst und geteilt werden, selbst wenn Sie Ihr Gerät nicht aktiv nutzen. Sicherheitskameras können beispielsweise ohne Ihr Wissen aufgerufen werden, wodurch Personen mit fragwürdigen Motiven jederzeit in Ihr Zuhause und Ihr Leben blicken können.

Ist IoT sicher?

Nein. Aufgrund der Sensibilität der Privatsphäre der Verbraucher spielen Sicherheit und Datenschutz in allen Märkten weltweit eine entscheidende Rolle. Die Anforderungen an die Sicherung von IoT-Geräten sind komplex geworden, da mehrere Technologien, von physischen Geräten und drahtloser Übertragung bis hin zu mobilen und Cloud-Architekturen, gesichert und mit anderen Technologien kombiniert werden müssen.

Datensicherheit ist ein Überbegriff für die Prozesse und Methoden, die verwendet werden, um Informationen, Daten und Systeme zu schützen. Der Schutz von Daten umfasst, sie vor unbefugtem Zugriff, Nutzung, Offenlegung, Störung, Veränderung oder Zerstörung zu bewahren. Es gibt drei grundlegende Elemente, die man bei der Informationssicherheit berücksichtigen sollte. Vertraulichkeit, Verfügbarkeit und Integrität sind drei davon.

IoT-Geräte sind typischerweise über drahtlose Netzwerke verbunden, wo das Abhören durch einen Eindringling private Informationen über den Kommunikationskanal offenlegen könnte. Aufgrund ihrer begrenzten Rechen- und Energieressourcen sind IoT-Geräte nicht in der Lage, komplexe Sicherheitssysteme zu bewältigen. Daher ist der Schutz des IoT-Systems eine schwierige und zeitaufwändige Aufgabe. Da das Hauptziel des IoT-Systems darin besteht, dass es für jeden, überall und jederzeit zugänglich ist, stehen Angriffsvektoren und -flächen Angreifern zur Verfügung.

Wie wird IoT-Sicherheit bereitgestellt?

Der Fortschritt im Bereich des maschinellen Lernens (ML) und des tiefen Lernens (DL) hat die Entwicklung verschiedener leistungsstarker Analysemethoden ermöglicht, die zur Verbesserung der IoT-Sicherheit eingesetzt werden können.

Lernalgorithmen wurden aufgrund ihrer einzigartigen Fähigkeit zur Problemlösung in vielen realen Anwendungen weit verbreitet. Lernalgorithmen werden verwendet, um Maschinen zu bauen, die sich automatisch weiterentwickeln, während sie Erfahrungen sammeln. In letzter Zeit wurden Lernalgorithmen in der Praxis weit verbreitet angewendet. Die Schaffung neuer Algorithmen sowie die Verfügbarkeit massiver Daten und der Aufstieg kostengünstiger Algorithmen haben den aktuellen Fortschritt der Lernalgorithmen vorangetrieben. ML und DL haben in den letzten Jahren einen langen Weg zurückgelegt, von einer Laborneugier zu praktischen Maschinen mit einer breiten Palette von Anwendungen.

Lernalgorithmen streben im Allgemeinen danach, die Leistung bei der Erledigung einer Aufgabe durch Training und Lernen aus Erfahrung zu verbessern. Zum Beispiel besteht bei der Erkennung von Eindringlingen die Aufgabe darin, das Systemverhalten als normal oder abnormal zu klassifizieren. Eine Leistungsverbesserung kann durch die Verbesserung der Klassifikationsgenauigkeit erreicht werden, und die Erfahrungen, aus denen die Algorithmen lernen, sind eine Sammlung von normalem Systemverhalten.

Was ist der Unterschied zwischen Cloud Computing und IoT?

Cloud-Computing ist ein weit gefasster Begriff, der sich auf eine neue Art von internetbasierter Datenverarbeitung bezieht, die eine Sammlung von verbundenen und vernetzten Geräten, Software und Internetinfrastruktur umfasst. Kunden können Hardware-, Software- und Netzwerkdienste in Anspruch nehmen, indem sie das Internet für Kommunikation und Transport nutzen.

Das National Institute of Standards and Technology (NIST) in den Vereinigten Staaten definiert Cloud-Computing als ein Zugriffsparadigma auf ein gemeinsames konfigurierbares Netzwerk von Rechenressourcen wie Netzwerken, Servern, Speichern, Anwendungen und Diensten. Einzelpersonen und Unternehmen können über Cloud-Dienste Software- und Hardwarekomponenten von Drittanbietern nutzen. Forscher und Organisationen können dank Cloud-Computing auf eine große Anzahl von Ressourcen remote, zuverlässig und kostengünstig zugreifen und diese verwalten.

Das IoT verwendet eine große Anzahl eingebetteter Geräte, wie Sensoren und Aktoren, die Big Data erzeugen, was wiederum komplexe Berechnungen erfordert, um Wissen zu extrahieren. Infolgedessen sind die Speicher- und Verarbeitungsressourcen der Cloud die besten Optionen für das IoT, um massive Daten zu speichern und zu analysieren. In den folgenden Unterabschnitten erörtern wir die Beziehung zwischen dem IoT, der Big-Data-Analyse und dem Cloud-Computing.

Was ist der Hauptunterschied zwischen IoT und IIoT?

Während die meisten bis jetzt entwickelten IoT-Systeme verbraucherorientiert waren, hat die disruptive Natur dieser Technologie die Einführung dieser Technologie in einer breiten Palette industrieller Produkte ermöglicht, was zur Entwicklung der Technologie des Industrial Internet of Things (IIoT) geführt hat.

Die Implementierung von IoT-Technologie in industriellen Umgebungen, insbesondere in Bezug auf die Instrumentierung und Steuerung von Sensoren und Geräten, die Cloud-Technologien nutzen, wird als IIoT bezeichnet. Die Maschinen-zu-Maschinen-Kommunikation (M2M) wurde kürzlich in der Industrie eingesetzt, um drahtlose Automatisierung und Steuerung zu erreichen. Mit dem Aufstieg von Cloud- und verwandten Technologien (wie Analytik und maschinelles Lernen) können Unternehmen jedoch ein neues Automatisierungsniveau erreichen und damit neue Einkommens- und Geschäftsmodelle entwickeln. Das IIoT, oft als Industrie 4.0 bezeichnet, ist die vierte Phase der industriellen Revolution. Die folgenden sind einige gängige Anwendungen für IIoT:

• Intelligente Fertigung
• Vernetzte Anlagen und präventive sowie prädiktive Wartung
• Intelligente Stromnetze
• Smarte Städte
• Vernetzte Logistik
• Intelligente digitale Lieferketten

Wie verändert IoT die Welt?

"Wenn wir Computer hätten, die alles wüssten, was es über Dinge zu wissen gibt, indem sie Daten sammeln, ohne dass wir ihnen dabei helfen, könnten wir alles verfolgen und zählen und Abfall, Verlust und Kosten erheblich reduzieren. Wir würden wissen, wann Dinge ersetzt, repariert oder zurückgerufen werden mussten und ob sie frisch oder über ihren besten Zustand hinaus waren." von Kevin Ashton.

IoT erfindet viele Objekte neu, indem es ihnen ermöglicht, verbunden zu werden. Mit IoT können Besitzer ihre Geräte aus der Ferne bedienen. Das IoT bietet viel Komfort und Bequemlichkeit im modernen, schnelllebigen Leben. Man kann sich nicht vorstellen, ohne Internet und Navigation in den Urlaub zu fahren. Lassen Sie uns einen Blick darauf werfen, wie dieser unglaubliche Durchbruch unser tägliches Leben beeinflusst.

Ein neuer Wert wird in zahlreichen Branchen in der vernetzten Gesellschaft geschaffen, indem Dinge miteinander verbunden und ihnen "Intelligenz" verliehen wird. Je mehr Dinge vernetzt werden, desto mehr entstehen neue Möglichkeiten für Dienstleister, Industrien, Gemeinschaften und Unternehmen, innovative Lösungen anzubieten, die die Welt, in der wir leben, und die Art und Weise, wie wir Geschäfte machen, verändern.

Eine Vielzahl neuer Technologien taucht auf, die neuen Wert und Möglichkeiten bieten, das nächste große "Ding" mit einer neuen Generation von Analysen und Anwendungen zu verknüpfen.