Software für Internet der Dinge

Was ist das Internet of Things (Internet der Dinge)?

Ob Smart Home, Smart Cars, Smart Office (z.B. Smart Lightning, Kopierer, Gebäudetechnik) oder Smart Production und Smart Logistics, alles soll einen Internetzugang haben und über das Netz erreichbar und verknüpft sein. Laut Gartner werden 2020 weltweit voraussichtlich über 20 Milliarden IoT Einheiten installiert sein. ¹ Das Internet der Dinge ist folglich keine einzelne Technologie, sondern ein vernetztes System von den verschiedensten Geräten, Anlagen, Sensoren (auch untereinander) und deren Software mit einer Plattform. Die erhobenen Daten werden in einer Cloud gespeichert und ausgewertet. Entscheidend für den Erfolg Ihrer Business-Ideen im Internet der Dinge ist die eingesetzte Plattform. Ebenso wichtig bei den IoT Anforderungen sind die Kosten (sowohl der Geräte als auch der Dienste), der möglichst niedrige Stromverbrauch der Geräte und die bestmögliche Reichweite und Netzabdeckung.

Beachten Sie bitte auch die aktuelle Marktübersicht der Softwarelösungen und Erklärungen zum Thema IoT (Internet of Things)

Begriffserklärungen rund um das Thema:

Wearables

Wearables sind tragbare datenverarbeitende Geräte. Dazu zählen seit langem z.B. Hörgeräte und seit einiger Zeit eben auch z.B. Smartwatches, Activity Tracker oder Kleidungsstücke, in denen Elektronik für Kommunikation oder Ortung verarbeitet sind.

Smart Home

In einem Smart Home sind zahlreiche Haushalts- und Multimedia-Geräte untereinander vernetzt und können meist über Smartphone oder Tablet und zunehmend auch per Sprachsteuerung über Zusatzgeräte bedient werden. Diese IoT Anwendungen sorgen u.a. für mehr Sicherheit (z.B. vernetzte Rauchmelder, Bewegungsmelder die eigenständig Alerts senden etc.), helfen durch gekoppelte Geräte beim Energiesparen, schalten Waschmaschinen oder Staubsaug-Roboter ein und bieten eine ganze Reihe nützlicher Haushaltshilfen an. Kern des Smart Homes ist dabei die Zentrale bzw. das Hub oder Gateway, das meist auf mehrere Funktechnologien (WLAN, Bluetooth, ZigBee, Z-wave etc.) ausgelegt ist.

M2M

M2M (Machine to Machine) ist die direkte Kommunikation von Geräten (Steuergeräte, Fernwartungseinrichtungen, Smartphones,Telematikgeräte etc.) miteinander. M2M-Anwendungen gibt es z.B. bei der Steuerung von Anlagen in der Produktion aber auch in anderen Bereichen wie der Logistik oder Telematik usw.. Hierbei werden u.a. Daten abgeglichen (z.B. Zählerablesungen, Wegstreckenberechnungen etc.). Über M2M kann auch eine Fernsteuerung bzw. eine Fernüberwachung der Maschinen bzw. Geräte erreicht werden.

LTE-M ( LTE M2M)

Low-Power Wide Area-Networks (LPWA) wurden für die sichere bidirektionale Kommunikation im Internet der Dinge (IoT) entwickelt und zeichnen sich durch geringen Stromverbrauch aus. LTE-M (Long Term Evolution-Machine Type Communications) stellt eine Variante dieser LPWA für die Kommunikation mit niedrigen Datenraten dar. LTE-M kann Anwendungen in Echtzeit unterstützen, ist kompatibel mit dem “normalen” Mobilfunk und nutzt auch die gleichen standardisierten Sicherheitsmethoden. ²

Beacons

Beacons sind Sender, die auf BLE (Bluetooth Low Energy) basieren. Sie zeigen, wie Leuchtfeuer, dass sie “da” sind. Aufgrund der begrenzten Reichweite werden sie meist in Gebäuden eingesetzt oder decken z.B. einen bestimmten Bereich (bis zu 50 Meter) vor Ladengeschäften ab. Smart Devices können durch eine entsprechende App und die Standortidentifizierung mittels Beacon z.B. gezielten über Sonder- und Produktangebote informiert werden, durch Museen oder aber zur kürzesten Schlange vor einem Stadion geleitet werden. Diese Technologie wird beispielsweise für Anwendungen in Museen, im Einzelhandel, in der Immobilienbranche oder in Flughäfen eingesetzt. Einsatzmöglichkeiten ergeben sich auch im Bereich der Industrie 4.0 bei der Identifikation von Werkstücken und Maschinen.

Ergänzend zu den allgemeinen Softwarekriterien, die in den vorangegangenen Abschnitten beschrieben wurden, finden Sie nachfolgend fachspezifische Kriterien zur Bewertung von Software zu Internet der Dinge (IoT).

Typische allgemeine Funktionen:

• Protokolle MQTT und HTTP
• Zugriffsmanagement
• Aufnahme und Versendung von Daten in eine Cloud
• Gerätemanager
• Authentifizierung
• Monitoring
• Performance Management
• Schnittstellen
• Grafische Visualisierungen
• Konfigurationsmanagement
• Update-Management
• Dependency-Management
• IoT Service management (aktivieren/deaktivieren von Verbindungen, roaming Begrenzungen, automatische Regeln und Benachrichtigungen etc.)

Weitere spezifische Kriterien und Frage-Anregungen für die Beurteilung von Software und Services (Plattformen etc.) zum Thema Internet der Dinge.

• Prüfen Sie, ob die Benutzerfreundlichkeit der Administrationstools der IoT Plattform. Sie müssen über diese Tools Ihre Geräte und Verbindungen effizient steuern können.
• Lassen Sie sich die Entwicklertools der Plattform demonstrieren. Gibt es beispielsweise grafische Entwicklungstools? Können Sie die Programmiersprachen benutzen, die Sie auch sonst verwenden?
• Da es zahlreiche verschiedene Techniken gibt, IoT Geräte zu verbinden, sollten Sie nachfragen, welche Netzwerkverbindungstechniken (Kurzstreckenfunk, Satellit, LTE-M oder Breitbandnetz) für Sie relevant sind und ob diese mit der ausgesuchten IoT Plattform kompatibel sind. Klären Sie in diesem Zusammenhang auch welche Art von SLA nötig ist. Eine IoT Plattform, die möglichst alle Verbindungstypen abdeckt, ist zukunftssicherer als eine, die nur eine Technik umfasst.
• Erkundigen Sie sich nach der Skalierbarkeit der Plattform. Es fallen enorme Datenmengen an und die IoT Plattform muss mitwachsen können. Gibt es ausreichende Im- und Exportfunktionen, falls die Daten migriert werden müssen.
• Fragen Sie nach, ob bereits Drittanbieter Cloud Machine Learning Solutions wie z.B. Amazon AWS, Microsoft Azure oder IBM Watson eingebunden sind.
• Fragen Sie nach, ob die Plattform Hadoop³ Cluster managen kann, falls Sie Applikationen mit Hilfe von Hadoop verarbeiten wollen.
• Die IoT Plattform sollte eine umfangreiche Auswahl an Analysetools bereitstellen. Fragen Sie nach dem Umfang dieser Tools und testen Sie die Performance der Auswertungen. Ist eine Echtzeit-Auswertung möglich?
• Fragen Sie nach sicheren API Schnittstellen um evtl. auch Analysetools von Drittanbietern nutzen zu können.
• Testen Sie die Tools zur Visualisierung der ausgewerteten Daten und prüfen Sie, ob diese Ihren Anforderungen entsprechen. Gibt es übersichtliche Dashboards um die eingehenden Daten zu organisieren? Können Sie diese Dashboards Ihren Erfordernissen anpassen?
• Achten Sie auf die Sicherheit. Je zahlreicher und verschiedener die Geräte und Funkverbindungen sind, desto schwieriger ist es die Sicherheit zu gewährleisten. Fragen Sie also nach möglichen Sicherheitslücken in Geräten und Anwendungen.
• Klären Sie, in welchen Regionen der IoT Plattform Anbieter Services zur Verfügung stellt und welchen Umfang diese haben. Manche Funktionen stehen nicht weltweit bei den verschiedenen Anbietern zur Verfügung. Prüfen Sie, ob Ihre Anforderungen damit abgedeckt sind.

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1	vgl. auch Presseveröffentlichung Gartner Says 8.4 Billion Connected "Things" Will Be in Use in 2017, Up 31 Percent From 2016, aufgerufen am 12.01.2018
2	vgl. auch funkschau VeröffentlichungLTE-M als Wegbereiter für das IoT, aufgerufen am 12.01.2018
3	siehe Apache Hadoop Website und Wikipedia Eintrag: Apache Hadoop, aufgerufen am 12.01.2018