IOT-Ökosystem – verständlich erklärt

Das Internet der Dinge (Internet of Things – IOT) ist aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken, kaum noch eine mittlere oder große Firma, die ohne ein IOT-Ökosystem arbeitet. Doch woraus bestehen IOT-Ökosysteme? Was sollte man bei der Planung berücksichtigen und welche Komponenten sind entscheidend für das, was der Engländer als IOT Ecosystem bezeichnet? Häufig wird geglaubt, dass das IOT im Wesentlichen aus Sensoren besteht, die den Aufenthaltsort eines Gegenstands oder den Zustand dessen ermitteln und einer Software-Plattform, die das alles anzeigt. Aber das wäre deutlich zu kurz gegriffen. Um ein funktionierendes IOT-Ökosystem zu haben, welches den Anwendern deutlichen Nutzen bringt, braucht es viel mehr. Damit solche Systeme zu haben, die spürbare Vorteile und damit auch Profit bringen, braucht es vor allen Dingen:

• Maßgeschneiderte Lösungen für den Einzelfall
• Die richtigen Komponenten
• Die richtigen Verbindungen (Konnektivität)
• Sinnbringende IOT-Plattform-Funktionen
• Guten Support während Installation und Betrieb

Dazu reicht es eben nicht aus, nur irgendwelche Sensoren zu erwerben oder RFID-Chips auf Paletten zu kleben und eine Standard-Software zu kaufen, sondern beraten durch IOT-Experten genau das IOT-Ökosystem aufzubauen, was im Einzelfall den größtmöglichen Nutzen aus der Vernetzung verschiedener Informationen bringt.

Was ist ein IOT-Ökosystem überhaupt?

Ein IOT-Ökosystem ist im Optimalfall ein das funktionierende und Nutzen bringende Zusammenspiel von vier Elementen:

1. Endgeräte („Things“): Hier werden häufig Sensoren eingesetzt, die Daten sammeln und Veränderungen melden. Sensoren senden zumeist Daten an eine Cloud im IOT-Ökosystem. Aktoren bewirken Aktionen, nachdem Daten und Befehle empfangen worden sind.

2. Konnektivität: Die richtige Konnektivität ermöglicht den Austausch von Informationen zwischen den verschiedenen Komponenten, z.B. zwischen Sensor und Auswertetools für die Daten und dann wieder zu Aktoren. Dazu passieren Daten Gateways, um die Cloud zu erreichen und nutzen Netzwerkprotokolle für den Transport der Daten.

3. In der Cloud findet die Datensammlung und -Verarbeitung statt, entscheidend ist hier für die Echtzeitverarbeitung großer Datenmenge die Nutzung hochleistungsfähiger Systeme. Die lokale Verarbeitung von Daten kann auch mit Edge-Computing stattfinden.

4. Die Benutzeroberfläche als sichtbare Komponente erlaubt die Steuerung und Visualisierung der Systeme für den Benutzer. Heute ist die Interaktion mit einem IOT-Ökosystem nicht nur von stationären Geräten, sondern auch von Smartphones oder Tablets möglich

In einem funktionierenden IOT-Ökosystem erfassen Sensoren alle wichtigen Daten, übermitteln diese über Internet oder andere Techniken an einen Rechner oder in die Cloud und werden dort über Software ausgewertet, sodass automatisch entsprechende Befehle über Aktoren ausgeführt werden. Dies führt zum Beispiel:

- Zu besseren Produktionsabläufen

- Weniger Fehlern

- Ausschluss von menschlichen Fehlentscheidungen

- Optimierung von Lieferketten

- Steigerung von Absatz

- Senkung von Produktionskosten

- Erhöhung der Qualität

Komponenten der IOT-Ökosysteme – was ist wichtig?

Bei der Zusammenstellung von Komponenten für IOT-Ökosysteme werden häufig Fehler gemacht. Für ein Funktionieren eines perfekten IOT-Systems müssen die einzelnen Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sein und aus einer Komponentenfamilie jeweils auch die besten Lösungen für den Einzelfall genutzt werden. Die richtige Zusammenstellung und Auswahl der Komponenten sind ebenso wie die richtige Auswahl und Ausrichtung der Software eine wesentliche Aufgabe der IOT-Experten von staging-smartmakersio.kinsta.cloud

IOT-Geräte und Sensoren

Es gibt eine Vielzahl von IOT-Geräten und IOT-Sensoren. Die Kunst liegt darin, für den richtigen Anwendungszweck die richtigen Sensoren und Geräte zu finden, die im IOT-Ökosystem dann die bestmögliche Funktion entfalten können. Beispielsweise seien genannt:

· Passive RFID-Chips wie z.B. in Paketaufklebern oder Kaufhäusern zur Warensicherung oder Transportüberwachung. Bestehen aus einer Antenne und einer Codierung

· RFID-Chips mit Speicherfunktion: Komfortablere RFID-Chips übertragen nicht nur eine feste Kennung, sondern können auch Daten wie Feuchtigkeit, Temperatur oder Druck erfassen und speichern – dies kann z.B. zur Materialfluss-Verbesserung in der Industrie genutzt werden

· IOT-Platinen mit WLAN-Modul oder USB-Modul: Wenn Daten über weitere Strecken übertragen werden müssen und die Datenstruktur ggf. komplexer ist

· IOT-Platinen mit Mobilfunk-Konnektivität: Überall da, wo Mobilfunk-Verbindungen zur Verfügung stehen, können Daten über weite Strecken von frei beweglichen Dingen übertragen werden. Über Narrowband-Technologien auf LPWA-Basis gelingt dies auch an entferntesten Orten.

Sensoren können die unterschiedlichsten Dinge erfassen, z.B. gibt es:

- Temperatur-Sensoren

- Luftfeuchtigkeitssensoren

- Drucksensoren

- Füllstandssensoren

- Beschleunigungssensoren

- Gas-Sensoren

- Infrarot-Sensoren

- Gyroskop-Sensoren

Die jeweilige Anwendung bestimmt die Auswahl und die Technik, die optimalerweise eingesetzt wird.

IOT-Konnektivität und Kommunikation

Die Verbindung zwischen den einzelnen IOT-Elementen vom kleinsten Sensor über eine IOT-Plattform bis hin zur großen Maschine, die über Aktoren gesteuert wird, versteht man unter IOT-Konnektivität. Hohe Geschwindigkeiten und die Kompatibilität der unterschiedlichen Komponenten stellen oft eine Herausforderung für IT-Administratoren dar. Ein IOT-Ökosystem kann dann gut funktionieren, wenn ein hoher Datendurchsatz bei großer Skalierbarkeit gegeben ist und nur ein Minimum an Latenz toleriert werden muss. Große Bandbreiten erleichtern ein IOT-Ökosystem dabei.

IOT-Datenmanagement und Datenspeicherung

Erst aus einem vernünftigen Datenmanagement erwachsen die deutlichen Vorteile eines IOT-Ökosystems. In vielen Firmen verbleibt ein Großteil der gesammelten Daten ungenutzt und dient nicht der Optimierung von Prozessen. Mit Softwarelösungen wie thingshub gelingt es z.B. die IOT-Daten für maßgeschneiderte Lösungen und Verbesserung von Abläufen und Verkäufen zu nutzen. Probleme können bei richtigem Datenmanagement schneller erkannt und gelöst werden, was zu geringeren Ausfallzeiten führt.

Intelligente IOT-Analysen

Erst durch intelligente IOT-Analysen werden aus einer riesigen Datensammlung auch echte Vorteile für das Unternehmen, welches IOT-Techniken einsetzt. Die Daten müssen nicht nur gesammelt und ggf. gespeichert werden, sondern in der Auswertung und den daraus getroffenen Ableitungen liegt der wahre Nutzen für ein Unternehmen. Hier unterscheiden sich die IOT-Firmen deutlich voneinander.

IOT-Sicherheit und Datenschutz

Überall, wo Daten gesammelt, übertragen und gespeichert werden, muss man die Belange des Datenschutzes und der Sicherheit beachten. Erfasste und übertragene dürfen ebenso wie gespeicherte Daten nicht in unbefugte Hände gelangen. Durch moderne Übertragungsprotokolle und Datenspeichermethoden kann man hier größtmögliche Sicherheit erlangen.

IOT-Plattformen und Middleware

Um in einer IOT-Umgebung harmonische Kommunikation zwischen allen Elementen herzustellen und optimale Auswertungen zu erhalten, bedarf es teilweise einer Middleware, d.h. einer Software, die zwischen zwei Systemen steht und natürlich einer IOT-Plattform, die das IOT auch optisch für den Nutzer visualisiert und die Steuerung leicht ermöglicht. Lösungen wie Thingshub erlauben den Zugang dabei auch über bequeme Web-Oberflächen.

Fazit IOT Ökosystem

Wer ein perfektes IOT-Ökosystem aufbauen will, braucht nicht nur erstklassige und moderne IOT-Sensoren und Geräte, sondern vor allen Dingen eine optimale Vernetzung und Abstimmung der Komponenten. Erst durch die richtige Software, die für jeden Einzelfall auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden muss, wird ein größtmöglicher Nutzen für den Anwender daraus, was sich in Profitabilität, Qualität und Umsatz bemerkbar machen kann. Im 21.Jahrhundert sind mittlere und größere Betriebe ohne funktionierende IOT-Ökosysteme kaum noch denkbar. Die Daten aus dem IOT-Ökosystem bringen – richtig koordiniert und zeitnah ausgewertet echte Vorteile für jedes Unternehmen.

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