Alles, was Sie über das Internet der Dinge wissen müssen

Den Saugroboter per App starten, die sportlichen Aktivitäten über Wearables tracken und über Sprachassistentinnen wie Siri oder Alexa seine Lieblingsmusik abspielen: Das Internet der Dinge (IoT) ist bereits Teil unseres Alltags und verschiedensten Lebensbereichen. Doch was bedeutet der Begriff in der Theorie und Praxis eigentlich genau, welche Vorteile und Herausforderungen hat das Internet der Dinge – und wie startete 1990 alles mit einem Toaster im Büro?

Ein Tag mit dem Internet der Dinge

Jeden Morgen öffnen sich zur eingestellten Zeit die Rollläden, im Bad geht automatisch die Heizung an und die Kaffeemaschine brüht schon mal die erste Tasse auf. Geht man zur Arbeit, öffnet sich das Garagentor, die Türe schließt von selbst ab und die Alarmanlage wird aktiv. Auf dem Weg zur Arbeit erhält das vernetzte Auto als Smart Car Informationen über einen Stau und schlägt von selbst eine neue Strecke vor. Und im Unternehmen kommuniziert bereits die Produktionsanlage der Smart Factory direkt mit dem Bestellsystem und der Logistik, sodass die Waren entsprechend angefertigt werden. All diese vernetzten und intelligenten Geräte und Maschinen sind Teil des Internet der Dinge, kurz: IoT oder auch Internet of Things.

Definition IoT: Was ist das Internet der Dinge?

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) verbindet physische Objekte mit der virtuellen Welt. Intelligente Geräte und Maschinen sind dabei miteinander und digital mit dem Internet vernetzt. Sie erfassen mit technologischer Hilfe relevante Informationen über ihre unmittelbare Umgebung, analysieren diese und verknüpfen sie. Auf dieser Basis erledigen die Geräte bestimmte Aufgaben. Beispielsweise misst ein Sensor die Außentemperatur, woraufhin das smarte Gerät, in das er eingebaut ist, die Heizung aufdreht. Das alles passiert automatisch, ganz ohne aktives Eingreifen des Anwendenden. Dieser kann die IoT-Geräte auf Wunsch aus der Ferne steuern, etwa über eine App auf dem Smartphone.

Möglich macht das ein Zusammenspiel aus vernetzten Komponenten wie Mikrocontrollern, Sensoren sowie Aktoren, die elektrische Impulse in Druck, Bewegung, Temperatur oder andere mechanische Größen umwandeln. IoT-Systeme sind komplex: Sie vereinen einzelne Geräte, Datenbanken und sogenannte Gateways, welche mehrere Netzwerke miteinander verbinden. Über eine meist drahtlose Schnittstelle sind sie ans Internet angebunden und versenden Daten oder erhalten umgekehrt Befehle. Im Hintergrund werden die sensiblen Daten bei der Übertragung durch Sicherheitslösungen geschützt und gesichert.

Als Technologiepartner bietet Infineon für jeden dieser Bereiche maßgeschneiderte IoT-Lösungen an, beispielsweise für die Industrie und Gerätehersteller:

  • Sense: Sensoren erfassen eine Vielzahl an Informationen aus der Umgebung, welche in digitale Daten umgewandelt werden.
  • Compute: Diese Daten werden von Mikrocontrollern verarbeitet und auf Basis der Auswertung werden Steuersignale erzeugt.
  • Actuate: Die Steuersignale werden von Aktoren erkannt, welche sie in Aktionen umwandeln.
  • Connect: Komponenten für die Konnektivität verbinden IoT-Geräte miteinander und mit Cloud-Systemen.
  • Secure: Komponenten für die Sicherheit schützen und sichern sensible Daten vor unerwünschten Zugriffen.
Warum sind Sensoren so wichtig für das Internet der Dinge?

Warum sind Sensoren so wichtig für das Internet der Dinge?

Dank seiner fünf Sinne kann der Mensch seine Umgebung erfassen – Maschinen benötigen dafür Sensoren. Als Sinnesorgane sind sie deshalb die wichtigsten Datenlieferanten im Internet der Dinge. Es gibt unterschiedliche Arten von Sensoren: zum Beispiel zur Feststellung von Temperaturen, der Feuchtigkeit, Bewegungen, des Lichts, mechanischen Drucks, CO2-Gehalts, Ultraschalls oder Luftdrucks. Der jeweilige Sensor an einem Gegenstand misst den Zustand seiner Umgebung und der Mikrocontroller im System verarbeitet die erhobenen Daten. Diese werden dann über das Netzwerk an eine Software übermittelt. Der Sensor kann via Bluetooth mit einer Smartphone-App gekoppelt sein, über die der Nutzer die Daten abliest. Alternativ werden die Informationen über das Internet an eine Cloud-Plattform gesendet, auf welcher die Daten analysiert werden. Liefert ein Sensor im Smart Home etwa die Information, dass es dunkel wird, werden die Rollläden heruntergefahren. In der Industrie können in einer Smart Factory mithilfe von Temperatursensoren beispielsweise Heiz- oder Kühlventile präzise gesteuert werden. Sie messen, wie warm oder kalt es in einem Raum oder einer Halle ist – je nach Messergebnis reagieren die Ventile.

Die Entwicklung zum IoT – es begann 1990 mit einem Toaster

Das Internet der Dinge bzw. Internet of Things als technologische Infrastruktur ist in den 2000er Jahren entstanden. Doch einen Alltagsgegenstand, der drahtlos Informationen über seinen Zustand weitergeben konnte, gab es schon früher: 1982 überwachten Informatikstudenten in Pittsburgh, USA, den Füllstand eines Getränkeautomaten über den Vorläufer des Internets. Das erste vernetzte Haushaltsgerät folgte 1990, in den Anfangstagen des World Wide Web – noch vor der ersten Webseite, die 1991 gestartet wurde: Der US-amerikanische Software- und Netzwerkexperte John Romkey sowie australische Computerwissenschaftler Simon Hackett verbanden während einer Konferenz einen Toaster mit dem Internet. Er konnte online ein- und ausgeschaltet werden – dieser Toaster gilt heute als das erste IoT-Gerät.

Den Begriff „Internet of Things“ prägte 1999 der britische Forscher Kevin Ashton. Der Experte für Sensoren- und Identifikationstechnologien am Massachusetts Institute of Technology beschrieb damit passive RFID-Tags. RFID (Radio Frequency Identification, auf Deutsch: Funkerkennung) ist eine Technologie, bei der ein Lesegerät Daten kontaktlos von einem Funketikett (Tag) lesen und speichern kann. Auch hier wurden also physische Objekte mit der virtuellen Welt verbunden, allerdings nur in einem eingegrenzten Bereich. Wenig später, im Jahr 2000, stellte der Elektronikkonzern LG die Idee eines internetfähigen Kühlschranks vor: Er sendet eine Benachrichtigung, wenn die Vorräte an Käse, Butter oder Eiern ausgegangen sind.

Die Vernetzung nahm seitdem deutlich zu: Schon 2008 waren mehr Geräte mit dem Internet verbunden, als es Menschen auf der Erde gab – wie der Netzwerkspezialist Cisco in seinem Whitepaper „How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything“ ermittelte. Gemeint waren damit nicht nur Smartphones und Computer, sondern alle möglichen Gegenstände. In Zukunft werden immer mehr Geräte smart sein: Rund 75 Milliarden Geräte weltweit werden 2025 mit dem Internet verbunden sein.

 

Was sind die Vorteile und Anwendungsbereiche des IoT?

Das Internet der Dinge ist bereits fest in unserem Leben verankert: Intelligente Geräte, oder auch „Smart Devices“, sind heute in Privathaushalten, Fabriken, Fahrzeugen, im Gesundheitswesen und Städten schnell zu finden. Dafür gibt es gute Gründe, denn durch den Einsatz von IoT ergeben sich viele Vorteile: Sie können unseren Alltag komfortabler gestalten und Produktionsprozesse durch Zeit- sowie Kostenersparnis verbessern, durch mehr Effizienz Strom bzw. Energie sparen und zugleich die Umwelt schonen. Zudem können Smart Devices den Verkehrsfluss optimieren oder auch das Leben in Megacities vereinfachen. Wir zeigen Ihnen fünf Beispiele für IoT aus verschiedenen Anwendungsbereichen:

 

IoT in der Industrie 4.0

Die Industrie 4.0 wird als vierte industrielle Revolution bezeichnet: Nach der Dampfmaschine (Industrie 1.0), der elektrischen Energie (Industrie 2.0) und der Computerisierung der Produktion (Industrie 3.0) folgt nun die smarte Vernetzung von Maschinen, Waren und Anlagen. Die gesamte Wertschöpfungskette wird digital, effizienter und intelligenter – in der Industrie spricht man deswegen auch vom Industriellen Internet der Dinge (IIoT). In weitgehend automatisierten Prozessen kommunizieren beispielsweise Produkte mit Geräten und können den nächsten Schritt in der Fertigung selbständig anstoßen. Maschinen erkennen Fehlfunktionen und fordern ihre Wartung selbst an. Fertigungsroboter und Transportfahrzeuge tauschen sich selbständig mit der Lagerlogistik aus. Neben der Effizienz steigt auch die Sicherheit für die Mitarbeitenden: Wenn Gabelstapler oder Maschinen mit Sensoren ausgerüstet sind, scannen sie ihre Umgebung und stoppen, noch bevor es zu einem Unfall kommen kann. Dank der Erfassung und Analyse von Daten entstehen zudem ganz neue Services und Geschäftsbereiche. So kann ein Unternehmen mithilfe des Internet der Dinge sein Portfolio flexibler gestalten und weitere Dienste anbieten.

In der vernetzten Infrastruktur der Industrie 4.0 können Prozesse einfacher geplant und Waren schneller produziert werden. Das spart Zeit und Lagerkosten – durch Digitalisierung und die dafür notwendige Technologie erhöhen sich jedoch gleichzeitig die Energiekosten. Laut der Studie „Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0“ von VDI wird die Wechselwirkung zwischen Digitalisierung und Ressourceneffizienz positiv gesehen. Durch IoT-Lösungen werden Ressourcen effizient genutzt, und durch energieeffiziente Komponenten erhöht sich der Beitrag zur Nachhaltigkeit, was gleichzeitig eine geringere Umweltbelastung bedeutet. Ein weiteres Potential für eine nachhaltigere Produktion steckt im Highspeed-Mobilfunknetz der Zukunft: 5G. Der Grund: Sendeanlagen suchen das Empfangsgerät und senden nur bei Bedarf. Wird eine Verbindung nicht mehr benötigt, wird sie beendet.

IoT im Smart Home

Willkommen im Smart Home: Das Licht schaltet sich abends selbstständig ein und aus, intelligente Stromzähler erfassen und regeln den Stromverbrauch. In einem Smart Home sind verschiedene Alltagsgegenstände vernetzt, zum Beispiel Kaffee- und Waschmaschinen, Kühlschränke, Thermostate oder Lichtschalter. Die unterschiedlichen Geräte sind dabei über eine Zentrale verknüpft – Hub oder Gateway genannt – und mit dem Internet verbunden. IoT-Geräte können im intelligenten Zuhause dabei nicht nur für mehr Komfort und Energieeffizienz sorgen, sondern auch für mehr Sicherheit: So leiten etwa vernetzte Überwachungskameras und Rauchmelder Informationen automatisch an die mobilen Geräte der Nutzenden weiter und kontaktieren im Ernstfall direkt den Notruf. Nutzende können im Smart Home zudem über Sprachbefehle an ihre digitale Assistenz das Licht oder die Musik steuern, das Wetter oder die Nachrichten vorgelesen bekommen oder online Waren bestellen.

 

IoT im Bereich E-Health

Das Internet der Dinge verändert das Gesundheitswesen: Wearables wie Fitnessarmbänder, Smartwatches oder Fitness-Tracker werden am Körper getragen und können Gesundheitsdaten erfassen; zum Beispiel Puls oder Blutdruck. Via App werden diese Daten anschaulich mit Diagrammen oder Grafiken ausgewertet. Zudem ermöglicht IoT im Bereich E-Health bereits smarte medizinische Geräte wie Herzschrittmacher oder Blutzucker-Messgeräte. Stellen sie ein Problem fest, alarmieren sie umgehend den Nutzenden beziehungsweise den Notdienst. E-Health-Apparate können so dafür sorgen, dass alte oder kranke Menschen sicherer zu Hause leben. Smarte Medikamentendosen stellen fest, ob Patient*innen ihre Medizin genommen haben – Sturzsensoren im Teppich melden, wenn sie gefallen sind. Auch in Kliniken kommen vernetzte medizinische Geräte zum Einsatz: Intelligente Betten liefern beispielsweise Informationen über die Auslastung. Ergebnisse aus dem Labor und Messwerte verschiedener Geräte werden dann kombiniert und automatisch zentral erfasst.

IoT in Smart Cars – vernetzte Fahrzeuge

Autos werden immer intelligenter: Smart Cars sind mit Steuereinheiten und Halbleitern ausgestattet, darunter etwa Radarsensoren. Diese messen Geschwindigkeit und Entfernung, um festzustellen, wie nah sich ein anderes Objekt oder eine Person befindet. Seit April 2018 ist außerdem jeder Neuwagen in der EU mit dem Notrufsystem „eCall“ ausgerüstet, das nach einem Unfall dank der eingebauten Mobilfunkkarte automatisch Hilfe rufen kann. Vernetzte Fahrzeuge sind zudem über WLAN oder Mobilfunk verbunden, wodurch Fahrende etwa Informationen über Staus erhalten. Über das Internet und mit Hilfe von „over the air updates“ („OTA“) kann die Software von Fahrzeugen schneller gewartet werden – ohne dass sie in die Werkstatt müssen.

In Zukunft werden vernetzte Autos darüber hinaus automatisiert fahren. Auch dafür werden verschiedene Sensoren als IoT-Komponenten benötigt: Ultraschallsensoren erkennen Hindernisse, Radarsensoren entdecken andere Verkehrsteilnehmende und messen ihre Geschwindigkeit und Position, Videosensoren liefern zusätzliche Informationen. Die vernetzten Fahrzeuge sollen den Straßenverkehr unter anderem sicherer machen. Laut der Studie „Connected Car Effect 2025“ von Bosch könnten Sicherheitssysteme und cloudbasierte Funktionen 2025 allein in Deutschland, den USA und China 260.000 Unfälle mit Verletzten verhindern.

IoT in der Smart City

Das Zeitalter der Städte: Über 50 Prozent der Weltbevölkerung lebt heute laut Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung in Städten. Die Tendenz ist steigend – bis zum Jahr 2050 wird der Anteil auf 80 Prozent geschätzt. Auch die Anzahl an Megacities mit über zehn Millionen Einwohner*innen wird steigen. Diese Entwicklungen sorgen für Herausforderungen, zum Beispiel bei der Infrastruktur oder Luftqualität. Die Städte und Megacities der Zukunft müssen deshalb nachhaltiger und sicherer werden, um die Lebensqualität der Menschen zu steigern. Unter dem Schlagwort Smart City werden Ideen und Konzepte zusammengefasst, welche dies durch vernetzte Technologien unterstützen. Sie stammen aus verschiedenen Bereichen wie Energie, Mobilität, Stadtplanung, Verwaltung oder Kommunikation. Vier Beispiele für Ideen und Konzepte:

  • Ampeln schalten den benötigten Fahrstreifen auf Grün, sobald sich ein Feuerwehrauto oder ein Bus nähert.
  • Straßenlampen schalten sich je nach Bedarf ein oder aus und könnten mit Hilfe integrierter Kameras für mehr Sicherheit sorgen.
  • Digitale Systeme steuern die Infrastruktur des öffentlichen Nahverkehrs, aber auch von Wasser-, Abwasser- und Recycling-Systemen.
  • Dienstleistungen der Verwaltung können Bürger*innen online erledigen, um Zeit und Papier zu sparen.

Wie kommunizieren IoT-Geräte in der Industrie miteinander?

Damit industrielle Prozesse im Internet der Dinge automatisiert ablaufen können, müssen Geräte ohne menschlichen Eingriff miteinander kommunizieren können. Eine Maschine-zu-Maschine-Infrastruktur (M2M, machine to machine) ermöglicht den Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen, Systemen, Automaten, Containern, Strom-, Gas- und Wasserzählern oder Robotern – und darüber hinaus mit einer zentralen Leitstelle. M2M benötigt jeweils einen Daten-Endpunkt (DEP), das ist das Gerät oder die Maschine. Zudem wird ein Kommunikationsnetz sowie ein Daten-Integrationspunkt (DIP) benötigt, beispielsweise ein Server. Praktisches Beispiel: Eine Anlage produziert Waren, über WLAN sendet sie die Menge der Rohstoffe an den Server. Dieser überwacht aus der Ferne, ob die Maschine eine Wartung oder neue Rohstoffe benötigt. Die Geräte besitzen zur Kommunikation zusätzlich zu den Sensoren einen Sender, mit dessen Hilfe sie Daten über das Kommunikationsnetz übertragen – via Mobilfunk, WLAN, Festnetz, Bluetooth, Satellitenfunk oder RFID. Der Empfänger ist eine Zentrale, so wie ein Server. Er sammelt die Informationen, verarbeitet sie und löst auf Basis der Ergebnisse eine Aktion aus.

Internet of Robotic Things (IoRT)

Neben dem Begriff IIoT (Industrial Internet of Things) bürgert sich auch langsam IoRT (Internet of Robotic Things) ein. Es ist eine Erweiterung des IoT um Roboter, die mit Hilfe ihrer Technologie selbständig wahrnehmen und interagieren können. IoRT wird als nächste Stufe der Robotik bzw. des Robotics betrachtet: Roboter kommunizieren und lernen voneinander in einem digitalen Netzwerk. Das Besondere daran ist, dass Roboter aktiv voneinander lernen können, ohne vorher vollständig auf alle möglichen Szenarien programmiert zu werden.

 

Internet of Medical Things (IoMT)

Ein Bereich mit ebenso großem Wachstumspotential ist das Internet of Medical Things (IoMT): Die smarte Vernetzung von Systemen und Dienstleitungen im Gesundheitswesen – also auch von Patient*innen sowie ärztlichem Fachpersonal. Für MedTech-Unternehmen bietet die Auswertung von Millionen generierter Daten eine Chance, die Kosten und Koordinierung im Gesundheitswesen zu verringern. Vor allem zwei Bereiche sind durch die Corona-Pandemie gewachsen: die Telemedizin und Telegesundheit. Aufgrund der Vorschriften zum Schutz vor Corona sind immer mehr Arzttermine online geplant und per Videochat durchgeführt worden. Ein Trend, der auch nach der Pandemie weiterhin Anklang finden und vorangetrieben wird – beispielsweise mit standortunabhängigen Online-Therapien, die durch Lerninhalte via App unterstützt werden. Die Vorteile liegen hierin vor allem in der Flexibilität, leichten Planung via Online-Tools und einer Zeitersparnis für alle Beteiligten.

Herausforderungen im IoT

Zahlreiche Beispiele zeigen: Die intelligenten Geräte im Internet der Dinge helfen, unseren Alltag zu vereinfachen. Sie eröffnen Chancen und Potentiale für mehr Komfort, eine bessere Kommunikation, höhere Lebensqualität und effizienteres Wirtschaften. Trotzdem bringen sie auch verschiedene Herausforderungen mit sich, die nicht außer Acht gelassen werden sollten – wie zum Beispiel die Datensicherheit im digitalen Zeitalter.

Big Data und Sicherheit im IoT

Die Menge an weltweit gesammelten Daten explodiert geradezu: Wurden 2016 noch jährlich 16,1 Zettabyte (ZB) generiert, sollen es 2025 mit 163 Zettabyte schon zehnmal so viel sein, so die Marktforschenden von IDC. Dazu tragen neben privaten Geräten wie Wearables oder Smart Speaker auch die industriellen Geräte im Internet der Dinge stark bei – mit steigender Tendenz. Sie sammeln riesige Mengen an Daten. Das schafft auch Herausforderungen beim Datenschutz und der Datensicherheit. Während sich die Datensicherheit darauf konzentriert, unbefugten Zugriff auf Daten zu verhindern, geht es beim Datenschutz um den Schutz unserer Privatsphäre.

Grundsätzlich gilt: Daten sind die Grundlage des Internet der Dinge. Ihre Auswertung und Analyse machen den Alltag erst smart. Wenn Geräte mit dem Internet bzw. digital vernetzt sind, werden sie aber auch angreifbar. Internetkriminelle können ihre Steuerung übernehmen, Daten ausspionieren oder sogar Industrieanlagen sabotieren. Zwei Angreifer drangen 2015 in das Infotainmentsystem eines vernetzten Autos ein, nur um zu zeigen, dass das problemlos möglich ist. Sie schalteten den Motor aus und das Radio an. Im schlimmsten Fall können Kriminelle auf diesem Weg sogar die Infrastruktur einer Region oder eines ganzen Landes lahmlegen: Das passierte Ende 2016 in Liberia, als dort das Internet ausfiel. Berichten zufolge hatten Angreifer Millionen IoT-Geräte zu einem Botnetz zusammengeschlossen und dann „Distributed-Denial-of-Service“ Angriffe (DDoS-Attacke) ausgeführt. Bei solchen „DDoS“-Attacken werden gleichzeitige Anfragen von zahlreichen Geräten auf einen Server geschickt – bis dieser überlastet ist und nicht mehr reagieren kann. Angreifende könnten zudem Überwachungskameras steuern, Nutzende ausspionieren oder die Übertragung abschalten. Unzureichend geschützt sind oft IoT-Geräte wie Wearables und Smart Speaker im Smart Home, denn einheitliche Sicherheitsstandards existieren hier noch nicht. In Unternehmen bzw. der Industrie 4.0 drohen Produktionsausfälle, wenn Kriminelle die smarten Maschinen lahmlegen oder sensible Daten stehlen.

 

Auch für den Datenschutz entstehen neue Herausforderungen: Die Frage ist, was mit all den Daten passiert und wo sie gespeichert werden. Der Hersteller eines Fitnesstrackers könnte mit den gesammelten Informationen zum Beispiel ein genaues Nutzerprofil erstellen und dieses mit weiteren Daten verknüpfen. Ebenso wie im Industriebetrieb müssen die Informationen vor dem Zugriff Unbefugter wirksam geschützt werden. Sonst droht nicht nur der Diebstahl der Daten: Kriminelle können auch die Identität von Privatnutzenden oder bestimmten Mitarbeitenden übernehmen und beispielsweise auf Bankkonten oder E-Mail-Postfächer zugreifen.

Aber wie lassen sich solche Attacken verhindern? Entscheidend ist, dass die Kommunikation zwischen den Geräten und Servern abgesichert ist. Effektive Schutzmaßnahmen sind beispielsweise ein zuverlässiges Zugriffsmanagement mit Sicherheits-Authentifizierung und eine Verschlüsselung der übertragenen Daten. Intelligente Geräte, vernetzte Fahrzeuge und Industrie 4.0-Anlagen müssen also unbedingt geschützt arbeiten, um Datendiebstahl, Betrug, Manipulationen oder sonstigen Angriffen effektiv entgegenzuwirken.

Mangelnde Kompatibilität und immer höhere Leistungsanforderungen

Eine Herausforderung für die Hersteller von IoT-Geräten ist zudem die geräte- und plattformunabhängige Entwicklung von Anwendungen. Sensoren, Plattformen oder Betriebssysteme arbeiten heutzutage oft nur mit bestimmten Systemen zusammen. Die Anforderungen an die einzelnen Bestandteile eines Geräts variieren deshalb. Idealerweise braucht es plattformübergreifende Hard- und Software-Lösungen und gleichzeitig für bestimmte Anwendungen eine spezifische Software. Zudem steigen die Ansprüche an die Geräte, was die Hersteller vor weitere Herausforderungen stellt. Sensoren und Halbleiter sollen immer leistungsfähiger und smarter werden, sicherer sein und nur geringe Verzögerungen aufweisen. Gleichzeitig sollen sie aber umweltfreundlicher werden und weniger Strom verbrauchen sowie möglichst klein und unauffällig sein.

Mit IoT zu mehr Nachhaltigkeit

Ob privat oder in der Industrie: Das Internet der Dinge bietet vielfältige Möglichkeiten, um Prozesse zu digitalisieren, vereinfachen und effizienter zu gestalten. Neben wirtschaftlichen Vorteilen wie der Kostenersparnis bei der Produktion bietet IoT speziell in der Industrie ein großes Potential für mehr Nachhaltigkeit und eine umweltfreundlichere Zukunft. Ein Thema mit dem sich das Weltwirtschaftsforum in einer Studie befasst hat: 84 Prozent der betrachteten IoT-Lösungen hatten das Potential, zu den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen beizutragen.

1. Weniger Rohstoffe und Ressourcen
Ein Beispiel aus dem Alltag, das wahrscheinlich jeder kennt: Durch digitale Prozesse und die Vernetzung von Systemen wird der Papierverbrauch reduziert. Wo einst jedes Dokument für die Ablage ausgedruckt und in Ordnern einsortiert wurde, ist dank Servern und Cloud-Systemen nun Platz für neues entstanden. Ganz klimaneutral ist der digitale Prozess von IoT-Lösungen dadurch nicht – jedoch legen immer mehr Unternehmen Wert auf grüne Energie und ein klimaneutrales Wirtschaften, um entstehende Emissionen auszugleichen.

2. Energieeffizienz durch IoT
Smart Buildings und Smart Homes haben eins gemeinsam: Sie sparen Energiekosten, indem der Energieverbrauch gemessen wird und daraus Potentiale für Einsparungen erkannt werden. Das Licht geht beispielsweise automatisch ein und aus, offenstehende Fenster werden erkannt und alle Systeme können jederzeit per App überwacht und gesteuert werden. Ebenso sind IoT-Anwendungen in der Energiewirtschaft ein Schlüssel für mehr Energieeffizienz – nicht zuletzt durch Halbleiterlösungen von Infineon wird die Energieeffizienz in verschiedenen Bereichen zudem gesteigert. Dazu gehört die Energieerzeugung, der Transport sowie die Speicherung der Energie und der Verbrauch. Mehr darüber, wie Infineon grüne Energie möglich macht, erfahren Sie hier: „Making green energy happen“.

Internet der Dinge: Der Beitrag von Infineon

Im Internet der Dinge ist entscheidend, dass vernetzte Geräte smart, energieeffizient und abgesichert sind. Möglich wird das nur durch Technologien, die Halbleiterunternehmen wie Infineon entwickeln oder vorangetrieben haben. So stellen etwa Sensoren die Basis des IoT dar, indem sie wichtige Daten aus ihrer Umgebung sammeln; Leistungshalbleiter formen umgekehrt Daten in elektronische Signale; Mikrocontroller steuern komplette Systeme. Die Konnektivität dieser Systeme und IoT-Geräte sowie deren Sicherheit und Schutz vor schädlichen Zugriffen wird ebenfalls durch leistungsstarke Halbleiter ermöglicht. Produkte und Lösungen von Infineon werden weltweit in zahlreichen Bereichen des IoT eingesetzt:

  • In intelligenten Städten (Smart City) arbeiten unter anderem professionelle Lichtsysteme mit LED-Technologien unseres Unternehmens.
  • Sensoren und Mikrocontroller werden für smarte Infrastruktur- und Transportsysteme eingesetzt, aber auch im intelligenten Zuhause (Smart Home).
  • Unsere drahtlosen Netzwerktechnologien für WiFi und Bluetooth sind elementare Bausteine für die smarte Vernetzung von Geräten und Systemen (Smart Connectivity).
  • In der Industrie 4.0 (Smart Factory) erfüllen neben speziellen Sensoren, Mikrocontrollern und Powermodulen auch Sicherheitschips die hohen Anforderungen in der Industrie. Sie helfen dabei, die Systeme und Geräte in der smarten Fabrik vor Angreifern zu schützen.
  • Infineon stattet außerdem vernetzte Autos (Smart Cars) unter anderem mit Radarsensoren aus. Auch im Bereich der Authentifizierung und der verschlüsselten Datenübertragungen sind unsere Halbleitertechnologien im Einsatz.

Infineon verwendet dabei innovative Materialien wie z. B. Siliziumkarbid (Silicon Carbide, SiC). Diese können höhere Lasten sowie Spannungen verarbeiten und verbrauchen zugleich weniger Energie – für mehr Nachhaltigkeit. Erfahren Sie jetzt mehr über den Beitrag von Infineon und welche Rolle Halbleiter im Internet der Dinge spielen: „Unleashing the power of IoT“.

 

Ausblick: Wie sieht die Zukunft von IoT aus?

Eins ist sicher: Das Internet der Dinge wird weiterwachsen. Vernetzte Autos bzw. Smart Cars finden in Zukunft die schnellsten und sichersten Routen. Vernetzte Straßenlaternen erfassen als Teil einer Smart City Daten über Verkehr, Sicherheit, Beleuchtung und sogar Luftqualität. Vernetzte Lufttaxis befördern Menschen in den Städten von einem Ort zum anderen. IoT ermöglicht Unternehmen zudem die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, wie z. B. vorgefertigten „Software-as-a-Service“-Anwendungen, auch SaaS genannt. Die Idee: IoT-Komplettlösungen für verschiedenste Anwendungsbereiche anzubieten. Ebenso wird die Nutzung von Produkten aus der Ferne als Product-as-a-Service, auch PaaS genannt, attraktiver. Das Prinzip dahinter: Man mietet als Unternehmen die Nutzung eines Gerätes und kann es von der Ferne aus nutzen. Angetrieben wird die Entwicklung des Internet of Things aus verschiedenen Bereichen:

  1. Beispielsweise vom Ausbau des neuen Highspeed-Mobilfunknetzes 5G: Es ermöglicht schnellere und stabilere Datenübertragungen. Das wird nötig sein, denn je mehr Geräte miteinander kommunizieren, desto größer wird auch die Datenmenge. Der Mobilfunkstandard 5G kann diese Flut bewältigen und in der Datenwolke – der Cloud – verarbeiten.
  2. Auch das sogenannte Edge Computing könnte in Zukunft immer wichtiger werden: IoT-Geräte können dann die Daten auf dem Gerät, auf dem sie entstehen, direkt verarbeiten. So kann die Datenanalyse etwa im vernetzten Auto noch schneller erfolgen als in der Cloud.
  3. Ebenso wird die Künstliche Intelligenz (KI) das Internet der Dinge vorantreiben. Computer und Algorithmen können damit eigenständig Probleme bearbeiten und werden dabei immer besser (Maschinelles Lernen). Schon jetzt nutzen laut der Studie „Digital Product Development 2025“ von PwC vier von zehn Industrieunternehmen Datenanalysen und KI für die digitale Produktentwicklung. Deshalb kann das Internet der Dinge wohl erst durch die Verknüpfung mit Künstlicher Intelligenz sein volles Potential entfalten. Zwar lernen Unternehmen dank der Analyse von Daten schon heute, wie sie ihre Produkte verbessern können. Dies lässt sich aber noch deutlich steigern, wenn die Maschinen und Algorithmen selbständig Muster erkennen können.

Möchten Sie auf dem Laufenden über das Internet der Dinge bleiben? Entdecken und folgen Sie gerne unserem IoT-Podcast #MakeIoTwork und unserem IoT-Newsroom mit weiteren spannenden Inhalten rund um die Welt des Internet of Things bei Infineon.

Die wichtigsten Fragen und Antworten zum IoT

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) verbindet physische Objekte mit der virtuellen Welt. Intelligente Geräte und Maschinen sind dabei miteinander und mit dem Internet vernetzt. Sie erfassen mit Hilfe von Sensoren Informationen über ihre unmittelbare Umgebung, analysieren und verknüpfen sie und machen sie in einem Netzwerk verfügbar. Auf dieser Basis erledigen die Geräte bestimmte Aufgaben.

Zum Internet der Dinge gehören Alltagsgegenstände im vernetzten Zuhause genauso wie vernetzte Fahrzeuge oder medizinische Geräte, die Gesundheitsdaten erfassen. Auch Konzepte zur Smart City, der vernetzten Stadt, fallen in den Bereich des IoT. In der Produktion und im Unternehmen werden Maschinen und Anlagen vernetzt, man spricht hier von der Industrie 4.0 oder dem Industrial IoT (IIoT).

Das Internet der Dinge soll die Produktivität erhöhen und unser Leben im Allgemeinen bequemer und effizienter machen. Die vernetzten Geräte und Maschinen erfassen automatisch relevante Daten aus der Umgebung und liefern Analysen. Nutzer und Unternehmen erhalten so neue Informationen, sparen Zeit und Kosten. Vieles wird automatisch von Geräten übernommen – vom Ein- und Ausschalten der Heizung oder des Lichts im Smart Home bis hin zur in-Time-Produktion von Waren in der Industrie 4.0.

Wenn Geräte und Maschinen mit dem Internet verbunden sind, können sie aus dem Netz auch angegriffen werden. Privatanwender und Unternehmen müssen also versuchen sicherzustellen, dass Kriminelle nicht die Kontrolle über die Geräte übernehmen – beispielsweise um Daten zu stehlen oder Anlagen zu sabotieren. Die Geräte sammeln zudem eine riesige Menge an Daten. Diese müssen geschützt gespeichert werden. Bislang gibt es jedoch kaum einheitliche Standards für die Sicherheit der IoT-Geräte – ebenso wenig wie für ihre Kompatibilität. Sensoren sollen zudem immer leistungsfähiger, schneller und sicherer arbeiten – und dabei möglichst wenig Energie verbrauchen.

Immer mehr Geräte und Maschinen werden in Zukunft vernetzt sein. Mithilfe der nächsten Mobilfunkgeneration 5G sowie der Weiterentwicklung von Künstlicher Intelligenz wird das Internet der Dinge einen weiteren Schub bekommen. So können Unternehmen neue und verbesserte Produkte entwickeln; der Alltag vieler Nutzer wird komfortabler und sicherer.

Letzte Aktualisierung: August 2022