Geschichte, Technologie, Risiken
Vom Internet der Dinge zu Apps für Dinge
Das Schlagwort Internet der Dinge ist zurzeit in aller Munde. Es beschreibt die Vernetzung von Gegenständen jeder Art, in verschiedenen Anwendungsbereichen, über Internet-Protokolle. Die Anwendungsbereiche erstrecken sich von vernetzten Hausgeräten oder Gadgets über öffentliche Infrastruktur bis hin zu industriellen Anwendungen.
Dabei wurde die Vision des Internets der Dinge schon früh, nämlich 1999, vom Technologie-Pionier Kevin Ashton vom MIT geprägt, damals jedoch mit dem Fokus auf Dinge, die mit RFID-Tags ausgestattet sind. Über diese ursprünglich rein passiven Tags kann ein virtuelles Abbild dieser Objekte im Internet realisiert werden.
Heute wird der Begriff des Internet der Dinge viel breiter verwendet, und passive Objekte sind nur ein Teil dieser Vision, die aktuell viel stärker über die Vernetzung und Digitalisierung von alltäglichen Gegenständen geprägt ist. In den letzten 10 Jahren war zudem ein enormer Fortschritt in Hinblick auf energieeffiziente und kostengünstige Vernetzung sowie Betriebssysteme für das Internet der Dinge zu verzeichnen.
- Internet of Things im Alltag
Milliarden vernetzter Geräte – das wird das Internet of Things bringen. Gleichzeitig könnte das Internet der Dinge unseren Alltag gehörig verändern, wenn Fahrzeuge. Maschinen oder Hausgeräte untereinander kommunizieren und aufeinander reagieren. - ConnectedDrive
Wer den geparkten BMW nicht mehr findet, kann dessen Geo-Position auf sein iPhone oder Android-Handy senden lassen. - ConnectedDrive
Die Integration des Apple iPhone in das ConnectedDrive-System hat bei BMW bereits stattgefunden. - M2M im Alltag
In großen M2M-Projekten müssen M2M-Hardware, M2M-Software sowie M2M-Netzwerke über viele Länder der Welt hinweg perfekt zusammen spielen. - ConnectedDrive
Im Laufe der Jahre ist das Drehrad zur Steuerung des BMW ConnectedDrive-Systems, rechts im Bild, immer intelligenter geworden. - ConnectedDrive
Das jüngste ConnectedDrive System besitzt bereits eine fest verbaute M2M-SIM. - M2M-Terminals
NetComWireless gehört zu den vier wichtigsten M2M-Terminal-Lieferanten des M2M-Weltmarktführers Vodafone. Im Inneren dieses Routers stecken Mobilfunk-Sender und Empfänger samt Vodafone-SIM-Karte. Maschinen und andere Dinge werden über die gelbe Ethernet-Buchse lokal angekoppelt. Der grüne Connector dient der PoE- und DC- Stromversorgung. - M2M-Terminals
Dieses M2M-Modul aus dem Jahre 2014 ist kaum größer als ein Fingernagel. Es eignet sich gut für IoT-Szenarien. - Bluetooth Zahnbürste
Die Braun Oral-B Bluetooth Zahnbürste kommuniziert über Bluetooth-Funk mit dem iPhone. Am Handy-Display gibt sie sofort Live-Feedback, sobald der User zu viel Druck beim Putzen auf das Gebiss bringt. - M2M-Terminals
Sierra Wireless gehört ebenfalls zu den M2M-Terminal-Lieferanten von Vodafone. Hier im Bild das Ruggedized-Modell AirLink GL6110 USB für GPRS. Im Inneren stecken Mobilfunk-Sender und Empfänger samt Vodafone-SIM-Karte. - Bluetooth Zahnbürste
IoT-Innovation aus deutschen Landen: Die Braun GmbH präsentiert die erste Bluetooth-Zahnbürste der Welt.
Vernetzung im Internet der Dinge
Während in der frühen Ausprägung des Internets der Dinge lediglich passive RFID-Tags verwendet wurden, ist durch mehrere aktuelle Standards die Verwendung von Internet-Protokollen für das Internet der Dinge möglich geworden. Dies begründet auch den Begriff Internet der Dinge im engeren Sinne. Konkret handelt es sich um mehrere Standards der IEEE und der IETF (Internet Engineering Task Force).
Zum einen wurden schon 2004 der Standard IEEE 802.15.4 für Funkverbindungen mit niedriger Datenrate (10 bis 250 Kbit/s) und hoher Energieeffizienz verabschiedet. Dieser Standard deckt die Anforderungen für viele Anwendungen gut ab, auch wenn es für spezielle Bereiche weitere Alternativen und gibt. Eine interessante Neuentwicklungen ist zum Beispiel Bluetooth 4.0 Low Energy, was auch in vielen Mobilgeräten unterstützt wird.
Auf der Ebene der Protokolle ist es durch die aktuellen Standards der IETF, vor allem 6LowPAN und CoAP möglich geworden, Internet-Protokolle mit IPv6 und HTTP auch auf sehr eingeschränkten Geräten zu implementieren. Während andere proprietäre Standards auf neue Protokolle setzten, wurde hier gezeigt, dass IPv6 derartig optimiert werden kann, dass es auch über Netze mit IEEE 802.15.4 eingesetzt werden kann, auch wenn diese z.B. nur eine Nutzlast von 127 Bytes in jedem gesendeten Datenblock (Frames auf ISO/OSI Schicht 2) zulassen.
Ebenso wurden mit dem CoAP-Protokoll eine vereinfachte Version des HTTP-Protokolls entworfen, die es ermöglich mit den üblichen Konzepten von HTTP wie im Web auf Ressourcen zuzugreifen. Speziell können hiermit APIs nach den sogenannte REST-Prinzipien auch für eingeschränkte Systeme erfolgen.
Mit REST-APIs werden Ressourcen als URIs beschrieben, zum Beispiel ein Sensor für Temperatur, auf die dann über standardisierte HTTP-Methoden wie GET, PUT und POST zugegriffen werden kann. Auch wenn für CoAP und 6LowPAN eine Umsetzung der Protokolle nötig ist, kann ist dies einfach und erhält die Ende-zu-Ende-Semantik von Nachrichten und Anwendungen. Der wesentliche Vorteil ist nun, dass bekannte und bewährte Konzepte eingesetzt werden können, was für die Entwicklung von Diensten von wesentlichem Vorteil ist.
Zum Beispiel kann ein Temperatursensor über die URL myhome.de/home/zimmer1/sensor1 addressiert werden. Mit CoAP kann dann über GET CoAP ://myhome.de/home/zimmer1/sensor1 beispielsweise der aktuelle Wert abgerufen werden. Daneben können Ressourcen über CoAP gefunden werden ("discovery"), oder auch Werte für Aktuatoren gesetzt werden, wie zum Beispiel Lichtschalter.