IoT

Was ist das Internet der Dinge?

Das Internet der Dinge ist ein Konzept, bei dem jedes Gerät mit dem Internet und anderen angeschlossenen Geräten verbunden wird. Es ermöglicht ein riesiges Netz von miteinander verbundenen Dingen und Menschen. Im letzten Jahrzehnt explodierte der IoT-Markt aufgrund der Einführung neuer drahtloser Kommunikationsstandards wie LPWAN.

Was ist LPWAN?

Low-Power-WAN (LPWAN) ist eine drahtlose Weitverkehrsnetztechnologie, die batteriebetriebene Geräte mit geringer Bandbreite und niedrigen Bitraten über große Entfernungen miteinander verbindet. LPWANs können Paketgrößen von 10 bis 1.000 Byte bei Uplink-Geschwindigkeiten von bis zu 200 Kbps verarbeiten. Die große Reichweite von LPWAN variiert je nach Technologie zwischen 2 km und 1.000 km. Zu den typischen LPWAN-Technologien im unlizenzierten Band (ISM) gehören LoRaWAN, Sigfox und Mioty. Im lizenzierten Band wurden LPWAN-Standards wie NB-IoT und CAT-M1 eingeführt.

Was ist LoRaWAN?

LoRa ist eine drahtlose Modulationstechnik, die von der von Semtech entwickelten und bereitgestellten Chirp Spread Spectrum (CSS)-Technologie abgeleitet ist. Es kodiert Informationen auf Funkwellen unter Verwendung von Chirp-Impulsen. Das LoRaWAN-Protokoll wird von der LoRa Alliance gepflegt.

Was ist Mioty?

Mioty basiert auf der patentierten Telegramm-Splitting-Technologie von Fraunhofer und bietet einen Durchbruch bei der Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit für große industrielle und kommerzielle IoT-Implementierungen. Wie vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI TS 103 357) definiert, teilt das Telegramm-Splitting die im Datenstrom zu transportierenden Datenpakete in kleine Teilpakete auf der Sensorebene auf. Diese Teilpakete werden dann über unterschiedliche Frequenzen und Zeiten übertragen. Ein Algorithmus in der Basisstation durchsucht das Spektrum permanent nach unzusammenhängenden Teilpaketen und setzt sie wieder zu einer vollständigen Nachricht zusammen. Dank einer ausgeklügelten Vorwärtsfehlerkorrektur (Forward Error Correction, FEC) benötigt der Empfänger nur 50 % der Funkbursts, um die Informationen vollständig zu rekonstruieren. Dies verringert die Auswirkungen von beschädigten oder verlorenen Bursts aufgrund von Kollisionen und erhöht die Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen. Das Mioty-Protokoll wird von der Mioty Alliance gepflegt.

Das IoT-Ökosystem wird sich auf die folgenden Industriesektoren auswirken:

Intelligentes Gebäude

IoT-Anwendungen ermöglichen die Steuerung intelligenter Gebäude- und Heimsysteme: Gebäudeautomatisierung und -überwachung (HLK, Beleuchtung, Aufzüge, Rauchmelder, Feuerlöscher), Gebäudenutzung und Sicherheit (Raumnutzung, Zugang, Überwachung). Dies ermöglicht eine rationelle Ressourcennutzung und spart wertvolle Ressourcen für die Zukunft.

Smart Farming

IoT-Technologie in Form von Sensoren erfasst verschiedene Indikatoren für den Bodenzustand: Feuchtigkeit, Pflanzennahrung, Temperatur usw. Es ist nicht mehr nötig, ganze Felder zu begehen, um die Pflanzen zu kontrollieren, da diese Arbeit mit intelligenten Systemen und Produkten erledigt werden kann. Zu den IoT-Anwendungsfällen in der Landwirtschaft gehören Präzisionslandwirtschaft, Überwachung des Viehbestands, Bewässerungssteuerung und automatisierte Drohnen für die Vermessung von landwirtschaftlichen Betrieben, die Kartierung von Feldern, das Sprühen von Pflanzen und vieles mehr.

Intelligente Stadt

Beispiele für intelligente Stadtlösungen wie intelligentes Parken, Lärmkartierung, intelligente Beleuchtungssteuerung usw. werden äußerst nützlich sein. Diese Anwendungen befinden sich noch in der Entwicklung, aber ihre Einführung ist unumgänglich, da die Aussichten für die öffentliche Sicherheit, die Überwachung der Luftverschmutzung und die Optimierung des Stadtverkehrs, insbesondere in Ballungsgebieten, enorm sind. Daher sind die Smart City IoT-Anwendungen eine schnell wachsende und sehr vielversprechende Branche.

Industrielles IoT (Industrie 4.0)

Zu den besten Beispielen für IoT-Anwendungen in der Industrie gehören alle Arten von Sensoren, Softwaresystemen und Big-Data-Analysen für das Betriebsmanagement und die Kontrolle in der Fertigung oder bei dezentralen Produktionsprozessen. Intelligente Maschinen verbessern die Produktivität und korrigieren häufige menschliche Fehler, insbesondere in Bezug auf Qualitätskontrolle und Nachhaltigkeit.

Intelligente Logistik

Die besten IoT-Anwendungen verfolgen und gestalten Lieferketten in Echtzeit, um Unternehmen zu helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen und Engpässe zu vermeiden. Durch die genaue Verfolgung der Verfügbarkeit von Waren in einem entfernten Lager, basierend auf der Bestellung oder der aktuellen Nachfrage, erstellen IoT-Anwendungen automatisch das beste Liefer- oder Umtauschschema, das für alle interessierten Parteien bequem ist. Gleichzeitig wird ein minimaler Arbeitsaufwand und damit die beste wirtschaftliche Wirkung der Logistik im Allgemeinen erzielt.

Intelligente Energie

Der Energiesektor, der in den nächsten 25 Jahren um 40 % wachsen wird, erfordert einen besonders sorgfältigen Ansatz bei der Planung und Organisation von Stromnetzen. Durch die Erfassung von Daten über Zeitpunkt und Art des Verbrauchs analysieren IoT-Anwendungen die Prozesse des Stromkreislaufs zwischen Versorgern und Verbrauchern, optimieren automatisch die Nutzung der Ressourcen und verbessern ihre Lieferparameter.

Intelligente Gesundheitsversorgung

IoT-Anwendungsfälle in der Medizin verändern die Behandlung von Patienten, indem sie ihren Zustand verfolgen und wichtige Informationen sammeln. Solche Lösungen liefern Daten über den aktuellen Zustand des Patienten, überwachen seine Veränderungen und warnen automatisch vor potenziellen Problemen, bevor sie kritisch werden. Die Datenanalyse mit Hilfe von Geräten zielt darauf ab, die Diagnose des Zustands der Patienten zu verbessern. Die ständige Überwachung der Patienten ermöglicht es den Ärzten, sich ein ganzheitliches und relevantes Bild vom Wohlergehen des Patienten zu machen.

Intelligente Mobilität

Schon jetzt können wir intelligente Autos nutzen, die mit unzähligen Sensoren und einer Internetverbindung ausgestattet sind, um uns maximalen Komfort zu garantieren. Weitere IoT-Anwendungsfälle sind die Fernsteuerung von Türen und Garagentemperaturen. Darüber hinaus können intelligente Autos selbstständig die Situation auf einer Straße einschätzen und die Route eines Fahrzeugs ohne menschliches Zutun korrigieren. Sie können auch zur Aktualisierung von Karten und zur Beurteilung von Verkehrssituationen eingesetzt werden.