Internet of Things

Wenn Dinge anfangen zu denken

Huawei im Dialog - Digitale Infrastruktur

Ob Menschen, Maschinen, Dinge oder Prozesse – die intelligente Vernetzung schreitet weiter voran. Dabei nutzen die Kommunikationswege für die auszutauschenden Daten auch eine neue, sehr effiziente Mobilfunktechnologie. So bietet das Internet der Dinge der programmierbaren Welt immer neue Lösungen.

Kisten steuern sich selbst durch logistische Netze bis auf die Ladefläche eines Lkws, Hundehalsbänder zeigen an, wenn der Vierbeiner zum Tierarzt muss, und intelligente Computer-Assistenten stimmen sich mit dem Kalender ihres Nutzers ab, um selbstständig notwendige Flug- oder Bahntickets für ihn zu kaufen: Bis 2020 soll es rund 20 Milliarden vernetzte Objekte weltweit (Quelle: Gartner) geben. Rein rechnerisch kämen dann auf jeden Menschen in Deutschland knapp drei vernetzte Geräte. Herzstück der intelligenten und drahtlosen Vernetzung, des Internets der Dinge (IdD), sind kleine Sensoren und mikroelektronische Speicherbausteine mit geringem Energiebedarf und Herstellungskosten, die in Alltagsdinge eingebaut werden und Informationen sammeln, analysieren und über Funktechnologien austauschen. Durch das Internet der Dinge entstehen neue Dienste und Anwendungsmöglichkeiten, die unser Leben vollständig verändern werden. Dabei wird nicht nur die Wirtschaft wie beispielsweise die Logistikbranche profitieren, auch die Gesellschaft und deren Herausforderungen wie ärztliche Patientenbetreuung oder Ressourcenschonung erhalten durch das Internet der Dinge ganz neue Chancen. Hier stellen wir drei maßgebliche Bereichevor, die vom Internet der Dinge profitieren.

Das Auto als Chauffeur

Mit über 400 Milliarden Euro Umsatz allein im Jahr 2015 und rund 770.000 Mitarbeitern zählt die Automobilbranche zur größten Industriebranche Deutschlands und zu den erfolgreichsten Automobilproduzenten weltweit. Damit die Branche ihre Vorreiterrolle nicht verspielt, muss sie ihren Vorsprung im Bereich automatisiertes Fahren weiter ausbauen. Schon jetzt bezeichnen Insider die Fahrzeuge von heute mit ihren Notfallfunktionen wie Kollisionsschutz oder Stauende-Warnungen als Computer auf vier Rädern. Getoppt werden diese technischen Möglichkeiten zukünftig durch das hoch automatisierte Fahren, HAF genannt. Hier wird das Auto streckenweise zum Chauffeur, sodass sich der Fahrer anderen Tätigkeiten zuwenden kann. Das Auto wird unter anderem in der Lage sein, Signale von der Straße oder von anderen Autos zu empfangen und rechtzeitig auf Nässe oder Glätte zu reagieren und auch schon im Vorfeld zu wissen, wo ein Stau droht. Klingt surreal, ist es aber nicht. Audi hat bereits verkündet, das „pilotierte Fahren“ auf deutschen Autobahnen bis 2020 zu realisieren. Eine der Grundvoraussetzungen dafür sind lückenlose Mobilfunknetze entlang der Autobahnen und intelligente Verkehrsinfrastrukturen. Ebenfalls gehören die Anpassung rechtlicher Rahmenbedingungen sowie eine hundertprozentige Absicherung der Daten auf den Arbeitsplan der Verantwortlichen. Ein entsprechender Gesetzesentwurf ist inzwischen auf den Weg gebracht worden, der eine Änderung im Straßenverkehrsgesetz vorsieht.

Energiesparend und intelligent

2016 wurden drei Energiegesetze verabschiedet, darunter das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende. Dieses beinhaltet, dass ab diesem Jahr Smart-Metering-Systeme bei Großverbrauchern und –erzeugern und ab 2020 bei Privathaushalten mit einem Jahresstromverbrauch von über 6.000 kWh installiert werden. Diese intelligenten Stromzähler bedeuten für Energienetzbetreiber neue Pflichten, aber auch neue Möglichkeiten. Gab es bisher einen Ablesetermin im Jahr, werden intelligente Zähler viertelstündlich die Werte für Einspeisung und Entnahme von Energie erfassen. Alle Daten werden in einem Gateway gespeichert und weitergegeben. Das verbessert die effiziente Planung des Netzausbaus und ist somit Basis für Smart Grid, die intelligenten Energienetze, die zukünftig die Einspeisung dezentral produzierten Stroms kontrollieren und steuern, sodass der schwankende Energiezufluss aus regenerativen Quellen ausgeglichen, die Spannung konstant gehalten und Totalausfälle verhindert werden. Da Wasser-, Gas- und Stromzähler meist in Kellern angebracht sind, stoßen hier bisherige Mobilfunkverbindungen an ihre Grenzen. Notwendig ist ein Modul, dessen Funksignale auch Kellerwände durchdringen können und das gleichzeitig ohne externe Stromversorgung auskommt. Bestens dafür geeignet ist Narrow Band IoT (NB‑IoT). Die neue Art der schmalbandigen Kommunikation ist bestens geeignet für die Übertragung von kleinen Datenmengen über lange Zeiträume an schwer zugänglichen Stellen. Dabei verbindet NB-IoT Geräte auf einfache und effiziente Weise in bereits etablierten Mobilfunknetzwerken ohne viel Energieverbrauch oder hohe Komponentenkosten. NB-IoT ist nicht nur für Smart Metering interessant. Das Marktforschungsunternehmen Machina Research schätzt, dass im Jahr 2024 fast 14 Prozent der Kommunikationsverbindungen zwischen Maschinen (M2M) die Technologie nutzen.

Vom Feld in den Fahrstuhl

Im Stall sammeln Sensoren die Gesundheits-und Leistungsdaten von Tieren und warnen den Landwirt über das Smartphone, wenn etwas mit seinem Vieh nicht in Ordnung ist. Auf dem Feld bohren Roboter an freien Stellen kleine Löcher und pflanzen Samen: Die Landwirtschaft entwickelt sich rasant zu einer digitalisierten Branche. Schon heute nutzt mehr als jeder Zweite in der Branche (53 Prozent) digitale Lösungen, ermittelte eine Studie des Digitalverbands BITKOM. Neue Sensortechniken und miteinander kommunizierende Maschinen geben dem landwirtschaftlichen Unternehmer ganz neue Möglichkeiten an die Hand. Sie optimieren Betriebsabläufe, verbessern die Tierhaltung und schonen die Umwelt. Allerdings benötigt der Bauernhof 4.0 dafür eine mobile Breitbandabdeckung. Dabei werden an das Netz noch nicht einmal hohe Bandbreitenanforderungen gestellt, um das Internet der Dinge auch in der Agrarwirtschaft nutzen zu können.

53 Prozent der Menschen lebten 2014 weltweit in Städten. Und die Urbanisierung wird weiter ansteigen. Für die Mobilität der Citybewohner sind funktionierende Fahrstühle und Rolltreppen eine Notwendigkeit. Auch in diesem Bereich sorgt das Internet der Dinge für erhebliche Verbesserungen. In vernetzten Aufzügen, und Rolltreppen sammeln und vergleichen Sensoren Daten von Mechanismen und Motoren und ermöglichen somit die frühzeitige Erkennung von Defekten. Eine rechtzeitige Wartung verhindert den Ausfall und erhöht somit die Zuverlässigkeit der Industrieprodukte. Der Schindler Konzern ist einer der weltweit führenden Anbieter. Die neue Lösung zur Anbindung von Aufzügen und Fahrtreppen über das Internet der Dinge ist ein wichtiger Bestandteil von Schindlers digitaler Plattform und ermöglicht ein verbessertes Monitoring, Analyse und Verarbeitung von Datenströmen.

Dieser Artikel erschien im Einblick Politikbrief, Ausgabe 01/2017: Download Politikbrief 01/2017