IoT im Smart Home - das Internet der Dinge einfach erklärt Internet der Dinge: Daten, Geräte, Anwendungsbereiche

Was vor einigen Jahren noch als Utopie galt, ist längst möglich: Die Kaffeemaschine „spricht“ mit dem Toaster, die Türklingel sendet Live-Bilder  an das Smartphone und der smarte Lautsprecher übernimmt die Haushaltsreinigung per Saugroboter. Möglich wird dies durch das Internet der Dinge. Wir erklären, wie es funktioniert und wo das Internet of Things zum Einsatz kommt. 

Im Internet der Dinge kommunizieren Geräte automatisch

Definition: Internet der Dinge (IoT)

Bei dem auch als Internet of Things (IoT) oder „Allesnetz“ bezeichneten Internet der Dinge handelt es sich um einen Sammelbegriff für eine bestimmte Art von Technologien. Ihre Gemeinsamkeit ist die Interaktion mit Menschen bzw. ihre automatische Kommunikation untereinander, basierend auf den Messwerten von Sensoren.

Um die einzelnen Geräte bzw. Objekte innerhalb des Kommunikationssystems genau zuordnen zu können, werden sie z.B. mit RFID Funk-Etiketten oder QR-Codes gekennzeichnet. Diese immer kleiner werdende Chips und Prozessoren ermöglichen es, Gegenstände so intelligent zu gestalten, dass sie eigenständig als Sensoren und Aktoren fungieren können. Ein Beispiel hierfür ist ein Rauchmelder, der per Sensor Feuer bemerkt, Alarm schlägt und eine Nachricht an das Smartphone der Bewohner sendet.

Bei Wearables wie Fitnesstrackern werden z.B. tragbare, winzige Sensoren, in Armbändern untergebracht oder in die Kleidung ihrer Nutzer eingenäht. Gleichzeitig lassen sich diese Gegenstände untereinander oder virtuellen Systemen vernetzen.

Ein wesentlicher Faktor, der die Idee vom IoT - Internet of Things auch für die Anwendung im Smart Home interessant macht ist, dass dem Menschen durch die eigenständig agierenden Gegenstände Arbeiten abgenommen werden, anstatt ihn zusätzlich zu beschäftigen.

So funktioniert das Internet der Dinge

Damit Abläufe automatisch erfolgen können, müssen die dafür nötigen Geräte einander erkennen und richtig einordnen können. Dies geschieht meist durch Sensoren und Prozessoren, die über einen einheitlichen Funkstandard vernetzt werden. Einfach erklärt sind für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation drei Faktoren entscheidend:

  • Daten-Integrationspunkt (DIP): Z.B. ein Server, der eingehende Informationen verwaltet und speichert, im Smart Home kann dies auch eine Bridge, eine Zentrale oder ein Gateway sein
  • Daten-Endpunkt (DEP): z.B. ein vernetztes Auto, ein Gas-/Wasserzähler, ein Container mit Chip oder ein Logistik-Roboter. Sie sind meist sowohl mit einem Sender als auch Sensoren ausgestattet, um Daten zu sammeln und sie weiterzugeben.
  • Übertragungstechnologie: WLAN, Bluetooth, Festnetz, Satellitenfunk oder RFID. Die Abkürzung RFID steht dabei für den englischen Begriff „radio-frequency identification“ und kann etwa mit „Identifizierung durch elektromagnetische Wellen“ übersetzt werden. Die winzig kleinen Transponder sind nicht größer als ein Reiskorn und können sogar unter der Haut implantiert werden - bei Tieren ebenso wie bei Menschen. Vor Datenspionage muss sich dabei niemand fürchten: Zum Auslesen der Daten wird ein spezielles Lesegerät benötigt. In der Praxis ausprobieren konnte man solche Mini-Chips übrigens bereits auf der Cebit 2016, wo das Unternehmen Digiwell Interessierten  den NFC-Chip zwischen Daumen und Zeigefinger implantierte. Bei der Sparda Bank ist diese neue Technologie sogar Teil einer Werbekampagne. Wer eine Baufinanzierung bucht, erhält für sich und eine zweite Person kostenlos einen NFC-Chip zum Öffnen seiner vernetzten Haustür.

Was bedeutet das konkret?
In der Praxis erkennt z.B. ein automatisiertes Logistikfahrzeug anhand seiner Sensoren, an welcher Stelle im Lager es sich gerade befindet und sendet diese Information via WLAN an einen Server. Dieser wertet die Benachrichtigung aus, ordnet sie in den richtigen Kontext ein und erteilt dem vernetzten Gerät weitere Anweisungen. Ähnliches gilt auch für Hochregallager, bei denen künstliche Intelligenz tausende einzelne Regalfächer und darin gelagerte Waren automatisch überwacht, sortiert und bei Bedarf herausholt.

Beispiele für IoT-Anwendungsbereiche im Smart Home 

Nicht nur in Industrie und Wirtschaft spielt das Internet der Dinge eine große Rolle, auch im privaten Umfeld ist es entscheidend für die Automation von Smart Homes. Welche Anwendungsbereiche dabei möglich sind, zeigt folgender Kurz-Überblick:

  • WLAN-Waschmaschinen aktivieren sich selbst, wenn die Strompreise gerade günstig sind oder senden Pushnachrichten an das Smartphone ihres Besitzers, sobald ein Waschgang beendet ist.
  • WLAN-Thermostate registrieren zum Lüften geöffnete Fenster und passen ihre Heizleistung daran an.
  • Intelligente Bewegungsmelder melden verdächtige Bewegungen der Smart Home Zentrale, die anschließend Überwachungskameras und Sirenen aktiviert, die Beleuchtung einschaltet und ihren Besitzer informiert.
  • Fitnesstracker senden ermittelte Daten selbstständig an die dazugehörige Fitness-App, wo sie mit den Werten einer vernetzten WLAN-Waage abgeglichen werden
  • Vernetzte Herzschrittmacher alarmieren im Ernstfall automatisch den Rettungsdienst
  • Smart Metering senden z.B. ermittelte Daten automatisch an Stromanbieter
  • Vernetzte Fahrzeuge erkennen andere Verkehrsteilnehmer und deren Geschwindigkeit anhand von Radarsensoren, können im Notfall automatisch Hilfe holen. Einer der Vorreiter des Connected Car ist der E-Auto Hersteller Tesla.

Internet der Dinge – das sind die Vorteile

  • Hohe Benutzerfreundlichkeit
  • Energieverbrauch von Geräten wird reduziert
  • IoT basierte Geräte nehmen Menschen lästige Aufgaben ab
  • Durch Sensor-Nutzung werden menschliche Flüchtigkeitsfehler vermieden
  • Industrie kann durch IoT-Nutzung Leerlaufzeiten und unnötige Arbeitsprozesse einsparen, wodurch ein höherer Gewinn erzielbar ist

Internet der Dinge – das sind die Nachteile

  • Manche IoT-Geräte sammeln große Mengen sensibler Daten und geben diese zu Marketingzwecken an ihren Hersteller weiter
  • Einige vernetzte Geräte sind nur auf eine vergleichsweise kurze Nutzdauer ausgelegt und landen schnell im Müll, z.B. wenn eine neue Lautsprecher-Generation veröffentlicht wird

Häufige Fragen zum Internet der Dinge

Wir haben im folgenden Kurz-Überblick die Antworten auf die wichtigsten Fragen zum Internet of Things zusammengefasst.

Wo kommt das Internet der Dinge in Wirtschaft und Industrie zum Einsatz?
Unter anderem in Bezug auf Fertigungsstraßen ist das Internet der Dinge aus der Industrie 4.0 nicht mehr wegzudenken. So können beispielsweise Fertigungsroboter neues Material bestellen, wenn ihr eigener Vorrat zu Ende geht und ein Transportfahrzeug anfunken, sobald die Ware zur Abholung bereit steht.

Ähnliches gilt für die Logistik im Allgemeinen, deren Lagerhaltung durch das Internet der Dinge sehr viel effizienter durchgeführt werden kann. Zudem können Kunden die Position ihrer Bestellung jederzeit online einsehen und so erkennen, wann genau die Zustellung erfolgen wird.

Wie forscht das Fraunhofer Institut am Internet der Dinge?
Die Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Materialfluss und Logistik (IML) haben es sich zum Ziel gesetzt, Lösungen zu entwickeln dank denen Waren ihren Weg zum Ziel selbst finden. Aktuell arbeiten sie u.a. gerade an einer „Schwarmintelligenz“ für die Logistik. Darüber hinaus versucht das Fraunhofer Institut IML anhand eines interdisziplinären Forschungsprojektes namens InnoLAB die Interaktion von Mensch und Maschine zu optimieren. Weitere Informationen dazu, wie das Fraunhofer Institut mit IoT die Industrie 4.0 voranbringen will, finden Sie auf der Internet der Dinge Projektseite.

homeandsmart Redaktion Mariella Wendel

Sammelte schon im Studium Erfahrungen mit innovativen Ambient Assisted Living Geräten und bloggte viele Jahre darüber. Mariella Wendel gehört von Anfang an zum home&smart-Redaktionsteam und testete die Echo Lautsprecher bereits vor der Markteinführung in Deutschland. Außerdem verfasste sie 2017 die erste umfassende Übersicht Alexa kompatibler Geräte. Heute zählen außerdem intelligente Haushalts-Gadgets und fernsteuerbare Gartengeräte zu ihren Lieblingsthemen.

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