Guide für das Internet der Dinge (23th August 2020)

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Was ist das Internet der Dinge

Das Internet der Dinge oder allgemein als IoT bezeichnet, ist ein Netzwerk sensorgestützter Geräte, die unabhängig voneinander Daten sammeln und untereinander austauschen, um intelligente Entscheidungen zu treffen, ohne dass menschliches Zutun erforderlich ist. Die interagierenden Geräte können mechanisch oder digital sein und sich in Bezug auf die von ihnen verwendeten Schlüsseltechnologien unterscheiden, können aber mit Hilfe eines gemeinsamen Satzes von Protokollen kommunizieren. Jedes der Geräte wird durch UIDs oder eindeutige Kennungen identifiziert. Im weitesten Sinne werden IoT-Geräte als Aktoren, Computergeräte, Software und drahtlose Sensoren gruppiert. Diese arbeiten normalerweise als Teil von industriellen, mobilen, Umwelt- oder medizinischen Geräten, um die Funktion des Internet der Dinge zu erleichtern. Die weit verbreitete Anwendung von IoT wird in intelligenten Haushaltsgeräten gesehen, die sich mit Information und Unterhaltung, Gesundheit und Fitness, Haussicherheit, Energiemanagement, Automatisierung und anderen Themen befassen. Das IoT integriert, kurz gesagt, physische und digitale Welten, um das Physische auf sinnvolle Weise zu kontrollieren.  Jedes unintelligente Objekt kann in ein IoT-Gerät umgewandelt werden, indem ein Sensor daran angebracht wird, und es ist in der Regel aufgrund der Verfügbarkeit von kostengünstigen Mikrochips ebenfalls kostengünstig ist.

Geschichte und Hintergrund von IoT

Die Kernidee des IoT entstand 1982, als ein Cola-Automat an der Carnegie Mellon University mit dem Internet verbunden wurde, um die Heiß- oder Kaltgetränke zu erkennen.  Außerdem konnte er die Anzahl der übrig gebliebenen Getränke und die Notwendigkeit eines Nachfüllens melden. Später wurde das Konzept des IoT im IEEE-Spektrum grob als ein Netzwerk aus einer großen Anzahl von Knoten (Haushaltsgeräte bis hin zu Industrieanlagen) beschrieben, um kleine Datenpakete zu bewegen und ihre Funktion zu automatisieren.  Ähnliche Ideen wurden von Bill Joy im Rahmen der „Six Webs“ vorgeschlagen, wo es 1999 als „device to device communication“ bezeichnet wurde.  Im selben Jahr wurde der Wortbegriff „Internet der Dinge“ erstmals von Kevin Ashton bei einem Vortrag über Supply-Chain-Optimierung für Führungskräfte von Procter&Gamble eingeführt. Er ist der Begründer eines internationalen Standards für RFID und Sensoren, den er als wesentlich für die Verwaltung von IoT-Geräten erachtete.

Evolution

Das Konzept des „Internet der Dinge“ fand seine praktische Anwendung nach der Erfindung von Metall-Halbleiter-Feldeffekttransistoren oder MOSFET, die hohe Rechenleistung in einem kompakten Chip ermöglichten. Diese Halbleitertechnologie hat eine weite Verbreitung in Smartphones, Computern, Tablets und IoTs gefunden.

LG erfand im Jahr 2000 den ersten Kühlschrank, der über ein LAN mit dem Internet verbunden war: LG Internet Digital DIOS. Als nächstes kam eine bedeutende Entwicklung in Form des EPC (Electronic Product Code), der eine Verbesserung gegenüber dem UPC (Universal Product Code) darstellte, der eine Objekterkennung und -verfolgung während des Lebenszyklus des Internets ermöglicht. In den folgenden Jahren wurde das Internet der Dinge unter verschiedenen Synonymen bei Konferenzen und Produkteinführungen eingeführt und weiterentwickelt. Der Begriff IoT gewann an Mainstream-Popularität, nachdem Google StreetView einführte, das 360-Grad-Bilder erzeugte und diese über verschiedene Wifi-Netzwerke speicherte.

IoT Marktanteil

 Das Internet der Dinge ist weltweit auf dem Vormarsch.  Selbst während der COVID-19-Krise hält es schätzungsweise einen Marktanteil von 876,5 Milliarden US-Dollar. Was die Zahl der IoT-Geräte betrifft, so wird bis Ende 2020 mit ca. 31 Milliarden weltweit betriebenen IoT-Geräten gerechnet, die bis 2021 auf 35 Milliarden ansteigen wird. Und es wird erwartet, dass sie sich bis 2025 auf 75 Milliarden IoT-Geräte mehr als verdoppeln wird. Zusammengesetzte Schätzungen, die auf einer CAGR (Compound Annual Growth Rate) von 31,4% basieren, prognostizieren jedoch eine noch höhere Anzahl von 561 Milliarden IoT-Geräten im Netz bis 2022. Auf geographischer Ebene werden die großen IoT-Akteure, darunter Deutschland, über 22,5 Milliarden US-Dollar und Japan 21,1 Milliarden US-Dollar einbringen. Die aufstrebenden Märkte, insbesondere China, werden voraussichtlich um 30,1% wachsen und 85,1 Milliarden US-Dollar an Marktanteilen hinzugewinnen, ungeachtet der derzeitigen Verbraucher- und Geschäftsstimmung und der geopolitischen Lage.

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Copyright: Verified Market Research, Internet of Things (IoT) Market Analysis & Forecast, 2020-2027

https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/internet-of-things-market-573.html Dieser Bericht enthält eine detaillierte Analyse der Wachstumstrends in jedem der Segmente sowie genaue Prognosen in Bezug auf Wert und Volumen.

PDF-Broschüre herunterladen:

https://www.verifiedmarketresearch.com/download-sample/?rid=6403

In der folgenden Grafik von grandviewresearch.com finden Sie eine Schätzung des Trends der IoT-Markteinnahmen von 2012-2022 in Milliarden USD. Es ist zu erkennen, dass das Segment Unterhaltungselektronik insgesamt fast 30% des Gesamtmarktes ausmacht. Die Präsenz wichtiger Technologien hat dazu geführt, dass der nordamerikanische IoT-Markt eine dominierende Kraft ist.

Nordamerika IoT-Markt, 2012 - 2022 (USD Billion)

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Schlüsselfaktoren des IoT im Jahr 2020

Sinkende Sensor-Kosten

Basierend auf Studien von BI Intelligence sind die durchschnittlichen Kosten für IoT-Sensoren im Zeitraum von 2004 bis 2020 um fast das Dreifache von 1,30 auf 0,38 US-Dollar gesunken. Und es wird geschätzt, dass dies einem exponentiellen Rückgang der Kosten für Mikrochips, der im letzten Jahrzehnt stattfand, noch ähnlicher ist.

Entwicklungen in der Big Data Analytics

IoTs erzeugen über den Tag verteilt eine große Menge halbstrukturierter oder unstrukturierter Daten. Diese Daten werden in einem großen Datensystem gespeichert und müssen interpretiert werden, um Intelligenz für die Durchführung automatischer Operationen zu gewinnen. Die jüngsten Entwicklungen in Bezug auf Spark, Hadoop und MapReduce haben eine effektive Analyse und Erstellung von Berichten über große Datenmengen ermöglicht.

Präskriptive Analytik

Die präskriptive Analytik ist eine prädiktive Analytik, die auf einem bestimmten Algorithmus basiert, der im Computerprogramm verwendet wird. Sie bestimmt die kurzfristigen Ergebnisse.  Die Entwicklungen in der fortgeschrittenen präskriptiven Analytik haben es den IoTs ermöglicht, bessere Entscheidungen für Wartung, Herstellung und Qualität von Produkten und Operationen zu treffen.

Massenpräsenz von Handheld-Geräten einschließlich Smartphones und Tablets

Das Wachstum des Internet der Dinge mit einer hohen Geschwindigkeit ist möglich, da ein größerer Teil der Infrastruktur bereits vorhanden ist. Mit Sensoren ausgestattete Handgeräte können Details über den Standort des Geräts und die Lichtverhältnisse erfassen und Daten in strukturierter Form einschließlich Bildern und Videos senden.

Hochgeschwindigkeits-Internet-Entwicklungen in Form von 4G und 5G

Mit der Verfügbarkeit eines kostengünstigen Hochgeschwindigkeits-Internets können Milliarden von Geräten angeschlossen und IoT-Netzwerke realisierbar gemacht werden.

Verfügbarkeit fortschrittlicher drahtloser Nahbereichs-Netzwerktechnologien

Die fortschrittlichen drahtlosen Technologien wie LPWANs und Zigbee bieten verschiedene Optionen für die Nah- und Fernkommunikation zwischen IoTs. LPWAN ermöglicht die Kommunikation über große Entfernungen mit Hilfe tragbarer und kostengünstiger Batterien. Diese Technologie ist ideal für die Unterstützung von IoT-Netzwerken in kommerziellen und industriellen Einrichtungen.  LPWANs werden in den Bereichen Arbeitssicherheit, Fernüberwachung, Smart Metering, Gebäudemanagement und Gebäudeleittechnik eingesetzt. ZigBee arbeitet in einem Maschennetz und wickelt die Nahbereichskommunikation über einen drahtlosen Low-Power-Standard ab. Es unterstützt höhere Datenraten, entleert die Batterie jedoch schneller.

Was IoT bietet

Die Vorteile des Internet der Dinge ergeben sich aus der Automatisierung. Sie nimmt die Mühe manueller Arbeit ab und hilft, den Betrieb von Geräten sowohl im privaten als auch im geschäftlichen Umfeld zu optimieren.

Mit installierten IoTs können Unternehmen die Systeme in Echtzeit überwachen und Einblicke in Leistung, Logistik und Betrieb der Lieferkette gewinnen. Es senkt die Arbeitskosten, verbessert die Servicebereitstellung, verringert den Ausschuss und macht die Herstellung und Lieferung von Waren ausgehend von der aktuellen Einrichtung noch kosteneffizienter. Es bringt Transparenz in die Transaktionen der Kunden.  Da immer mehr Unternehmen aus verschiedenen Sektoren IoTs einführen, ist der Wettbewerbsvorteil eines Unternehmens umso größer, je früher es dies erkennt. IoTs sind heute in der Logistik, im Transportwesen, in der Fertigung, in der Infrastruktur, in der Landwirtschaft und in Versorgungsunternehmen gang und gäbe.

Im Folgenden sind einige wichtige Vorteile aufgeführt, die ein Unternehmen durch die Einführung von IoTs genießen würde.

  • Überwachung von Geschäftsprozessen
  • Größere Kundenzufriedenheit durch bessere Datenerfassung 
  • Einsparung von Geld und Zeit
  • Verbesserte Produktivität der Mitarbeiter
  • Geschäftsentscheidungen treffen.
  • Mehr Einnahmen generieren

Im Verbrauchersegment werden IoTs in intelligenten Geräten wie Thermostaten, Beleuchtung, elektronischen Geräten, Heizungen und anderen Geräten, die eine Fernsteuerung über Smartphones und Computer unterstützen, eingesetzt. Einige der Wearables sind heute mit IoT-Sensoren und Software ausgestattet. Diese Track-Daten helfen einer Person, bequemer und einfacher zu leben. Bauarbeiter, Ersthelfer und Retter verwenden IoT-gestützte Wearables, um sie zu orten und Informationen über ihre Lebenszeichen zu geben. IoT-Systeme werden von Gesundheitsdienstleistern zur Überwachung medizinischer Instrumente und Therapeutika eingesetzt. Sie helfen, Patienten besser zu überwachen. IoTs machen den Betrieb eines Heims intelligenter und senken die Energiekosten, halten eine ideale Atmosphäre aufrecht, indem sie die Heizungen und Klimaanlagen automatisch regeln. Die Sensoren sind jetzt intelligent, um die Raumtemperatur zu erkennen und die Klimaanlagen zu Hause entsprechend anzupassen. Im Außenbereich können IoTs an Straßenlaternen, Ampeln, Luftqualitätsmessgeräten und Abfallbehältern eingesetzt werden.

Use cases / Applikationen für IoT

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Schematische Zeichnung der unterschiedlichen Anwendungen des Internet der Dinge

1. Flottenmanagement

IoT-Flottenmanagement zielt darauf ab, die Produktivität zu erhöhen, die Lebensdauer zu verlängern, Personal, Investitionskosten, Umweltbelastung und Investitionen in Fahrzeuge zu reduzieren.  Mit den installierten IoTs kann das Fahrerverhalten, der Gesundheitszustand des Motors, der Abgase und anderer Komponenten des Fahrzeugs überwacht werden. Dies trägt dazu bei, die Kraftstoffeffizienz zu maximieren, den Verschleiß zu reduzieren und automatische Warnmeldungen in Echtzeit zu erhalten. Sensoren, die an verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs angebracht sind, senden automatische Signale und Frühwarnungen über Ausfälle und Wartungsbedarf. Die Fernüberwachung und -diagnose der Motorleistung kann auf ähnliche Weise erfolgen. In Bezug auf das Fahrverhalten können unnötige Beschleunigungs-, Leerlauf- und Verzögerungsmuster festgestellt werden. All diese Daten tragen dazu bei, einen Einblick in die allgemeine Funktionsweise der Flotte zu gewinnen. Automatisierte Warnmeldungen können an die Fahrer über Wetterwarnungen, die nächstgelegene Tankstelle und falsche Straßenführung gesendet werden.

 2. Optimierte Logistik und Wartung

  • Bessere Einhaltung von Sicherheitsvorschriften
  • Einhaltung von Umweltvorschriften
  • Überwachung der Treiberleistung
  • Fahrzeugbewertung und Zustandserhaltung
  • Terminierung der Fahrer
  • Zeitmanagement verbessern
  • Verbessern Sie die Kundenzufriedenheit

3. Landwirtschaft – Getreidemanagement

Auf der Grundlage von Untersuchungen des NIH gehen etwa 60% der geernteten Körner während der Lagerung verloren. Mit Hilfe von IoTs kann dies durch die Überwachung des Lagerzustands deutlich reduziert werden. Durch kontinuierliche Sondierung von Feuchtigkeit, Wärme und Luft im Lagerraum mittels Sensoren werden die Körner sicher und ohne Verderb gelagert.

IoTs im Allgemeinen werden zunehmend in der intelligenten Landwirtschaft oder im Ackerbau eingesetzt, da die Nachfrage nach nachhaltiger Landwirtschaft steigt. In einer intelligenten Landwirtschaft helfen Sensoren bei der Überwachung und Steuerung von Temperatur, Feuchtigkeit, Licht, Boden, Feuchtigkeit und Bewässerungssystem.

4. Überwachung des Gebäudeverbrauchs

Mit IoT-Systemen in einem Gebäude kann der Strom-, Wasser- und Erdgasverbrauch überwacht werden. Intelligente Zähler verfolgen die einzelnen Elemente und geben Informationen über den Gesamtverbrauch und Details darüber, wie und zu welchem Zeitpunkt dieser verbraucht wurde. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle über den Energieverbrauch, und auf der Grundlage der gesammelten Informationen können Maßnahmen ergriffen werden, um Geld zu sparen und Emissionen zu reduzieren.

IoT hier

  • Optimiert den Stromverbrauch
  • Reduziert die Energieausgaben
  • Verfolgt erneuerbare Energie
  • Reduziert die Betriebskosten

 

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