Der industrielle Sektor steht vor einem massiven Umbruch, die nächste industrielle Revolution wird durch Vernetzung und das Internet geprägt sein“, ist sich Prof. Dieter Kempf sicher. Der Präsident des deutschen Bundesverbandes Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (BITKOM) meint damit, dass die Informations- und Telekommunikationstechnik künftig stärker denn je mit der Automatisierungs- und Produktionstechnik verzahnt sein wird.

Industrie 4.0

In Deutschland wird diese Entwicklung mit dem Begriff „Industrie 4.0“ umschrieben: Denn laut Forschern und Unternehmern handelt es sich hierbei um nichts anderes als um die vierte industrielle Revolution. Die erste bestand in der Mechanisierung mit Wasser- und Dampfkraft, darauf folgte die Massenfertigung mithilfe von elektrischer Energie als zweite industrielle Revolution, an die sich dann die digitale Revolution, der Einsatz von Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion, anschloss.
In der Industrie 4.0 nun werden die Objekte in der Fabrik intelligent. Sie tragen Barcodes oder RFID-Chips auf der Oberfläche, welche die zur Fertigung benötigten Informationen enthalten. Komplexe Produkte „wissen“ zum Beispiel, aus welchen Einzelbauteilen sie bestehen, wie sie montiert und gewartet werden wollen und was beim Austausch beachtet werden muss. Integrierte Sensoren liefern Daten über die jeweiligen Eigenschaften und Zustände der Objekte. Scanner und Computer lesen die Daten aus, übermitteln sie online weiter – und sorgen dafür, dass die Maschinen richtig agieren. Auf diese Weise kommunizieren die smarten Objekte miteinander, sie bilden ein sogenanntes cyber-physisches System.

Die Produktion steuert sich selbst

Es entsteht ein Internet der Dinge im industriellen Umfeld, das eine Neuorganisation der industriellen Produktion bedeutet: Durch die Vernetzung von Maschinen, Systemen, Werksstücken und Produkten werden intelligente Produktionssysteme geschaffen, die sich ohne manuelles Eingreifen selbstständig gegenseitig steuern können. Dadurch können Unternehmen zum Beispiel in einer neuen Qualität schnell und flexibel auf Kundenanforderungen reagieren. Die Industrie 4.0 soll die Produktion kleiner Stückzahlen in Echtzeit bei maximaler Qualität, aber dennoch niedrigen Kosten beherrschbar machen. Hersteller können schwankende Märkte und globale Trends dadurch profitabel bedienen, eine hohe Variantenzahl oder Kleinstserien anbieten und individuellen Kundenanforderungen gerecht werden.
Dabei ist der Einzug des Internets der Dinge nicht nur ein deutsches Thema: In den USA wird die gleiche Entwicklung zum Beispiel als Business-IT vorangetrieben, General Electric hat hierfür den Begriff „Industrial Internet“ eingeführt. „Die Vernetzung von Industriemaschinen, Infrastruktursystemen und Menschen bei ihrer Arbeit bringt erhebliche Effizienz-Steigerungen und wirtschaftliche Gewinne mit sich“, so Jeff Immelt, CEO von General Electric. „Das Industrial Internet ist auf dem Weg, die innovativsten Technologien der Welt zusammenzuführen, um unsere großen Herausforderungen zu lösen.“

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Das Jahr 2012 war spannend für die Gebäudeautomation: Laut den Marktforschern von IMS Research wurden immer mehr bestehende Gebäude mit intelligenter Gebäudetechnik aufgerüstet, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Entsprechend erlangen auch immer mehr bereits existierende Gebäude Energie-Zertifikate wie den „Energy Star“ oder LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). „Drei Viertel aller Konsumenten wünschen sich Anwendungen, mit denen sich Energie sparen lässt“, bestätigt Holger Knöpke, Vice President Connected Home der Deutschen Telekom, den Trend, Smart-Home-Anwendungen zu realisieren. „Daneben stehen auch Komfort- und Sicherheitsanwendungen ganz oben auf der Wunschliste der Verbraucher.“ Die Deutsche Telekom initiierte daher zusammen mit den Unternehmen EnBW, eQ-3, Miele und Samsung unter dem Namen Qivicon eine Allianz, die ein herstellerübergreifendes Smart-Home-Angebot entwickeln will.

Fernseher, Waschmaschine und Heizung werden vernetzt

Auf der Basis von Funkprotokollen vernetzt dabei die Qivicon Home Base als zentrale Einheit verschiedene Endgeräte und Funktionen miteinander. Mithilfe von Applikationen steuern und überwachen Nutzer von zu Hause oder unterwegs aus via Smartphone, PC oder Tablet-PC angebundene Geräte wie den Fernseher, die Waschmaschine oder den Temperaturregler der Heizung. So lassen sich per Tablet-PC Jalousien öffnen und schließen, der Stromverbrauch von Elektrogeräten anzeigen oder Lampen, Waschmaschine sowie das Radio aus- und einschalten. Die Integration des Internets der Dinge in die Gebäudetechnik hat allerdings weniger zum Ziel, den Nutzer mit all seinen Hausgeräten zu vernetzen. Kein Bewohner einer Wohnung oder eines Hauses will 50 oder mehr Sensoren überwachen, um zu sehen, ob die Klimaanlage trotz geöffnetem Fenster läuft. „Das Versprechen des Internets der Dinge ist, Geräte um die Möglichkeit der Interaktivität zu erweitern, was mehr Effizienz für den Nutzer schaffen kann“, erklärt Nate Williams, CMO von Greenwave. „Das bietet die Möglichkeit, Geld und Zeit zu sparen – und die Kopfschmerzen zu vermeiden, die man bei der Bedienung der Unzahl von Geräten bekommt, mit denen wir heute jeden Tag zu tun haben.“ Greenwave bietet eine Smart-Home-Software-Plattform an, die Anwendungen für das Energiemanagement, eine vernetzte Beleuchtung oder Heim-Überwachung beinhaltet.

Das Ziel sind selbstlernende Systeme

Zurzeit sind komplexe intelligente Gebäudesteuerungen allerdings eher eine Vision: Viele Funktionen lassen sich nur manuell oder auf Basis von Zeitplänen oder einfachen Ereignissen steuern. „Noch ist die Automatisierung und die Kommunikation zwischen den verschiedenen Geräten nicht ganz ausgereift“, räumt Williams ein. „Vor allem auf Grund der vielen verschiedenen Protokolle im Markt mit einer Vielzahl eigenständiger, proprietärer Lösungen mit begrenzter oder völlig fehlender Interoperabilität.“ Er geht allerdings davon aus, dass diese Hürden in wenigen Jahren genommen werden und der Markt mehr selbstlernende Systeme sehen wird, die dank intelligenter „Event-Trigger“ das Zusammenspiel der verschiedenen Geräte in Abhängigkeit von bestimmten Situationen, Strategien und auf Basis der Informationen aus dem Internet der Dinge steuern. Damit können die Geräte im Haus eigenständig Entscheidungen treffen, so dass es der Mensch nicht tun muss: Die Heiztemperatur regelt beim Öffnen eines Fensters automatisch herunter, Rollläden werden abhängig von Sonnenstand und Außentemperatur herauf- beziehungsweise heruntergefahren oder das Licht schaltet sich aus, wenn kein Mensch mehr im Raum ist. Ein hervorragendes Beispiel für eine derartig intelligente Anwendung aus dem Bereich des Internets der Dinge sind auch Smart Meters: Statt einfach nur den Energieverbrauch zu messen, können die Energieversorger über die intelligenten Zähler in nahezu Echtzeit mit den Verbrauchern kommunizieren und bei Bedarfsspitzen aktiv Geräte mit hohem Verbrauch abschalten. Das Ergebnis ist eine niedrigere Stromrechnung für den Kunden, während die Energieversorger Lastspitzen wirkungsvoller abfangen können.

Flexibel mit energieautarken Funklösungen

„Für diesen ‚smarten‘ Aspekt in der Gebäudeautomation müssen Messdaten von vielen verschiedenen Punkten verfügbar sein“, so Laurent Giai-Miniet, Geschäftsführer von EnOcean. Das Unternehmen mit Sitz in Oberhaching bei München hat batterielose Funklösungen entwickelt, bei denen die Funkmodule nach dem Energy-Harvesting-Prinzip ihre Energie mittels miniaturisierter Energiewandler aus Bewegung, Licht oder Temperaturdifferenzen gewinnen – dadurch lassen sich Schalter und Sensoren sehr flexibel platzieren, ohne dass eine Verkabelung oder Batterien notwendig sind. „Aus dem Blickwinkel des Internets der Dinge lassen sich mit dieser Technologie Millionen von vernetzten Geräten sehr einfach installieren“, so Giai-Miniet. Der EnOcean-Chef sieht letztendlich in der smarten Gebäudeautomation sogar ein Vorbild für das Internet der Dinge: „In einem Gebäudeautomationssystem dienen Sensoren als Sinnesorgane, die eine große Bandbreite an Daten erfassen und kommunizieren. Mit Informationen zu Temperatur, Feuchtigkeit, Anwesenheit oder CO₂ liefern sie den Automationssystemen die Informationen, die nötig sind, um das Gebäude angemessen und intelligent zu steuern. Dieses Prinzip der Gebäudeautomation kann auch auf andere Automatisierungsprozesse übertragen werden – denn nichts anderes ist das Internet der Dinge.“

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Das britische Gesundheitsministerium hat mit 6.000 Patienten die weltweit bisher größte Studie zur Wirksamkeit von Telemedizin abgeschlossen. Die ersten Auswertungen der Studie sind vielversprechend: Danach sinkt bei chronisch kranken Patienten, die Telemedizinplattformen nutzen, die Sterberate um 45 Prozent, die Notfallaufnahmen um 20 Prozent und die Krankenhausaufenthalte verkürzen sich um 14 Prozent. Diese Studie ist somit ein deutliches Signal für die modernen Gesundheitssysteme weltweit, ihre Strukturen in Richtung Telemedizin und Homehealthcare zu ändern. „Es gibt keinen anderen Weg, um die Versorgung chronisch Kranker außerhalb des Krankenhauses zu verbessern und gleichzeitig die Kosten für das Gesundheitssystem in den Griff zu bekommen“, so Jochen Franke, Geschäftsführer Philips Healthcare Deutschland.

Das Gesundheitssystem entlasten

Die Betreuung von Patienten mit chronischen Erkrankungen kostet das britische Gesundheitssystem jedes Jahr Milliarden. Insbesondere Besuche in der Notaufnahme oder Krankenhausaufenthalte sind kostenintensiv. Schaut man auf die ersten Studienergebnisse, so könnte die Telemedizin ein Weg sein, diese Kosten deutlich zu reduzieren. Damit ließe sich das Gesundheitssystem langfristig entlasten, ohne dass Patienten Einbußen in der Betreuung hinnehmen müssten.
So bietet Philips zum Beispiel die Telemedizinplattform Motiva zur Überwachung chronischer Erkrankungen. Das System verbindet die Patienten über einen Netzwerkanschluss am heimischen Fernseher mit ihrem medizinischen Fachpersonal. Es wertet die über drahtlose Geräte erfassten Vitalparameter wie zum Beispiel Gewicht und Blutdruck aus und leitet Auffälligkeiten direkt an das Fachpersonal weiter. Patienten erhalten so frühzeitig einen Hinweis zu ihrem veränderten Gesundheitszustand und haben die Möglichkeit, weitere Behandlungsschritte direkt am Fernseher mit dem Betreuungsteam zu planen.

Messelektronik wird kleiner und energieeffizienter

Der Kern derartiger Telehealth-Lösungen sind mobile Messgeräte: Sind sie klein genug, kann der Patient sie, wenn nötig, kontinuierlich mit sich tragen und so ständig seine Vitalparameter überwachen lassen. „Vom Gesundheitssektor bis zur Gebäudeautomation, unsere Umgebung mit Sensoren zu ergänzen wird uns in unserem Alltag unterstützen und unser Leben verbessern. Die Anwendungen sind zahllos und maßgeblich durch unsere Vorstellungskraft und durch den Energieverbrauch der meist batteriebetriebenen Sensorgeräte begrenzt“, so Harmke De Groot, Program Director Ultra Low Power Circuits am Holst Centre/imec. Das Holst Centre ist ein unabhängiges Forschungszentrum, das unter anderem Technologien für funkbasierte autonome Messwertgeber entwickelt. Das Center wurde von der belgischen imec, einem weltweit führenden Institut im Bereich der Nano-Elektronik-Forschung, und der niederländischen Forschungsorganisation TNO gegründet. „Die Funkeinheit verbraucht häufig 50 bis 80 Prozent des Gesamtenergiebedarfs eines Sensorsystems“, so De Groot weiter. „Für autonome Geräte – mit nur kleinen Batterien und daher limitierter Energie –  ist der Energieverbrauch von kommerziell erhältlichen Nahbereichs-Funklösungen ziemlich hoch.“
Daher entwickelten imtec und Holst Centre eine hoch energieeffiziente Multi-Standard-Funklösung. Sie unterstützt mit Bluetooth Low Energy, ZigBee und Medical Body Area Networks die weltweit am häufigsten eingesetzten Funkstandards für mobile Sensoren. Der Sender ist bis zu fünfmal so energieeffizient wie aktuelle Bluetooth-Low-Energy-Lösungen. Dadurch lassen sich die Autonomie des gesamten Messgerätes steigern oder weitere Funktionalitäten implementieren. Auch die Größe der Batterie könnte dann reduziert werden, so dass das gesamte Gerät kleiner gebaut werden kann – was zum Beispiel bei tragbaren Systemen deutlich den Komfort für den Nutzer erhöht.

Auslöser einer neuen Bewegung

Diese kleinen, tragbaren und einfach zu bedienenden Messinstrumente zur Überwachung von Vitalparametern sind heute nicht nur die Basis eines „professionellen Gesundheitssektors“, sondern auch Kern der sogenannten Quantified-Self-Bewegung: Gemeinsames Interesse der Mitglieder ist die Erfassung und Nutzung von Informationen zu Gesundheit, Verhalten, Umwelt und anderen persönlichen Belangen mit dem Ziel des Erkenntnisgewinns und der Verhaltensänderung. Einer der Pioniere in diesem Bereich ist das französische Unternehmen Withings. Das Unternehmen entwickelt intelligent vernetzte Geräte und dazugehörige benutzerfreundliche Apps, mit denen die Nutzer ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden verbessern können. Zu Beginn des Jahres brachte Withings zum Beispiel den Smart Body Analyzer auf den Markt und erfand damit die Personenwaage neu: Die erste mit dem Internet verbundene Waage misst nun neben Gewicht und Körperfettanteil auch die Herzfrequenz und Luftqualität im Zimmer. Im letzten Monat stellte Withings zudem den Activity Tracker Withings Pulse vor. Dieser ist nur halb so groß wie eine Streichholzschachtel und misst Herzfrequenz, Schritt- und Kalorienzahlen, die zurückgelegte Distanz, Höhen und Schlafqualität. Cedric Hutchings, CEO und Mitbegründer von Withings, erklärt: „Mit der Quantified-Self-Bewegung wird der Healthcare-Bereich auf eine neue Entwicklungsstufe gehoben. Dank der Withings-Lösungen erhalten Nutzer die Kontrolle über ihre Gesundheit; eine vertrauensvollere Beziehung zwischen Patienten und Gesundheitsexperten entsteht.“

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Bereits im Jahr 2010 bezeichnete jeder sechste Entscheider im Gesundheitswesen in der Studie „Life 2.0“ der Deutschen Telekom das Internet der Dinge als wichtigsten Trend in der Informationstechnik. Zurückzuführen ist diese Erwartungshaltung zum einen auf den hohen Kostendruck, dem der Gesundheitssektor ausgesetzt ist, und zum anderen auf die vielen Möglichkeiten, die das Internet der Dinge hier bietet.

Smartes OP-Besteck

Smarte Objekte, die über RFID-Chips miteinander oder mit dem Menschen kommunizieren, können Prozesse im Krankenhaus optimieren und Kosten senken. So rüsten bereits heute erste Krankenhäuser mobile medizinische Objekte mit Funkmodulen aus: Dadurch kann nicht nur jederzeit die Position zum Beispiel von OP-Besteck bestimmt werden, sondern es lässt sich auch schnell nachvollziehen, ob es regelmäßig sterilisiert wurde. Das Internet der Dinge bietet hier einen Weg, um Prozesse im Krankenhaus zu optimieren, die Qualität der Versorgung zu verbessern und Kosten zu senken.

Zuhause gesund werden

Die größte Umwandlung im Gesundheitssektor wird aber der Telehealth-Bereich mit sich bringen: Das Internet der Dinge schafft die Voraussetzung dafür, dass Krankenhausaufenthalte verkürzt werden können oder gar nicht mehr erforderlich sind. Mit tragbaren Sensoren oder einfach zu bedienenden Geräten erfassen die Patienten in Zukunft zunehmend selbst ihre medizinischen Messwerte, und zwar zu Hause. Diese Daten werden über Funk oder das Internet an entsprechende Service-Stationen gesendet. Sobald ein Messwert außerhalb der vorgegebenen Richtwerte liegt, löst das System einen Alarm aus und ein Arzt wird benachrichtigt. Der Patient kann sich so trotz optimaler Überwachung frei in seinem gewohnten Umfeld bewegen; Ärzte müssen erst aktiv werden, wenn tatsächlich ein gesundheitliches Risiko vorliegt; teure Plätze im Krankenhaus können schneller wieder freigegeben werden – oder werden erst gar nicht belegt. Laut einer Studie des Marktforschungsinstituts InMedica wurden bereits im Jahr 2012 über 300.000 Patienten weltweit auf diese Weise überwacht. Bis zum Jahr 2017 soll Telehealth schon 1,8 Millionen Menschen erreichen.

Selbstständig bis ins hohe Alter

Darüber hinaus schafft das Internet der Dinge die Voraussetzung für ein „Ambient Assisted Living“ (AAL) – darunter werden Konzepte, Produkte und Dienstleistungen verstanden, die neue Technologien und soziales Umfeld miteinander verbinden. Ziel ist dabei, die Lebensqualität für Menschen in allen Lebensabschnitten, vor allem im Alter, zu erhöhen. Übersetzen könnte man AAL am besten mit „Altersgerechte Assistenzsysteme für ein gesundes und unabhängiges Leben“. Durch sensorbasierte Umgebungen und die Vernetzung mit smarten Objekten lassen sich dann auch Gefahrensituationen, wie ein Sturz oder Brandgefahr, aus der Ferne erkennen oder Erinnerungssysteme zur Medikamenteneinnahme einrichten. Damit kann das Internet der Dinge dazu beitragen, dass der Mensch auch im hohen Alter noch selbstständig und frei leben kann – bei voller Versorgungssicherheit.

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Der moderne Mensch von heute ist zu jeder Zeit „online“. Soziale Netzwerke sind kaum mehr wegzudenken, die Nutzung von Apps ist zentraler Bestandteil der digitalen Lebenswelt geworden. Ob das Smartphone, der heimische PC, der Fernseher – all diese Geräte ermöglichen mittlerweile die Nutzung von Web-Diensten. Und auch das Auto wird zunehmend ein Gerät, mit dem man sich im World Wide Web bewegen kann. Die Marktanalysten des britischen Beratungshauses SBD erwarten, dass bis zum Jahr 2025 die meisten, wenn nicht sogar alle Autos mit irgendeiner Art von Vernetzung ausgerüstet sind.
Dabei werden gemeinhin zwei Varianten der Vernetzung unterschieden: Zum einen wird zunehmend die SIM-Technology direkt in das Fahrzeug „eingebettet“, zum anderen dienen mobile Geräte wie Smartphones als Schnittstelle zum globalen Netz.

Eine eigene SIM-Karte für das Auto

Bei der ersten Variante wird die SIM-Karte, mit der sich jeder Mobiltelefon-Besitzer bei seinem Netzanbieter identifiziert, zum Teil des Fahrzeuges – das Auto wird quasi zum Mobiltelefon. Von dieser Lösung wird erwartet, dass sie eine Bandbreite an mobilfunkbasierten Diensten rund um Sicherheit, Unterhaltung, Navigation und Fahrzeug-Diagnose ermöglicht. „Mobile Technologien in Autos einzubetten wird nicht nur Leben retten, sondern auch eine Reihe von neuen Diensten vorantreiben und für die Automotive und Mobilfunk-Industrie eine erhebliche Einnahmequelle bieten“, so Michael O’Hara, Marketingchef bei der GSMA, der weltweiten Industrievereinigung der GSM-Mobilfunkanbieter. „Das rasante Wachstum dieses Marktes wird teilweise auch durch positive regulatorische Maßnahmen angetrieben, insbesondere in Europa und in den Emerging Markets wie Russland oder Brasilien.“ Ein Beispiel hierfür ist das eCall, das von der Europäischen Union entwickelte automatische Notruf-System für Autos. Ab dem Jahr 2015 müssen alle neuen Fahrzeuge in den EU-Ländern mit diesem System ausgestattet sein. eCall verbindet im Falle eines Unfalles das Auto mit einer Notrufzentrale, übermittelt automatisch eine genaue Standortmeldung des Fahrzeuges und bietet die Möglichkeit, mit den Insassen zu sprechen, um weitere Informationen über die Schwere des Unfalls zu erhalten. Außerdem können dadurch auch die notwendigen Rettungsinformationen (Rettungskarte) abgerufen und an die Retter übermittelt werden. „Wir sind mitten in einer Connected-Car-Revolution“, so O’Hara weiter, „und es ist entscheidend dass die Mobilfunk- und Automotive-Industrie zusammenarbeiten, um eine skalierbare und alles durchdringende Vernetzung zu bieten und sicherzustellen, dass der Markt sein Potenzial ausschöpft.“ Die GSMA hat daher das Connected Car Forum ins Leben gerufen, in dem führende Mobilfunkanbieter und Autohersteller gemeinsam an Telematik- und Infotainment-Services arbeiten. Für 2018 wird erwartet, dass von den weltweit rund 100 Millionen neu zugelassenen Fahrzeugen rund ein Drittel mit derartigen „eingebetteten“ Mobilfunktechnologien ausgestattet ist.

Das Smartphone als Schnittstelle zum Netz

21 Millionen Fahrzeuge werden dagegen voraussichtlich über das Smart-phone vernetzt. Dabei ist die Bluetooth-Technologie heute schon fast der Standard, um mobile Geräte mit dem Infotainment-System des Autos zu vernetzen. Bluetooth ist eine Funktechnologie zur Datenübertragung zwischen Geräten über kurze Distanz. Mit diesem System kann der Fahrer die Freisprecheinrichtung seines Autos nutzen, wobei er die Kontakte aus seinem Smartphone verwendet. Die auf dem mobilen Gerät gespeicherte Musik lässt sich via Bluetooth über das Lautsprechersystem des Fahrzeugs anhören. Über das Infotainment-System des Autos lassen sich zudem SMS und E-Mails empfangen und versenden. Schließlich können so über das Smartphone auch Telematik-Dienste genutzt werden, beispielsweise lassen sich aktuelle Verkehrsinformationen in das Navigationssystem des Fahrzeugs übermitteln.

HTML5 wird übergreifende Sprache

Damit die Vielzahl unterschiedlicher Geräte und Fahrzeugmarken aber auch tatsächlich miteinander kommunizieren können, ist eine standardisierte Applikationsplattform notwendig. Es zeichnet sich ab, dass Web-Browser wie Mozilla Firefox oder Google Chrome die Basis einer derartigen Plattform sein werden. Über ihn lassen sich dann Dokumente und Informationen mithilfe von offenen Standards über Gerätegrenzen hinweg austauschen. Diese Entwicklung wurde durch HTML5 angestoßen, der Sprache des „Web 2.0“. HTML5 erweitert das bestehende HTML um „Rich Web Content“, zum Beispiel lassen sich Videos leichter einbetten. Zudem bietet die Spezifikation neue Möglichkeiten für Web-Applikationen.
„Da Fahrzeuge immer mehr miteinander verbunden sind, ist es für die Automobilbranche wichtig, für Fahrzeuge angepasste weltweite Web-Standards auszunutzen, um einen Datenaustausch mit der Cloud zu vereinfachen und dem Endkunden das digitale Leben im Fahrzeug zu verschönern“, betont Philippe Gicquel, General Manager für Cockpit, Sicherheit, Infotainment EE Module bei PSA Peugeot Citroën. So nutzt die GENIVI Alliance, ein Branchenverband der Automobil- und Unterhaltungselektronikindustrie, HTML5 für die Entwicklung einer offenen Referenzplattform für Infotainment in Fahrzeugen (IVI – In-Vehicle Infotainment). Gemeinsam sollen Programmierschnittstellen (APIs) für HTML5 Web-Anwendungen zur Verknüpfung mit Fahrzeug-Hardware oder Fahrzeug-Bus-Schnittstellen bestimmt werden. „Die HTML5 Auto API ist unerlässlich, um es der Open-Source-IVI-Gemeinschaft zu ermöglichen, innovative Anwenderkonzepte schnell und einfach als Prototyp umzusetzen, zu testen und zu produzieren“, meint Matt Jones, Senior Technical Specialist bei Jaguar Land Rover.
Mithilfe dieser APIs lassen sich eine Vielzahl von Fahrzeugdaten zur Verfügung stellen. Neben dem Zugriff auf Parksensoren, Durchschnittsgeschwindigkeits- und Verbrauchswerte sowie Licht- und Scheibenwischereinstellungen ist ebenso die Übertragung der Information über den aktuellen Gang möglich. Beispielsweise könnte durch diese Verknüpfung der Kunde auch auf seinem Smartphone oder auf dem TV den aktuellen Tankstand seines Fahrzeugs abrufen. Umgekehrt ist es aber auch möglich, vom Fahrzeug aus auf die Medienbibliothek des Smartphones oder des PCs zuzugreifen.

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Die Vereinigten Staaten werden von einer neuen Art des Terrorismus bedroht: Eine Gruppe um einen in Ungnade gefallenen Pentagon-Sicherheitsexperten bringt alle Computernetzwerke des Landes unter ihre Kontrolle. Sie können Ampeln nach Belieben schalten, die Kommunikation manipulieren und Gas-Pipelines steuern. Ein Horror, der zum Glück nur Hollywood-Fantasie ist. Doch ist das im Film „Stirb langsam 4.0“ geschilderte Szenario wirklich so weit hergeholt? Wer im letzten Jahr die Defcon, die größte Hacker-Konferenz weltweit, besucht hat, könnte das anders sehen: Dan Tentler, freiberuflicher Sicherheitsberater und Gründer der auf IT-Sicherheit spezialisierten Firma AtenLabs, zeigte auf der Konferenz, wie viele Geräte sich bereits heute im Internet finden lassen – und die völlig ungeschützt eingesehen werden können. Darunter Spielekonsolen und Notebooks, die über ihre integrierten Mikrofone und Kameras Einblicke in private Räume ermöglichen, Sicherheitskameras, unabhängige Spannungsversorgungen, Kühlungen und vieles mehr. Ohne viel Mühe konnte er zum Beispiel die Steuerung einer Ampelkreuzung in einer amerikanischen Kleinstadt in den Testmodus bringen – und damit die Lichtsignale ausschalten. Außerdem hatte er Zugriff auf die Benutzeroberfläche eines französischen Wasserkraftwerkes genauso wie auf eine Autowaschstraße. Dazu benötigte er nicht mehr als einen Internet-Browser und die Suchmaschine Shodan. Dieses – legale – Pendant zu Google sucht das Netz nach Geräten mit Internetanschluss ab. Eine Suche über Shodan zeigt, wie viele Geräte heute schon mit dem Internet verbunden sind. Sie zeigt aber auch, welche Gefahren im Internet der Dinge lauern. „Alltägliche Objekte, einst vertraut in ihrem Aussehen und völlig unauffällig aus dem Blickwinkel der Sicherheit, werden plötzlich die Träger von sensiblen Daten, die von heiklen Finanz-Informationen bis zu detaillierten Telemetrie-Daten über persönliche Aspekte des eigenen Lebens reichen“, so Marc Rogers im Blog von Lookout. Rogers ist Principal Security Researcher bei Lookout, einem der führenden Unternehmen für Sicherheitstechnologie, dessen Sicherheits-Software Smart-phones und Co. vor mobilen Bedrohungen schützt. „Vernetzte Dinge müssen wie Software behandelt werden, sobald es um das Thema Sicherheit geht“, lautet die Empfehlung von Rogers.

Patches erhöhen Sicherheit für vernetzte Geräte

Bisher wurde die Software eingebetteter Systeme, auch Firmware genannt, einmal bei der Produktion des Gerätes installiert und dann nur noch selten, wenn überhaupt, upgedatet. Dadurch entstehen Sicherheitslücken, die zum Beispiel von Viren wie dem Stuxnet-Computerwurm ausgenutzt werden. Stuxnet hatte im Jahr 2010 gezielt die Prozesssteuerungen iranischer Atomanlagen lahmgelegt – ähnliche Angriffe wären aber auch bei jeder anderen M2M-Kommunikation denkbar. So könnten auch Smart Meter, Basis der zukünftigen intelligenten Stromnetze, attackiert und somit die Stromversorgung von Behörden, Haushalten oder Industriebetrieben manipuliert werden. Dass das kein theoretisches Szenario ist, zeigt ein Bericht des FBI aus dem Jahr 2010: Danach hat ein Energieunternehmen in Puerto Rico hunderte Millionen Dollar durch Manipulationen von Smart Metern verloren – die Messgeräte zeichneten in der Nacht keinen Stromverbrauch mehr auf. Dem FBI zufolge können viele Smart Meters schon mit mäßigen Computerkenntnissen manipuliert werden.
Um derartige Sicherheitslücken zu schließen, empfiehlt Rogers, das aus der Welt des PCs bekannte Patch-Management auf vernetzte Geräte anzuwenden: Hierbei werden neu entdeckte Sicherheitslücken mit Patches geschlossen, kleinen Software-Updates, die zum Beispiel bei dem Betriebssystem Windows „Service Pack“ genannt werden. Das heißt, die Software der im Internet der Dinge vernetzten Objekte wird immer wieder aktualisiert und neu entdeckte Sicherheitslücken damit kontinuierlich geschlossen. „Eine der beim PC-Patch-Management gemachte Schlüssellektion ist, dass Sicherheitsprobleme bei Geräten als Software-Problem gemanagt werden sollten und nicht als eine Produkt- oder Hardware-Frage“, so Marc Rogers. „Das ist der einzige Weg, wie Hersteller in der Lage sein werden, das Ausmaß des Problems zu beherrschen.“

Der Chip an sich wird sicherer

Nichtsdestotrotz hat die Sicherheit im Internet der Dinge auch eine Hardwarekomponente. Die Mikro- und Nanoelektronikbranche hat dazu sichere Chiplösungen entwickelt, ohne die eine verlässliche IT-Infrastruktur nicht funktioniert. „Sie bilden die Basis für alle elektronischen Dienste. Bei der Mikro- und Nanoelektronik handelt es sich damit um die wichtigste und grundlegendste Schlüsseltechnologie in der heute vernetzten Welt“, sagt Heinz Martin Esser, Präsident des Hightech-Branchennetzwerkes Silicon Saxony e.V. „Eine sichere Chip-architektur ist die Basis für eine sichere IT. Die höchsten Firewalls und abgeschirmtesten Firmennetzwerke nützen nichts, wenn die Hardware nicht sicher ist – und dafür braucht es auch die dazupassenden Chips“, sagt Esser weiter. Die Lösung liege in der Grundidee eines „security system on a chip“, so Heinz Martin Esser: „Ohne solche sicheren Halbleiter mit bereits darauf verankerter sicherer Software gibt es in Zukunft keine zuverlässige IT-Infrastruktur.“ Das haben auch die Halbleiter-Hersteller erkannt und bringen bereits die ersten diskreten Sicherheitschips heraus, die Computersysteme vor unerlaubtem Zugriff und Angriffen schützen. Hardwarebasierte Sicherheitslösungen für industrielle und eingebettete Computersysteme oder mobile Endgeräte sind somit bereits heute Realität. Aktuelle Chips entsprechen dabei TPM (Trusted Platform Module) 2.0 Spezifikation der Trusted Computing Group. Dieses Standardisierungsgremium besteht aus führenden IT-Unternehmen und entwickelt offene Standards zur Absicherung von Rechnerumgebungen. Computersysteme mit einer derartigen integrierten vertrauenswürdigen Hardware und entsprechenden Applikationen ermöglichen eine sichere Authentifizierung von Geräte- und Nutzeridentitäten und verbessern damit die sichere Kommunikation in Computernetzwerken.

Vielzahl von Ansätzen für mehr Sicherheit

Die Ansätze, um Gegenstände für das Internet der Dinge sicher zu machen, sind dabei vielseitig, wie Prof. Dr. Dirk Westhoff von der Hochschule Furtwangen aufführt: „Wir suchen nach einfach einsetzbaren Möglichkeiten eines sicheren und robusten Code-Updates oder einer Funktionsfreischaltung, einer vertraulichen Datenfusion überwachter und übermittelter Daten sowie der Erkennung von Angriffen und Manipulationsversuchen.“ Westhoff entwickelt im Rahmen des Projektes UNIKOPS Sicherheitslösungen für eingebettete Systeme, also für Rechner oder Computer, die ihren Dienst in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen und Geräten versehen, beispielsweise in Geräten der Medizintechnik, Flugzeugen, Kraftfahrzeugen oder Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen, Fernsehern oder Mobiltelefonen.
Marc Rogers: „Das Internet der Dinge kündigt eine neue Technologieära an – eine Zukunft, in der alles vernetzt ist und wir mit Informationen enger interagieren können als jemals zuvor. Machen wir das richtig, eröffnen wir uns eine Welt neuer Möglichkeiten. Machen wir das falsch, riskieren wir, es kaputt zu machen bevor sein Potenzial jemals realisiert wurde.“

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Alle zwei Jahre verdoppelt sich laut aktueller Schätzungen die weltweit produzierte Datenmenge. Im letzten Jahr wurden bereits 1,8 Zettabyte oder 1,8 Trilliarden Byte an Daten erzeugt. Mit der zunehmenden Vernetzung von Alltagsobjekten wird das Internet der Dinge diesen Trend noch einmal beschleunigen. Damit wird die Frage, wie man mit diesen gigantischen Datenströmen umgeht und sie besser nutzt, immer wichtiger. Denn konventionelle Ansätze der Informationsverarbeitung stoßen an ihre Grenzen: Die Datenmenge überfordert herkömmliche Datenbanksysteme, zudem müssen die unterschiedlichsten Datenformate – Videos, Text, Sensordaten usw. – verarbeitet und analysiert werden, und das teilweise in Echtzeit. Hier helfen sogenannte Big-Data-Lösungen: Sie ermöglichen die Analyse großer, unterschiedlich strukturierter Datenmengen in hoher Geschwindigkeit. „Big Data meint mehr als nur ‚große Datenmengen‘ – Big Data stellt vor allem die Herausforderung an Wissenschaft und Wirtschaft, die richtigen Daten zur richtigen Zeit im richtigen Kontext zu interpretieren und die richtigen Aktionen hieraus abzuleiten“, betont Peter Liggesmeyer, Vize-präsident der Gesellschaft für Informatik.

Bereits unterschiedlichste Anwendungen realisiert

Dabei ist Big Data keine Zukunftsvision mehr, sondern wird schon in der Praxis angewendet: Das zeigt die aktuelle IBM-Studie „Analytics: The real-world use of big data”: Hiernach haben bereits etwa drei Viertel der befragten Unternehmen mit Big-Data-Projekten begonnen oder planen solche. „Jedes vierte Unternehmen hat sogar bereits konkrete Projekte in Angriff genommen“, sagt Martina Fiddrich, Leiterin des Geschäftsbereichs Mittelstand und Partnership Solution Center, DACH bei IBM. „Auch was sich der Mittelstand konkret von Big Data erhofft, zeigt unsere Studienauswertung – er will seine Kunden, deren Bedürfnisse und Verhalten besser verstehen und schneller auf deren Wünsche eingehen.“ Doch nicht nur Unternehmen können von Big Data profitieren: In Stockholm etwa werden Big-Data-Technologien eingesetzt, um den Straßenverkehr zu steuern. Durch die Echtzeit-Analyse von rund 250.000 anonymisierten Standortdaten von Verkehrsteilnehmern sowie Daten von unterschiedlichen Video- und Sensorsystemen konnten die individuelle Fahrzeit um bis zu 50 Prozent und die Schadstoff-Emissionen um 20 Prozent reduziert werden. Auch in der Medizin bietet Big Data große Chancen: So können durch neue Analyseverfahren Informationen aus Tausenden von Studien und anonymisierten Patientenakten genutzt werden, um personalisierte Therapien mit deutlich besseren Heilungschancen zu ermöglichen, etwa bei Krebspatienten.

Ohne Datenschutz kein Erfolg

Big Data ist zwar noch ein junger Markt, doch nach einer Studie der Experton Group lagen die globalen Umsätze bereits 2011 bei rund 3,3 Milliarden Euro. 2012 werden es voraussichtlich 4,5 Milliarden Euro sein, ein Plus um rund ein Drittel. 2016 soll der globale Big-Data-Markt knapp 16 Milliarden Euro umfassen. „Big Data wird eine der Schlüsseltechnologien für die Bewältigung der großen Zukunftsherausforderungen wie die Aufrechterhaltung eines exzellenten Gesundheitswesens oder die Umsetzung der Energiewende sein“, sagt Michael Kleinemeier vom deutschen Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (BITKOM). Allerdings gelingt dies nur unter einer Voraussetzung: „Um die Chancen von Big Data nutzen zu können und den Missbrauch zuverlässig zu verhindern, muss eine neue Balance beim Datenschutz gefunden werden.“ Denn je mehr Daten für eine Auswertung vorliegen, desto größer ist auch die Gefahr des Missbrauchs und des Kontrollverlustes. Die deutsche Verbraucherministerin Ilse Aigner fordert daher, dass der Datenschutz schon im Design von Big-Data-Anwendungen berücksichtigt wird. Zudem müsse „die Selbstbestimmung der Betroffenen gewahrt werden, indem sie aktiv einwilligen müssen. Dies gilt besonders, wenn Nutzerprofile gebildet werden.“ Eine massenhafte Auswertung dürfe es nur bei effektiv anonymisierten Daten geben. Zum Schutz der Verbraucher und Internetnutzer forderte Aigner, die EU-Datenschutz-Grundverordnung zügig voranzubringen und den Datenschutz europaweit auf hohem Niveau festzuschreiben: „Das Datenschutzrecht muss endlich auch im Informationszeitalter verankert werden – und zwar auf europäischer Ebene.“ Dabei müsse das europäische Datenschutzrecht die Balance zwischen Innovation und Privatsphäre wahren: „Wir brauchen eine breite gesellschaftliche Debatte über den Datenschutz angesichts immer perfekterer Aufzeichnungs- und Analysetechniken. Daher ist es wichtig, dass wir jetzt die Eckpfeiler für den Datenschutz und für Big Data setzen, bevor es zu spät ist.“

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Höchste Aufmerksamkeit ist von Verkehrsteilnehmern gefordert, wenn sie sich sicher, stressfrei und wirtschaftlich durch den Straßenverkehr bewegen wollen. Jeder muss den anderen beobachten, die nächste Bewegung abschätzen und sekundenschnell reagieren. Damit der Mensch seine Wege sicherer, stressfreier und wirtschaftlicher bewältigen kann, sollen in naher Zukunft Fahrzeuge und Infrastruktur miteinander kooperieren und den Fahrer schnell über mögliche Gefahren oder Probleme auf seiner Route informieren. „Die führenden europäischen Fahrzeughersteller sind momentan dabei, den Weg für die Markteinführung von kooperativen intelligenten Transportsystemen und Diensten zu ebnen“, bestätigt Søren Hess, General Manager des CAR 2 CAR Communication Consortiums. In diesem Konsortium haben sich führende Automobilhersteller sowie Soft- und Hardwarezulieferer zusammengefunden, um einen offenen europäischen Industriestandard für die Car-to-X-Kommunikation zu entwickeln, welche die Basis für kooperative Systeme sind.

Ampeln informieren über Rotphase

„Ein Datensender, der mit einer Ampelanlage verbunden ist, könnte den Fahrer darüber informieren, welche Geschwindigkeit er einhalten muss, um entlang seiner Strecke eine grüne Welle ausnutzen zu können“, nennt Erik Israelsson, Leiter des Bereichs Car-2-Car Communication bei der Volvo Car Corporation, ein Beispiel für die Kommunikation zwischen Infrastruktur und Fahrzeug. „Dies hätte zahlreiche Vorteile wie etwa einen besseren Verkehrsfluss, mehr Komfort für den Fahrer, einen geringeren Kraftstoffverbrauch und reduzierte Emissionen.“ Ein derartiges System könnte den Fahrer auch vor einer Rotlichtüberfahrung warnen. Im Fahrzeug wertet der Ampelphasenassistent die empfangenen Daten aus. Wenn bei unveränderter Geschwindigkeit die Ampel an der Kreuzung bereits rot wäre, erhält der Autofahrer diese Information frühzeitig genug, um sanft abzubremsen. Der Fahrer kann dadurch in die Zukunft blicken und seine Fahrweise an die Ampeltaktung anpassen. Laut einer Untersuchung von Audi lassen sich mit einem derartigen Ampelassistenten in Deutschland rund zwei Millionen Tonnen CO₂ im Jahr einsparen – wenn die Technologie flächendeckend zum Einsatz kommt.

Situation auf der Straße wird erfasst

Nicht nur in der Stadt hilft die Vernetzung, den Verkehr effizienter und sicherer zu leiten, auch auf der Autobahn versprechen sich Experten erhebliche Vorteile. Ein entsprechendes System testet der österreichische Autobahnbetreiber ASFINAG derzeit im Großraum Wien, am sogenannten Testfeld Telematik. Auf einer Teststrecke, die 45 Kilometer umfasst und um ein Autobahnkreuz in Wien angesiedelt ist, erfassen rund 150 Sensoren und mehr als 150 Kameras permanent die jeweils aktuelle Situation auf den Straßen: den Verkehrsfluss genauso wie etwaige Hindernisse und das Wetter, das in Form von Eisbildung, Nässe und Nebel nicht selten für erhebliche Beeinträchtigungen im Straßenverkehr sorgt. 25 mit Car-to-X-Technologie ausgestattete Fahrzeuge „schwimmen“ im normalen Straßenverkehr mit und liefern in Echtzeit wertvolle Daten an die Verkehrszentrale und an andere Fahrzeuge. Das Fahrzeugsystem analysiert die empfangenen Informationen, um dem Fahrer Auskunft über die aktuellen Verkehrsbedingungen zu geben und ihn zu warnen, wenn er sich in einer potenziell gefährlichen Situation befindet. Diese Informationen und Warnungen erhält er über das HMI (Human Machine Interface) des Fahrzeugs wie einem zentralen Informationsdisplay. „Angezeigt werden dem Fahrer nur Informationen, die für ihn unmittelbar relevant sind und vor Gefahren warnen“, betont Søren Hess. Ansonsten ist der permanente Austausch von Echtzeitdaten für den Fahrer unsichtbar.

Größter Praxistest in den USA

Auch in den USA wird die Car-to-X-Technologie intensiv weiterentwickelt: Das US-amerikanische Verkehrsministerium (DOT) startete dazu Ende 2012 in Ann Arbor, Michigan, einen auf einen Zeitraum von einem Jahr angelegten Praxis-Test – den größten weltweit. Fast 3.000 Autos, Lkw und Busse wurden mit WLAN-Technologie ausgestattet, so dass Fahrzeuge und Infrastruktur in Echtzeit miteinander kommunizieren können. Das soll Unfälle vermeiden und den Verkehrsfluss verbessern. Laut dem Amt für Verkehrssicherheit am DOT (NHTSA National Highway Traffic Safety Administration) kann die Car-to-Car-Technologie bei vier von fünf Unfällen die Folgen der Zusammenstöße mildern oder Unfälle sogar ganz verhindern. „Die Car-to-Car-Kommunikation hat das Potenzial, der ultimative Game-Changer in der Verkehrssicherheit zu sein – aber wir müssen verstehen, wie die Technologie in der realen Welt am effektivsten eingesetzt werden kann“, so David Strickland vom NHTSA.

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Ein ungenaues Management von chirurgischen Instrumenten in Krankenhäusern verursacht nicht nur erhebliche Kosten, sondern kann sogar Leben kosten. Fehler beim Reinigungs- und Sterilisationsprozess zum Beispiel können das Risiko von Krankenhausinfektionen erheblich steigern – ein Problem, mit dem Krankenhäuser zunehmend zu kämpfen haben. Daher nutzen immer mehr Kliniken Technologien des Internets der Dinge, um medizinische Geräte und Instrumente zu verwalten. So wird erwartet, dass die Ausgaben für RFID-Systeme zur Verfolgung von medizinischen Objekten sich in diesem Jahr verdreifacht – laut des Marktforschungsinstituts Transparency Market Research steigen die Ausgaben von knapp 450 Millionen Dollar in 2012 auf über 1,7 Milliarden Dollar in 2013.

OP-Besteck besser verwalten

Ein skandinavisches Konsortium von Krankenhäusern unter der Führung des Kopenhagener Rigshospitals hat in diesem Jahr zum Beispiel ein Pilotprojekt gestartet, mit dem chirurgische Instrumente und Schalen mittels RFID-Technologie verwaltet werden sollen. Erstmalig werden dabei alle Stationen von chirurgischen Instrumenten in einem Krankenhaus mit einem einzigen System verfolgt – vom Operationssaal über die Reinigung bis hin zur Lagerung. Mit den RFID-Chips können beispielsweise bei der Vorbereitung und während einer Operation Zustand und Anzahl von OP-Besteck und Geräten wesentlich besser überwacht werden. „Vergessene“ Instrumente im Körper eines Operierten oder die Arbeit mit nicht sterilisiertem Gerät gehören damit der Vergangenheit an. Der RFID-Chip, mit dem die Instrumente ausgestattet werden, ist so klein und leicht, dass er den Arzt bei der Operation nicht behindert. Gleichzeitig überträgt er seine Informationen, ohne von den vielen metallischen Gegenständen in einem Krankenhaus gestört zu werden. Außerdem übersteht er die hohen Temperaturen in einem Autoklav und die Chemikalien, denen chirurgische Instrumente im Sterilisationsprozess ausgesetzt sind. Das Projekt läuft über mehrere Jahre, erste Ergebnisse zeigen jedoch heute schon, dass durch die smarten Instrumente nicht nur die Sicherheit für die Patienten erhöht, sondern auch die Logistik und der Workflow im Krankenhaus verbessert werden. Die Betriebskosten des Krankenhauses sinken und der Aufwand für das Inventur-Management wird reduziert.

Immer die richtige Blutkonserve

Doch nicht nur Geräte lassen sich über RFID-Tags vernetzen, auch bei der Verfolgung von Medikamenten, Impfstoffen oder Blutkonserven sorgen die Funkchips für eine höhere Sicherheit und effizientere Prozesse. Das US-amerikanische Institute of Medicine und andere Organisationen betonen zum Beispiel, dass in den USA immer wieder Menschen sterben, weil sie falsche Blutkonserven erhalten haben. Das Unternehmen SysLogic hat daher ein System auf Basis von Hochfrequenz-RFID-Tags entwickelt, mit dem der „Lebensweg“ von Blutkonserven lückenlos verfolgt werden kann. Über das inzwischen von der amerikanischen Zulassungsbehörde FDA freigegebene iTrace-System lassen sich der aktuelle Ort, die Bewegung und der Status der Konserve nachvollziehen. Die Blutkonserven können zudem Informationen rund um die Blutspende, das Ablaufdatum und die Blutgruppe speichern. „Unser dreimonatiger Testbetrieb von iTrace zeigte, dass die Effizienz und Genauigkeit von Blutprodukten von der Spende bis zur Auslieferung deutlich steigen“, so Lynne Briggs, Vizepräsidentin des BloodCenter of Wisconsin. „Jetzt untersuchen wir die zusätzlichen Vorteile, die das System mit seinen detaillierten und aktuellen Daten bietet.“

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Das Internet der Dinge ist nicht mehr die Zukunft. Das Internet der Dinge ist die Gegenwart“, betonte Kevin Ashton auf der dritten „Internet of Things Week“ im Juni 2013 in Helsinki. Und Ashton sollte es wissen – gilt er doch als der „Vater“ des „Internets der Dinge“. Der Mitbegründer und ehemalige geschäftsführende Direktor des Auto-ID-Centers des Massachusetts Institute of Technology (MIT) verwendete erstmals im Jahr 1999 den Begriff „Internet der Dinge“. Nach Ashtons Vision sollten Computer fähig sein, unabhängig vom Menschen, Informationen beschaffen zu können. Computer müssten die reale Welt begreifen – ohne von Menschen bedient zu werden. Sodann würden uns viele Verluste und Kosten erspart bleiben. Denn menschliche Kapazitäten seien begrenzt: Wir hätten nur begrenzt Zeit und arbeiteten zu ungenau.

Gegenstände erhalten eine Identität

Mit dem Internet der Dinge bezeichnete Ashton Objekte – Alltagsgegenstände, Geräte, eben Dinge jedweder Couleur – die durch Programmierbarkeit, Speichervermögen, Sensoren und Kommunikationsfähigkeiten intelligent und über das Internet miteinander vernetzt werden. Diese Dinge können eigenständig Informationen austauschen, Aktionen auslösen und sich gegenseitig steuern. Dafür werden sie mit einer eigenen Identität in Form eines Codes ausgestattet – wie man es bisher vornehmlich von Computern und anderen Netzgeräten kennt, die über eine IP-Adresse eindeutig identifizierbar sind. Im Internet der Dinge kommunizieren Alltagsgegenstände wie Autos, Haushaltsgeräte, Stromzähler oder sogar Kleidungsstücke miteinander und können über das Internet angesteuert werden.

Mikroprozessoren plus Sensoren plus -Kommunikation

Basis hierfür sind kleine Mikroprozessoren, die in die Gegenstände eingebaut sind und die über Funk kommunizieren. Über integrierte Sensoren sind diese Mini-Computer in der Lage, ihre Umgebung wahrzunehmen, die Informationen weiterzuverarbeiten und mit anderen Objekten oder dem Internet zu teilen. Damit ist es möglich, „smarte“ Gegenstände zu schaffen, die „wissen“, wo sie sich befinden, welche anderen Dinge in der Nähe und wie die Umgebungsbedingungen sind. Diese Daten können sie erfassen und folglich ihre eigene Historie aufzeichnen – so kann zum Beispiel eine Fleischverpackung alle Daten über Ursprung, Verarbeitung und Lieferwege speichern oder ein Frachtcontainer erfasst Positions-, Temperatur- oder Feuchtigkeitswerte und kommuniziert diese Daten mit einer Leitzentrale.

Verschiedene Bereiche werden miteinander vernetzt

Heute ist das Internet der Dinge erst in Form einzelner, für bestimmte Zwecke entwickelter Netzwerke realisiert: Das beste Beispiel hierfür ist das Auto, bei dem Sicherheitsfunktionen, Motorsteuerung und Kommunikationssystem so miteinander vernetzt sind, dass leistungsfähige Assistenzsysteme entstehen, die den Fahrer unterstützen und teilweise auch schon autonom Entscheidungen treffen (zum Beispiel beim Notbremssystem). Auch in der Gebäudetechnik finden sich immer mehr Netzwerke, die Steuersysteme für Heizungen, Lüftungen und Klimaanlagen, Telefondienste, Sicherheit und Beleuchtung miteinander verbinden, um einen höheren Komfort und eine bessere Energieeffizienz zu erzielen. Im Zuge der Weiterentwicklung des Internets der Dinge werden diese und viele andere Netzwerke miteinander vernetzt und um zusätzliche Sicherheits-, Analyse- und Verwaltungsfunktionen erweitert. Dadurch wird das Internet der Dinge noch leistungsfähiger und eröffnet der Menschheit noch mehr Möglichkeiten.

Eine Technologie, die die Welt verändert

„Das Internet der Dinge ist eine Technologie, die die Welt verändert wie keine andere“, so Kevin Ashton. „Sie ermöglicht unermessliche ökonomische Vorteile und die Welt braucht ökonomische Vorteile gerade jetzt.“ Ashton sieht im Internet der Dinge die Antwort auf die wachsende Bevölkerung der Erde und ihren Hunger nach immer mehr Dingen – Essen, Energie, Autos, Komfort.

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