1. Definition

Das Internet der Dinge (IoT) ist das „Internet, das alles verbindet“, also eine Erweiterung und Erweiterung des Internets. Es verbindet verschiedene informationserfassende Geräte mit dem Netzwerk zu einem riesigen Netzwerk und ermöglicht so die Vernetzung von Menschen, Maschinen und Dingen jederzeit und überall.

Das Internet der Dinge ist ein wichtiger Bestandteil der neuen Generation der Informationstechnologie. In der IT-Branche wird es auch als Paninterconnection bezeichnet, was so viel bedeutet wie die Verbindung von Dingen und allem. Daher ist „das Internet der Dinge das Internet der vernetzten Dinge“. Dies hat zwei Bedeutungen: Erstens ist der Kern und die Grundlage des Internets der Dinge nach wie vor das Internet, welches ein erweitertes und ausgebautes Netzwerk auf dem Internet darstellt. Zweitens erstreckt es sich clientseitig auf alle Elemente und zwischen den Elementen zum Informationsaustausch und zur Kommunikation. Daher ist das Internet der Dinge definiert als Funkfrequenzidentifikation, Infrarotsensoren, Global Positioning System (GPS) und Informationssensoren wie Laserscanner, die je nach Vertragsvereinbarung mit allen mit dem Internet verbundenen Elementen Informationsaustausch und Kommunikation ermöglichen, um eine intelligente Identifizierung, Ortung, Verfolgung sowie Überwachung und Verwaltung eines Netzwerks zu ermöglichen.

2. Schlüsseltechnologie

2.1 Radiofrequenz-Identifikation

RFID ist ein einfaches drahtloses System, das aus einem Abfragegerät (oder Lesegerät) und mehreren Transpondern (oder Tags) besteht. Tags bestehen aus Kopplungskomponenten und Chips. Jeder Tag verfügt über einen einzigartigen elektronischen Code mit erweiterten Einträgen, der am Objekt angebracht ist, um das Zielobjekt zu identifizieren. Er überträgt Hochfrequenzinformationen über die Antenne an das Lesegerät, das die Informationen ausliest. RFID-Technologie ermöglicht es Objekten zu „sprechen“. Dies verleiht dem Internet der Dinge eine Tracking-Funktion. Das bedeutet, dass Menschen jederzeit den genauen Standort von Objekten und ihrer Umgebung kennen. Einzelhandelsanalysten von Sanford C. Bernstein schätzen, dass diese Funktion des Internets der Dinge RFID Walmart jährlich 8,35 Milliarden US-Dollar einsparen könnte, einen Großteil davon an Arbeitskosten, die durch den Wegfall der manuellen Überprüfung eingehender Codes entstehen. RFID hat dem Einzelhandel geholfen, zwei seiner größten Probleme zu lösen: Lagerbestände und Produktverlust (durch Diebstahl und Unterbrechung der Lieferketten verlorene Produkte). Walmart verliert jährlich fast 2 Milliarden US-Dollar allein durch Diebstahl.

2.2 Mikroelektromechanische Systeme

MEMS steht für mikroelektromechanische Systeme. Es handelt sich um ein integriertes Mikrogerätesystem bestehend aus Mikrosensor, Mikroaktor, Signalverarbeitungs- und Steuerschaltung, Kommunikationsschnittstelle und Stromversorgung. Ziel ist die Integration von Informationserfassung, -verarbeitung und -verarbeitung in ein multifunktionales Mikrosystem, das in ein Gesamtsystem integriert ist, um den Automatisierungsgrad, die Intelligenz und die Zuverlässigkeit des Systems deutlich zu verbessern. Es handelt sich um einen allgemeineren Sensor. MEMS erwecken alltägliche Objekte zu neuem Leben und verfügen über eigene Datenübertragungskanäle, Speicherfunktionen, Betriebssysteme und spezialisierte Anwendungen, wodurch ein riesiges Sensornetzwerk entsteht. Dies ermöglicht dem Internet der Dinge, Menschen über Objekte zu überwachen und zu schützen. Im Falle von Trunkenheit am Steuer: Werden Auto und Zündschlüssel mit winzigen Sensoren ausgestattet, erkennt der betrunkene Fahrer beim Herausziehen des Schlüssels über einen Geruchssensor einen Hauch von Alkohol und signalisiert dem Auto per Funksignal sofort, dass es anhalten und in den Ruhezustand versetzt werden soll. Gleichzeitig „befahl“ er dem Mobiltelefon des Fahrers, Textnachrichten an seine Freunde und Verwandten zu senden, um sie über den Standort des Fahrers zu informieren und sie daran zu erinnern, sich so schnell wie möglich darum zu kümmern. Dies ist das Ergebnis davon, „Dinge“ in der Welt des Internets der Dinge zu sein.

2.3 Maschine-zu-Maschine/Mensch

M2M steht für Machine-to-Machine/Mensch und ist eine vernetzte Anwendung und ein Dienst, deren Kern die intelligente Interaktion von Maschinenterminals ist. Dadurch lassen sich Objekte intelligent steuern. Die M2M-Technologie umfasst fünf wichtige technische Komponenten: Maschine, M2M-Hardware, Kommunikationsnetzwerk, Middleware und Anwendung. Basierend auf einer Cloud-Computing-Plattform und einem intelligenten Netzwerk können Entscheidungen auf Grundlage der vom Sensornetzwerk erfassten Daten getroffen und das Verhalten von Objekten zur Steuerung und Rückmeldung angepasst werden. Beispielsweise tragen ältere Menschen zu Hause Uhren mit integrierten intelligenten Sensoren, Kinder können an anderen Orten jederzeit über ihr Mobiltelefon den Blutdruck und die Herzfrequenz ihrer Eltern überprüfen. Wenn der Benutzer bei der Arbeit ist, sperrt der Sensor automatisch Wasser, Strom sowie Türen und Fenster und sendet regelmäßig Nachrichten an das Mobiltelefon des Benutzers, um über die Sicherheitslage zu informieren.

2.4 Könnte Computing

Cloud Computing zielt darauf ab, mehrere relativ kostengünstige Recheneinheiten über das Netzwerk zu einem perfekten System mit leistungsstarker Rechenleistung zu integrieren und fortschrittliche Geschäftsmodelle zu nutzen, damit Endnutzer diese leistungsstarken Rechenleistungsdienste nutzen können. Eines der Kernkonzepte des Cloud Computing besteht darin, die Verarbeitungskapazität der Cloud kontinuierlich zu verbessern, die Rechenlast des Nutzerterminals zu reduzieren und sie schließlich zu einem einfachen Ein- und Ausgabegerät zu vereinfachen, um die leistungsstarke Rechen- und Verarbeitungskapazität der Cloud bei Bedarf nutzen zu können. Die Informationsebene des Internets der Dinge erfasst große Mengen an Dateninformationen, überträgt diese durch die Netzwerkebene und stellt sie auf einer Standardplattform bereit. Anschließend werden sie mithilfe von leistungsstarkem Cloud Computing verarbeitet und in intelligente Daten umgewandelt, um sie schließlich in nützliche Informationen für Endnutzer umzuwandeln.

3. Anwendung

3.1 Smart Home

Smart Home ist die grundlegende Anwendung des IoT im Haushalt. Mit der zunehmenden Verbreitung von Breitbanddiensten werden Smart-Home-Produkte in allen Bereichen eingesetzt. Zu Hause kann jeder per Smartphone und anderen Produkten die intelligente Klimaanlage fernsteuern, die Raumtemperatur regeln und sogar die Gewohnheiten des Benutzers lernen, um eine automatische Temperaturregelung zu erreichen, sodass Benutzer auch im heißen Sommer zu Hause eine angenehme Kühle genießen können. Über den Client lassen sich intelligente Lampen ein- und ausschalten, deren Helligkeit und Farbe steuern usw. Integriertes WLAN ermöglicht die Fernsteuerung des Stroms und die Überwachung des Stromverbrauchs von Geräten. So können Sie Ihren Stromverbrauch im Blick behalten und Ressourcen und Budget planen. Intelligente Waagen überwachen Ihre Trainingsergebnisse. Smarte Kameras, Fenster-/Türsensoren, intelligente Türklingeln, Rauchmelder, intelligente Alarmanlagen und andere Sicherheitsüberwachungsgeräte sind für Familien unverzichtbar. Sie können jederzeit und überall die Situation in jedem Winkel des Hauses überprüfen und Sicherheitsrisiken erkennen. Das scheinbar langweilige Leben im Haushalt ist dank des IoT entspannter und schöner geworden.

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3.2 Intelligenter Verkehr

Die Anwendung der IoT-Technologie im Straßenverkehr ist relativ ausgereift. Mit der zunehmenden Verbreitung von öffentlichen Verkehrsmitteln sind Verkehrsstaus oder gar Verkehrsbehinderungen zu einem großen Problem in Städten geworden. Echtzeitüberwachung der Verkehrslage und die rechtzeitige Übermittlung von Informationen an die Fahrer, damit diese ihre Reise rechtzeitig anpassen können, tragen zur effektiven Verkehrsentlastung bei. Automatische Mautsysteme (kurz: ETC) an Autobahnkreuzen sparen Zeit beim Ein- und Ausfahren und verbessern die Verkehrseffizienz. Das im Bus installierte Ortungssystem erkennt rechtzeitig die Busroute und Ankunftszeit, sodass Fahrgäste ihre Fahrt entsprechend der Route planen können, um unnötigen Zeitverlust zu vermeiden. Mit der zunehmenden Verbreitung von öffentlichen Verkehrsmitteln wird neben der Verkehrsbelastung auch das Parken zu einem großen Problem. Viele Städte haben intelligente Parkraummanagementsysteme am Straßenrand eingeführt, die auf einer Cloud-Computing-Plattform basieren und IoT-Technologie und mobile Zahlungstechnologie kombinieren, um Parkressourcen gemeinsam zu nutzen, die Parkauslastung zu verbessern und den Nutzerkomfort zu erhöhen. Das System ist mit dem Mobiltelefonmodus und der Funkfrequenzidentifikation kompatibel. Mithilfe der mobilen App-Software können Parkinformationen und Parkpositionen rechtzeitig abgerufen, Reservierungen im Voraus vorgenommen und Zahlungen sowie andere Vorgänge durchgeführt werden, wodurch das Problem „schwieriges Parken, schwieriges Parken“ weitgehend gelöst wird.

3.3 Öffentliche Sicherheit

In den letzten Jahren kommt es immer häufiger zu globalen Klimaanomalien, wodurch Katastrophen immer plötzlicher und gefährlicher werden. Das Internet ermöglicht es, Umweltrisiken in Echtzeit zu überwachen, frühzeitig vorzubeugen, frühzeitig zu warnen und rechtzeitig Maßnahmen zu ergreifen, um die Bedrohung von Menschenleben und Eigentum durch Katastrophen zu verringern. Bereits 2013 schlug die Universität Buffalo das Tiefsee-Internetprojekt vor. Dabei werden speziell entwickelte Sensoren in der Tiefsee eingesetzt, um die Unterwasserbedingungen zu analysieren, Meeresverschmutzung zu verhindern, Ressourcen am Meeresboden zu erkennen und sogar zuverlässigere Warnungen vor Tsunamis zu liefern. Das Projekt wurde erfolgreich in einem See in der Nähe getestet und bildet die Grundlage für eine weitere Ausweitung. Die Technologie des Internets der Dinge kann Indexdaten von Atmosphäre, Boden, Wäldern, Wasserressourcen und anderen Aspekten intelligent erfassen und trägt so maßgeblich zur Verbesserung des menschlichen Lebensumfelds bei.