Internet of Things: Cloud, BIM, Datensicherheit und Standardisierung
von Richard Meusers, Artikel aus dem Archiv
Internet of Things (IoT), Collaboration, das scheint nur der alte Wein der Mediensteuerung mit Netzwerkanschluss in neuen Begriffsschläuchen zu sein. Doch es steckt mehr dahinter.
(Bild: Wilgengebroed-by-flickr)
Die Idee, verschiedenste Geräte und Aufgaben über eine integrierte Steuerung intelligent zu kombinieren, ist über 30 Jahre alt. Schon 1984 verwendete die American Association of Housebuilders dafür den Begriff „Smart House“.
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Auch in seiner bekannteren Version des „Smart Home“ konnte sich das Konzept allerdings erst durchsetzen, als Mobilfunk- und WLAN-Technik zum Allgemeinstandard wurden. Heute ist das intelligente Heim Teil einer übergeordneten Technologie namens Internet of Things.
Der Schritt zum „intelligenten Büro“ ist relativ gering, denn integrierte Technik wird auch zum Steuern der Raum- und Präsentationstechnik eingesetzt. Neben diesen Bereichen ist vor allem der Industriesektor von Bedeutung. Dort geht es um Fabriken, Maschinen, Produktionseinrichtungen und Sensornetzwerke und eben auch Mediensteuerung.
Dabei kommunizieren Dinge beziehungsweise intelligente Objekte, Smart Objects, in Maschine-zu-Maschine-Kommunikation miteinander. Geräte mit Netzanschluss Ob es sich um Endverbrauchergeräte oder professionelles Equipment handelt, jeder einzelne Bestandteil des IoT besitzt eine eindeutige Internetadresse, eine URL.
Damit können diese Geräte und Funktionen über das Internet angesprochen werden und mit dem angeschlossenen Informationssystem interagieren. Das setzt voraus, dass jedes einzelne IoT-Objekt mit einem eigenen Prozessor ausgerüstet ist. Die Anzahl derartiger Geräte ist in den letzten Jahren förmlich explodiert. Elektronische Helferlein tun heute im gesamten Verkehrsbereich genauso ihren Dienst wie in der Medizintechnik, Logistik oder Gebäudeautomation.
Auf der CeBit werden auch in diesem Jahr wie bereits in 2015 wieder IoT-Lösungen zu finden sein. (Bild: Deutsche Messe)
Ein weiterer Aspekt ist beim Internet of Things die Fähigkeit angeschlossener Smart Devices, Daten zu analysieren und eigenständig, ohne menschliches Zutun Entscheidungen zu treffen und Aktionen auszulösen. Das kann die Lokalisierung eines bestimmten Containers in einem Hafen sein, oder die Aktivierung der Raumheizung oder Kühlung, oder die tagzeitenabhängige Helligkeitssteuerung.
Sind die Geräte mit entsprechender Software bestückt, können Algorithmen zur weiteren Verbesserung von Abläufen beitragen. Hier wird Machine Learning mit Big Data zusammengeführt. Größerer Adressraum durch IPv6 Die eindeutige Identifizierbarkeit all dieser Komponenten wurde durch die Einführung des IPv6 sehr erleichtert. Diese IP-Protokollversion besitzt im Unterschied zu ihrer Vorgängerversion Ipv4 einen wesentlich größeren Adressraum.
Das 1981 eingeführte Ipv4 bot für IP-Adressen vier Nummernblöcke, dieser Adressenpool erlaubte die Vergabe von ungefähr 4,3 Milliarden Adressen – und damit Geräten. Damals schien diese Zahl mehr als ausreichend – noch 1989 waren gerade einmal 100.000 Rechner ans Netz angeschlossen. Doch dann nahm die Verbreitung von Computern rasant zu, daneben wurden zunehmend auch andere Geräte internetfähig gemacht. Im Juni 2012 startete das neue Protokoll IPv6, weil abzusehen war, wann die letzten Ipv4-Adressen vergeben sein würden. 2015 war es dann soweit, in Nordamerika wurden die letzten entsprechenden Adressen vergeben.
IPv6-Adressen sind 128 Bit groß und bestehen aus acht vierstelligen Blöcken in hexadezimaler Schreibweise. Damit ergeben sich 340 mal 10 hoch 36 Kombinationsmöglichkeiten, eine schier unendliche Anzahl von adressierbaren Knoten. Jedes mit einem embedded Prozessor ausgestattete Objekt kann an netzbasierter Kommunikation teilnehmen. So können Sensordaten wie zur Temperatur oder von Bewegungsmeldern ausgetauscht, Aktoren gesteuert oder Sprachdaten zwischen Konferenzteilnehmern ausgetauscht werden. Die Verarbeitung und die Speicherung der Daten kann dabei vor Ort erfolgen oder in die Cloud verlagert werden.
Internet of Things in der Cloud
Anfang 2015 kündigte Microsoft an, seine Cloud-Computing-Plattform Azure auf das Internet of Things auszuweiten. Dazu wurde der Cloud-Service der Redmonder um Azure IoT erweitert. Er beinhaltet eine Reihe von Anwendungen, die Smart Devices mit der Cloud, aber auch untereinander verbinden. Im Juni 2015 wurde dem Azure IoT dann Crestrons System zur Hausautomatisation Pyng zugefügt und als ideale Ergänzung und Umsetzung cloudbasierter Anwendungen vorgestellt. Über eine App können Funktionen wie Licht, Jalousien, Audio- und Videotechnik, Überwachungssysteme oder Touchpanels eingerichtet und gesteuert werden.
Mit seinem 2014 eingeführten Pyng bietet Crestron eine Programmierplattform für Automatisationssysteme, die von der Cloud aus arbeitet. Smart Devices liefern eine Fülle von Daten zu Beleuchtung, Kameras, Thermostaten sowie die entsprechende Remote-Systemüberwachung und versprechen Management mit minimalem Aufwand.
Internet of Things für Gebäudeplanung: BIM
Im Bereich des Building Information Modeling (BIM) fließen Planungs- und Aktionsphasen ineinander. Planungs- und Baufortschritte werden in ein virtuelles 3D-Modell eingepflegt. Alle Modifizierungen sind für sämtliche Beteiligten sofort verfügbar. Im BIM-gestützten Modell werden die entsprechenden Parameter sofort durchgerechnet und aktualisiert, die entsprechenden Gewerke über die neuen Vorgaben informiert.
Ist das Modell mit dem realen Gebäude verbunden, stehen zahlreiche, sensorgestützte Informationen zur Verfügung. Muss etwa eine Lampe oder ein Beamer ausgetauscht werden, ist das frühzeitig bekannt. Zudem können Analysen von komplexen Aktionsschritten und Prozessen klären, ob mögliche Nacharbeiten durch bestimmte Werkzeuge nötig wurden oder ob Zusammenhänge mit eingesetzten Teams bestehen. Das reduziert Wartungskosten und ermöglicht effizientere Betriebsabläufe.
Internet of Things und Datensicherheit
Allerdings stellt sich die in der Internet-Computerei unvermeidliche Frage nach der Sicherheit des Datenmaterials. Das haben die Beispiele der jüngeren Zeit mit aus der Entfernung gehackten und kontrollierten Autos drastisch vorgeführt.
Im vergangenen Sommer machten Nachrichten über erfolgreiche Attacken erst auf einen fahrenden Jeep und kurz darauf bei einem Elektroauto von Tesla die Runde. Auch das Internet of Things kommt nicht ohne ein umfassendes Sicherheitskonzept aus. Wie jede digitale Netzstruktur muss das IoT von Anfang an auf Sicherheit hin angelegt sein. Das beinhaltet verschiedene Punkte wie die zuverlässige Authentifizierung zwischen Smart Devices, den darauf laufenden Anwendungen sowie den Nutzern.
2015 wurde dem Azure IoT dann Crestrons System zur Hausautomatisation Pyng zugefügt und als ideale Ergänzung und Umsetzung cloudbasierter Anwendungen (Apps) vorgestellt. (Bild: Crestron)
Die Übertragung der Daten muss durch möglichst potente Verschlüsselungen vor unerwünschtem Zugriff Dritter gesichert werden, das dient sowohl dem Schutz von etwaigen Unternehmens – geheimnissen wie auch dem störungsfreien Betriebsablauf. Anwender sollten die Bedeutungen der Datensicherheit auf keinen Fall unterschätzen. Neben Geschäftsinterna gilt es auch, Kundendaten vor unerlaubten Zugriffen zu schützen.
IoT-Systeme und -Abläufe müssen zudem besonders abgesichert werden, wenn sie kritische Infrastrukturen im Medizinbereich oder in der Energieversorgung betreffen. Kommt es hier zu Unregelmäßigkeiten, können neben direkten Schäden auf Hersteller und Anbieter von Produkten und Programmen Produkthaftungs- und Regressansprüche zukommen. Doch noch immer wird in vielen Unternehmen das Thema Sicherheit kleingeschrieben, sei es aus Unwissen oder Nachlässigkeit. Oft genug wird auf jeden Schutz verzichtet, den schon eine Firewall oder VPNs bieten könnte.
IoT-Standardisierung
Da sich das Konzept des Internet of Things noch immer in seinen Anfängen befindet, herrscht allenthalben Wildwuchs. Doch die Notwendigkeit zur Steigerung von Effizienz und Sicherheit zwingt Hersteller wie Anwender dazu, sich auf all – gemein anerkannte Standards festzulegen.
Das gilt nicht zuletzt auch unter dem Aspekt der Interoperabilität verschiedener Systeme, die möglichst nahtlos aneinander andocken sollen. Zu diesem Zweck haben sich im Februar 2016 namhafte Elektronikunternehmen zur Open Connectivity Foundation (OCF) zusammengeschlossen. Sie soll einheitliche Standards für IoT-Geräte schaffen und am Markt durchsetzen helfen. Zu den beteiligten Unternehmen gehören ARRIS, CableLabs, Cisco, Electrolux, GE Digital, Intel, Microsoft, Qualcomm und Samsung.
Die OCF erklärte, schon bald würden Milliarden von miteinander verbundenen Geräten unabhängig vom Hersteller oder Betriebssystem kommunizieren. Mit den offenen OCF-Standards könne jeder – vom High-Tech-Konzern bis zum Garagen-Start-Up – Interoperabilität für Verbraucher, Business und Industrie gewährleisten.
Möglicherweise haben die Microsoft-Verantwortlichen aus ihren Fehlern der Vergangenheit gelernt, was die Adaption von Technologie-Trends angeht. Nachdem Microsoft den Smartphone-Boom völlig verschlafen hatte und erst recht spät auf den Tablet-Zug aufgesprungen war, könnte der Konzern in diesem Bereich seine Zukunft ein gutes Stück weit selbst bestimmen.
Mit Windows 10 und Azure stehen geeignete Instrumente bereit. Offene Standards würden ein überlegenes Potenzial bieten, hieß es aus dem Unternehmen. Denn der Wettbewerb zwischen verschiedenen offenen Standardnormen und geschlossenen Unternehmensprotokollen habe notwendige Innovationen und deren Übernahme verlangsamt.
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