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Das Internet der Dinge
Besonderheiten bei der Programmierung von IoT-Anwendungen
Programmierung von IoT-Anwendungen: Das Internet of Things (IoT) oder auch das Internet der Dinge, bezeichnet die zunehmende Vernetzung von Geräten, Sensoren und anderen Anlagen.
Dabei wird das Ziel verfolgt, dass physische Dinge, also Geräte unterschiedlichster Art, ihre Zustandsinformationen kennen und mit anderen Geräten über ein IP-Netzwerk ihre Daten teilen können.
Zum Aufbau einer IoT-Lösung ist eine sogenannte IoT-Plattform notwendig. Sie stellt die Infrastruktur für die Kommunikation der Geräte und Anwendungen zur Verfügung und ermöglicht zusätzliche Analysen und Auswertungen.
IoT-Plattformen
Als die bekanntesten Plattformen gelten Amazon Web Services (AWS) und Azure IoT von Microsoft. Bei beiden Anbietern werden die Dienste für Linux-Distributionen oder Microsoft Windows zur Verfügung gestellt. Allerdings ist es bei manchen Anwendungsfällen auch sinnvoll, auf selbst entwickelte Lösungen zu setzen, da fertige Plattform auch Begrenzungen mit sich bringen, die nur durch Lizenz- und Supportkosten geöffnet werden können. Der folgende Beitrag beschreibt daher einige grundlegende Dinge, die bei einem Aufbau und der Programmierung von IoT-Anwendungen zu berücksichtigen sind.
Einsatzgebiete von IoT-Anwendungen
Das Internet der Dinge bietet die Grundlage für neue Business-Anwendungen und Geschäftsideen. So hat beispielsweise ein Maschinenhersteller eine eigene Plattform entwickelt, bei der alle entwickelten Sensoren und Geräte (sogenannte Sensor Kits) die gleichen Kommunikationsstandards nutzen. Über die IoT-Plattform werden Betriebsparameter und Messwerte ausgetauscht. Die gesammelten Daten werden in eine Anwendungssoftware geladen und stehen für verschiedene Dienste wie Verfügbarkeitsanalysen, Überwachung von Werkzeugstandzeiten und Wartungsintervallen in Echtzeit zur Verfügung. Damit lassen sich Maschinenausfälle reduzieren und Kosten senken.
Durch die angebotenen Schnittstellen können auch weitere Dienste mit den gesammelten Daten versorgt werden. Der Zugriff auf die Anwendungssoftware erfolgt wahlweise über mobile Endgeräte oder eine klassische Webanwendung. Durch den Einsatz einer IoT-Anwendung ist es gelungen, eine aus Kundensicht flexibel skalierbare Plattform zur Weiterverwendung der beim Produkteinsatz anfallenden Daten und Informationen zu etablieren. Durch die Möglichkeit, auch Bestandsmodule mit der benötigten Sensorik- und Hardware einfach nachrüsten zu können, ist es möglich auch Kunden älterer Maschinen für das Geschäftsmodell zu akquiriert.
Vorteile von IoT-Anwendungen
Ein wesentlicher Nutzen und damit Vorteil sind die erfassten Daten der einzelnen Geräte und Sensoren sowie die Verarbeitung dieser. Wer Herr über diese Datenflut wird, für den ergeben sich zahllose spannende Ansatzmöglichkeiten.
Ein großer Mehrwert ist die Anbindung der Geräte durch einfache Programmierlogik und das Auslesen sowie Analysieren der Daten auf einem Server, wobei entsprechende Modelle, dass Eintreten von Wahrscheinlichkeiten errechnen können. Sind die Daten ausgewertet, können die Ergebnisse wiederum an die Geräte zurückgesendet werden und beeinflussen vor Ort den operativen Prozess. Auf der einen Seite ermöglicht somit das IoT die Erfassung eines Spiegelbildes des Ist-Zustands, kann aber auch durch smarte Algorithmen, Big Data und sogar Künstliche Intelligenz, komplexe Muster herauslesen.
Das ermöglicht es auch Prognosen über zukünftige Zustände und Trends herzuleiten. Dabei werden zum Beispiel die Dadurch können genauere und schnellere Entscheidungen getroffen und auf dieser Grundlage hohe Einsparungen oder Potentiale ermittelt werden.
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Besonderheiten bei der Entwicklung von IoT-Anwendungen
Die Entwicklung von IoT-Anwendungen ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Gründe sind die bereits genannten vielfältigen und komplexen Möglichkeiten von unterschiedlichen Geräten und ihrer Vernetzung. Fertige IoT-Plattformen sind dieser Herausforderung gewachsen und bieten einfache Verbindungen mit den nötigen Schnittstellen an.
Ab einer gewissen Größe kann auch eine individuelle Lösung einer IoT-Plattform von Vorteil sein, da diese unter anderem eine garantierte Integration schon bestehender Geräte oder Systeme ermöglicht und keine (Kosten-)Abhängigkeit zu Plattformanbietern besteht.
Anders als oftmals erwartet, gibt bei für IoT-Anwendungen nicht den EINEN besten Dienstleister. Die eingesetzte (Individual-) Software und Technologien müssen genau zum Anwendungsfall passen. Darum empfehlen wir vorab zu klären, in welchen spezifischen Markt- und Branchenumfeld ihr ausgewählter IoT- Anbieter die meisten Erfahrungen hat. Hierbei sollte auf Experten- und Domänenwissen des Dienstleisters geachtet werden, das auch nachgewiesen werden kann.
Die Kosten einer IoT-Lösung
Wurde auf Grundlage der technischen Anforderungen, die in Frage kommenden IoT-Plattformen oder eine Eigenlösung favorisiert, folgt die Aufgabe die jeweiligen Kostenpunkte zu verstehen und zu vergleichen. Neben dem Implementierungsaufwand fallen in der Regel laufende Kosten an, wie die Bereitstellung von Softwaremodulen, der Edge-Verbindungspunkte und besonders bei der Verarbeitung (bereitgestellte Rechenleistung) und Hosting von Daten in der Cloud. Hier lohnt es sich im Detail hinzuschauen, um nicht in eine Kostenfalle zu tappen.
Schritt für Schritt zur IoT-Lösung
Auf Grundlage vorhergehenden Anforderungsanalyse gilt es, ein Geschäftsmodell zu entwickeln oder das Vorhandene auf IoT anzupassen. Auf diese Weise lässt sich plausibel festlegen, mit welcher Software-Architektur und Technologie der IoT-Datenhaushalt verwaltet werden kann. Zudem ist es nicht selten, dass das Geschäftsmodell selbst Anforderungen an die IoT-Plattform und (Service-) Funktionen stellt, die nicht in das Aufgabengebiet der Plattform passen. In diesem Fall muss der Dienstleister sein Know-how zielgerichtet einbringen und passende Software und Services spezifisch entwickeln können.
Wir entwickeln Ihr individuelles IoT-Projekt
Gerne helfen wir Ihnen bei der Wahl der für Sie passenden IoT-Umgebung und erläutern Ihnen genau, worauf Sie von Anfang an achten sollten. In einem kostenfreien Erstgespräch beraten wir Sie zu allen Fragen rund um die Programmierung von IoT-Anwendungen.