Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) bezieht sich auf das Netzwerk physischer Objekte, die mit Sensoren, Software und anderen Technologien ausgestattet sind, um Daten mit anderen Geräten und Systemen über das Internet zu verbinden und auszutauschen. Aus technischer Sicht ist das IoT ein Informationsträger, der auf dem Internet und herkömmlichen Telekommunikationsnetzen basiert und es allen allgemein adressierbaren physischen Objekten ermöglicht, ein zusammenhängendes Netz zu bilden.
Kernarchitektur und Technologiestapel des IoT
Technologien der Wahrnehmungsebene
- Sensortechnik: Enthält verschiedene Geräte zur Erfassung von Umgebungsparametern wie Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Licht und Bewegung.
- Identifikationstechnologie: Objekterkennungslösungen wie RFID, QR-Codes und biometrische Erkennung
- PCB (Printed Circuit Board) Anwendungen: In IoT-Geräten sind hochleistungsfähige Leiterplatten entscheidend für die Miniaturisierung und Integration von Geräten. Sie sind für die Verbindung verschiedener Sensorchips, Kommunikationsmodule und Prozessoren verantwortlich und gewährleisten Signalintegrität und Leistungsstabilität.
Technologien der Netzwerkebene
- Drahtlose Technologien mit kurzer Reichweite: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave
- Drahtlose Technologien für große Reichweiten: LoRa, NB-IoT, 5G, LTE-M
- Kabelgebundene Verbindungstechnologien: Ethernet, Bus-Technologien
Technologien der Plattformebene
- IoT-Plattformen: Geräteverwaltung, Datenspeicherung, -analyse und -verarbeitung
- Cloud- und Edge-Computing: Architektur der kollaborativen Datenverarbeitung
- Sicherheitsrahmen: Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, Identitätsauthentifizierung, Zugangskontrolle
Hauptanwendungsbereiche des IoT
Industrielles IoT (IIoT)
Digitale Transformation und Modernisierung von Industrieszenarien, einschließlich intelligenter Fertigung, vorausschauender Wartung, Optimierung der Lieferkette und Energiemanagement.
Intelligente Städte
Intelligente Verwaltung der städtischen Infrastruktur, einschließlich intelligentem Verkehr, Umweltüberwachung, öffentlicher Sicherheit und Kommunalverwaltung.
Intelligentes Zuhause
Intelligente Lösungen für Privathaushalte, einschließlich Hausautomatisierung, Sicherheitsüberwachung, Energiemanagement und intelligente Geräte.
Intelligente Gesundheitsfürsorge
Zu den Innovationen im Bereich der medizinischen Dienstleistungen gehören Telemedizin, Gesundheitsüberwachung, Verwaltung medizinischer Geräte und Rückverfolgbarkeit von Medikamenten.
Intelligente Landwirtschaft
Zu den Anwendungen für die Modernisierung der Landwirtschaft gehören die Präzisionsbewässerung, die Umweltüberwachung, die Steuerung des Pflanzenwachstums und die Rückverfolgbarkeit landwirtschaftlicher Erzeugnisse.
Vorteile und Wert des IoT
Verbesserung der operationellen Effizienz
Optimieren Sie Geschäftsprozesse und reduzieren Sie manuelle Eingriffe, indem Sie die Datenerfassung und -analyse in Echtzeit nutzen und so die Produktionseffizienz verbessern.
Optimierung der Kosten
Die vorausschauende Wartung reduziert die Ausfallzeiten der Geräte, das Energiemanagement senkt die Betriebskosten, und die Ressourcennutzung wird effizienter.
Datengestützte Entscheidungsfindung
Bereitstellung einer zuverlässigen Grundlage für strategische Unternehmensentscheidungen durch Analyse und Auswertung umfangreicher Gerätedaten.
Innovative Dienstleistungsmodelle
Katalysator für neue Produkte und Dienstleistungen, die völlig neue Geschäftsmodelle und Einnahmequellen schaffen.
Herausforderungen und Gegenmaßnahmen für das IoT
Sicherheit und Schutz der Privatsphäre
- Gerätesicherheit: Sicherheitschips auf Hardware-Ebene, sichere Boot-Mechanismen
- Datensicherheit: Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, Daten-Desensibilisierungs-Verarbeitung
- Schutz der Privatsphäre: Anonymisierungsverarbeitung, Kontrolle der Benutzerrechte
Standardisierung und Interoperabilität
Protokollkompatibilität und Vereinheitlichung der Datenaustauschstandards zwischen Geräten verschiedener Hersteller.
Datenverarbeitung und -analyse
Aufbau von Echtzeitverarbeitungs-, Speicher- und Analysefunktionen für massive Gerätedaten.
Zukünftige Entwicklungstrends des IoT
Technologische Integration Innovation
Integration neuer Technologien wie AIoT (Künstliche Intelligenz der Dinge), Edge Intelligence, digitale Zwillinge und Blockchain + IoT.
Verbesserung des industriellen Ökosystems
Gemeinsame Entwicklung aller Segmente der industriellen Kette zur Schaffung eines gesunden und nachhaltigen industriellen Ökosystems.
Vertiefung der groß angelegten Anwendungen
Übergang von Pilotdemonstrationen zu groß angelegten Einsätzen, kontinuierliche Erweiterung der Anwendungstiefe und -breite.
Schlüsselrolle von PCB im IoT
Gedruckte Schaltungen (PCBs), als physische Träger von IoT-Geräten, zeigen ihre Bedeutung in:
- High-Density-Integration: Integration von mehr Komponenten auf begrenztem Raum, um die Anforderungen an die Miniaturisierung von Geräten zu erfüllen
- Signalintegrität: Gewährleistung der Qualität der Hochfrequenzsignalübertragung und Verbesserung der Kommunikationszuverlässigkeit
- Energieverwaltung: Optimieren Sie die Stromverteilung, verbessern Sie die Energieeffizienz und verlängern Sie die Lebensdauer der Gerätebatterie
- Thermisches Management: Effektive Wärmeableitung sorgt für einen langfristig stabilen Gerätebetrieb
- Kostenkontrolle: Senkung der Gesamtproduktionskosten durch optimierte Design- und Produktionsprozesse
Da IoT-Geräte immer kleiner und leistungsfähiger werden, werden fortschrittliche Leiterplattentechnologien wie High-Density Interconnect (HDI)-Leiterplatten und flexible Leiterplatten im IoT-Bereich immer mehr Anwendung finden.