So innovativ es auch klingen mag, das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) gewinnt heute in der privaten und kommerziellen Nutzung rasch an Bedeutung. Den Menschen gefällt die Idee, intelligente Ökosysteme zu schaffen, die über ein Smartphone oder eine andere universelle Steuerung gesteuert werden können und eine Vielzahl von technischen Geräten zu einem einzigen, kohärent funktionierenden Mechanismus verbinden.
Das IoT ist also nicht mehr wegzudenken, und die Ideen des Internets der Dinge finden vielfältige Anwendungen in Bereichen, die man sich gestern noch nicht vorstellen konnte:
- Autonome Fahrzeuge
- Industrielle Sicherheitssysteme
- Intelligente Heim-Ökosysteme
- Fitness-Tracker und eine breite Palette von Wearables
- IoT-gestützte Landwirtschaft
Zukunftsorientierte Unternehmen sehen in der Entwicklung von IoT-Geräten und IoT-Plattformen natürlich eine Möglichkeit, in den boomenden Markt einzusteigen, dessen Projekte angemessene Einnahmen versprechen. Was ist also der Trend auf diesem Markt? Was brauchen Privatpersonen und Unternehmen? Wie kann man mit der Entwicklung von IoT-Software von Grund auf beginnen, und welche Experten sollte man engagieren, um ein brauchbares Produkt zu entwickeln? Im Folgenden finden Sie einen kurzen Leitfaden zu den Schritten und Phasen eines IoT-Projekts, die jeder beachten muss.
Schritte zum Erstellen eines IoT-Projekts
Die Einführung des IoT scheint ein sehr attraktiver Plan zu sein, aber Sie müssen sich darüber im Klaren sein, warum Sie es brauchen. Planen Sie, ein System zu entwickeln, das Sie durch den Verkauf an Kunden monetarisieren können? Möchten Sie eine maßgeschneiderte Lösung für Ihr eigenes Unternehmen entwickeln? Sind Sie eine Einzelperson, die nach einem intelligenten Heim-/Büro-Ökosystem sucht und ein maßgeschneidertes Produkt für ihre spezifischen Einstellungen und Bedürfnisse erhalten möchte? All diese Ziele sind unterschiedlich, daher müssen Sie sich zunächst auf die richtigen Schwerpunkte konzentrieren, um sie zu erreichen.
#1 Bestimmen Sie das Projekt auf der Grundlage des IoT
Wie wir gerade erklärt haben, müssen Sie festlegen, was genau Sie von dieser Technologie brauchen. Soll es IoT-Produkte oder eine IoT Business Solution sein? Wo sehen Sie die applications in IoT? Sind Sie ein Ersteller oder ein Nutzer? Um dieses Ziel zu erreichen, müssen Sie das IoT in einen Kontext stellen und die Schlüsselkomponenten Ihres zukünftigen Systems klären. Wenn Sie ein Unternehmer sind, müssen Sie sich über die Rolle des IoT innerhalb Ihrer Unternehmensstrategie im Klaren sein. Sobald der Plan fertig ist, geht es um die technischen Aspekte.
Auch bei einfachen IoT-Projekten ist es wichtig, alle Komponenten Ihres künftigen Systems zu planen. Standardmäßig umfassen solche Systeme Hardware (physische Geräte, die Daten aus der Umgebung sammeln), Software (die Technologie, die die Verbindung zwischen Ihrer Hardware und der Cloud herstellt) und die Cloud-Lösung (ein cloudbasierter Server, der Ihre Daten verarbeitet und speichert und der Hardware auf der Grundlage der Eingangsdatenanalyse Befehle erteilt). Wenn all diese Punkte geklärt sind, ist es an der Zeit, mit dem Planungsprozess fortzufahren.
#2 Wählen Sie die Technologie
Unabhängig davon, ob Sie IoT-Projekte für Anfänger planen oder etwas Fortgeschritteneres schaffen wollen, müssen Sie sich zunächst mit der Technologie auseinandersetzen. Bei der Auswahl von IoT-Technologien sollten Sie sich für drei verschiedene Kategorien entscheiden:
- Sensoren und Mikrocontroller
- Dienstanbieter
- Software für Gerätekonnektivität
Die Auswahl in allen drei Kategorien sollte so einheitlich sein, dass eine nahtlose Integration möglich ist und alle Geräte und Software problemlos zusammenarbeiten. Achten Sie bei der Auswahl der Plattform für Ihr Projekt darauf, dass sie zu Ihren langfristigen Zielen passt. Wenn Sie beispielsweise planen, Ihr Projekt in Zukunft zu skalieren, sollten Sie sich vergewissern, dass der Anbieter in dieser Hinsicht flexibel ist. Bei der Preisgestaltung sind Sie recht flexibel, da die meisten Cloud-Plattformen unterschiedliche B2B- und B2C-Pakete anbieten, je nach der von Ihnen benötigten Kapazität. Außerdem sollte die gewählte Plattform mit anderen Technologieprodukten und -diensten in der Nische kompatibel sein; so können Sie technische Lücken mit verwandten Software-/Hardware-Alternativen schließen.
#3 Eine Methodik entwickeln
Nach der Festlegung der Ziele und der Wahl des zu ihrer Verwirklichung erforderlichen Technologiepakets ist es wichtig, die Schritte zu formulieren, die Sie von Punkt A zu Punkt B führen. Mit anderen Worten: Sie müssen IoT-Methodenschritte entwerfen, die die wesentlichen Phasen der Projektarbeit bilden und als Bewertungsmeilensteine dienen werden.
#4 Hardware entwickeln
Die Hardware des Projekts ist das zentrale Element Ihres Systems. Ihre Mikrocontroller und Prozessoren werden als Gehirn fungieren und anderen Körperteilen Befehle auf der Grundlage der empfangenen und verarbeiteten Informationen erteilen. Derzeit können Sie zwischen den folgenden Mikrocontrollertypen wählen:
- Arduino Uno/Mega eignet sich sehr gut für das Prototyping; es vereinfacht den Entwicklungsprozess.
- STM32F ist der am häufigsten verwendete Mikrocontroller-Typ, der eine einfache Anpassung des IoT-Systems ermöglicht.
- ESP-Boards sind preiswert und effektiv und gewährleisten eine gute Wi-Fi- und Bluetooth-Konnektivität zwischen den Komponenten des IoT-Systems.
Wenn Sie sich stattdessen für ein mikroprozessorbasiertes System entscheiden, empfehlen wir Ihnen den Raspberry Pi wegen seiner einfachen Navigation mit Hilfe von PC-ähnlichen Betriebssystemen und den Beagle-Bone wegen seiner technischen Überlegenheit und seines Funktionsreichtums. Neben der Zentraleinheit müssen Sie eine Reihe von Sensoren einrichten, um Daten für die Aktionen des Systems zu sammeln. Diese Elemente sind vielfältig und werden je nach dem Zweck Ihres Systems ausgewählt:
- Rauchsensoren
- Temperatursensoren
- Druck- und Näherungssensoren
- Relais, die das Schließen und Öffnen von Türen melden, und viele andere.
#5 Software entwickeln
Sobald Sie mit der Hardware fertig sind, ist es an der Zeit, die Software-Tools auszuwählen, die Ihr System steuern werden. Bislang werden die folgenden Softwarelösungen in der IoT-Produktion eingesetzt:
- Das Arduino-Framework passt perfekt zur Arduino-Hardware und unterstützt verschiedene Boards und Chips, die Sie möglicherweise in das System integrieren möchten.
- Amazon FreeRTOS ist ein Instrument für die AWS IoT-Connect, das zahlreiche wertvolle Funktionen bietet.
- FreeRTOS ist universeller als das zuvor genannte Tool und kann mit zahlreichen Chips und Mikrocontrollern verbunden werden.
- Apache Mynewt ist eine hervorragende Lösung für drahtlose IoT-Systeme.
Alle diese Software-Optionen sorgen für eine reibungslose Bedienung, indem sie dem Benutzer eine OS-ähnliche Navigationstafel bieten. Einige von ihnen laufen sogar unter Linux und Windows, was ihre Bedienung wesentlich benutzerfreundlicher macht.
#6 Für die richtige Konnektivität sorgen
Nun, da Sie beide Komponenten zur Hand haben, müssen Sie dafür sorgen, dass sie zusammenarbeiten, indem Sie ihre Konnektivität sicherstellen. Die Wahl der Konnektivitätstechnologie hängt von den Einstellungen ab, in denen das System verwendet wird, sowie von dem erwarteten Durchsatz. Die in Frage kommenden Optionen sind:
- Wi-Fi – die einfachste, aber unzuverlässigste Methode für die Verbindung. Sie können sie in Innenräumen verwenden, z. B. in einem Haus oder Büro.
- RFID/NFC – diese Methode ist eher für IoT applications in Unternehmen oder in der Industrie geeignet, da sie die Daten von kartenbasierten Zugangssystemen liest.
- GSM/GPRS – diese Methode eignet sich für eine Reihe von IoT-Systemen im Außenbereich mit unterschiedlichen Zwecken.
- NB-IoT – es handelt sich um eine Lösung mit geringer Kapazität, die speziell für IoT-Konnektivität entwickelt wurde und daher nur begrenzt einsetzbar ist.
- Bluetooth – die beste Option für die Verbindung von Wearables und Smart-Home-/Bürogeräten mit einem einzigen Bedienfeld (z. B. einem Smartphone).
Wie Sie sehen können, hat jede dieser Optionen Einschränkungen, die die Skalierbarkeit des Systems behindern. Daher empfehlen wir die Verwendung von LoRaWAN-Konnektivitäts-Tools für größere Projekte (z. B. Industrieanlagen oder große öffentliche Infrastrukturobjekte), da sie eine stabile Verbindung und eine großflächige Abdeckung gewährleisten können.
Entwicklung des IoT-Projekts
Wie Sie sehen können, ist die IoT-Hardware Development kein einfacher Prozess. Er ist jedoch sehr lohnend, denn er ermöglicht es Ihnen, wettbewerbsfähig zu bleiben und technische Innovationen im besten Sinne des Wortes anzubieten oder zu genießen. Die geschäftlichen Vorteile von IoT-Innovationen liegen ebenfalls auf der Hand und verschaffen zukunftsorientierten Unternehmen die Oberhand bei der Bewältigung der drängenden geschäftlichen Herausforderungen und der Anpassung an die sich schnell entwickelnde Unternehmenslandschaft:
- Größere Automatisierung
- Bessere Kontrolle über alle Prozesse in allen Abteilungen
- Verbesserte Geschäftsproduktivität
- Ein breiteres Spektrum an Geschäftsmöglichkeiten
- Kosteneinsparungen
- Schnellere Abwicklung der meisten wichtigen Prozesse
- Besseres Datenmanagement
- Robuste Datenanalyse
- Strenge digitale Sicherheit
- Optimale Anlagenoptimierung
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