21.09.2017  Verfasst von Dennis Knake

Wie intelligente Sensoren IoT Ecosysteme entlasten können

Dennis Knake, Lemonbeat, über Edge Computing und IoT: Mehr Intelligenz auf den Sensoren entlastet die Cloud.

Täglich werden immer mehr Geräte branchenübergreifend vernetzt: Smart Car, -Home, -Building, -Industry, -Garden, die Anwendungsgebiete sind vielschichtig. Millionen neuer Devices, die alle rund um die Uhr mit dem Internet kommunizieren um ihre Daten zur Weiterverarbeitung in ihre Cloud schicken. Das hat Auswirkungen auf das Datenvolumen, das sowohl lokal als auch weltweit die Netze belastet. Da stellt sich die Frage: Muss überhaupt alles jederzeit in die Cloud?

Die Aussichten bis zum Ende des Jahrzehnts sind riesig: Milliarden neuer Geräte werden bis 2020 mit dem Internet verbunden. Je nachdem, welchem Marktforscher man glaubt, rangieren die Zahlen hier zwischen 20 bis 30 Milliarden. Das hat Auswirkungen auf das Netz. Auch der Ausbau mit schnellem 5G Mobilfunk, dem Nachfolger des LTE-Funks (4G), wird nicht alle Probleme lösen:

Stellen wir uns eine große moderne „smarte“ Produktionshalle eines Industrieunternehmens vor: Riesige Maschinen arbeiten hier rund um die Uhr, interagieren miteinander und sind auf steten Rohstoffnachschub angewiesen. Um den Produktionsablauf effizienter zu gestalten, senden tausende Sensoren rund um die Uhr aktuelle Zustandsdaten in eine zentrale Monitoring- und Analyseplattform. So hat der Betreiber jederzeit Daten wie Positionen, Geschwindigkeit, Temperatur, Druck, Energieverbrauch, Füllstandsanzeigen etc. im Blick. Leerlaufzeiten werden vermieden, der Energieverbrauch optimiert und im Falle eines Problems schlägt eine Software frühzeitig Alarm und leitet idealerweise auch noch Gegenmaßnahmen ein.

Die riesigen Datenmengen, die bei der Überwachung anfallen haben nur einen kleinen Schönheitsfehler: Sie müssen innerhalb kürzester Zeit erfasst und ausgewertet werden. Je mehr Daten anfallen, desto länger dauert die Übertragung und damit auch die Auswertung. Der übliche Weg: Vom Sensor an der Maschine zu einem Gateway im Gebäude. Von dort dann in die zentrale Steuerplattform in die Cloud. Die Cloud sammelt, wertet aus, meldet zurück. Das kostet Zeit.

Intelligente Datenverarbeitung am Rande des Netzwerks

Intelligente Sensoren könnten Abhilfe schaffen: Statt Daten einfach nur an eine Cloudplattform weiter zu leiten, sind diese Sensoren mit eigener „Intelligenz“, also Mikroprozessor samt Software, ausgestattet und können selbstständig Berechnungen ausführen. Einmal konfiguriert „wissen“ sie, welche Daten kritisch sind können ohne Umweg über die Cloud direkt Maßnahmen ergreifen: Etwa andere Geräte triggern oder aber wichtige Daten für die Analyseplattform „vorqualifiziert“ übertragen.

Dies erhört im gesamten System die Reaktionszeit und verringert gleichzeitig die Datenmengen.

Ein Gegenargument für smarte Sensoren war bislang immer der Preis. Einen einfachen Sensor mit der Cloud zu verbinden war oft die kostengünstigere Lösung. Mit immer neuen leistungsfähigeren und günstigeren Mikroprozessoren verliert das Argument zusehends an Validität.

Wird die Intelligenz in einem IoT-Ecosystem auf die Sensoren verlagert, werden Reaktionszeiten erhöht und Cloudanbindungen entlastet. Grafik: Lemonbeat GmbH

Edge verspricht mehr Sicherheit „by Design“

Auch die Zuverlässigkeit in einer IoT Umgebung lässt sich mit smarten Sensoren erhöhen: Sind die Endgeräte in der Lage, direkt miteinander zu kommunizieren werden sie sich von einer zentralen Instanz unabhängig. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass der Ausfall einer Steuereinheit oder der Verbindung zur Cloudplattform zunächst keine Auswirkungen auf den Betriebsablauf hat. Da jedes Gerät aufgrund seiner Konfiguration „weiß“ was zu tun ist, benötigt es keine dauerhafte Onlineverbindung.

Wird Edge Computing die Cloud überflüssig machen? Wohl kaum. Denn für das Monitoring und die Analyse bleibt sie unverzichtbar. Aber die Verlagerung von Rechenoperationen an den Rand des Netzwerks verspricht eine smarte Ergänzung. Auch große Player im Bereich Cloud und IoT wie etwa Microsoft oder Amazon haben die Zeichen der Zeit erkannt und setzen verstärkt auf Edge-Computing.

Über den Autor:

Dennis Knake ist PR- und Content Marketing Expert bei Lemonbeat GmbH, einer 100%igen Tochter der innogy SE. Das Unternehmen hat einen universellen Baukasten zur Entwicklung von smarten Geräten für das Internet der Dinge entwickelt. Mit der sogenannten Lemonbeat smart Device Language (LsDL) lässt sich die „Intelligenz“ dieser Geräte direkt ansprechen. Durch die Vernetzung solcher intelligenten Geräte können diese innerhalb eines IoT-Ecosystems unabhängig von Cloud- oder Gateway-Lösungen direkt miteinander interagieren. Dies nimmt IoT-Installationen die Komplexität, reduziert Engineering- und Wartungsaufwand und sorgt für mehr Flexibilität.