Begriff
IoT (Internet of Things)
Warum wichtig?
Dieser Begriff ist ein Knoten im SengakujiWorks-Wissensnetz. Nutze Level 0 für die erste Einordnung, Level 1 für Praxis, Level 2 für technische Struktur und Level 3 für Grenzen, Fallstricke und Expertenkontext.
Früher waren nur Computer im Internet. Heute ist alles im Internet. Das ist das Internet der Dinge.
- Der Kühlschrank (bestellt Milch nach).
- Die Glühbirne (lässt sich per App steuern).
- Das Auto (meldet Defekte an die Werkstatt).
- Die Industrie-Maschine (sagt: "Ich gehe bald kaputt, warte mich!").
Dinge bekommen Sensoren und einen Chip, um Daten zu sammeln und zu teilen, ohne dass ein Mensch dabei hilft.
Merksatz: Die Vernetzung von physischen Gegenständen ("Dingen") mit dem Internet.
Das bekannteste Beispiel ist Smart Home: "Alexa, schalte das Licht an." Das Mikrofon (IoT) sendet den Befehl an den Server. Der Server sendet an die Glühbirne (IoT) den Befehl "An".
In der Industrie 4.0 ist IoT noch wichtiger: Sensoren an Turbinen messen Vibrationen. Wenn sie untypisch wackeln, wird die Wartung gerufen (Predictive Maintenance), bevor sie ausfällt. Das spart Millionen.
1. Protokolle (MQTT)
IoT-Geräte haben oft wenig Strom (Batterie) und schlechtes Internet. HTTP (Webseiten laden) ist zu fett für sie. Sie nutzen MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Das ist extrem leichtgewichtig. Ein Sensor sendet nur "Temp=20" und geht wieder schlafen.
2. Sicherheit (Der Albtraum)
IoT ist eine Sicherheitskatastrophe. Viele Billig-Webcams haben Standard-Passwörter ("admin/admin"), die man nicht ändern kann. Hacker kapern Millionen dieser Geräte (Toaster, Kameras) und nutzen sie als Waffen für DDoS-Angriffe (Botnetze wie Mirai).
1. Das MQTT Protokoll (Lightweight Pub-Sub)
IoT Hardware (ESP32 Chips) operiert auf Batterien. HTTP Request Header wiegen teils 800 Bytes (zu teuer für eine Knopfzelle).
Der Standard der Wahl ist MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Das Protokoll arbeitet mit einem Broker (z.B. Mosquitto im Datacenter) und Clients (Sensoren).
Es gibt keine Punkt-zu-Punkt Anfrage, sondern Publish / Subscribe.
Der Heizungsthermostat subscribt auf dem Topic home/livingroom/heat. Das Thermometer publiziert home/livingroom/temp = 21 an den Broker. Der Sensor weiß überhaupt nicht, dass das Thermostat existiert (Decoupling). Zudem nutzt MQTT Quality-of-Service Level (QoS). Droppt das unstete LoRaWAN-Netz die Verbindung, speichert der Broker die Nachricht bis ins Recovery.
2. Edge Computing / Fog Computing
Wenn 50.000 smarte Ampeln einer Stadt in Echtzeit Videomuster (Autodatensatz) analysieren wollen, implodiert der zentrale Cloud-Server in Amazon AWS durch Terabytes an Traffic. Die Architektur verlagert sich auf Edge Computing (den "Rand" des Netzes). An der Ampelkreuzung hängt ein kleiner Industrie-PC. Er ist der "Edge Node". Er analysiert lokal per ML das Videobild (10 GB/s Traffic bleiben im Gerät), konvertiert alles in reine Meta-Signale ("3 Autos warten") und sendet einen MQTT String per 4G an die AWS Cloud (1 KB/s Traffic).
3. LPWAN Architekturen (LoRa und NB-IoT)
WLAN reicht 50 Meter. 4G zieht extrem viel Strom. Wie verbindet man einen Wasserzähler im tiefen Betonkeller, der 10 Jahre an einer festen Batterie laufen muss? Mittels LPWAN (Low Power Wide Area Network).
- LoRaWAN: Nutzt unregulierte Sub-GHz Frequenzen (868 MHz). Das Signal reicht 15 Kilometer (!) quer durch Wände. Der Trade-Off? Du sendest mit brutalen 0,3 kbit/s. Es reicht exakt für einen kleinen Zahlencode pro Stunde.
- NB-IoT (Narrowband): Sitzt im lizenzierten LTE-Netz der Telekom, quetscht das Signal in tiefen "Guard-Bands" an normalen Telefonaten vorbei und durchdringt dicke Kellerwände (bis zu 20dB Deep Indoor Cover).
Quick-Check
Was hat 5G mit IoT zu tun?
Viel. 5G erlaubt es, Millionen Geräte auf engem Raum (z. B. Stadion, Fabrik) gleichzeitig zu vernetzen, ohne dass das Netz zusammenbricht. 4G wäre damit überfordert.Was ist ein "Smart Meter"?
Ein IoT-Stromzähler. Er sendet deinen Verbrauch live an den Versorger. Vorteil: Keine Ablesung mehr nötig. Nachteil: Der Versorger weiß genau, wann du zu Hause bist (Datenschutz).Ist ein Smartphone ein IoT-Gerät?
Streng genommen ja (es hat Sensoren und Internet). Aber meistens meint man mit IoT eher "dumme" Gegenstände, die nachträglich schlau gemacht wurden (Uhren, Thermostate).