Die drei größten Herausforderungen im Bereich IoT, die angegangen werden mussten

Beim Thema Internet der Dinge (IoT) entsteht oft der Eindruck, es handle sich um eine Art Wundertechnologie, die alle Probleme löst. IoT-Geräte sind mittlerweile leicht erhältlich, und der Markt bietet eine stetig wachsende Auswahl an Standardhardware und -software . Vernetzte Geräte können Funktionen fernsteuern und Betriebssysteme optimieren. Im Allgemeinen basiert ein erfolgreiches IoT-Projekt auf der Beherrschung des Gerätemanagements und der Realisierung automatisierter Prozesse. Trotz aller Möglichkeiten für eine kosteneffiziente Lösung und die dauerhafte Beseitigung unstrukturierter Daten müssen jedoch einige wichtige Herausforderungen bewältigt werden.

Diese Herausforderungen umfassen:

• Konnektivität
• Sicherheit
• Leistungsaufnahme

Konnektivität

Der Markt für IoT-Konnektivität ist stark fragmentiert und umfasst zahlreiche Technologien und Ökosysteme. Für ein effektives IoT-Gerätemanagement ist Konnektivität eine Notwendigkeit und keine Option. Während die energiesparenden Mobilfunkstandards weiterhin den Großteil des drahtlosen IoT-Marktes dominieren, etablieren sich lizenzfreie ISM-Bänder und Satellitentechnologien mit kleinem Formfaktor als praktikable Alternativen für abgelegene und kostengünstige Anwendungen.

Die wachsende Anzahl von IoT-Geräten führt zu einer steigenden Menge an zu speichernden und zu verarbeitenden Daten. Daher ist die Vernetzung der Geräte entscheidend für einen reibungslosen Datentransfer. Fällt jedoch ein Gerät aus, kann dies die Daten aller anderen Geräte beschädigen. Aus diesem Grund besteht ein Bedarf an fortschrittlicher Software zur Qualitätskontrolle und Datensicherung.

Konnektivitätsprobleme stellen für Unternehmen, die mit IoT-Technologien arbeiten, eine große Herausforderung dar, da viele der installierten Geräte nicht ausreichend geprüft sind und schlichtweg nicht den internationalen Standards entsprechen. Laut einer aktuellen Studie von Beecham Research sehen sich über 70 Prozent der Unternehmen bei der Implementierung ihrer IoT-Technologien mit Konnektivitätsproblemen konfrontiert (IoT Business News, 2021). Diese Zahlen sind besorgniserregend und zeigen, dass das Management von IoT-Netzwerken Aufwand sowie zuverlässige Hard- und Software erfordert.

Wie lässt sich dieses Problem lösen?

Die einfachste Möglichkeit, wichtige Aspekte der Konnektivität zu berücksichtigen, besteht darin, intelligente Geräte und Gateways mit Akku-Backup und Kompatibilität mit Drittanbietersoftware auszuwählen. Viele IoT-Geräte sind nur mit IoT-Anwendungen und Sensoren eines einzigen Herstellers kompatibel, was die Möglichkeiten von Tracking-Geräten hinsichtlich umfassender Analyse und Konnektivität erheblich einschränkt. Daher ist es wichtig, die kostengünstigste Lösung, Open-Source-Software und -Hardware sorgfältig auszuwählen und dabei die Konnektivitätsoptionen zu beachten.

Die Vernetzung von Geräten zu einem einheitlichen IoT-Ökosystem ist entscheidend für eine reibungslos funktionierende, automatisierte Produktionslinie, ein effizientes Anlagenmanagement oder die Optimierung jeglicher Unternehmensprozesse. Um solche Probleme zu vermeiden, sollten Sie daher einen Hersteller wählen, der problemlos Softwarefunktionen von Drittanbietern integriert und andere Geräte problemlos einbindet.

Grundsätzlich genügt eine technische Lösung, um dieses Problem zu beheben. Wenn ein Hersteller bereit ist, seinen Kunden die Nutzung der gewünschten Software zusammen mit den von ihm hergestellten Geräten zu ermöglichen, stellt sich die Frage der Geräteintegration gar nicht erst.

TEKTELIC-Antwort

TEKTELIC Communications legt großen Wert auf die Wünsche und Bedürfnisse seiner Kunden, insbesondere auf umfassende Integrationsmöglichkeiten und Interoperabilität. Wir sind stolz darauf, dass alle unsere Gateways LoRaWAN-Geräte von Drittanbietern integrieren können. Sie können auch Ihren eigenen LoRaWAN-Server und Ihre eigene Anwendung verwenden . Wir binden Sie also nicht an unsere Geräte und geben Ihnen die Wahl. Unser Ziel ist es, Sie bei der Automatisierung Ihrer Prozesse zu unterstützen, anstatt Ihnen einfach nur unsere Produkte zu verkaufen.

Sicherheit

Eine weitere Herausforderung bei IoT-Lösungen ist die Sicherheit. IoT-Sicherheit stellt in der Unternehmenswelt eine wachsende Herausforderung dar, insbesondere da IoT-Geräte immer verbreiteter und komplexer werden. Diese Geräte müssen vor Cyberangriffen geschützt werden, indem ihre Komponenten gehärtet und Sicherheitsframeworks implementiert werden. Dies umfasst Überwachung, Firmware-Updates und Zugriffsmanagement. Sicherheitsmaßnahmen müssen auch die Reaktion auf Bedrohungen und die Behebung von Schwachstellen beinhalten.

Eine der häufigsten Sicherheitsherausforderungen im Bereich IoT ist das Risiko von Einbrüchen, was insbesondere für die Hausautomation ein großes Problem darstellt. Da Hausautomationssysteme persönliche Daten austauschen können, sind sie anfällig für Hackerangriffe, um sensible Informationen zu stehlen. Glücklicherweise gibt es verschiedene Möglichkeiten, diese Geräte zu schützen, darunter die Einhaltung strenger rechtlicher und regulatorischer Rahmenbedingungen sowie die Beschränkung der Anzahl installierbarer Geräte und des Zugriffs darauf.

Eine weitere große Herausforderung ist die potenzielle Auswirkung von Malware. Obwohl der Großteil der IoT-Daten in der Cloud gespeichert wird, kann Malware, die Zugriff auf sensible Daten hat, dennoch für Angriffe auf Nutzer missbraucht werden. Viele Unternehmen gehen zudem nachlässig mit ihrer Software um und führen keine regelmäßigen Updates durch, wodurch sie zu einem bevorzugten Ziel für Hacker werden. Beispielsweise sind viele eingebettete Lösungen nicht drahtlos und unterstützen keine drahtlosen Updates. Darüber hinaus verfügen diese IoT-Geräte oft nicht über Cybersicherheitsmaßnahmen zur Protokollierung von Geräteprotokollen und sind daher anfällig für Hackerangriffe.

Wie lässt sich dieses Problem lösen?

Obwohl Sicherheitsrisiken Anlass zur Sorge geben, lassen sich diese Schwachstellen durch ein ordnungsgemäßes IoT-Systemmanagement vermeiden. Durch regelmäßige Software-Updates kann das Risiko eines schwerwiegenden Sicherheitsvorfalls minimiert werden. Darüber hinaus müssen diese Updates nachverfolgt und in verteilten Umgebungen angewendet werden, um die Qualitätssicherung zu gewährleisten.

Zum Schutz sensibler Daten sollten IoT-Produkte mit einzigartigen, schwer zu erratenden Passwörtern ausgestattet sein. Sie sollten zudem über eine robuste Authentifizierung und einen Reset-Mechanismus verfügen, der es Benutzern ermöglicht, alle Konfigurationseinstellungen zu löschen, ohne sensible Daten zu verlieren. Diese Maßnahmen können das Risiko von Datenlecks und Verstößen gegen Datenschutzbestimmungen verringern.

Neben der Härtung sollten Unternehmen Hardware- und Softwareauswahl pragmatisch bewerten und die Bedeutung der Netzwerkverkehrsüberwachung berücksichtigen. Ein tiefer Einblick in den Netzwerkverkehr ist entscheidend, da er hilft, schädliche Ereignisse und Zero-Day-Angriffe zu erkennen. Eine auf maschinellem Lernen basierende Lösung kann Probleme anhand von Netzwerkverkehrsmustern erkennen und priorisieren. Diese Erkenntnisse können Unternehmen helfen, ihre industriellen IoT-Netzwerke und -Umgebungen zu schützen.

TEKTELIC-Antwort

TEKTELIC ist sich der Bedeutung von Sicherheit und Geräteintegrität für erfolgreiche IoT-Projekte bewusst. Unsere Geräte verfügen über Software- und Hardware-Schutz, um die Installation zu vereinfachen und Datenlecks zu verhindern. Im Bereich Hardware-Wartung und -Schutz bieten wir eine Reihe von IP67-zertifizierten Outdoor-Geräten und Gateways sowie eine separate Produktlinie mit ATEX-Zertifizierung. Das KONA Macro IoT Gateway ist beispielsweise eine hervorragende Option für den Außenbereich und bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Dank seines robusten Gehäuses, des Blitzschutzes, der Temperaturbeständigkeit und der Witterungsbeständigkeit kann es an Masten, Wänden oder Laternenpfählen montiert werden.

Das KONA Macro IoT-Gateway ist eine vollständig integrierte und maßgeschneiderte Lösung für Messtechnik, Industrieanwendungen und Smart-City-Projekte. Dank Plug-and-Play-Installation sind nur minimale Vorkenntnisse für die Einrichtung erforderlich. Darüber hinaus verfügt das Macro über einen integrierten HF-Filter, der Umgebungsgeräusche vom Gateway fernhält und Störungen durch Mobilfunk und Paging unterdrückt.

Im Hinblick auf Softwaresicherheit und Zugriffsrechte ist der große Vorteil des LoRaWAN-Netzwerks hervorzuheben : Alle übertragenen Nachrichten sind verschlüsselt und können nur von einem bestimmten Gateway mit dem entsprechenden Schlüssel entschlüsselt werden. Selbst wenn Daten eines IoT-Geräts ein falsches Gateway in der Nähe erreichen, werden sie aufgrund der nicht übereinstimmenden Schlüssel zurückgesendet. Dieses Vorgehen gewährleistet die Sicherheit der IoT-Integration und -Nutzung.

Energieverbrauch

Der Energieverbrauch ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Entwicklung von IoT-Geräten. Diese Geräte sind oft groß, schwer und teuer und verbrauchen häufig viel Strom. Daher benötigen diese Überwachungsgeräte letztendlich bessere Energiemanagementsysteme.

Viele IoT-Systeme sind batteriebetrieben, was zunächst vorteilhaft erscheint. Allerdings birgt dies einige Herausforderungen, da nicht alle Batterien eine lange Lebensdauer haben und regelmäßig aufgeladen werden müssen. Viele Smart-Geräte befinden sich an abgelegenen Orten und sind nur schwer zugänglich, sodass ein ständiger Batteriewechsel und das Aufladen keine Option darstellen. Zudem verursacht der Batteriewechsel selbst zusätzliche Kosten und führt am Jahresende zu einer unangenehmen Überraschung in der Kostenabrechnung.

Der erste Schritt besteht darin, zu verstehen, wie IoT-Geräte Energie verbrauchen. Beispielsweise verbrauchen eingebettete Funkmodule oft den größten Teil der Energie. Um diesen Verbrauch zu reduzieren, können diese Funkmodule abgeschaltet oder minimiert werden. Eine weitere Lösung ist das Wake-up-Radio-Konzept, bei dem ein Dual-Funktransceiver verwendet wird, um einen Energiesparmodus aufrechtzuerhalten. Dieser Ansatz könnte zu Geräten mit langer Akkulaufzeit führen.

Wie lässt sich dieses Problem lösen?

Um das Problem des hohen Stromverbrauchs zu lösen, ist es notwendig, Geräte mit geringem Stromverbrauch und langer Akkulaufzeit auszuwählen. Eine effektive Methode zur Reduzierung des Stromverbrauchs besteht darin, IoT-Geräte nach einer bestimmten Zeit in den Energiesparmodus zu versetzen. Dadurch lässt sich die Akkulaufzeit um mindestens 50 Prozent verlängern. Darüber hinaus wird die Energieeffizienz von IoT-Geräten gesteigert, indem Echtzeituhr und Prozessor deaktiviert werden.

Eine weitere Lösung besteht in der Implementierung von Lastmanagementprogrammen. Diese Programme funktionieren, indem sie Signale an IoT-Geräte senden, um den Stromverbrauch während Spitzenzeiten zu reduzieren. Sie tragen zur Gesamtsteuerung des Stromnetzes bei, indem sie den Bedarf an zusätzlichen Kapazitäten verringern. Einige Energieversorger bieten Gebäudeeigentümern Anreize für die Teilnahme an diesen Programmen.

IoT-Daten können Unternehmen auch außerhalb der IoT-Plattform bei der Steuerung ihres Energieverbrauchs unterstützen. Echtzeitdaten verschiedener IoT-Geräte können Auffälligkeiten im Energieverbrauch wichtiger Systeme aufzeigen und so eine schnelle Wartung und Reparatur ermöglichen. Intelligente Beleuchtungssysteme und Thermostate können die sich ändernden Bedürfnisse der Gebäudenutzer erfassen und entsprechend reagieren.

TEKTELIC-Antwort

TEKTELIC legt seit jeher großen Wert auf Energieeffizienz. Deshalb haben wir Produkte mit langer Akkulaufzeit und geringem Stromverbrauch entwickelt. Diese Funktion ist zwar nicht neu, aber die meisten unserer Tracking-Sensoren starten ereignisbasiert. Sie sind also inaktiv und verbrauchen keine Energie, wenn keine Daten übertragen werden. ORCA beispielsweise ist ein Asset-Tracking-Gerät mit einer Akkulaufzeit von bis zu 5 Jahren. Sie können es also 5 Jahre lang ununterbrochen einsetzen, ohne sich Gedanken über das Aufladen machen zu müssen. Dank des ereignisbasierten Starts wechselt ORCA in den Energiesparmodus und verbraucht keine Energie, wenn sich ein verfolgtes Objekt nicht bewegt.

ORCA lässt sich an Industriewagen, Verpackungsmaschinen, Robotern und anderen industriellen Anwendungen anbringen. Dank LoRaWAN-, GPS- und BLE-Konnektivität ist es sowohl im Innen- als auch im Außenbereich gleichermaßen effizient einsetzbar. Darüber hinaus kann ORCA in eine umfassende Asset-Tracking-Lösung integriert werden , mit der Unternehmen alle Assets verfolgen und unstrukturierte Daten mithilfe unserer Anwendung, unseres Netzwerkservers, unseres Geräts und unseres Gateways remote analysieren können. Unser energiesparendes Design optimiert die Hardwarewartung, macht regelmäßige Batteriewechsel überflüssig und trägt zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei.

Zusammenfassen

Der Markt für IoT-Konnektivität wächst rasant und bietet Unternehmen wie Verbrauchern gleichermaßen große Chancen. Gleichzeitig bestehen Herausforderungen im IoT-Bereich, die es zu verstehen und angemessen zu bewältigen gilt. IoT-Geräte benötigen eine zuverlässige bidirektionale Signalübertragung, um Daten zu erfassen und weiterzuleiten sowie die erforderliche Konnektivität zu gewährleisten. Darüber hinaus sollten IoT-Datenströme verschlüsselt werden, um Datenschutz und Sicherheit zu gewährleisten. Diese Datenströme müssen schnell und zuverlässig von Punkt A nach Punkt B übertragen werden. Mit dem weiteren Wachstum des IoT werden zusätzliche Herausforderungen zu bewältigen sein. Wenn Sie jedoch einen zuverlässigen Anbieter wählen und die Geräteauswahl sorgfältig angehen, können Sie die genannten Herausforderungen innerhalb weniger Minuten meistern.

Falls Sie weitere Details zum IoT-Gerätemanagement, zu LoRaWAN-Netzwerken und anderen zu berücksichtigenden Merkmalen benötigen, wenden Sie sich gerne an das Vertriebsteam von TEKTELIC . Dieses beantwortet Ihnen gerne alle Ihre Fragen.

1. IoT Business News. (4. Februar 2021). 78 % der Befragten einer Umfrage von Beecham Research geben an, dass sie eSIMs nutzen oder deren Nutzung in Zukunft erwarten.IoT Business News. Abgerufen am 9. November 2022 von https://iotbusinessnews.com/2021/02/04/05041-78-of-beecham-research-survey-respondents-say-they-use-esims-or-expect-to-use-esims-in-the-future/