Das Internet of Things (IoT) und dessen neueste Generation birgt riesige Potenziale, die sowohl in der Umwelt als auch in der Wirtschaft genutzt werden können. Dies geschieht natürlich bereits in modernen Stadtinfrastrukturen. Angefangen bei Smart Homes, intelligenten Transportlösungen, in der Landwirtschaft, im Umweltschutz oder bei der Energieeinsparung, einschließlich der Reduktion von Emissionen (Überwachung von Abgasen usw.).
Moderne Großstädte haben heute bereits tausende von Sensoren im Einsatz, um dynamische Echtzeitdaten über den Verkehr auszuwerten oder relevante Daten für den Umweltschutz zu analysieren. Die dahinterliegende Technologie ist einfach und bereits im Mikroformat zu erschwinglichen Preisen erhältlich, ohne dass tiefgreifende Programmierkenntnisse erforderlich sind, um sie zu Hause umzusetzen. Software wie OpenHAB, Zigbee und beispielsweise Home-Automation erleichtern den Einstieg mehr als je zuvor. Mit Software wie InfluxDB und Grafana können die Werte in attraktive Oberflächen verpackt und jederzeit eingesehen werden (grafisches Monitoring).
Inhaltsverzeichnis
IoT ist im Grunde genommen nichts komplett Neues! Die Anfänge begannen schon gegen Ende der 90er Jahren
Die Definition des Internet of Things wurde bereits im Jahr 1999 am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA vorgeschlagen und definiert: Durch Radiofrequenzidentifikation (RFID), Infrarotsensoren und andere Informationssensorgeräte können gemäß den vereinbarten Protokollen jedes mit dem Internet verbundene Objekt zum Informationsaustausch und zur Kommunikation genutzt werden, um die intelligente Identifizierung des Objekts, die Lokalisierung, Verfolgung, Überwachung und Verwaltung eines Art Netzwerks zu realisieren.
Einfacher ausgedrückt, das Internet der Dinge, was der deutsche Begriff wäre, aber nicht wirklich Verwendung hierzulande findet, besteht im Wesentlichen darin, Informationserfassungssystemen wie z.B. RFID, Kameras oder Sensoren eine Konnektivität zu ermöglichen, um Verbindungen zwischen unterschiedlichen Geräten/Objekten zu teilen. In der Regel passiert das über das Internet oder ein abgeschottetes Intranet.
Das Ziel ist es, den Zweck der intelligenten Identifizierung und Verwaltung zu erreichen und die Kombination von menschlicher Produktion, Leben und Netzwerk zu realisieren, um die menschliche Produktion und das menschliche Leben effizienter, intelligenter und vernetzter zu machen und die Ressourcen voll auszuschöpfen, um die Arbeitsproduktivität zu optimieren und langfristig zu verbessern.
Ein IoT-System ist in drei verschiedenen Schichten unterteilt: die Sensorschicht, die Netzwerkschicht und die Anwendungsschicht
- Die Sensorschicht: Hierunter fallen alle Informationserfassungssysteme (Kameras, RFID-Tags, GPS, Sensoren, Lesegeräte, Terminals usw.). Diese funktionieren ähnlich wie die menschliche Haut und deren Sinne. Im Fokus stehen hierbei Signale, die vom Körper erfasst werden.
- Die Netzwerkschicht: In dieser Schicht werden alle Signale von den Erfassungsgeräten an ein Informationsverarbeitungszentrum übertragen. Sie kann mit dem zentralen Nervensystem und dem Gehirn eines Menschen verglichen werden.
- Die Anwendungsschicht: Dies ist die oberste Ebene im IoT-System. Hier werden die gesammelten Daten ausgewertet (Datenanalyse) und zur Weiterverarbeitung bereitgestellt. Je nach Branche erfolgen unterschiedliche Vorgehensweisen.
Überall auf der Welt bringen wir täglich neue IoT-Systeme ins Netz, und mit dem Einsatz von künstlicher Intelligenz werden wir zukünftig noch schnellere Erfolge bei der Auswertung und Analyse von Datensätzen erzielen.
Neue Wege zur Umweltintegration von Internet-of-Things-Technologie: Aufregende Projekte und Einsatzgebiete
Wir entwickeln im Laufe der Zeit kontinuierlich neue Wege, um die Internet-of-Things-Technologie für Umweltzwecke einzusetzen. Gegen Ende des Artikels werde ich euch einige spannende Projekte vorstellen. Besonders interessant und daher erwähnenswert finde ich die folgenden Anwendungsbereiche.
Überwachung der Luftverschmutzung
Besonders Ballungsräume und Großstädte kämpfen häufig mit schlechter Luftqualität. Steigende Bevölkerungszahlen und die Industrialisierung tragen zur Luftverschmutzung in städtischen Gebieten bei. Mit IoT-Systemen können Bereiche mit besonders schlechter Luftqualität überwacht und die Quellen identifiziert werden. Intelligente Systeme können dann Verkehrsströme umleiten, um die Luftqualität nicht weiter zu verschlechtern.
Dabei können Gehalte an giftigen oder gefährlichen Stoffen sowie der Sauerstoffgehalt in der Umgebungsluft gemessen werden. Dasselbe gilt natürlich auch für Kohlendioxid, Stickstoff und andere Gase in unserer Atmosphäre. Durch Echtzeitdatenübertragungen können Daten nicht nur erfasst, sondern auch ausgewertet werden. Dies ermöglicht die Steuerung von Lüftungsanlagen, Hauptverkehrsstraßen oder Systemen zur Stromerzeugung. Städte werden zunehmend intelligenter.
Überwachung von Wasserverschmutzungen
Durch den Einsatz von Wasserqualitätssensoren kann die Abwasserqualität von Wasserversorgungsanlagen oder die Qualität von Seen und Flussgewässern in Echtzeit ausgewertet werden. Moderne Sensoren können eine Vielzahl von Schadstoffen und Umweltbelastungen erkennen und die Daten an das Überwachungssystem übertragen.
Anhand dieser Werte können Menschen oder künstliche Intelligenz geeignete Maßnahmen zur Verbesserung der Situation treffen. Neben der Überwachung der Wasserqualität können auch Wasserstände aus der Ferne überwacht werden. Dadurch können Maßnahmen wie die Steuerung von Staudämmen oder das Auslösen automatischer Alarme bei drohendem Hochwasser ergriffen werden, um Bewohner rechtzeitig zu warnen.
Schlussfolgerung und interessante Projekte, die bereits erfolgreich eingesetzt werden
IoT-Systeme bringen zahlreiche Verbesserungen in unseren Alltag. Die genannten Beispiele zeigen lediglich einen kleinen Ausschnitt davon, wie die Internet-of-Things-Technologie erfolgreich eingesetzt werden kann. Nie zuvor konnten wir so effizient analysieren und reagieren. Die Funktionalität und Zuverlässigkeit haben sich im Vergleich zu früher erheblich verbessert, was es uns ermöglicht, sehr schnell auf Veränderungen zu reagieren.
Wir stehen jedoch erst am Anfang dieser Technologie. In Zukunft könnten uns IoT-Systeme beispielsweise beim autonomen Fahren unterstützen. In der Landwirtschaft könnten Sensoren die Bodenqualität für das Gemüse ermitteln und autonome Düngerfahrzeuge über den Acker senden. Automatisierte Drohnen könnten das Wachstum überwachen, während ein intelligentes System bei Bedarf die Felder bewässert. Von der Anpflanzung bis zur Ernte könnten IoT-Systeme die Landwirtschaft revolutionieren.
In Zukunft werden Technologie und Umwelt Hand in Hand einige Veränderungen für eine nachhaltige Welt erleben. Mit fortschreitender Technologie wird die Integration des IoT in Umweltüberwachungssysteme zweifellos nahtloser, sicherer und kostengünstiger werden.
Diese interessanten IoT-Projekte (Smart City Konzepte) habe ich für euch herausgesucht:
