Raspberry Pi & Co. Open-Source-Platinen demokratisieren IoT-Entwicklung

Autor / Redakteur: Cliff Ortmeyer / Margit Kuther

Das Internet der Dinge will allen Beteiligten mehr Mitgestaltung bieten. Dies fördert Plattformen wie Raspberry Pi, Beaglebone, Arduino und Maker-Communities.

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Development Kits, Single-Board-Computer (SBCs) und Plattformen für die Prototypenentwicklung wie der Raspberry Pi, BeagleBone oder Arduino gehören zu einer neuen Generation kostengünstiger und benutzerfreundlicher Open-Source-Hardwarekomponenten.
Development Kits, Single-Board-Computer (SBCs) und Plattformen für die Prototypenentwicklung wie der Raspberry Pi, BeagleBone oder Arduino gehören zu einer neuen Generation kostengünstiger und benutzerfreundlicher Open-Source-Hardwarekomponenten.
(Bild: Farnell)

Mehr Demokratie im Internet der Dinge für Alle erfordert einfachere Abläufe und eine sinnvollere Nutzung modularer Bauelemente. Nur so lassen sich die Herausforderungen bewältigen, die sich in jeder Phase der IoT-Entwicklung stellen – vom Softwaredesign bis hin zur Hardwareimplementierung. Development Kits, Single-Board-Computer (SBCs) und Plattformen für die Prototypenentwicklung wie der Raspberry Pi, BeagleBone oder Arduino gehören zu einer neuen Generation kostengünstiger und benutzerfreundlicher Open-Source-Hardwarekomponenten, die helfen können, dieses Versprechen wahrzumachen.

Zum einen sind dadurch mehr Entwickler als je zuvor in der Lage, IoT-Lösungen entwickeln; zum anderen bilden sie die Grundlage für Referenzdesigns für das Internet of Things. Ebenso wichtig sind die Maker- und Hacker-Communities, die sich um diese Development Kits, SBCs und Open-Source-Plattformen herum gebildet haben. Sie dienen als Kompetenznetzwerke, in denen Anfänger, Maker und erfahrene Entwickler gleichermaßen Unterstützung bei ihren IoT-Designs erhalten.

200 Milliarden vernetzter Geräte bis 2030

Das IoT spannt Netzwerke aus Sensoren und intelligenten Geräten, die schon bald nahezu alle Aspekte unseres Lebens miteinander verknüpfen werden. Unser Zuhause, unsere Alltagsgegenstände, industrielle Abläufe, das Transport- und Kommunikationswesen, unsere Kleidung und sogar unsere Körper werden über das IoT miteinander verbunden sein und Daten austauschen.

Laut einer Prognose des Forschungsunternehmens IDC werden bis zum Jahr 2020 fünfzig Mrd. IoT-Sensoren und bis zum Jahr 2030 zweihundert Mrd. vernetzte Geräte im Einsatz sein. Das IoT hat außerdem das Potenzial, Hardware- und Software-Engineering zu demokratisieren und die Hightech-Branchen so für eine neue Generation von Entwicklern und Innovatoren zu öffnen. Das IT-Forschungs- und Beratungsunternehmen Gartner geht davon aus, dass bis zum Jahresende 50% aller IoT-Lösungen aus Startups stammen werden, die weniger als drei Jahre alt sind.

Zudem sagt Gartner voraus, dass vor allem Maker und Startups – und nicht die großen Konsumgüterhersteller und Konzerne – zur Akzeptanz, Verwendung und Verbreitung von IoT-Technologien beitragen werden, indem sie Nischenanwendungen entwickeln, die eine größere Anerkennung am Markt genießen.

Allerdings muss das IoT noch viel zugänglicher für Entwickler werden, wenn es die Demokratisierung der IT in dieser Weise voranbringen soll. Derzeit gilt die Entwicklung von IoT-Lösungen als außerordentlich komplex. Für eine komplette End-to-End-IoT-Plattform sind vertiefte Kenntnisse in verschiedensten technischen Bereichen erforderlich, von der Integration und Verwaltung von Sensoren über Power-Management, Prozessoren, drahtlose Netzwerkverbindungen, Sicherheit und Embedded Software bis hin zu Datenanalytik und Cloud-Plattformen.

Integration von Hardware, Software und Wireless in der Cloud kann kompliziert sein

Nur wenige Maker oder Startups haben das Fachwissen, das nötig ist, um derart komplexe Produkte zur Marktreife zu bringen. Für die meisten Innovatoren lohnt es sich deshalb nicht, IoT-Plattformen von Grund auf neu zu entwickeln: Die Integration von Hardware, Software und Wireless-Technologie in der Cloud kann kompliziert und langwierig sein und ist oft mit überdurchschnittlich hohen Kosten und Markteinführungszeiten verbunden. Hier kommen Open-Source-Entwicklungsplatinen ins Spiel.

Startups profitieren von Open-Source-Plattformen

Startups, Existenzgründer und Maker profitieren von kostengünstigen Open-Source-Plattformen und SBCs von Herstellern wie Farnell element14. Durch sie erhalten mehr Designer schnelleren Zugriff auf leistungsstarke Designwerkzeuge und profitieren von einem größeren Angebot an leichter zugänglichen IoT-Technologien aus den verschiedensten Bereichen. Zudem überbrücken diese Entwicklungsplattformen den technologischen Graben zwischen Hardware- und Softwareentwicklern. Traditionell erstellen Entwickler die für die Systementwicklung nötige Hardware.

Dabei arbeiten sie oft in sehr reduzierten, grundlegenden Umgebungen mit (allenfalls) C-basierter Programmierung. Softwareentwickler hingegen konzentrieren sich fast ausschließlich darauf, Code für Betriebssysteme zu schreiben. Sobald sie unmittelbar mit Hardwareplattformen und Kabeln arbeiten müssen, sind viele besorgt, sie könnten einen Kurzschluss verursachen oder die Platine anderweitig beschädigen. Plattformen wie der Raspberry Pi und das BeagleBoard bringen beide Lager zusammen: Hardwareentwickler können sich mit einer Plattform mit integriertem Betriebssystem und höheren Programmiersprachen auseinandersetzen, während sich Softwareprogrammierer auf kostengünstige Weise mit Physical Computing vertraut machen können.

Entwickler lernen in Communities von Makern und Experten

Darüber hinaus bieten Herstellernetzwerke eine Community, in der Entwickler technische Beratung und Support erhalten – ohne befürchten zu müssen, dass ihre Fragen als zu banal betrachtet werden – und in der sie von Makern und Experten lernen. Community-Foren und Aktivitäten wie Webinare oder Praxistests für neue Elektronikgeräte geben Makern und Experten die Möglichkeit, mithilfe von Open-Source-Hardware und -Software sowohl neue als auch bestehende Technologien kennenzulernen und mehr über deren Implementierung zu erfahren. Zudem sind spezielle IoT-Development-Kits verfügbar, in denen bereits die nötige Hardware, Software und Firmware sowie Tools zur Integration zusammengestellt sind.

Ein großer Vorteil ist zudem, dass diese IoT-Kits meist auch Komponenten für den Einsatz von Sensoren und Lösungen für den Cloud-Zugriff, die die Integrierung dieser Technologien in ein funktionelles Design erleichtern, mitbringen. Die Hersteller arbeiten verstärkt an solchen sofort einsatzbereiten Lösungen, die nicht nur die Basisplattform umfassen, sondern bereits grundlegende Sensor- und Cloud-Funktionen ermöglichen. Diese Development Kits genießen nach kurzer Zeit den Status von Referenzdesigns für IoT-Infrastrukturen. Für Entwickler, die beabsichtigen, ihre Designs industriell zu produzieren, bieten führende Hersteller eigene „Design for Manufacturing“- und Fertigungsservices an, die auch kleinsten Unternehmen den Sprung vom Maker zum OEM ermöglichen.

Demokratisierung der IoT-Entwicklung schreitet mit großen Schritten voran

Die Demokratisierung der IoT-Entwicklung schreitet mit großen Schritten voran: Open-Source-Development-Kits und andere Plattformen für die Prototypenentwicklung erweisen sich als unentbehrlich, wenn es darum geht, eine störungsfreie IoT-Lieferkette zu gewährleisten, Innovationen voranzutreiben und Entwicklern mit den richtigen Ideen und dem nötigen Ehrgeiz die Mittel an die Hand zu geben, erfolgreiche IoT-Lösungen zu entwickeln.

Dank dieser Plattformen erreichen IoT-Lösungen den Markt heute schneller als jemals zuvor. Mit Open-Source-Technologien und Herstellernetzwerken, die Komponenten, Kits und lebendige Online-Communities bereitstellen, fordern sie zudem den Machtanspruch der herrschenden Technologieriesen heraus. Der Erfolg von Development Kits, des aktiven Erfahrungsaustauschs in Open-Source-Communitys und der Kleinserienfertigung geht Hand in Hand mit dem Siegeszug des Internet of Things. So wird eine schnelle Entwicklung und Prototypenherstellung für einen lukrativen, dynamischen Markt möglich, der rasant wächst.

Dieser Beitrag ist ursprünglich auf unserem Partnerportal ELEKTRONIKPRAXIS erschienen.

* Cliff Ortmeyer ist Global Head of Solutions Development bei Premier Farnell

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