Internet of Things Schritt für Schritt zum erfolgreichen IoT-Projekt

Von Attila Katona*

Die Einsatzszenarien für das IoT sind heute quasi unbeschränkt, die Praxis fällt aber oft schwerer als gedacht. Welche Elemente und Arbeitsschritte von der ersten Idee bis zur Umsetzung entscheidend sein können.

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Von der Hardware über die Firmware bis zur IoT-Plattform gibt es viele Elemente eines IoT-Projekts, die Herausforderungen bereithalten. Was Sie bei diesen und weiteren Komponenten beachten sollten.
Von der Hardware über die Firmware bis zur IoT-Plattform gibt es viele Elemente eines IoT-Projekts, die Herausforderungen bereithalten. Was Sie bei diesen und weiteren Komponenten beachten sollten.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Unternehmen jeder Größenordnung entdecken die Möglichkeiten des Internet of Things (IoT) für sich. Über das IoT lassen sich Produkte aufwerten und neue Dienstleistungen entwickeln. Vom Koffer, der sich überall auf der Welt orten lässt, über Elektrogeräte, die sich aus der Entfernung überwachen und warten lassen, bis zu Businessmodellen der Sharing Economy (geteilte Scooter oder Autos) sind die Einsatzszenarien beinahe unbegrenzt. Der Weg von der Idee zur Umsetzung kann sich allerdings als steinig erweisen, zumal für Unternehmen, die bislang über wenig Erfahrung mit dem IoT verfügen. Dabei sind die Entwicklung und Umsetzung eines IoT-Projektes kein Hexenwerk. Dieselben wesentlichen Elemente und Arbeitsschritte finden sich in nahezu jedem IoT-Projekt.

Möglichkeiten entdecken und Ziele festlegen

Zunächst gilt es, ein Projektteam zusammenzustellen, das möglichst schnell damit beginnen sollte, die drei wichtigsten Faktoren zu untersuchen, die Einfluss auf das Projekt haben:

  • die Kunden
  • den Markt
  • und die Wettbewerber.

Das Team muss möglichst verlässliche Informationen darüber zusammentragen, was Kunden von einem angestrebten Produkt erwarten und wie sie es nutzen wollen. Es sollte auch wissen, was bereits an vergleichbaren Produkten auf dem Markt verfügbar ist und welche Funktionen und Qualitätsstandards bereits etabliert wurden. Nicht zuletzt sollte das Team einen Blick auf die direkten Mitbewerber werfen, um sicherzustellen, dass das eigene Produkt sich ausreichend unterscheidet und entsprechenden Mehrwert bietet.

Die Erkenntnisse zu Kunden, Markt und Konkurrenten bilden die Grundlage, um die Details des zu entwickelnden Produkts festzulegen. Eine genaue Vorstellung davon, was das Produkt leisten können muss, um am Markt erfolgreich zu sein, hilft, dann auch die benötigten Budgets zu definieren und einen Zeitplan aufzustellen.

Orientierung im IoT-Dschungel

Jetzt wird es ernst. Das Team muss die benötigten Komponenten ermitteln und den bestmöglichen Weg finden, sie in ein überzeugendes Produkt zu integrieren. Die Faktoren, die es in dieser Phase zu bedenken gilt, können extrem vielfältig sein und für jeden Faktor stehen wiederum viele Optionen zur Verfügung, sodass manch einer den Eindruck eines wahren IoT-Dschungels gewinnt. Zu den wesentlichen Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt, gehören, je nach angestrebtem Produkt, ein GPS-Modul, Sensoren beispielsweise für Beschleunigung oder Erschütterungen, die zu übermittelnden Datenmengen und entsprechend benötigte Mobilfunktechnologie, der Einsatz der Cloud, der Mikrochips und anderer Hardware. Nicht zuletzt gilt es, Lösungen für die Sicherheit und Robustheit des Produkts zu finden.

Die Schwierigkeit, für all diese Faktoren die richtige Lösungbeziehungsweise Komponente zu finden, wird noch dadurch verstärkt, dass kaum ein Anbieter auf dem Markt das ganze Spektrum abdeckt, geschweige denn bei der Integration der Komponenten hilft. Es ist darum gerade für weniger erfahrene Unternehmen sowie Teams empfehlenswert, sich nach einem Partner umzusehen, der sie mit einem integrierten Angebot wesentlicher IoT-Komponenten unterstützen kann und ihnen hilft, schnell ein Prototyp zu entwickeln. Dafür sollte das Angebot ein Enabler Kit inklusive der Hardware und Firmware, zuverlässiger Konnektivität, möglichst weltweit, sowie eine IoT-Plattform in der Cloud beinhalten.

Hardware

Bei der Hardware sollte es sich um ein Development Kit handeln, das die in den meisten IoT-Projekten benötigten Hardware-Komponenten beinhält, alle wichtigen Standards für die drahtlose Kommunikation unterstützt und offene Schnittstellen bereitstellt. Zu den Standardkomponenten gehören neben dem Chip beispielsweise ein Board Controller, das LTE-M/NB-IoT Modem, das Global Navigation Satellite System (GNSS), Unterstützung von Bluetooth LE, Zigbee und ähnlichen Protokollen sowie Schnittstellen wie GPIOs, UART, I2C. Hilfreich sind auch Temperatur-, Feuchtigkeits- und Beschleunigungssensoren und benutzerprogrammierbare LEDs, Tasten und Schalter, um einfach Eingaben zu machen und Ausgaben zu erhalten. Zudem sollte das Development Kit einen SIM-Kartenslot bieten.

Konnektivität

Als Anbieter der SIM-Karten ist ein zuverlässiger, international operierender Anbieter vorzuziehen, der möglichst globale Abdeckung bieten kann. Selbst wenn ein Unternehmen plant, sein neues IoT-Produkt nur in Deutschland zu vertreiben, werden die Benutzer den Einsatz des Produkts eventuell nicht nur auf ihr Heimatland beschränken.

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Firmware

Eine weitere kritische Komponente ist die Firmware, die letzten Endes die Hardware zum Leben erweckt. Je nach Ressourcen und Anwendungen sollte es entweder eine Bare-Metal Firmware oder ein Echtzeitbetriebssystem zum Einsatz kommen. Zertifizierte und getestete Bibliotheken oder Betriebssysteme können das Entwicklungsrisiko und die Markteinführungszeiten deutlich reduzieren. IoT-Geräte werden oft an schwer erreichbaren Orten und in großen Mengen eingesetzt. Darum sollten bereits bei der Entwicklung ein Mechanismus für ein ‚Firmware Over-The-Air‘ (FOTA) eingeplant und getestet werden.

IoT-Plattform

Last but not least wird für die meisten IoT-Projekte eine IoT-Plattform erforderlich sein, um die Daten, die von den IoT-Geräten gesendet werde, zentral zu erfassen und zu analysieren. Nicht zuletzt ist eine IoT-Plattform die beste Lösung für die Verwaltung und Steuerung der IoT-Geräte sowie die bereits erwähnten FOTAs. Wie für andere Cloud-Lösungen gilt es auch bei einer IoT-Plattform in der Cloud darauf zu achten, dass die Skalierbarkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit sowie die Einhaltung der deutschen Datenschutzvorschriften gewährleistet sind.

Alles aus einer Hand

Anbieter für die oben beschriebenen Komponenten zu finden, ist nicht sonderlich schwierig. Es erleichtert die Arbeit von IoT-Projektteams allerdings erheblich, wenn für alle Elemente mit nur einem Anbieter zusammengearbeitet wird, der zudem noch gewährleisten kann, dass die gewählten Komponenten gut integriert sind und problemlos zusammen funktionieren. Nicht zuletzt sollten besonders weniger erfahrene Teams sich für einen Anbieter entscheiden, der sie auch beraten kann. Und zwar möglichst von der Ideenfindung bis zum fertigen Produkt.

* Attila Katona arbeitet bei A1 Digital im Bereich Solution Architecture, wo er IoT-Lösungen auf der Grundlage des Software-Ökosystems von A1 Digital entwickelt, einschließlich Konnektivität, Cloud-, IoT- und Machine Learning-Plattformen.

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