IoT Kommunikationstechnologie

Wegweiser durch den Technologiedschungel: BLE, WiFi und LP-WAN

| Autor / Redakteur: Markus Rumpf / Redaktion IoT

IoT-Technologien und ihre optimalen Einsatgebiete
IoT-Technologien und ihre optimalen Einsatgebiete (www.pixabay.com)

Egal ob bewusst oder unbewusst - tagtäglich kommen wir mit einer Vielzahl an smarten Gegenständen in Berührung, die Daten erfassen, verarbeiten und mittels drahtloser Kommunikationstechnologien austauschen. Wir befinden uns mitten im Zeitalter der Digitalisierung und damit dem Internet der Dinge.

IoT Kommunikationstechnologien und ihre Einsatzgebiete

Wie bereits in den ersten Teilen dieser Artikelreihe erwähnt, eignet sich nicht jede IoT Technologie auch für jeden Anwendungsfall. In den vorangegangenen beiden Beiträgen wurden mit RFID und NFC zwei AUTO-ID Technologien beleuchtet, die primär in Anwendungen mit kurzer und mittlerer Lesereichweite zum Einsatz kommen. Bluetooth, speziell Bluetooth Smart, und WiFi hingegen, ermöglichen Datenkommunikation auch über sehr weite Entfernungen und bilden daher den idealen Komplementär.

Bluetooth, Bluetooth Smart

Seit Ende 2016 ist mit Bluetooth 5 die neueste Version des Bluetooth-Standards offiziell freigegeben. Die erreichte Leistungssteigerung macht Bluetooth Smart reif für eine Vielzahl möglicher IoT Anwendungsgebieten, denn Reichweiten von bis zu 400 Meter und eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit schreien geradezu nach einem Einsatz in smarten Devices und Wearables. Die meisten von uns kennen Bluetooth als Technologie, um Daten und vor allem Musik mit anderen Geräten auszutauschen. Abseits des Daten-Streamings werden so genannte Bluetooth Beacons aber auch zur Lokalisierung und Navigation von Personen und Objekten vorwiegend im Gebäudeinneren eingesetzt. Ein Beacon fungiert dabei als Leuchtturm, der kontinuierlich ein 360° Signal aussendet. Die Empfängerstationen wiederum errechnen durch die zurückgelegte Distanz des Signals mit Hilfe von Triangulation eine exakte Position. Sie fragen sich nun, wozu das nützlich sein könnte? Nun ja, beispielsweise zur Navigation in Shopping Malls, Flughäfen oder Museen. Oder aber auch in Spitälern werden Bluetooth Smart Beacons eingesetzt, um zu garantieren, dass Neugeborene bei Ihrer Mutter bleiben und nicht versehentlich vertauscht werden.

WiFi, Low-Power WiFi und Passive WiFi

Eine weitere sehr bekannte Technologiemarke ist WiFi. Doch was hat WiFi mit IoT zu tun? Eine berechtigte Frage, gehört WLAN doch mit großem Abstand zu den weltweit am weitesten verbreiteten Funkstandards für lokale Netzwerke. Meine Antwort darauf ist differenziert:

    • Zum Einen ist WiFi in IoT Anwendungen aufgrund hoher Übertragungsraten und Sicherheit die bevorzugte Backbone-Technologie.
    • Da sich bei IoT aber wie der Name schon sagt, alles um die Konnektivität von Dingen („Things“) dreht und sich WiFi durch einen hohen Energieverbrauch nur bedingt für kleine, batteriebetriebene Produkte eignet, wurde eine stromsparende Variante, ein so genanntes Low-Power WiFi, als auch ein passive WiFi entwickelt. Einfach gesagt, macht sich LP WiFi die Tatsache zunutze, dass Antennen Funkwellen in Energie umwandeln und einen Teil der Wellen auch reflektieren können (Backscatter Communication). Leider befindet sich diese aussichtsreiche Kommunikationstechnologie noch im Forschungsstadium. Wann passives WiFi marktreif sein wird, ist nach wie vor noch offen.

Ein sehr prominentes IoT Anwendungsbeispiel für WiFi sind so genannte Datalogger beispielsweise um die Einhaltung der Kühlkette sicherzustellen. Dabei wird die Umgebungstemperatur einer Lieferung von einem Temperatursensor in regelmäßigen Abständen gemessen, und der Wert per WiFi an einen entsprechenden Empfänger übertragen. Das dadurch entstehende Protokoll zeigt eine lückenlose Temperatur-Historie und garantiert, dass der vorgegebene Temperaturbereich weder unter- noch überschritten wurde.

Ausblick

Wie Sie im Laufe der letzten 3 Artikel feststellen konnten, lösen RFID, NFC, Bluetooth und WiFi unterschiedliche Probleme und in sehr vielen Applikationen entsteht der wahre Kundennutzen erst durch eine Ko-Existenz mehrerer Kommunikationstechnologien.

Wie aus IoT Technologien Lösungen werden und was Software bzw. Systemintegration damit zu tun hat erfahren Sie im letzten Teil dieser Reihe.

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