Digitalisierung kompakt: Internet of Things

Internet of Things (IoT) ist ein Megatrend. Was verbirgt sich hinter IoT, Warum ist IoT wichtig und Wie funktionieren IoT-Systeme eigentlich?

Eine Einordnung der wichtigsten Begriffe, Fakten und aktuellen Trends.

Was: Internet of Things ?

Als Internet of Things (IoT, Internet der Dinge) wird ein Konzept bezeichnet, welches (allen) physikalischen „Dingen“ (ursprünglich: allen Alltagsgegenständen) erlaubt, sich über das Internet global miteinander zu verbinden und automatisiert Daten auszutauschen.

Diese Beschreibung ist anschaulich, lässt aber wesentliche Fragen offen: Welche „Dinge“ kommunizieren hier miteinander, und welche Art Informationen werden zu welchem Zweck ausgetauscht?

Anders als es der Begriff IoT suggeriert, besteht die Welt nicht aus gleichberechtigt nebeneinander existierenden „Dingen“, sondern aus hierarchisch aufgebauten Systemen, die sich immer weiter in einzelne Bausteine (Subsysteme, „Dinge“) zerlegen als auch immer weiter in übergeordnete Einheiten zusammenfassen lassen. Der oft zitierte einzelne Wanderschuh, der als „Ding“ im IoT integriert werden soll, ist nur die Hälfte eines zusammengehörigen Schuhpaars und besteht andersherum seinerseits u.a. aus einem integrierten Schuhband: Was ist in diesem einfachen Beispiel das „Ding“ im Sinne von IoT: der Schuh, das Paar von Schuhen und/oder das Schuhband?

Die Betrachtung der „Dinge“ alleine führt noch zu keiner sinnvollen Erklärung von IoT, wie auch die detaillierte Betrachtung einer einzelnen Biene noch keine Aussage über die Funktionsprinzipien eines Bienenvolkes liefert. Der Zugang zum Internet of Things erfordert Systemverständnis, weniger den Blick auf einzelne „Dinge“.

Diagnose und Steuerung großer Systeme

Mit IoT können große (technische) Systeme, deren physikalische Bausteine räumlich weit verteilt sind, automatisiert zentral überwacht, gewartet und gesteuert werden.

In lokal abgegrenzten Systemen sind zentrale Diagnose und Steuerung schon lange weit verbreitet, wie z.B. bei Maschinensteuerungen oder Fahrzeugsteuerungen. Integrierte Sensoren liefern dort aktuelle Status-Informationen zum betrachteten System und dessen Umgebung an einen zentralen Steuerrechner (z.B. eine SPS) oder an eine zentrale Bedieneinheit. In dieser zentralen Einheit werden die Informationen ausgewertet, Maßnahmen abgeleitet und diese als Steuerbefehle an Stellglieder (Aktoren, auch: Aktuatoren, Effektoren) gesendet. Sensoren, zentrale Steuerung und Aktoren sind physisch über Signalleitungen, Industriebusse oder ggf. auch über mechanische Verbindungen miteinander vernetzt.

IoT-Systeme funktionieren prinzipiell identisch zu den herkömmlichen lokal abgegrenzten Steuerungen. Sie sprengen aber gleichzeitig die räumlichen und quantitativen Restriktionen der lokalen Lösungen, indem die Vernetzung der Sensoren, der zentralen Steuerung und der Aktoren des Gesamtsystems nun nicht mehr (nur) über physische Leitungen sondern (auch) über Funkverbindungen resp. über das Internet erfolgt. Die zentrale Steuerung selbst wird in der Cloud implementiert, also auf zentral erreichbaren Servern im Internet.

IoT ermöglicht somit – anders als herkömmliche Steuerungen – die zentrale Überwachung und Steuerung auch von:

• Systemen, die über eine sehr große Anzahl an Sensoren und Stellgliedern verfügen
• Systemen, bei denen sich Sensoren und Stellglieder weit gestreut an unterschiedlichen Orten der Welt befinden.
• Systemen, bei denen sich Sensoren und Stellglieder permanent bewegen.

Relevanz

IoT-Systeme existieren faktisch bereits seit vielen Jahren, z.B. in Form von RBL- (Rechnergestütztes Betriebsleitsystem) oder ITCS-Lösungen bei ÖPNV-Betreibern oder Verkehrsverbunden.

Trotzdem ist das Internet of Things erst seit kurzer Zeit zu einem Megatrend mit Anwendungen in vielen Wirtschaftszweigen geworden, insbesondere aus den folgenden Gründen:

• die zunehmende Verfügbarkeit von preiswerter Kommunikationsinfrastruktur, inkl. flächendeckender Verfügbarkeit leistungsfähiger (Mobil-)Funknetze, zukünftig hier auch 5G, Narrowband-IoT und verschiedene Ausprägungen von Low Power WAN.
• die zunehmende Verfügbarkeit von preiswerter Hardware, um IoT-fähige Sensoren und Aktoren implementieren zu können (inkl. Kommunikationsschnittstellen und Ortungssensoren)
• der einfache Zugang zu zentral erreichbaren Servern im Internet (Cloud) und die Verfügbarkeit von vorgefertigten IoT-Plattformen
• die Entwicklungen von Data Science, insbesondere hinsichtlich der notwendigen Echtzeitauswertung großer Datenmengen (Big Data)

Mit der Verbreitung von IoT-Systemen wurde die Gewährleistung der IT-Sicherheit (Security) dieser Systeme eine zentrale Herausforderung. Zusätzlich sind bei der Erfassung, Übermittlung und Verarbeitung personenbezogener Daten die Anforderungen des Datenschutzes zu berücksichtigen (DSGVO).

Warum: Internet of Things ?

Mit IoT können große und komplexe (technische) Systeme, deren physikalische Bausteine räumlich verteilt sind, automatisiert zentral überwacht, gewartet und gesteuert werden.

Primäres Ziel des Einsatzes von IoT ist die effiziente Nutzung der Ressourcen des betrachteten Systems, die Automatisierung und Perfektionierung von Systemabläufen sowie das Monitoring und die Optimierung der Gesamtsystemleistung.

Industrieanlagen werden mit IoT automatisiert überwacht und bedarfsgerecht gewartet. Die Überwachung erfolgt je nach Anwendungsfall mit unterschiedlichen Sensoren: Bewegungssensoren, Drucksensoren, Mikrophonen, Vibrationssensoren resp. Dehnungsmessstreifen. IoT ist hier insbesondere bei dezentral installierten und/oder beweglichen Einrichtungen, wie Fahrzeugen oder Windrädern von großer Bedeutung. Beispiel: Schlägt ein Blitz in ein Windrad ein und beschädigt einen Flügel, so kann diese Beschädigung durch einen in den Flügeln integrierten Bewegungssensor frühzeitig automatisch erkannt und gemeldet werden, so dass die Wartungsmaßnahme zeitnah von der zentralen Leitstelle ausgelöst wird.

In der industriellen Fertigung erfolgt die Vernetzung der Produktionselemente darüber hinaus mit dem Ziel, perspektivisch KI-basiere Formen der Fabriksteuerung zu nutzen, um Produktionsprozesse zu optimieren und die Produktivität zu steigern (IIoT, Industrie 4.0).

Allgemein wird das Asset-Management in größeren Firmen und Organisationen durch IoT-Lösungen wesentlich erleichtert (Asset-Tracking).

Hersteller von „smarten“ Haushaltsgeräten und Haushaltsartikeln (Staubsauger, elektrische Zahnbürsten, aber auch Kameras, Fernseher und Sex-Spielzeuge) nutzen IoT, um den Status und die Nutzung ihrer Geräte automatisiert zu erfassen. Die mit verschiedenen in den Geräten verbauten Sensoren erfassten Daten werden über eine ständige Datenverbindung an den Hersteller gesendet. Im Zweifelsfall hat der Hersteller die Möglichkeit, die Software der Gegenstände nachträglich anzupassen. Positiv betrachtet, helfen die gesammelten Daten den Herstellern, ihre Angebote attraktiver zu machen. Gleichzeitig ist es unzweifelhaft, dass bei diesen Geräten ein missbräuchliches Ausspähen der Benutzer (inkl. Umgebung) oder – noch kritischer – eine Manipulation des Gerätes zum Nachteil des Benutzers kaum ausgeschlossen werden kann.

Im Transportsektor hilft IoT, Fahrzeugflotten effizient auszulasten, Transportabläufe zu überwachen/zu optimieren sowie etwaige Überlastungen oder Störungen der Infrastruktur (Straßen, Brücken, Tunnel) in Echtzeit zu erkennen. Letzteres geschieht durch installierte Sensoren, die Anzahl und Geschwindigkeit von Fahrzeugen, Fahrzeuggewichte und Lichtraumprofile in den betrachteten Bereichen automatisch erfassen. Bei erkannter Überlast einzelner Systemteile und/oder Überschreitungen von Grenzwerten können durch eine zentrale Überwachung unmittelbar automatisiert Maßnahmen eingeleitet werden, wie Sperrungen oder Umleitungen. Bei kritischen Brückenbauwerken, wie der Sydney Harbour Bridge, wird der Zustand des Bauwerkes anhand von tausenden an der gesamten Brücke installierten Vibrationssensoren auch selbst permanent überwacht.

Im ÖPNV ermöglicht IoT, außergewöhnliche Transportbedarfe sowie etwaige betriebliche Störungen in Echtzeit zu erkennen/aufzulösen, Taktverkehre zu überwachen/auszusteuern sowie Umsteigebeziehungen sicherzustellen. Hierzu werden die Fahrplanlage und die Auslastung von Bussen und Bahnen kontinuierlich gemessen und zentral in Leitstellen ausgewertet. Bei erkannter Überlast einzelner Fahrzeuge können unmittelbar dispositive Maßnahmen, wie der Einsatz von Verstärkerfahrzeugen eingeleitet werden. Ein „außer Takt geratener“ Taktverkehr oder eine durch Verspätungen gefährdete Umsteigebeziehung wird durch das Aufhalten oder durch Kurzwenden von einzelnen Bussen und Bahnen automatisiert korrigiert. Zusätzlich können mit IoT etwaige technische Störungen von Fahrzeugen und Infrastruktur zeitnah automatisch erkannt sowie Missbrauch und Diebstahl detektiert werden.

Kommunale Dienstleitungen können unter Nutzung von IoT bedarfsorientiert und damit kostensparender und effizienter erbracht werden. Städte, in denen solche Lösungen implementiert sind, werden auch als Smart Cities bezeichnet. Anwendungsfelder sind z.B. eine bedarfsgerechte Abfallentsorgung, die Optimierung der Straßenbeleuchtung, Parkraumassistenten sowie die Überwachung und Sicherstellung einer korrekt funktionierenden Kanalisation – alles auf Basis einer unzähligen Anzahl installierter und über das IoT vernetzter Sensoren, die u.a. Füllstände, Belegungen und Gaskonzentrationen dezentral ermitteln und im Echtzeit an eine zentrale Steuerung übermitteln.

Smart Buildings ermitteln mit einer großen Anzahl im Gebäude verbauter und über das IoT vernetzter Sensoren (aktuell) unbenutzte Büros, Besprechungsräume, Schreibtische etc. in Echtzeit und stellen diese über eine zentrale Vermittlung zeitnah spontanen Bedarfsträgern entsprechend derer konkreten Anforderungen zur Verfügung. Hotspots mit intensiver Nutzung werden automatisiert mit größeren Mengen an Frischluft versorgt als Räume, die aktuell weniger intensiv genutzt werden. Das Reinigungspersonal nimmt am Ende eines Tages die Reinigung von Räumen entsprechend der tatsächlich angefallenen Nutzung vor, die sich summarisch aus den o.g. Sensoraufzeichnungen ergeben – wenig oder gar nicht benutzte Räume werden seltener gereinigt als intensiv genutzte Räume. In Summe sparen Smart Buildings Energie und Kosten bei einer potenziell höheren Auslastung der Räumlichkeiten und besseren klimatischen Arbeitsbedingungen.

In der Landwirtschaft und Naturwissenschaft werden Nutz- und Wildtiere mit Bewegungssensoren ausgestattet, die Standesveränderungen und Bewegungsabläufe erfassen und an zentrale Server weiterleiten. Während die Erfassung bei Wildtieren primär der wissenschaftlichen Forschung dient, werden in der landwirtschaftlichen Tierhaltung auf diese Art und Weise kranke Tiere in großen Tierbeständen automatisiert und zeitnah ermittelt. Darüber hinaus können die Tiere bei der Fütterung oder beim Melkvorgang automatisch identifiziert werden. Im landwirtschaftlichen Pflanzenbau überwachen Sensoren den Feuchtigkeitsgrad des Bodens. Basierend auf diesen Daten – und ggf. weiteren ergänzenden Informationen wie der Wettervorhersage – regelt eine zentrale automatische Steuerung die Bewässerung bedarfsgerecht und so weit als möglich ressourcensparend.

In der Freizeitindustrie/im Kulturbetrieb werden Besucher von ausgewählten Veranstaltungen mit Armbändern ausgestattet, die mit Hilfe von entsprechenden Sensoren Daten zu Hautfeuchtigkeit, Bewegung und Puls automatisch erfassen und an eine zentrale Auswertesoftware senden. Aus den Daten wird der Verlauf der emotionalen Aktivierung der Besucher abgeleitet. In dieser Weise erproben u.a. große Filmstudios die Wirkkraft ihre Trailer.

Wie: Internet of Things ?

IoT-Systeme bestehen aus Sensoren, (optional) Aktoren und einem zentralen Backend, die untereinander vernetzt sind und Nachrichten austauschen.

Art und Anzahl der Sensoren und Aktoren werden danach festgelegt, welche konkreten Aspekte des betrachteten Gesamtsystems automatisiert überwacht resp. zentral ausgesteuert werden sollen. Diese Fragestellung ist vor der Implementierung ausführlich zu betrachten, auch in Hinblick auf etwaige zukünftige Bedarfe.

In ihrer physischen Ausprägung benötigen Sensoren und Aktoren eine datenverarbeitende Hardware inkl. internetfähige Kommunikationsschnittstelle sowie idealerweise einen Ortungssensor. Mehrere Sensoren und Aktoren können dabei in einem Gerät kombiniert sein.

Im einfachsten Fall kann die Sensoren- und Aktorenfunktionalität in bestehenden (Steuer-)Geräten integriert werden. Wo dies nicht möglich ist, werden separate Kleingeräte konstruiert und installiert (IoT-Devices, basierend auf Mikrocontrollern/Ein-Chip-Computersystemen). Geräte, die räumlich weit auseinander positioniert werden und/oder einbautechnisch schwer zu erreichen sind, müssen dabei besonders wartungsarm und zuverlässig funktionieren. Weitere Anforderungen sind niedrige Anschaffungskosten sowie ein niedriger Energieverbrauch, insbesondere bei einer großen Anzahl von Sensoren im betrachteten IoT-System. Idealerweise kann die notwendige Energie für die Geräte durch Energy Harvesting aus der jeweiligen Umgebung (Umgebungstemperatur, Vibrationen, Luftströmungen) gewonnen werden.

Für IoT-Devices stehen zahlreiche IoT-Betriebssysteme zur Verfügung (RIOT, Contiki-NG, mbed OS, Android Things, Windows 10 IoT, FreeRTOS , Zephyr u.a.), die jeweils allerdings nur einen bestimmten Set an Hardware-Plattformen unterstützen. Alternativ stellen Gerätehersteller für den spezifischen Anwendungsfall spezifische Embedded Linux-Distributionen zusammen, in der Regel mit Yocto. Der Aufwand für die Erstellung und vor allem für die langjährige Pflege einer eigenen Linux-Distribution ist enorm und darf nicht unterschätzt werden. Darüber hinaus stellt Linux – auch in stark abgespeckten Versionen – nicht unerhebliche Anforderungen an die Hardware.

Die Programmierung der Anwendung erfolgt üblicherweise unter Verwendung geeigneter Bibliotheken (Boost.Beast, C++ REST SDK, mraa, POCO C++ Libraries, Eclipse Paho) in C oder C++ resp. in Java Script mit der Node.js Bibliothek Johnny-Five oder (seltener) in Go mit dem Framework Gobot. Die für mobile Geräte konzipierte Plattform Java ME konnte sich dagegen nicht durchsetzen.

Wenn bestehende Geräte keine internetfähige Kommunikationsschnittstelle besitzen und auch nicht um diese erweitert werden können, werden zusätzliche Gateways eingesetzt, an die die Sensoren und Aktoren mit den verfügbaren (ggf. proprietären) Schnittstellen angebunden werden. Die Implementierung der Gateways ist identisch zur Implementierung von regulären IoT-Geräten, zuzüglich der Umsetzung der proprietären Schnittstellen und des notwendigen Protokollübergangs, letzteres ggf. inkl. Datenaggregation und -filterung. Für die Implementierung bieten sich mächtige Frameworks wie macchine.io an.

IoT-Plattformen

Das zentrale IoT-Backend wird üblicherweise in der Cloud implementiert, also auf zentral erreichbaren Servern im Internet (Intranet). Die Implementierung kann als proprietäre Individualsoftware-Lösung erfolgen, auf einer vorgefertigten IoT-Plattform aufsetzen oder eine Kombination aus beiden sein. Vorgefertigte IoT-Plattformen unterstützen insbesondere Standard-Funktionen, wie die Anbindung / Identifikation / Management / Überwachung von Geräten (Device-Management), das Empfangen / Sammeln / Verwalten von Daten der angebundenen Geräte sowie die Visualisierung / Standard-Auswertung der Daten inkl. dem darauf aufbauenden Reporting (Dashboards).

Derzeit stehen hunderte verschiedene IoT-Plattformen unterschiedlicher Ausrichtungen zur Verfügung, der Markt ist unübersichtlich und noch nicht konsolidiert:

• die Tech-Giganten bieten IoT-Cloud-Dienste an: AWS IoT Core von Amazon Web Services, Google IoT Core von Google und Microsoft Azure IoT von Microsoft. Kennzeichnend ist hier jeweils die enge Verknüpfung zu der eigenen Cognitive Services, Data Science resp. Machine-Learning Plattform des Herstellers.
• die angestammten großen IT/TK-Player haben IoT-Plattformen im Portfolio, wie IBM Watson IoT von IBM, ThingWorx von PTC, SAP Leonardo von SAP und Deutsche Telekom (Cloud der Dinge)
• Industrieplayer haben eigene Lösungen entwickelt, wie Adamos, Bosch IoT Suite, Continental.cloud, Cumulocity IoT, Device Insight (Centersight), Eurotech (Everyware Cloud EC), General Electric (Predix), HPE Universal IoT Platform, Osram (LIGHTELLIGENCE), Relayr (IoT Middleware Platform), Siemens (MindSphere), Trumpf (Axoom, ab 07/2019 GFT Technologies SE) und ZF. Einige dieser Industrieplayer-Plattformen setzen technisch allerdings auf den o.g. Plattformen der großen Tech-Giganten auf.
• in den letzten Jahren (Jahrzehnten) gegründete Startups betreiben Plattformen, wie Wolkabout und Altair Engineering (Carriots)
• nicht zuletzt stehen mit Eclipse IoT, ThingsBoard, ThingSpeak, Kaa, Node-RED, SiteWhere und ECMSDK (u.a.) auch mehrere Open Source Frameworks als Basis für die Implementierung einer eigenen IoT-Backend-Lösung zur Verfügung.

Nachrichtenaustausch und Edge-Lösungen

Für den Nachrichtenaustausch sind die Sensoren und Aktoren über (Funk-) Kommunikationsschnittstellen und dem Internet mit dem IoT-Backend verbunden. Zum Einsatz kommen Mobilfunk (LTE resp. 5G), WLAN, Ethernet und LPWAN (LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT, LTE-M). Es werden überwiegend MQTT (Publish/Subscribe) – und HTTP (REST) -Schnittstellen implementiert, idealerweise mit TLS-Verschlüsselung. Je nach Anwendungsfall können aber auch proprietäre UDP– oder TCP– basierte Schnittstellenprotokolle verwendet werden. Prinzipiell dominieren in IoT-Systemen ereignisgesteuerte, asynchrone Formen der Datenübertragung und Informationsverarbeitung.

Die Vernetzung der Geräte mit dem Backend ist das essenzielle Merkmal von IoT-Systemen. Mit vermaschten Netzen (Mesh Networks) erhöht man die Zuverlässigkeit dieser Anbindung, soweit dies technisch möglich und kommerziell vertretbar ist.

Es ist immer davon auszugehen, dass eine 100%ige Verbindung nicht sichergestellt werden kann und die Geräte (oder das Backend) jederzeit temporär offline sein können. Aus diesem Grunde sind Mechanismen zu implementieren, die etwaige Kommunikationsunterbrüche kompensieren (ggf. temporäre Speicherung von Sensordaten auf dem Gerät, robuster Lademechanismus für Updates).

Umfangreiche IoT-Systeme können einen hierarchischen Aufbau aufweisen. In diesem Fall kommen lokal installierte Edge-Knoten zum Einsatz, die einen Teil der erfassten Sensordaten bereits dezentral auswerten und verarbeiten, und Informationen nur noch im Bedarfsfall an das übergeordnete IoT-Backend weiterleiten (Edge Computing resp. Fog Computing). Auf diese Weise können Echtzeitanforderungen in der Steuerung besser erfüllt und der notwendige Datentransfer in die zentrale Cloud reduziert werden.

Edge Computing stellt einen Übergang zwischen den herkömmlichen lokal abgegrenzten Steuerungen und globalen IoT-Systemen dar. Es bildet letztendlich die eingangs erwähnte Tatsache ab, dass sich die Welt als System hierarchisch aufgebauter (Sub)Systeme verstehen lässt.

IT-Sicherheit

Da sowohl das IoT-Backend als auch die IoT-Geräte prinzipiell aus dem Internet erreichbar sind und die Kommunikation zwischen Backend und den Geräten in Zweifelsfall über öffentliche Netzwerke erfolgt, sind Security-Maßnahmen gegen mögliche Angriffe oder unberechtigte Zugriffe zwingend erforderlich (Integritätskontrolle, Zugriffskontrolle, Verschlüsselung bei der Übertragung personenbezogenen Daten). Schwachstellen werden aktiv über angemessene Penetration Tests gesucht. Dabei ist wiederum das Verständnis für das Gesamtsystem notwendig: das IoT-Backend könnte nicht nur direkt, sondern auch indirekt über zuvor erfolgreich übernommene IoT-Geräte angegriffen werden. Im laufenden Betrieb können etwaige Angriffe dann durch Annomaliererkennung und zielgerichtete Ködermethoden effektiv detektiert werden.

Art und Umfang der Security-Maßnahmen für IoT-Geräte hängen von der Platzierung der Geräte (eigenen vs. fremdes Netzwerk) sowie von der Geräte-Ownerschaft (eigene vs. fremde Geräte) ab. Für Consumer-IoT-Geräte hat die europäische Standardisierungsbehörde ETSI im Februar 2019 den Standard TS 103645 mit konkreten Security-Anforderungen veröffentlicht. Consumer-IoT-Geräte stehen ganz besonders im Fokus von Security-Experten, weil ein vollständiger Schutz dieser Geräte für den Konsumenten faktisch unmöglich sicherzustellen ist (kein Monitoring und keine Updates auf dem Gerät möglich; fehlende Möglichkeiten, die Geräte in einem Home-Netzwerk ausreichend isolieren/ überwachen zu können) und zum anderen von Hackern übernommene Geräte als Bestandteil von Botnetzen weitere Schäden verursachen könnten.

Werden gebrauchte Consumer-IoT-Geräte verkauft, so sollten vorab alle bisher auf dem Gerät erfassten und dort gespeicherten Daten gelöscht werden. Oft ist dies aber technisch gar nicht möglich, so dass Security-Experten vom Verkauf solcher Geräte prinzipiell abraten.

In einem IoT-System werden laufend neue Daten erzeugt, üblicherweise in sehr großen Mengen. Es ist empfehlenswert, für diese Daten ein Lifecycle Management für den langfristigen Betrieb des Systems zu definieren.

---

Abgrenzungen

Das Industrial Internet of Things (IIoT) bezeichnet die Umsetzung von IoT-Konzepten in der industriellen Fertigung.

• IIoT ist gekennzeichnet durch hohe Anforderungen an Skalierbarkeit, Sicherheit und Stabilität, durch einen vergleichsweisen hohen Anteil kabelgebundener Kommunikation (Industrial Ethernet) der (üblicherweise stationären) Einheiten der Fertigung sowie durch den Einsatz von Edge Computing. Es fallen häufig große Datenmengen an, die eine Echtzeitverarbeitung unter Nutzung aktueller Konzepte von Data Science erfordern. Bei lokaler Eingrenzung auf eine einzige Fertigungseinheit und dem (ausschließlichen) Betrieb der zentralen Steuerung auf Servern im eigenen Intranet handelt es sich bei IIoT streng genommen nicht um einen IoT-Anwendungsfall, da das „I“ für „Internet“ fehlt.
• Anstelle von „IIoT“ wird (in Deutschland) der Begriff Industrie 4.0 benutzt. Industrie 4.0 ist ein umfassenderer Begriff als IIoT. Er umfasst neben der Implementierung von IoT-Konzepten auch die Einführung autonom agierender Subsysteme (dezentraler Entscheidungseinheiten – Cyper-Physischer Systeme) in der Fertigung (Smart Factory) sowie allgemein die Verschmelzung von IKT, Produktions-IT und Business-IT (durchgehende Vernetzung) – mit dem übergeordneten Ziel der Erhöhung von Flexibilität und Adaptierbarkeit industrieller Produktionssysteme – und fokussiert strategisch die Erhaltung der internationaler Wettbewerbsfähigkeit. Der Begriff „Industrie 4.0“ wurde mit der Hannover Messe 2011 eingeführt, gilt aber noch immer als Zukunftsvision. Er referenziert auf die drei historischen industriellen Quantensprünge Erfindung automatischer Webstuhl/Nutzung Dampf- und Wasserkraft (1. Industrielle Revolution, ab 1784), Einführung der Fließbandfertigung (2. Industrielle Revolution, ab 1870) und Einführung der freiprogrammierbaren Steuereinheiten (3. Industrielle Revolution, ab 1969).

Der Begriff Internet of Everything(IoE, Internet von Allem) wird teils als Synonym zum Internet of Things, teils als eine Erweiterung des IoT verstanden – letzteres dann als „Internet der Dinge und Dienste“.

Predictive Maintenance umfasst die fortlaufende Erfassung von Diagnosedaten von Maschinen und Fahrzeugen, um daraus kommende Störungen vorab erkennen zu können. Diese Datenerhebung kann, muss aber nicht über ein IoT-System erfolgen. Ohne Frage ist die vorbeugende Wartung aber heute ein wichtiger Treiber für die Implementierung von IoT-Systemen.

IoT wurde anfänglich als die Verknüpfung von (identifizierbaren) physischen Objekten zu zugehörigen virtuellen Repräsentationen im Internet definiert, ohne dass der Aspekt der Vernetzung explizit als notwendig angesehen wurde. In diesem Verständnis ist eine im Internet verfügbare Sendungsverfolgung von Paketen bereits ein IoT-System, da die zu transportierenden (physischen) Pakete mit einem geeigneten Tag (RFID, Barcode) identifizierbar gemacht wurden und eine Historie aller Lesegerät-Erfassungen als virtuelle Repräsentation des Pakets im Internet zur Verfügung gestellt wird. Tatsächlich sind derartige Verknüpfungen aber weder eindeutig noch ermöglichen sie die Ermittlung des jeweils aktuellen Status des betrachteten „Dinges“ oder dessen Umgebung, wie dies bei heutigen IoT-Geräten im Allgemeinen der Fall ist.

Unter IoT wird mitunter auch der Informationsaustausch von Geräten untereinander – ohne explizite zentrale Steuerung – verstanden, z.B. für autonom fahrende Fahrzeuge, die sich untereinander vor Gefahren, Staus etc. „warnen“. Der Nachweis, dass sich solch rein dezentralen Systeme erfolgreich in der Praxis durchsetzen werden, ist noch zu erbringen.