Internet of Things (Abkürzung: IoT; deutsch: Internet der Dinge) bezeichnet die Vernetzung physischer Objekte mit dem Internet oder anderen digitalen Netzwerken. Dazu gehören Alltagsgegenstände, Maschinen und Infrastruktur. Jedes Gerät trägt Sensoren und Software. Es tauscht selbstständig Daten aus und lässt sich aus der Ferne steuern.[1]
Funktionsweise des Internet of Things
Das Internet of Things baut auf vier technischen Schichten auf. Sensoren messen physikalische Größen wie Temperatur, Bewegung oder Druck. Diese Werte werden als digitale Signale weitergegeben. Eine Kommunikationsschicht überträgt sie dann ans Netzwerk. Dafür kommen Technologien wie WLAN, Bluetooth, Zigbee, LoRaWAN oder Mobilfunk (4G, 5G) zum Einsatz. Eine Verarbeitungseinheit – oft in der Cloud – wertet die Daten aus und speichert sie. Schließlich stellen Schnittstellen (APIs) die Ergebnisse für Anwendungen bereit.
Viele Geräte besitzen auch Aktoren. Das sind Bauteile, die auf Befehle hin handeln – etwa ein Ventil öffnen oder eine Lampe dimmen. Das Zusammenspiel von Sensor, Übertragung, Analyse und Aktor nennt man den Regelkreis. Er ist das Kernprinzip des IoT.
Internet of Things: Kommunikationsprotokolle im Überblick
IoT-Geräte sind oft energiebeschränkt und räumlich verteilt. Daher gibt es viele spezialisierte Protokolle. MQTT ist ein schlankes Protokoll für schmalbandige Verbindungen. CoAP orientiert sich an HTTP, ist aber für kleine eingebettete Systeme gedacht. Zigbee und Z-Wave eignen sich für kurze Reichweiten in der Gebäudeautomation. LoRaWAN und NB-IoT (Narrowband IoT) decken größere Distanzen ab – bei langer Akkulaufzeit.
Geschichte und Begriffsherkunft
Den Begriff prägte Kevin Ashton im Jahr 1999. Der britische Technologiepionier arbeitete damals am Auto-ID Center des MIT. Er beschrieb damit eine Welt, in der Objekte per RFID-Chip eindeutig erkennbar und im Netzwerk adressierbar sind.
Die nötigen Technologien reiften erst in den 2010er-Jahren. Günstige Mikrochips, flächendeckendes Internet und Cloud-Dienste machten den Durchbruch möglich. IPv6 spielte dabei eine wichtige Rolle. Dieser Standard schuf einen riesigen Adressraum – nötig für Milliarden vernetzter Geräte. Im Jahr 2023 waren weltweit rund 15,9 Milliarden IoT-Geräte aktiv. Bis 2033 soll diese Zahl auf über 39 Milliarden anwachsen.[2]
Einsatzbereiche
Das Internet of Things ist in vielen Branchen präsent. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Anwendungsfelder:
| Bereich | Typische Anwendungen | Beispiele |
|---|---|---|
| Konsumgüter / Smart Home | Gebäudeautomation, Unterhaltung | Smarte Thermostate, vernetzte Lautsprecher, Connected TV |
| Industrie (IIoT) | Predictive Maintenance, Automation | Fertigungsroboter, Zustandsüberwachung |
| Gesundheit | Fernüberwachung, Diagnostik | Wearables, implantierte Sensoren |
| Städte / Infrastruktur | Verkehr, Versorgungsnetze | Smart Metering, intelligente Ampeln |
| Landwirtschaft | Präzisionslandwirtschaft | Bodenfeuchte-Sensoren, GPS-Erntemaschinen |
Im industriellen Umfeld spricht man vom Industrial Internet of Things (IIoT). Es ist ein zentraler Baustein der Digitalen Transformation und von Industrie-4.0-Vorhaben. Im Jahr 2021 nutzten 36 % aller deutschen Unternehmen ab zehn Beschäftigten fernsteuerbare Geräte oder Systeme.[3] Auch die Logistik 4.0 zählt zu den Bereichen mit dem stärksten IoT-Einfluss.
Sicherheit und Datenschutz
Die wachsende Zahl vernetzter Geräte bringt Sicherheitsrisiken mit sich. Viele IoT-Geräte laufen über Jahre ohne Updates. Werden sie kompromittiert, öffnen sie Angreifern die Tür ins Netzwerk. Auch der Zusammenschluss zu Botnetzen ist eine bekannte Gefahr. Das Mirai-Botnetz von 2016 ist ein viel zitiertes Beispiel.
Das BSI rät zu individuellen Passwörtern, zur Abschaltung nicht benötigter Dienste und zu regelmäßigen Firmware-Updates.[1] Auf EU-Ebene setzt der Cyber Resilience Act (CRA) verbindliche Sicherheitsvorgaben für vernetzte Produkte. Er zielt gezielt auf Schwachstellen in der IoT-Lieferkette ab.
Datenschutzrechtlich gilt die DSGVO, sobald personenbezogene Daten im Spiel sind. Das Prinzip Privacy by Design fordert Datensparsamkeit von Anfang an. Für dauerhaft messende Sensoren sind klare Einwilligungsregelungen Pflicht.
Abgrenzung zu verwandten Konzepten
Das Internet of Things wird oft mit Cyber-Physical Systems (CPS) gleichgesetzt. CPS betonen jedoch die Echtzeit-Kopplung von Rechner und physischem Prozess – etwa in der Robotik. Sie gehen damit über die reine Datenkommunikation hinaus. Das Metaverse ist ein virtueller Erlebnisraum. IoT-Daten können über sogenannte Digital Twins darin einfließen, bilden aber nicht seinen Kern.
Smart Home ist eine Teilmenge des IoT – sie deckt das häusliche Umfeld ab. M2M-Kommunikation (Machine-to-Machine) gilt als Vorläufer: M2M verbindet meist nur zwei Geräte über proprietäre Leitungen. Das Internet of Things hingegen nutzt offene IP-Netzwerke. Es verbindet deutlich mehr Geräte und setzt auf Interoperabilität.
Standardisierung und Regulierung
Viele Organisationen arbeiten an gemeinsamen Standards. IEEE, IETF und ETSI entwickeln Interoperabilitätsregeln. Das Industrial Internet Consortium und die Plattform Industrie 4.0 setzen Rahmenwerke für die Industrie. ISO und IEC haben mit der Normenreihe ISO/IEC 30141 eine Referenzarchitektur für das Internet of Things veröffentlicht.
In der EU ergänzen CRA und European Chips Act den Rechtsrahmen. Denn IoT-Geräte hängen stark von Halbleitern ab. Mehr Standardisierung gilt als Schlüssel dafür, dass das Internet of Things sein volles wirtschaftliches Potenzial entfaltet.
Literaturempfehlungen
- Dieter Uckelmann, Mark Harrison, Florian Michahelles (Hrsg.): Architecting the Internet of Things. Springer, Berlin/Heidelberg 2011.
- Markus Lindner: IoT-Sicherheit – Grundlagen, Konzepte und Lösungen für das Internet der Dinge. Hanser, München 2020.