Internet of Things

Betriebssysteme für das Internet der Dinge

Internet der Dinge
Foto: Irina Strelnikova / Shutterstock.com
Im Inneren eines jeden IoT-Geräts läuft auch ein IoT-OS. com! professional zeigt, welche speziellen Anforderungen an diese Systeme gestellt werden und welche Lösungen am Markt vertreten sind.
Die Hamburg Port Authority (HPA) hat in Zusammenarbeit mit T-Systems im Hamburger Hafen das IoT-System SmartPort Logistics implementiert. Das auf Basis der In-Memory-Datenbank SAP HANA arbeitende System dient der effizienten Steuerung der Verkehrs- und Warenströme. Innerhalb von nur drei Monaten nach Inbetriebnahme konnte der Hafen so seine Engpässe überbrücken und seine Kapazität um 12 Prozent erhöhen – ohne dass sich an der physischen Infrastruktur irgendetwas geändert hätte.
Tally, der Inventur-Roboter von Simbe Robotics: Im Inneren arbeitet das Betriebssystem Ubuntu for IoT von Canonical auf Intel-Hardware.
(Quelle: Simbe Robotics und Intel)
Das ist nur ein Beispiel für den Erfolg des Internets der Dinge (Internet of Things, IoT). Im Zuge der Umstellung auf das Internet der Dinge entdecken immer mehr Unternehmen neue Wertschöpfungspotenziale und zusätzliche Be­triebs­effizienzen – und suchen Inspiration für kundengerechte, datenbasierte Geschäftsmodelle rund um ihre IoT-gestützten Innovationen. So hat etwa die industrielle Prozesskontrolle mit Hilfe von IoT, des Industriellen Internets der Dinge, das Qualitätsmanagement auf ein neues Niveau gehoben. IoT-gestützte Produktionsmanagement-Systeme nutzen beispielsweise Herstellungsprozess-Sensoren, um betriebs- und maschinenrelevante Ereignisse in Echtzeit zu überwachen.
Dem Markt für IoT-Technologie sagen Analysten daher nicht ohne Grund ein robustes Wachstum voraus. Bis 2020 wird der deutsche Markt für IoT-Anwendungen allein im B2B-Bereich ein Volumen von etwa 50 Milliarden Euro erreichen, prognostiziert Deloitte Deutschland.
Dabei haben alle IoT-Geräte eines gemein: Für ihre Aktivitäten ist ein Betriebssystem verantwortlich, das direkt in das betreffende Objekt eingebettet ist und dessen Funktionsweise kontrollieren kann – ein IoT-Betriebssystem. Dieses bildet, zusammen mit Analytik und anderen Applikationen, eine sogenannte IoT-Plattform – ein intelligentes, handlungsfähiges System aufeinander abgestimmter IoT-Lösungen.
Dieses System umfasst Anwendungen, die in der Cloud, in einem On-Premise-Datencenter, im Fog (dem IoT-Gateway für die Kommunikation von IoT-Endpunkten miteinander) oder direkt im Edge auf dem jeweiligen Endgerät laufen können. Aus Sicht von IDC stellt die eingesetzte IoT-Plattform den „zentralen Baustein“ von IoT-Projekten eines Unternehmens dar. „Wenn man eine profunde Wahrheit zum Thema IoT sucht, dann lautet diese: ,Es dreht sich alles um Konnektivität‘“, sagt dazu Florian Beil, Head of Technical Sales and Mobilization, Data Services, bei der Siemens Digital Factory.
Das Rennen um das beste IoT-Betriebssystem ist inzwischen in vollem Gang. Unternehmen haben die Qual der Wahl, denn eine Vielzahl verschiedener Anbieter adressieren unterschiedliche Aspekte von IoT.
Anforderungen an Betriebssysteme für das Internet der Dinge
Diese Fähigkeiten muss ein IoT-Betriebssystem haben:
  • Intelligentes Energiemanagement: Ein IoT-System muss eine unerwartete Stromknappheit handhaben können, damit ein Ausfall der Stromversorgung keinen Unfall verursacht.
  • Effiziente Speicherverwaltung: Eine robuste Speicherverwaltung zählt zu den Voraussetzungen für Systemstabilität. Das ist umso wichtiger, je knapper die Hardware-Ressourcen sind.
  • Unterstützung moderner Kommunikationsprotokolle: Für die reibungslose Interoperabilität sind diese unverzichtbar.
  • Sicherheit: Drahtlose Konnektivität setzt IoT-Endgeräte zusätzlichen Sicherheitsrisiken aus. Ein IoT-Betriebssystem muss diesem Umstand Rechnung tragen, ohne die Interoperabilität zu beeinträchtigen.
  • Echtzeitfähigkeiten: Muss das IoT-Gerät eine vorgegebene Latenz deterministisch einhalten, etwa bei einem Flugzeugkontrollsystem, dann wird ein echtzeitfähiges IoT-Betriebssystem vom Typ Hard-RTOS benötigt. Im Gegensatz dazu strebt ein IoT-Betriebssystem vom Typ Soft-RTOS die Unterschreitung der vorgegebenen Latenz zwar nach Möglichkeit an, muss diese jedoch nicht zwingend einhalten, zum Beispiel im Fall der Echtzeit-Übertragung eines Überwachungsvideos durch eine autonome Beobachtungsdrohne.