Was ist Internet of Things (IoT)?

Was bedeutet “Internet of Things (IoT)“?

Das Internet of Things bezeichnet die Vernetzung physischer Geräte über das Internet. Diese intelligenten Dinge sind mit Sensoren, Software und Konnektivität ausgestattet, um Daten zu sammeln, zu verarbeiten und mit anderen Systemen auszutauschen. Die Vernetzung ermöglicht es Geräten, autonom zu kommunizieren und Prozesse ohne menschliches Eingreifen zu steuern.

Im Kern besteht jedes IoT-System aus drei Komponenten: Sensoren erfassen physische Daten wie Temperatur, Bewegung oder Druck. Netzwerke übertragen diese Daten an zentrale Systeme oder Cloud-Plattformen. Und Datenverarbeitungssysteme analysieren die Informationen und lösen automatisierte Aktionen aus oder bereiten sie für menschliche Entscheidungen auf.

Dabei unterscheidet man zwischen Consumer IoT und Industrial IoT (IIoT). Die folgende Tabelle zeigt die wesentlichen Unterschiede:

Kriterium	Consumer IoT	Industrial IoT (IIoT)
Einsatzbereich	Private Haushalte	Industrie, Produktion, Logistik
Typische Geräte	Smart-Home-Systeme, Fitness-Tracker, Sprachassistenten	Produktionsmaschinen, Sensoren in Fertigungsanlagen, Flottenmanagement-Systeme
Anforderungen	Benutzerfreundlichkeit, Design	Zuverlässigkeit, Robustheit, Echtzeitfähigkeit
Sicherheitsstandards	Mittel	Sehr hoch (kritische Infrastruktur)
Datenvolumen	Gering bis mittel	Sehr hoch
Ausfalltoleranz	Niedrig (Komfortverlust)	Sehr niedrig (Produktionsausfall kostet)
Lebensdauer	2-5 Jahre	10-20 Jahre
Relevanz für Unternehmen	B2C-Marketing, Kundenbindung	Kerngeschäft, Industrie 4.0

Für Unternehmen ist vor allem Industrie 4.0 relevant, da die Vernetzung von Maschinen und Systemen direkt auf Geschäftsprozesse und Betriebsabläufe einzahlt.

IoT und OT – verwandt, aber nicht identisch: In industriellen Umgebungen begegnet man häufig auch dem Begriff Operational Technology (OT). Während IoT die Vernetzung von Geräten zur Datenerfassung und -analyse beschreibt, bezeichnet OT die Hard- und Software zur direkten Steuerung und Überwachung physischer Prozesse und industrieller Anlagen. IoT sammelt und analysiert Daten, OT steuert Maschinen. In modernen Industrie-4.0-Umgebungen verschmelzen beide Welten zunehmend – mit neuen Chancen, aber auch spezifischen Sicherheitsherausforderungen.

Wie funktioniert die IoT-Infrastruktur?

IoT-Systeme basieren auf einem mehrschichtigen Technologie-Stack. Auf der untersten Ebene befinden sich die Hardware-Komponenten: Sensoren erfassen physikalische Messwerte, Aktoren (Stellglieder, die digitale Signale in physische Aktionen umsetzen) führen Befehle aus, und Embedded Systems verarbeiten Daten lokal auf dem Gerät.

Die Konnektivitäts-Ebene verbindet die Geräte mit der zentralen Infrastruktur. Je nach Anwendungsfall kommen unterschiedliche Netzwerke zum Einsatz:

Technologie	Reichweite	Datenrate	Energieverbrauch	Typische Anwendung
WLAN/WiFi	50-100 Meter	Hoch (bis zu 1 Gbit/s)	Mittel bis hoch	Bürogebäude, Smart Buildings, lokale Vernetzung
Ethernet	100 Meter (Kabel)	Sehr hoch (bis zu 10 Gbit/s)	Mittel	Industrieanlagen, Rechenzentren, stationäre Systeme
5G	Mehrere Kilometer	Sehr hoch (bis zu 10 Gbit/s)	Mittel	Autonome Fahrzeuge, mobile Robotik, Smart Cities
LoRaWAN	2-15 Kilometer	Sehr niedrig (0,3-50 kbit/s)	Sehr niedrig	Smart Metering, Umweltsensoren, Landwirtschaft
NB-IoT	Bis 10 Kilometer	Niedrig (ca. 250 kbit/s)	Sehr niedrig	Asset Tracking, Smart Parking, Abfallmanagement
Bluetooth/BLE	10-100 Meter	Niedrig (1-3 Mbit/s)	Sehr niedrig	Wearables, Beacon-Systeme, Indoor-Navigation

Besonders LoRaWAN und NB-IoT gehören zur Kategorie der LPWAN-Technologien (Low Power Wide Area Network), die speziell für IoT-Anwendungen mit geringem Energiebedarf und großer Reichweite entwickelt wurden. Für die Skalierung auf Milliarden von Geräten ist zudem IPv6 essentiell, da der ältere IPv4-Standard nicht genügend eindeutige Adressen für die wachsende Anzahl vernetzter Geräte bereitstellen kann.

Bei der Datenverarbeitung entscheidet die Architektur über Performance und Kosten. Edge Computing verarbeitet Daten direkt am Gerät oder in der Nähe der Datenquelle. Das reduziert Latenzzeiten und Bandbreitenbedarf, eignet sich aber nur für standardisierte Analysen. Cloud-Plattformen hingegen bieten unbegrenzte Rechenkapazität in Datenzentren und ermöglichen komplexe KI-Analysen, benötigen aber stabile Internetverbindungen und verursachen höhere Übertragungskosten.

Auf der Anwendungsebene greifen Business-Systeme auf die aufbereiteten IoT-Daten zu. ERP-Systeme nutzen Maschinendaten für die Produktionsplanung, CRM-Systeme integrieren Nutzungsdaten für personalisierte Services, und BI-Tools mit grafischen Benutzeroberflächen visualisieren IoT-Kennzahlen für Management-Entscheidungen.

Welche IoT-Anwendungen gibt es für Unternehmen?

In der Industrie 4.0 ermöglicht die Vernetzung von Maschinen die vierte industrielle Revolution. Sensoren überwachen den Zustand von Produktionsanlagen kontinuierlich und melden sich selbstständig, wenn Verschleißteile ausgetauscht werden müssen, bevor ein Ausfall eintritt – ein Konzept, das als Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung) bezeichnet wird. Die Automatisierung der Qualitätskontrolle durch vernetzte Sensoren erkennt Abweichungen in Echtzeit. Produktionslinien passen sich automatisch an unterschiedliche Aufträge an, ohne manuelle Umrüstung.

Ein weiteres wichtiges Konzept ist der Digital Twin (digitaler Zwilling): eine virtuelle Repräsentation einer physischen Maschine oder Anlage, die kontinuierlich mit Echtzeitdaten aus IoT-Sensoren aktualisiert wird. So lassen sich Prozesse simulieren, optimieren und Probleme vorhersagen, bevor sie in der realen Welt auftreten.

Die Logistik profitiert von lückenloser Überwachung über die gesamte Supply Chain. GPS-Sensoren zeigen die Position jeder Sendung in Echtzeit. Temperatur- und Erschütterungssensoren dokumentieren Transportbedingungen sensibler Waren. Flottenmanagement-Systeme optimieren Routen basierend auf Verkehrslage, Fahrzeugzustand und Lieferfristen. Die Vernetzung aller Geräte schafft transparente Prozesse vom Warenlager bis zur Auslieferung.

Im Gebäudemanagement senken Smart-Building-Lösungen Betriebskosten erheblich. Intelligente Heizungs- und Klimasysteme passen sich automatisch an Belegung und Außentemperatur an. Beleuchtung aktiviert sich nur in genutzten Bereichen. Sensoren zur Überwachung technischer Anlagen erkennen Wartungsbedarf, bevor teure Reparaturen notwendig werden. Die Automatisierung der Gebäudetechnik reduziert Energiekosten und erhöht den Komfort.

Das Gesundheitswesen nutzt vernetzte Medizingeräte für bessere Patientenversorgung. Überwachungssysteme mit Sensoren auf Intensivstationen alarmieren Personal bei kritischen Werten. Medikamentendispenser dokumentieren Medikamenteneinnahme automatisch. Medizintechnik-Hersteller sammeln Nutzungsdaten für Produktverbesserungen und vorausschauende Wartung.

Im Einzelhandel optimiert IoT sowohl Backend- als auch Frontend-Prozesse. RFID-Tags (Radio-Frequency Identification – Funketiketten zur automatischen Identifikation von Produkten) automatisieren Inventur und reduzieren Fehlbestände. Sensoren in Regalen lösen automatische Nachbestellungen aus. Heatmaps zeigen Kundenströme im Laden und helfen bei der Optimierung der Ladengestaltung. Die Vernetzung von Geräten am Point of Sale verbessert die Customer Experience.

Welche Vorteile bringt IoT für Unternehmen?

Der messbarste Vorteil liegt in der Prozessautomatisierung und daraus resultierender Kostensenkung. Vernetzte Systeme reduzieren manuellen Aufwand. Predictive Maintenance durch Sensoren verhindert ungeplante Ausfallzeiten, die in der Produktion schnell fünf- bis sechsstellige Beträge pro Stunde kosten. Energiemanagement-Systeme senken Betriebskosten um 20 bis 30 Prozent.

IoT-Plattformen ermöglichen neue Geschäftsmodelle, die über den reinen Produktverkauf hinausgehen. Hersteller bieten ihre Maschinen als Service an und rechnen nach Nutzung ab (Equipment-as-a-Service). Geräte werden mit Verbrauchsmaterial ausgestattet, das bei Bedarf automatisch nachbestellt wird. Betriebsdaten aus vernetzten Systemen werden als zusätzliche Dienstleistung an Kunden verkauft.

Datenbasierte Entscheidungen ersetzen Bauchgefühl und Erfahrungswerte. Echtzeit-Dashboards zeigen KPIs aus allen Unternehmensbereichen. Predictive Analytics prognostiziert Entwicklungen, bevor sie eintreten. A/B-Tests lassen sich mit harten Daten statt Vermutungen durchführen. Die Vernetzung von Geräten liefert die Datenbasis für faktenbasiertes Management.

Die Customer Experience verbessert sich durch personalisierte Services. Produkte passen sich automatisch an individuelle Nutzungsgewohnheiten an. Proaktiver Service löst Probleme, bevor Kunden sie bemerken. Self-Service-Portale bieten Kunden Einblick in ihre eigenen Nutzungsdaten über intuitive Benutzeroberflächen.

Unternehmen mit ausgereiften IoT-Strategien verschaffen sich Wettbewerbsvorteile. Sie reagieren schneller auf Marktveränderungen. Sie entwickeln Produkte basierend auf echten Nutzungsdaten statt Marktforschung. Sie binden Kunden durch digitale Services enger an sich.

Welche Herausforderungen bringt die Vernetzung mit sich?

Sicherheit steht an erster Stelle der Herausforderungen. Jedes vernetzte Gerät ist ein potenzielles Einfallstor für Cyberangriffe. Viele IoT-Geräte laufen jahrelang ohne Security-Updates. Default-Passwörter bleiben oft unverändert. Sicherheitslücken in vernetzten Systemen können ganze Infrastrukturen gefährden. DDoS-Angriffe (Distributed Denial of Service – koordinierte Überlastungsangriffe, bei denen tausende Geräte gleichzeitig ein Ziel attackieren) nutzen gekaperte IoT-Geräte als Botnetze. Unternehmen müssen Sicherheit von Anfang an in ihre IoT-Plattformen integrieren, nicht als nachträgliche Ergänzung.

Datenschutz und DSGVO-Compliance erfordern sorgfältige Planung. IoT-Systeme sammeln kontinuierlich Daten, oft auch personenbezogene. Unternehmen müssen nachweisen können, welche Daten wo gespeichert und wie lange aufbewahrt werden. Die Zweckbindung muss eingehalten werden. Bei grenzüberschreitender Datenübertragung zwischen Datenzentren greifen zusätzliche Regelungen.

Die Integration in bestehende IT-Infrastrukturen ist technisch anspruchsvoll. Legacy-Systeme (Altsysteme, die oft seit Jahren oder Jahrzehnten im Einsatz sind) sprechen oft proprietäre Protokolle. Verschiedene IoT-Geräte nutzen unterschiedliche Standards. APIs (Application Programming Interfaces – Schnittstellen, die es verschiedenen Systemen ermöglichen, miteinander zu kommunizieren) müssen entwickelt werden, um alle Systeme zu verbinden. Datenformate müssen harmonisiert werden. Die IT-Abteilung braucht neue Skills für IoT-Projekte und Plattform-Management.

Skalierbarkeit wird zum Problem, wenn IoT-Projekte wachsen. Ein Pilotprojekt mit 50 Sensoren läuft problemlos. Bei 5.000 vernetzten Geräten stoßen Netzwerke und Backend-Systeme an Grenzen. Datenbanken müssen Millionen von Datenpunkten pro Tag verarbeiten. Die Kosten für Cloud-Services und Rechenzentren steigen exponentiell mit dem Datenvolumen.

Die Kosten-Nutzen-Rechnung muss stimmen. Die initiale Investition in Hardware, IoT-Plattformen und Integration ist erheblich. Der ROI zeigt sich oft erst nach 18 bis 24 Monaten. Laufende Kosten für Konnektivität, Cloud-Services und Wartung müssen eingeplant werden. Nicht jede IoT-Anwendung rechtfertigt den Aufwand.

Welche Technologien und Standards sind relevant?

Kommunikationsprotokolle bilden die Grundlage für den Datenaustausch zwischen Geräten. Die Wahl des richtigen Protokolls hängt von den spezifischen Anforderungen der IoT-Anwendung ab:

Protokoll	Vorteile	Nachteile	Typische Einsatzgebiete
MQTT	• Sehr geringer Bandbreitenbedarf • Funktioniert auch bei instabilen Netzwerken • Publish-Subscribe-Architektur • Geringe Latenz	• Benötigt zusätzlichen Message Broker • Keine integrierte Verschlüsselung (muss separat implementiert werden)	Industrial IoT, Smart Home, Fahrzeugtelematik, Remote-Monitoring
CoAP	• Extrem ressourcenschonend • Speziell für Geräte mit minimaler Rechenleistung • REST-ähnliche Architektur • UDP-basiert (weniger Overhead)	• Weniger zuverlässig als TCP-basierte Protokolle • Kleineres Ökosystem • Begrenzte Paketgröße	Batteriebetriebene Sensoren, Wearables, Embedded Systems mit begrenzten Ressourcen
HTTP/REST	• Weit verbreitet und bekannt • Einfache Integration in bestehende Systeme • Umfangreiches Tooling verfügbar • Gut dokumentiert	• Höherer Overhead • Nicht optimal für ressourcenbeschränkte Geräte • Höherer Energieverbrauch	Web-basierte IoT-Anwendungen, Cloud-Integration, APIs für Unternehmensanwendungen

Standardisierung ist für Interoperabilität vernetzter Systeme entscheidend. OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) hat sich als zentraler Standard für die industrielle Kommunikation etabliert und ermöglicht den sicheren, zuverlässigen Datenaustausch zwischen Maschinen, Systemen und Cloud-Plattformen – unabhängig vom Hersteller. Für IIoT-Anwendungen ist OPC UA praktisch unverzichtbar geworden. Ergänzend definiert oneM2M eine globale Architektur für IoT-Systeme und wird von Telekommunikations-Anbietern weltweit unterstützt. Die Open Connectivity Foundation (OCF) entwickelt Standards für Smart-Home- und IoT-Geräte, die herstellerübergreifende Kompatibilität ermöglichen.

IoT-Plattformen nehmen Unternehmen viel Entwicklungsarbeit ab. AWS IoT Core bietet umfassende Services für Geräte-Management, Datenverarbeitung und Integration in Cloud-Infrastrukturen. Azure IoT Hub integriert sich nahtlos in Microsoft-Ökosysteme und bietet starke Enterprise-Features für Industrie 4.0. Die Wahl der Plattform sollte sich an der bestehenden IT-Infrastruktur und den spezifischen Anforderungen orientieren.

Wie entwickelt sich das Internet der Dinge weiter?

Der IoT-Markt wächst rasant. Analysten prognostizieren bis 2030 über 30 Milliarden vernetzte Geräte weltweit. Das Marktvolumen für IoT-Anwendungen und Plattformen wird auf über 1 Billion Euro geschätzt. Besonders IIoT-Anwendungen in Produktion und Logistik treiben das Wachstum.

Die Kombination von IoT mit Künstlicher Intelligenz erschließt neue Möglichkeiten für die Automatisierung. Machine-Learning-Algorithmen erkennen Muster in IoT-Daten, die Menschen verborgen bleiben. Predictive Models werden mit jeder Iteration präziser. Computer Vision analysiert Bilder von IoT-Kameras in Echtzeit. Natural Language Processing ermöglicht Sprachsteuerung für IoT-Geräte über intuitive Benutzeroberflächen.

Edge Computing wird zum Game Changer für latenz-kritische Anwendungen. Autonome Fahrzeuge können nicht auf Antworten aus Cloud-Rechenzentren warten. Industrieroboter und Maschinen brauchen Reaktionszeiten im Millisekunden-Bereich. Edge-KI verarbeitet Daten lokal und schickt nur relevante Ergebnisse in die Cloud. Das spart Bandbreite und erhöht die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Systeme.

5G ist der Enabler für mobile IoT-Anwendungen mit hohen Anforderungen an Konnektivität. Die Technologie bietet bis zu 100-mal höhere Datenraten als 4G. Latenzzeiten sinken auf unter 10 Millisekunden. 5G-Netzwerke unterstützen bis zu eine Million Geräte pro Quadratkilometer. Das macht Anwendungen möglich, die vorher an Netzwerk-Limitierungen scheiterten.

Fazit: IoT als strategische Technologie für Unternehmen

Das Internet of Things ist mehr als ein Technologie-Trend. Die Vernetzung intelligenter Geräte verändert grundlegend, wie Unternehmen Daten sammeln, Prozesse steuern und mit Kunden interagieren. Die Technologie ist ausgereift genug für produktive Anwendungen und bietet messbare Business-Vorteile durch Automatisierung und vernetzte Systeme.

Erfolgreich sind Unternehmen, die IoT strategisch angehen. Das bedeutet: Anwendungen identifizieren, die echten Business-Value liefern. Mit Pilotprojekten starten, die schnell Ergebnisse zeigen. Sicherheit und Datenschutz von Anfang an in der Infrastruktur mitdenken. Und die Organisation auf neue, datengetriebene Prozesse vorbereiten. Die Wahl der richtigen IoT-Plattform ist dabei entscheidend für den langfristigen Erfolg.

IoT ist keine IT-Initiative, sondern eine Geschäftsentscheidung. Die Vernetzung von Geräten, Maschinen und Sensoren ermöglicht neue Geschäftsmodelle, effizientere Prozesse und bessere Kundenerlebnisse. Unternehmen, die jetzt Kompetenz im Internet der Dinge aufbauen, sichern sich Wettbewerbsvorteile für die kommenden Jahre.