Heimvernetzung ZigBee und das Internet der Dinge

ZigBee Alliance/Elektronik
ZigBee Alliance/Elektronik

Das Konzept des Internets der Dinge existiert schon seit mehr als zehn Jahren. Jedoch gibt es in jüngster Zeit starke Impulse, die dessen Evolution und Wachstum schüren, wobei Experten vorhersagen, dass 50 bis 70 Milliarden Geräte bis zum Jahr 2020 und weitere Billionen in den darauffolgenden Jahrzehnten vernetzt sein werden.

Das Internet, so wie wir es kennen, hat dazu beigetragen, die Welt schrumpfen zu lassen und Menschen über sprach­liche, kulturelle und auch geografische Barrieren hinweg zusammenzubringen. Viele Experten glauben, dass das Internet der Dinge das Potenzial birgt, durchaus noch viel größer zu werden als das Internet, das wir heute kennen und benutzen.

Die Macht der Vernetzung

Nach dem Metcalfeschen Gesetz ist der Wert eines Netzwerks proportional zum Quadrat der Anzahl der daran angeschlossenen Geräte (Bild 1). Mit ein­fachen Worten, je mehr Verbindungen in einem Netzwerk bestehen, desto wertvoller wird das Netzwerk selbst.

Das Internet der Dinge wird in vielfacher Weise anders sein als das Internet, das wir heute kennen, denn größere Sensornetzwerke werden im Herzen der ­Infrastruktur des Internets der Dinge stehen. Sie werden eine Fülle von Alltagsgeräten mit Sensoren, Aktoren und Mikrocontrollern vernetzen und damit „Intelligenz“ liefern, wo bisher keine vorhanden war. Das sind etwa Geräte der Beleuchtung und Lichtsteuerung, Thermostate, Rauchmelder, Bewegungsmelder, ­Sicherheitssensoren für ­Türen und Fenster, Leckage-Sensoren, Türschlösser, Fernbedienungen, Waschmaschinen, Schwimmbadpumpen, Strom- und Gaszähler und viele andere Alltagsgeräte, die in Fabriken, Gebäuden und Wohnungen zu finden sind. In einem unlängst erschienenen Bericht schätzt Morgan Stanley, dass es rund 200 Geräte pro Person auf der Welt gibt, die potenziell mit dem Internet der Dinge verbunden werden könnten.

Jedoch wird die Vernetzung einer solch großen Anzahl und Vielfalt an Geräten voraussichtlich eine Unmenge an drahtgebundenen und drahtlosen Kommunikationswegen erfordern. Das Internet der Dinge wird netzbetriebene, batteriebetriebene Geräte und Energy-Harvesting-Geräte umfassen. Tatsächlich wird die Mehrheit der Geräte voraussichtlich überhaupt nicht netzbetrieben sein. Außerdem wird das Internet der Dinge, im Gegensatz zum Informations-Internet, hauptsächlich Gerät-zu-Gerät-Interaktionen umfassen oder, was bekannter ist, Maschine-zu-Maschine-Interaktionen (M2M). Das ist ein großer Unterschied, und die Anforderungen an die Netzwerke hinsichtlich einfacher Installation, Verlässlichkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit werden ganz andere sein.

Die Netzwerke werden einfach zu installieren und zu warten sein müssen. Es ist unerlässlich, dass die zugrunde liegende Technologie Geräten ermöglicht, Netzwerke zu bilden, die sich selbst organisieren, sich selbst heilen, zuverlässig skalierbar sind und jahrelang batteriebetrieben laufen können. Netzwerke müssen zuverlässig und fehlertolerant sein, inklusive Handhabung von Interferenzen und/oder Ausfällen einzelner Geräte. Selbstverständlich müssen die Geräte preiswert und stromsparend sein, damit Installation und Betrieb erschwinglich sind. Aufgrund der speziellen Anforderungen des Internets der Dinge ist ZigBee dafür ideal geeignet und ein Schlüsselfaktor für seinen zukünftigen Erfolg.

In der Tat wurde die ZigBee Alliance schon vor mehr als zehn Jahren mit der Vision gegründet, standardbasierte Sensor- und Steuerungsnetzwerke zu entwickeln. Im Laufe der letzten zehn Jahre hat sich ZigBee als führender stromsparender Wireless-Mesh-Network-Standard für eine Vielzahl von Anwendungen in der Gerät-zu-Gerät-Kommunikation im Verbraucher- und Geschäftsbereich und im Stromnetz etabliert. Dieser Standard genießt bereits Zustimmung unter mehr als 400 Mitgliedsfirmen aus aller Welt, von den größten Halbleiterunternehmen, die ZigBee-Chips entwickeln, bis zu globalen Marken, die Endprodukte für Verbraucher produzieren.