Die Entwicklung des Internets der Dinge (IoT) kann sich heute als äußerst komplex erweisen. Die Anforderungen an vernetzte Technologien steigen eindeutig weiter, um Sicherheit, Resilienz und Intelligenz zu gewährleisten.
Diese steigenden Erwartungen bedeuten auch, dass IoT-Fachleute ständig bestrebt sind, ihre Kompetenzen zu verbessern, um den Anforderungen der von ihnen entwickelten Lösungen gerecht zu werden. Gleichzeitig investieren Unternehmen in die IoT-Entwicklung, um Lücken in ihren Branchen zu schließen und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten.
Kurz gesagt: Die IoT-Entwicklung ist heute ein wachsender und äußerst wichtiger IT-Bereich.
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Was ist IoT-Entwicklung?
IoT-Entwicklung bezeichnet die Gesamtheit der Aktivitäten, Prozesse, Tools und Technologien, die der Erstellung, Gestaltung, Bereitstellung und Unterstützung von IoT-Lösungen dienen. Dazu gehören die Konfigurations- und Programmieraufgaben, die zum Aufbau und zur Wartung der Software- und Hardwarekomponenten einer IoT-Lösung erforderlich sind.
Der Umfang der IoT-Entwicklung ist enorm, da sie Bereiche wie Sicherheit, Cloud-Programmierung, die Programmierung von Hardwaregeräten, Netzwerke, Systemtechnik und vieles mehr umfassen kann. Das bedeutet, dass die IoT-Entwicklung stark kollaborativ ist und die Zusammenarbeit mit verschiedenen Fachleuten unter dem Dach der IoT-Entwicklung sowie mit anderen Stakeholdern erfordert, um IoT-Lösungen erfolgreich zu implementieren und zu warten.
IoT-Lösungen müssen hochwertig, robust, skalierbar, benutzerfreundlich und sicher sein. Die IoT-Entwicklung steht jedoch vor einigen Herausforderungen.
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Herausforderungen der IoT-Entwicklung
Sicherheit und Datenschutz
Das IoT bietet Cyberbedrohungen eine große Angriffsfläche. Es kann ausreichen, nur ein Gerät von Tausenden in einem IoT-Netzwerk zu kompromittieren, um ein gesamtes System offenzulegen.
Da die Zahl der Cyberangriffe weiter steigt, wird deutlich, welch hohe Risiken mit der IoT-Sicherheit verbunden sind. Fehlende robuste Sicherheitsmechanismen für IoT-Plattformen, ungesicherte Schnittstellen und die unverschlüsselte Übertragung von Informationen zwischen vernetzten Geräten setzen IoT-Netzwerke weiterhin Risiken aus.
Überlegungen zum Betriebssystem
Nachdem die Geräte bewertet wurden, mit denen sie arbeiten sollen, müssen IoT-Entwicklungsteams Betriebssysteme (BS) auswählen, die für diese Geräte geeignet sind. Im Vergleich zu Computersystemen wie Desktop-PCs sind diese Geräte jedoch hinsichtlich Leistung und Arbeitsspeicher stärker eingeschränkt. Unter diesen Bedingungen Betriebssysteme auszuwählen, ohne die Wirksamkeit der IoT-Lösung zu beeinträchtigen, kann eine Herausforderung sein.
Interaktion zwischen Geräten
IoT-Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Geräte Daten über miteinander verbundene Komponenten hinweg übertragen können. Die zunehmende Komplexität dieser Netzwerke und ihre Auswirkungen machen die Aufgabe, die zahlreichen Interaktionsebenen zwischen diesen Geräten zu definieren und anschließend für eine bessere Interoperabilität zu sorgen, noch anspruchsvoller.
Rechtliche Herausforderungen
Das Potenzial des Internets der Dinge und der Technologie insgesamt kann durch die Abhängigkeit von Technologie und das Vertrauen in sie bei der Verarbeitung vertraulicher Informationen überschattet werden. Zu den Bedrohungen für das Internet der Dinge gehören Datenlecks, Daten- und Identitätsdiebstahl, Man-in-the-Middle-Angriffe, Social Engineering und vieles mehr.
Heute unterliegen die gefährdeten Daten gesetzlichen Vorschriften, deren Verstöße für Entwickler von IoT-Systemen und die sie implementierenden Organisationen gravierende Folgen haben können. Darüber hinaus können manche IoT-Implementierungen auch durch ethische und moralische Bedenken überschattet werden.
Qualitätssicherung
Die Flexibilität von IoT-Implementierungen bedeutet, dass der Umfang von Tests, Benutzerfreundlichkeit und Kompatibilität deutlich größer ist als bei herkömmlichen IT-Systemen. Darüber hinaus lassen manche IoT-Anwendungsfälle, etwa IoT-Insulinpumpen, keinen Raum für Fehler, da selbst kleine Fehler tödlich sein können. Die kontinuierliche Gewährleistung, dass IoT-Lösungen in einer sich ständig weiterentwickelnden Umgebung qualitativ hochwertige Dienste bereitstellen können, ist eine dauerhafte Herausforderung für Entwicklungsteams.
Siehe auch: Trends, die die Zukunft des IoT prägen
Trends in der IoT-Entwicklung
IoT-Entwicklungsteams müssen außerdem verstehen, wie sie die neuesten Trends in der IoT-Technologie nutzen können, um effektive IoT-Lösungen besser einzusetzen.
Zunahme cloudnativer Anwendungen
Da die Einführung und Migration in die Cloud zumindest in absehbarer Zukunft für Unternehmen weiterhin Priorität haben, wird der Bedarf an neuen Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung und zur Erweiterung der Cloud-Funktionen zunehmen.
Die Nutzung der Cloud als Standard auf Plattform-, Software- und Infrastrukturebene ermöglicht es IoT-Entwicklungsteams, Anwendungen für die Leistung und Skalierbarkeit der Cloud zu erstellen und zu optimieren. Diese Lösungen verkürzen zunehmend die Markteinführungszeit für Unternehmen, erhöhen die Zuverlässigkeit und senken gleichzeitig die Infrastrukturkosten und -komplexität.
IoT im Gesundheitswesen
IoT im Gesundheitswesen war in den vergangenen Jahren einer der aktivsten Bereiche der IoT-Entwicklung. Infolge der COVID-19-Pandemie hat die Zahl der Gesundheitstechnologien zugenommen, die durch deutlich weniger menschliches Eingreifen eine intelligentere Patientenversorgung ermöglichen.
Der Anwendungsbereich des IoT im Gesundheitswesen umfasst unter anderem Telemedizin und die medizinische Fernversorgung, die Überwachung des Lebensstils mithilfe von Trackern und Fitnessarmbändern sowie spezielle medizinische Geräte wie Herzfrequenzmesser.
Diese Anwendungsfälle richten ihren Blick zunehmend über die Pandemie hinaus. Sie ermöglichen medizinischem Fachpersonal, mehr Patienten zu untersuchen, zu diagnostizieren und zu behandeln sowie Gesundheitsdienste auf Regionen auszuweiten, in denen der physische Zugang zu medizinischen Einrichtungen oder Fachkräften aufgrund schwieriger Erreichbarkeit oder räumlicher Abgeschiedenheit problematisch ist.
Mehr künstliche Intelligenz (KI) am Edge
Lange Zeit stellte die Notwendigkeit, Daten zur Auswahl relevanter Informationen zunächst in die Cloud zu übertragen, einen Engpass für IoT-Implementierungen dar. Dieses Paradigma wandelt sich jedoch durch den verstärkten Einsatz von KI und Tiny Machine Learning (TinyML) am Edge. TinyML-Skripte werden automatisch darauf trainiert, wertvolle Daten zu erkennen und die betriebliche Abhängigkeit von Analysen in der Cloud zu verringern.
Mit TinyML können Unternehmen und IoT-Entwicklungsteams zunehmend effiziente KI-Funktionen für das IoT bereitstellen, ohne spezielle KI-Chips einsetzen zu müssen. Auch KI-Algorithmen werden effizienter, da sie im Vergleich zu vor einigen Jahren deutlich weniger Rechenleistung benötigen. Dies führt allmählich zu einer Demokratisierung der KI-Programmierung für das IoT und zu einer wachsenden Zahl von Entwicklern, die mit KI arbeiten.
Darüber hinaus erweist sich die Integration von KI in IoT-Anwendungen als wichtiger Treiber der digitalen Transformation. Die COVID-19-Pandemie trug dazu bei, die Bereitstellung solcher Lösungen zu beschleunigen, um vernetzte Technologien während dieser Zeit starker physischer Einschränkungen optimal zu nutzen. Branchen wie die Automobilindustrie, das Gesundheitswesen und die Industrie schöpfen diese Synergien von KI und IoT voll aus, da KI- und IoT-Implementierungen zu einem wachsenden Bereich geworden sind.
Open-Source-IoT
Open-Source-IoT bietet großes Potenzial, sofern Entwickler seine Herausforderungen und Fallstricke bewältigen können. Seine Protokolle sowie Software- und Hardwaretools ermöglichen einen offenen Ansatz für die IoT-Entwicklung, der die Fragmentierung von IoT-Ökosystemen beseitigen kann. Open-Source-IoT kann die Abhängigkeit von abgeschotteten Cloud-Ökosystemen verringern. Anbieter wagen sich zunehmend in den Bereich des Open-Source-IoT vor, und hier liegt großes Potenzial.
Da immer mehr Anbieter erkennen, dass ein Modell der offenen Innovation und Entwicklung das gesamte IoT-Ökosystem stärkt, anstatt ihren Wettbewerbsvorteil zu schwächen, ist mit mehr Open-Source-Zusammenarbeit zwischen Anbietern zu rechnen – vorausgesetzt, sie wird korrekt umgesetzt.
Datenanalyse für das IoT der Zukunft
Fähigkeiten in der Datenanalyse werden für IoT-Entwickler, die sich um die Verwaltung sich ständig weiterentwickelnder Unternehmensnetzwerke kümmern, immer wichtiger. Eine besondere Fähigkeit in der Datenanalyse, die IoT-Entwickler benötigen können, ist die Zeitreihenanalyse.
Immer mehr IoT-Implementierungen verlangen nach Funktionen zur Auswertung schnell generierter Sensordaten. Entwicklungsteams, die Systeme zur sinnvollen Verarbeitung von IoT-Daten einrichten sollen, sollten in Betracht ziehen, diese Elemente der Datenwissenschaft zu erlernen. So können sie verhindern, dass sie überfordert sind, wenn immer mehr Datenaufgaben an den Edge verlagert werden.
Immersive Technologien und das Unternehmen
Die Verbindung des Internets der Dinge mit immersiven Technologien wie Virtual Reality, Augmented Reality und Technologien zur Umgebungssimulation eröffnet unendliche Möglichkeiten für die Entwicklung immersiver IoT-Technologien.
Diese Verbindung wird jedoch große Datenmengen erfordern. Eine Kombination aus 5G und Edge Computing wird diese Konvergenz unterstützen und die Bereitstellung dieser immersiven Produkte ermöglichen. Dies wird letztlich die Entwicklung immersiver Anwendungen für industrielle und unternehmerische Einsatzbereiche beschleunigen.
Siehe auch: Die führenden Unternehmen im Edge Computing
Best Practices für die IoT-Entwicklung
Entwicklungsteams müssen wissen, wie sie die Wirksamkeit ihrer IoT-Bereitstellungen gewährleisten können. Im Folgenden werden einige Best Practices vorgestellt, die sie berücksichtigen sollten.
Festlegung der Datenspeicherung
Das Volumen der vom Internet der Dinge erzeugten Daten ist tatsächlich enorm. Wo und wie Daten gespeichert werden, ist entscheidend für den Nutzen der von einer IoT-Lösung erzeugten Daten.
Es ist wichtig zu bestimmen, welche Daten wertvoll genug sind, um an den Kern eines Unternehmens übertragen zu werden, und welche am Edge verbleiben sollten. Eine schnelle Trennung der Daten nach ihrem Nutzen beeinflusst, wo und wie sie gespeichert werden, was wiederum die Effektivität ihrer Nutzung durch Teams, Anwendungen, Engines und andere Komponenten beeinflusst.
Wahl der Plattform
Die für eine IoT-Bereitstellung gewählte Plattform hat weitreichende Auswirkungen auf die IoT-Lösung und ihre allgemeine Benutzerfreundlichkeit. Bei der Wahl einer Plattform müssen Entwickler die langfristigen Auswirkungen ihrer potenziellen Plattform berücksichtigen. Sie müssen nicht nur die Software-, sondern auch die Hardwareaspekte der Lösung im Hinblick auf ihre langfristigen Ziele im Blick behalten.
Wer dies berücksichtigt, kann als zukunftssicher konzipierte Plattformen auswählen, da dies die Möglichkeit beeinflusst, die Entwürfe ihrer Lösungen bei Bedarf zu ändern, zu überarbeiten und anzupassen.
Sicherheit
Jedes mit dem Internet verbundene Gerät ist in den Augen eines gut informierten Angreifers eine potenzielle Schwachstelle. Allein die Tatsache, dass IoT-Netzwerke unzählige Geräte umfassen können, unterstreicht, wie wichtig es ist, die Sicherheit von Anfang an in das Design eines Systems einzubauen.
Entwickler von IoT-Lösungen müssen eine sichere Softwareentwicklungsmethodik befolgen. Eine solche Methodik beeinflusst die Wahl von Plattformen, Tools und Programmiersprachen und unterstützt einen von Grund auf sicheren Ansatz. Auch Open-Source-Software sollten sie sorgfältig auswählen, da sie die Möglichkeit bietet, Lösungen schnell zu entwickeln.
Schließlich sollten IoT-Entwickler bei der Integration sorgfältig vorgehen, da an den Grenzen von Programmierschnittstellen (APIs) und Bibliotheken zahlreiche Sicherheitslücken in der Software bestehen. Sie müssen alle Schnittstellen der zu integrierenden Komponenten auf Schwachstellen prüfen.
IoT-Lösungen kontextualisieren
Die Anpassungsfähigkeit des Internets der Dinge ermöglicht es Entwicklern, Produkte auf nahezu unbegrenzte Weise zu konzipieren. Die Entwicklung von IoT-Produkten ohne klare Vision stellt jedoch eine Gefahr für deren Wirksamkeit dar.
Entwickler müssen sich mit der Beschaffenheit der von ihnen entwickelten Systeme und der Geräte auseinandersetzen, die diese Systeme umgeben. Im Kontext des Internets der Dinge sollten sie eine Einheitslösung-Mentalität vermeiden.
Tests
Der einzige Weg, die Einhaltung von Best Practices zu gewährleisten, besteht darin, kontinuierlich zu testen. Entwickler müssen jedes System unablässig testen. Sie sollten es mit einer Reihe unbeabsichtigter Anwendungsfälle prüfen und Sicherheitstests stets priorisieren.
IoT-Entwickler müssen außerdem jedes Mal Tests durchführen, wenn sie neue Funktionen ändern oder implementieren. Diese Tests sollten sowohl vorhersehbare als auch unvorhersehbare Anwendungsfälle abdecken. Durch kontinuierliche Tests können sich Möglichkeiten zur Verbesserung des Produkts ergeben, die Entwickler stets bereit sein müssen zu verfolgen.