Geräte

Ein IoT-Gerät ist eines von zwei Dingen, manchmal beides:

• Ein Sensor misst seine Umgebung, wandelt die Messung in Daten um und sendet sie weiter.
• Ein Aktor empfängt Daten und nutzt sie, um etwas zu verändern: ein Ventil, ein Relais, eine Beleuchtung, einen Sollwert.

Geräte werden Jahr für Jahr kleiner, günstiger und genauer, und das ist stillschweigend das Wichtigste, was in der Branche geschieht. Messungen, die einst zu teuer waren, um sie zu rechtfertigen, sind heute günstig genug, um sie überall vorzunehmen, und Fragen, die früher durch das Hinschicken einer Person beantwortet wurden, werden nun fortlaufend beantwortet.

Was das Gerät tatsächlich tut

In einem batteriebetriebenen Sensor geschieht mehr, als das Wort "Sensor" vermuten lässt:

1. Er wacht auf einen Timer hin auf oder auf ein Ereignis, etwa das Öffnen einer Tür.
2. Er nimmt eine Messung vor, oft mehrere, und mittelt sie unter Umständen, um Rauschen zu reduzieren.
3. Er codiert das Ergebnis in so wenige Bytes wie möglich, denn das Senden kostet die Batterie.
4. Er sendet, und bei den meisten Niedrigenergietechniken hört er unmittelbar danach auf zu lauschen.
5. Er schläft wieder ein, was er mehr als 99 Prozent der Zeit tut.

Aus dieser Abfolge ergeben sich zwei Konsequenzen, und sie erklären die meisten Überraschungen im Feld.

Die erste: Die Berichterstattung ist nicht kontinuierlich. Ein Gerät, das stündlich meldet, sagt nichts über die neunundfünfzig Minuten dazwischen, sodass ein Ereignis, das kürzer als das Meldeintervall ist, unbemerkt bleiben kann. Sensoren, die Ereignisse erfassen sollen, etwa Türkontakte oder Leckagemelder, melden deshalb sowohl beim Ereignis als auch auf den Timer hin.

Die zweite: Das Gerät schläft, wenn Sie mit ihm sprechen wollen. Ein Kommando zurückzusenden, ein Downlink, bedeutet, auf ein Fenster zu warten, in dem das Gerät lauscht. Bei manchen Techniken öffnet sich dieses Fenster kurz nach jedem Uplink; bei anderen kann das Gerät dauerhaft lauschen, zu Lasten der Batterie. Deshalb kann eine Fernkonfiguration bis zur nächsten Meldung dauern, und deshalb sind Aktorgeräte häufig netzbetrieben.

Den richtigen Sensor wählen

Die Messung ist die Grundlage für alles darüber. Liefert ein Sensor keine korrekten Daten oder bekommt er sie nicht heraus, kann nichts weiter oben im Stack das ausgleichen. Bei der Auswahl abzuwägen:

• Genauigkeit, denn die Daten steuern die Entscheidungen. Prüfen Sie die angegebene Toleranz über den Bereich, der Sie tatsächlich interessiert, nicht den Wert in der Überschrift.
• Energieverbrauch, der zusammen mit dem Meldeintervall die Batterielaufzeit bestimmt. Zehnmal so häufig zu melden kostet nicht zehnmal so viel Batterie, sondern meist mehr.
• Umgebung, also Hitze, Kälte, Feuchtigkeit und Vibration am Einbauort, dazu die Schutzart, wenn er im Freien oder im Nassbereich sitzt.
• Lebensdauer, einschließlich der Frage, ob sich die Batterie überhaupt wechseln lässt und wie oft der Sensor nachkalibriert werden muss, um in der Toleranz zu bleiben.
• Platzierung, die mehr entscheidet als das Datenblatt. Ein Temperatursensor in direkter Sonne oder über einem Heizkörper meldet die Sonne oder den Heizkörper.
• Kompatibilität mit der gewählten Netzwerktechnik und der gewählten Plattform.

Bestätigen Sie anschließend, dass die gesamte Kette funktioniert, bevor Sie in Stückzahl bestellen: ein Gerät, montiert dort, wo es wirklich sitzen wird, das über das echte Netz in die echte Plattform meldet.

Wohin die Daten als Nächstes gehen

Was das Gerät gemessen hat, verlässt es als kompakte, herstellerspezifische Payload, oft nur wenige Bytes groß. Nichts weiter unten in der Kette kann sie lesen, ohne die Codierung des Herstellers zu kennen. Deshalb braucht die Plattform einen Decoder je Gerätemodell, und deshalb ist ein normalisiertes Datenmodell so wichtig. Diese Geschichte setzt sich in Netzwerktechniken fort und wird in Datenmodelle aufgelöst.