IoT-Schichtenmodell
Die Begriffe „Internet der Dinge“ oder „Internet of Things (IoT)“ ist der Überbegriffe für die Vernetzung jeglicher elektronischer Geräte und auch Alltagsgegenstände, die miteinander oder mit einer zentralen Stelle kommunizieren sollen.
Die Kommunikation und Zusammenarbeit aller beteiligter Geräte und die dafür notwendige Infrastruktur arbeitet mit unterschiedlichen Techniken, Architekturen und Systemen. Dabei stellt sich die Frage, welche Technik, Protokoll oder Verfahren erfüllt welche Aufgabe? Zur Darstellung und Orientierung eignet sich ein Schichtenmodell, in dem die Funktionen der Kommunikation strukturiert und ihrer Aufgabe nach zugeordnet werden.
In der Netzwerktechnik sind das DoD-Schichtenmodell mit 4 Schichten und das OSI-Schichtenmodell mit 7 Schichten bekannt. Für bestimmte Anwendungen oder Anforderungen kann ein Schichtenmodell mehr und auch weniger Schichten aufweisen.
Das hier beschriebene IoT-Schichtenmodell hat 3 Schichten und ist ein Beispiel, wie die Umsetzung einer IoT-Anwendung aussehen kann.
Schicht 1: Edge / Sensoren / Aktoren
Sensoren, Aktuatoren und Edge-Geräte, die mit der Umgebung interagieren.
Die erste Schicht ist die unterste Schicht und definiert Objekte, um physikalische Effekte zu messen oder wahrzunehmen. Hier ist auch die Kommunikation definiert, um die Informationen zu übertragen. Diese Geräte sind typischerweise Sensoren und Aktoren, die man als Endgeräte klassifiziert und sich im Rand-Bereich (Edge) eines Netzwerks befinden.
Diese Geräte müssen nicht zwangsläufig dumm sein. Sie können über genug Rechenleistung verfügen, um unterschiedliche Informationen zu sammeln, ganz oder auch nur zum Teil zu verarbeiten oder zusammenzufassen.
Schicht 2: Network / Netzwerk
Geräte mit dem Netzwerk und den Anwendungen verbinden.
Die Netzwerk-Schicht kümmert sich hauptsächlich um die Übertragung von Informationen, das Routing und die Steuerung der Datenübertragung vom Sender zum Empfänger.
Hier wird meist unterschieden in Übertragungssystem, wie die Dinge physikalisch verbunden sind und miteinander kommunizieren, und in Kommunikationsprotokolle, wie die Dinge miteinander kommunizieren. Diese Protokolle kümmern sich dabei um den einheitlichen Ablauf der Kommunikation.
Schicht 3: Application / Anwendung
Dienste zur funktionalen Verarbeitung und Speicherung von Daten.
Die Anwendungsschicht ist die Ebene auf der die Daten verarbeitet werden. Und wo spezifische Steuerungen ausgeführt werden. Hier erfolgt auch die Einflussnahme und Kontrolle durch den Benutzer oder Bediener.
Ein weiterer Teil der Anwendungsschicht sind Plattformen auf denen die Anwendungen laufen. Hier kann man eigene oder gemietete Lösungen verwenden. Cloud-Lösungen können dem Prinzip von IAAS, PASS, SAAS oder eine Hybridlösung sein. Auf Plattformen werden spezifische Anwendungen betrieben, die Informationen sammeln und Daten verarbeiten.
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