IoT Geräte (Internet of Things) sind heute allgegenwärtig. Sie sind verbunden mit dem Internet und können mit Hilfe von Sensoren ihr Umfeld erfassen, die Temperatur messen, den Füllstand ermitteln oder beispielsweise in Form eines elektronischen Preisschildes welcher in Echtzeit auf Basis der Nachfrage und des Lagerbestandes angesteuert wird, den aktualisierten Preis darstellt.

Die Einsatzszenarien sind nahezu unendlich um sie hier alle aufzählen zu können. Für jeden Zweck gibt es das passende IoT Gerät oder den Sensor der das Gerät mit elektrischen Signalen oder anders ausgedrückt, den gewünschten Daten versorgt. Es ist das T in IoT, also das Thing /das Ding/das Gerät was mit dem I in IoT, also dem Internet, kommuniziert.

Geräte müssen mit Sensoren bestückt werden. Geräte können zentral verwaltet werden, Daten müssen irgendwohin gesendet, dort entgegengenommen und verarbeitet werden. Daten müssen strukturiert werden, daraus Erkenntnisse gewonnen (Vohersagemodelle, Bilderkennung mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz, etc.) und Aktionen abgeleitet oder dem Gerät Anweisungen geschickt werden. Solche Kommunikation erfolgt über Protokolle, die Kommunikation muss abgesichert werden damit Geräte nicht durch unautorisierte Personen übernommen und gesteuert werden können (beispielsweise durch Kriminelle/Terroristen oder andere Staaten und Geheimdienste).

Wie man sieht ist das Thema IoT unglaublich Komplex und vielschichtig. Ich selber bin gelernter Elektroniker, komme ursprünglich aus der Softwareentwicklung und meine Fokusthemen seit Jahren sind Data & Analytics und AI. Eigentlich alles Handwerkszeug um vom IoT Gerät (Elektronik) über die Datenerfassung und -verarbeitung (Data & Analytics), KI-Komponenten für die Vorhersage von Ereignissen oder die Analyse von unstrukturierten Daten (Künstliche Intelligenz/AI) bis hin zu der Entwicklung einer Anwendung für einen Use-Case (Softwareentwicklung) zu bauen.

Also was liegt näher als das Thema IoT vollumfänglich vom Gerät bis zur Endanwender-Lösung zu betrachten und dabei das bisher Gelernte aus allen Stationen meines Lebens einfließen zu lassen um beim Aufbau einer solchen Lösung wiederum etwas neues zu lernen.

Das Ziel dieser Blogartikel Serie ist es, Schritt-für-Schritt von der cloudbasierten IoT-Plattform, über Geräte-Simulation, Digital-Twins (Gerätezwillige), Datenerfassung und -verarbeitung bis hin zum Aufbau und Entwicklung von IoT Geräten (Mikrocontroller) alles notwendige Komponenten für einen Use-Case aufzubauen und zu guter Letzt auch die passende Software-Lösung zu entwickeln.

Die IoT Garage Blogartikel Serie ist aus dieser Idee entstanden. Man könnte jetzt verständlicherweise sagen: “Du hast doch schon eine eigene Kategorie für alle IoT relevanten Themen, wieso noch eine Blogartikel Serie?” An sich richtig, aber mir geht es hier um dieses Thema strukturiert mit einem klaren Ziel und Beispiel (Use Case) anzugehen.

Ich habe zwar auch eine Domain IoTGarage.de speziell für das Thema IoT, aber diese nutze ich derzeit nicht.

Der Use-Case

Wir starten mit den Basics. In diesem Fall mit den Kernkomponenten der IoT-Pattform. Anschließend werden wir IoT-Geräte simulieren und gehen Schritt-für-Schritt voran. Der Use-Case wird mit dem Fortschritt hier parallel entwickelt.

Die Story

Ausblick

  • Real-time Dashboards mit Microsoft Power BI und SignalR
  • Device Twin
  • Azure IoT Central
  • Azure Digital Twins
  • Event Hub und Event Grid
  • Stream-Analytics mit Databricks
  • Stream-Analytics mit Azure Synapse Analytics
  • Firmware-Update und File-Uploads, Cloud to Device Nachrichten (Rückmeldung aus Azure Functions) und Methoden auf dem Gerät ausführen
  • IoT Edge
  • Windows IoT

Es soll für den Use Case auch eine Anwendung für den Endanwender entwickelt werden. Zudem möchte ich auch aufzeigen wie man eine Anwendung für eine Simulation nutzen und das Device Management verwenden kann und was die Anwendung leisten muss.

  • Eine Webapplikation für den Endanwender (der Use Case)
  • SignalR
  • Device Management mit Hilfe einer Webanwendung
  • Simulation in einer Anwendung