Wie verändern Cloud, Edge-Computing und neue Funkstandards das IoT?

Entwickler sind die treibende Kraft hinter dem schnellen Entwicklungstempo des Internets der Dinge (IoT) und der funkbasierten Kommunikationstechnik. Entlang der gesamten Lieferkette führen Zusammenarbeit und Innovation zu bemerkenswerten Fortschritten bei Datenanbindung und Effizienz, die für die Leistungsfähigkeit der uns umgebenden Infrastruktur entscheidend sind.

Mehrere grundlegende Trends haben das funkbasierte IoT in den letzten Jahren weiter vorangebracht. Chipsätze sind schneller und energieeffizienter geworden, was sie für breitere IoT-Anwendungen öffnet. In der Zwischenzeit haben Halbleiterhersteller und andere Zulieferer in Entwicklungskits/-boards investiert, sodass Endnutzer diese neuen Techniken schnell und einfach in ihre Projekte integrieren können.

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Auch bei den Funkprotokollen gab es einige spannende Entwicklungen. Nehmen wir zum Beispiel Matter. Das Open-Source- und IP-basierte Smart-Home-Protokoll nutzt vorhandene Techniken, darunter Bluetooth Low-Energy (BLE) für die Einrichtung von Geräten und WLAN, Thread und Ethernet für die nahtlose Verbindung von Geräten verschiedener Hersteller. Mit einer einheitlichen Spezifikation bietet Matter ein neues Maß an Interoperabilität, Kompatibilität und Skalierbarkeit für das IoT – und damit ein besseres Benutzererlebnis für alle.

Matter ist spannend, weil es die Zusammenarbeit fördert. Erst kürzlich ist Silicon Labs eine Partnerschaft mit dem Open-Source-Hardware- und Softwareanbieter Arduino eingegangen, um die Entwicklung von Matter-over-Thread-Anwendungen für die 33 Millionen Mitglieder umfassende Entwickler-Community von Arduino zu verbessern. Durch die Kombination der Funktechnik von Silicon Labs mit den Mikrocontrollern von Arduino lässt sich das IoT-Ökosystem für Bastler als auch für Profis verbessern, Innovationen fördern und IoT-Anwendungen noch weiter ausbauen. Ziel dieser Partnerschaft ist, die IoT-Entwicklung so benutzerfreundlich und zweckmäßig wie möglich zu gestalten.

Aber wie geht es weiter? Während das funkbasierte IoT sich von einem futuristischen Konzept zu einem integralen Bestandteil des täglichen Lebens und der Märkte entwickelt hat, stellt die bisherige Entwicklung nur die ersten Schritte auf einer längeren Evolutionsreise dar. Mit der zunehmenden Anzahl vernetzter Geräte wird sich die Landschaft für das IoT und die funkbasierte Kommunikation in naher Zukunft erheblich weiterentwickeln.

Schauen wir uns an, wohin uns diese Fortschritte führen könnten, mit besonderem Augenmerk auf die Integration von Cloud- und Edge-Computing und deren transformatives Potenzial. Dies sind zwar persönliche Perspektiven, aber diese Entwicklungen könnten sich um mehrere bemerkenswerte Technologien und Trends herum kristallisieren.

Das Cloud-Gefälle

Eine der entscheidenden Erwartungen ist das Gefälle der Cloud-Funktionen in Embedded-Anwendungen. Bedenkt man, wie ein Laptop heute aufgebaut ist, um eine stark gestützte Verbindung zum Internet herzustellen, dann werden zukünftige Produkte im Embedded-Bereich wahrscheinlich auf die gleiche Weise konfiguriert sein. Wird dann die Cloud abgebaut, tritt eine Art Schichtung der Rechenleistung ein: Wir werden die Rechenkapazitäten von Endgeräten erhalten und maximieren wollen. Wir werden die Daten, die wir über das Netzwerk senden, begrenzen wollen, da Bandbreite kostbar und teuer ist. Daher wird man so viel Rechenleistung wie möglich am äußersten Rand (Edge) sehen. Die Cloud wird sich nach unten verlagern, und Speicherverarbeitung, Sensorik, maschinelles Lernen und Sicherheit werden auf ihrem Weg nach unten aus der Cloud kommen. Durch die Maximierung der Edge-Rechenleistung können Geräte Daten lokal verarbeiten und nur wesentliche Informationen an die Cloud senden, was die Leistungsfähigkeit als auch die Kosten optimiert. Diese Dezentralisierung der Intelligenz wird nicht nur die Leistung einzelner Geräte verbessern, sondern auch die allgemeine Widerstandsfähigkeit und Reaktionsfähigkeit von IoT-Netzwerken erhöhen.

Weiterentwicklung und Integration wesentlicher Technik

Neben dieser Verschiebung wird es auch Veränderungen bei der wesentlichen Technik in Embedded-Systemen geben. Derzeit sind MCUs und Funk-ICs separate Komponenten. Doch immer häufiger verschmelzen sie zu einer einzigen Funk-MCU. Diese Integration wird eine neue Welle von Effizienz, Leistungsfähigkeit und Funktionen in Embedded-Systemen vorantreiben. Wirtschaftliche Vorteile wie vereinfachtes Code-Management, mehr Sicherheit und weniger Platzbedarf auf der Leiterplatte sind der Treiber. Chip-Einkäufer sollten also die Roadmaps der Chiplieferanten genau im Auge behalten.

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Protokollerweiterungen von Bluetooth 6.0 sorgen für mehr Reichweite

Bluetooth 6.0 und Mesh 1.1 definieren die Grenzen von Reichweite, Präzision und Effizienz neu. Von sicherem Asset-Tracking bis hin zu energiesparenden Regaletiketten – diese Standards eröffnen Industrien völlig neue Möglichkeiten.Mehr dazu erfahren Sie hier.

Funkstandards neu überdenken

Es wird auch notwendig sein, die Funkstandards zu überdenken, um den ständig wachsenden Anforderungen des IoT gerecht zu werden. Techniken wie Wi-Fi, die ursprünglich für die Bereitstellung von Inhalten vorgesehen waren, entwickeln sich dahingehend weiter, dass kritische Daten Vorrang vor Unterhaltung haben. So wird der neue Wi-Fi-7-Standard Funktionen bieten, die IoT-Anwendungen besser unterstützen, z. B. die Priorisierung der Daten von Smart-Home-Geräten wie Rauchmeldern gegenüber Streaming-Diensten. Die Funkstandards, die Nutzung der ISM-Bänder und viele andere Aspekte werden neu überdacht, da sich das Internet vom Menschen weg und hin zu den Dingen verlagert.

IoT als Rückgrat einer KI-basierten Wirtschaft

Blickt man weiter in die Zukunft – um bis zu 50 Jahre – wird das IoT zur Stütze einer KI-gesteuerten Wirtschaft werden. Derzeit basiert ein Großteil unserer Infrastruktur auf Menschen; sie liefert Daten für Facebook, TikTok oder andere soziale Medien, die wir nutzen. Aber es stehen Veränderungen an. Rechenzentren und die Internetinfrastruktur werden sich von der Unterstützung menschlicher Aktivitäten hin zur Unterstützung von Billionen(!) vernetzter elektronischer Geräte verlagern. Diese „Dinge“ werden uns Menschen bei Weitem übertreffen. Letztlich wird diese Transformation ein Umdenken in der Internetinfrastruktur erforderlich machen, wobei der Schwerpunkt auf nicht-menschlichen elektronischen Geräten und nicht auf menschenzentrierten Anwendungen wie sozialen Medien liegen wird.

Fazit: Eine spannende Zukunft liegt vor uns

Die Integration von Cloud- und Edge-Computing wird eine neue Ära für das Internet der Dinge und die Funkkommunikation einläuten. Antrieb sind die Fähigkeiten und das Know-how der Entwickler. Durch die Verlagerung von mehr Intelligenz an den Rand und eine optimierte Nutzung von Netzwerkressourcen kann die Elektronikindustrie dazu beitragen, ein beispielloses Maß an Innovation und Effizienz zu erreichen. In der Zwischenzeit wird die kontinuierliche Weiterentwicklung der Funkstandards/-protokolle die Zusammenarbeit erleichtern und die Leistungsfähigkeit verbessern.

Silicon Labs geht davon aus, dass vernetzte Geräte intelligenter, effizienter und ein integraler Bestandteil unseres Alltags werden. (na)