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1 Einleitung
Definition 1.3 ([185]): Das Internet der Dinge „beschreibt die um sich greifende
Gegenwart einer Vielfalt von Geräten – wie Sensoren, Aktuatoren und Mobiltelefonen –, die mittels eindeutiger Adressierung in der Lage sind, miteinander zu
interagieren und zu kooperieren, um gemeinsame Ziele zu erreichen.”
Der Begriff verbindet die physische Umgebung mit dem Internet, um SensorenInformation im Internet verfügbar zu machen und um Aktuatoren aus dem Internet
heraus zu steuern. Es wird erwartet, dass das Internet der Dinge die Kommunikation zwischen Milliarden von Geräten erlauben wird. Diese Vision beeinflusst viele
Industriezweige.
Die Nutzung der IoT-Technologie für die Produktionstechnik ist als „Industrie
4.0” [68] bezeichnet worden. Ziel ist eine flexiblere Produktion, bei welcher der
gesamte Lebenszyklus durch diese Technologie unterstützt wird.
Insgesamt bleibt es etwas dem Einzelnen überlassen, die Verbindung zwischen
physischen Umgebungen und der Cyber-Welt als CPS oder als IoT zu bezeichnen.
Wir können aber erwarten, dass CPS und IoT gemeinsam betrachtet den größten Teil
der künftigen Anwendungen der Informationstechnologie ausmachen, insbesondere
wenn wir die Systeme mit intelligenten Algorithmen ausstatten.
Der Entwurf dieser künftigen Anwendungen setzt die Kenntnis der fundamentalen Entwurfstechniken für eingebettete Systeme voraus. Dieses Buch behandelt
genau diese fundamentalen Techniken, indem es allgemeine Schnittstellen zwischen
den eingebetteten Systemen und der CPS-oder IoT-Umgebung vorstellt. Diese fundamentalen Techniken werden beim Entwurf von CPS- und IoT-Systemen benötigt,
auch wenn das nicht immer wieder in den einzelnen Kapiteln wiederholt wird. Für
anwendungsspezifische Information sei jedoch auf spezialisiertere Quellen verwiesen.
1.2 Potential
Die nachfolgende Liste verdeutlicht das riesige Potential für Anwendungen der Informationsverarbeitung in CPS- und IoT-Systemen und sie gibt einen Eindruck von
der Variationsbreite der verschiedenen Bereiche:
• Transportwesen und Mobilität:
– Automobilelektronik: Moderne Autos sind in technisch fortgeschrittenen
Ländern nur verkäuflich, wenn sie über eine umfangreiche Ausstattung an
elektronischen Komponenten verfügen [416]. Beispiele dafür sind AirbagSteuergeräte, Motorsteuerungen, Navigationssysteme, Antiblockiersysteme
(ABS), elektronische Stabilitätsprogramme (ESP), Klimaanlagen, Diebstahlschutz, Fahrer-Assistenzsysteme und viele mehr. Ein Trend geht hin zu stärker
autonom fahrenden Autos. Eingebettete Systeme können nicht nur den Komfort und die Sicherheit eines Autos verbessern, sie können potentiell auch dazu
beitragen, die Umweltbelastung von Automobilen zu reduzieren. E-Mobilität
ist ohne umfangreiche elektronische Ausstattung nicht vorstellbar.
1 Einleitung
Definition 1.3 ([185]): Das Internet der Dinge „beschreibt die um sich greifende
Gegenwart einer Vielfalt von Geräten – wie Sensoren, Aktuatoren und Mobiltelefonen –, die mittels eindeutiger Adressierung in der Lage sind, miteinander zu
interagieren und zu kooperieren, um gemeinsame Ziele zu erreichen.”
Der Begriff verbindet die physische Umgebung mit dem Internet, um SensorenInformation im Internet verfügbar zu machen und um Aktuatoren aus dem Internet
heraus zu steuern. Es wird erwartet, dass das Internet der Dinge die Kommunikation zwischen Milliarden von Geräten erlauben wird. Diese Vision beeinflusst viele
Industriezweige.
Die Nutzung der IoT-Technologie für die Produktionstechnik ist als „Industrie
4.0” [68] bezeichnet worden. Ziel ist eine flexiblere Produktion, bei welcher der
gesamte Lebenszyklus durch diese Technologie unterstützt wird.
Insgesamt bleibt es etwas dem Einzelnen überlassen, die Verbindung zwischen
physischen Umgebungen und der Cyber-Welt als CPS oder als IoT zu bezeichnen.
Wir können aber erwarten, dass CPS und IoT gemeinsam betrachtet den größten Teil
der künftigen Anwendungen der Informationstechnologie ausmachen, insbesondere
wenn wir die Systeme mit intelligenten Algorithmen ausstatten.
Der Entwurf dieser künftigen Anwendungen setzt die Kenntnis der fundamentalen Entwurfstechniken für eingebettete Systeme voraus. Dieses Buch behandelt
genau diese fundamentalen Techniken, indem es allgemeine Schnittstellen zwischen
den eingebetteten Systemen und der CPS-oder IoT-Umgebung vorstellt. Diese fundamentalen Techniken werden beim Entwurf von CPS- und IoT-Systemen benötigt,
auch wenn das nicht immer wieder in den einzelnen Kapiteln wiederholt wird. Für
anwendungsspezifische Information sei jedoch auf spezialisiertere Quellen verwiesen.
1.2 Potential
Die nachfolgende Liste verdeutlicht das riesige Potential für Anwendungen der Informationsverarbeitung in CPS- und IoT-Systemen und sie gibt einen Eindruck von
der Variationsbreite der verschiedenen Bereiche:
• Transportwesen und Mobilität:
– Automobilelektronik: Moderne Autos sind in technisch fortgeschrittenen
Ländern nur verkäuflich, wenn sie über eine umfangreiche Ausstattung an
elektronischen Komponenten verfügen [416]. Beispiele dafür sind AirbagSteuergeräte, Motorsteuerungen, Navigationssysteme, Antiblockiersysteme
(ABS), elektronische Stabilitätsprogramme (ESP), Klimaanlagen, Diebstahlschutz, Fahrer-Assistenzsysteme und viele mehr. Ein Trend geht hin zu stärker
autonom fahrenden Autos. Eingebettete Systeme können nicht nur den Komfort und die Sicherheit eines Autos verbessern, sie können potentiell auch dazu
beitragen, die Umweltbelastung von Automobilen zu reduzieren. E-Mobilität
ist ohne umfangreiche elektronische Ausstattung nicht vorstellbar.