Das Internet der Dinge und die Radio Frequency Identification

Inhalt

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Internet der Dinge
2.1 Die Evolution des Internets
2.2 Ubiquitous computing
2.3 Grundlagen und Voraussetzungen

3 Radio Frequency Identification
3.1 Einordnung der Technologie RFID
3.2 Aktuelles Marktvolumen und Prognose
3.3 Bestandteile und Funktionsweise

4 Die Verwendung von RFID im Internet der Dinge und die Akzeptanz von Ubiquituos Computing Anwendungen
4.1 Anwendungsszenario - Intelligenter Kühlschrank
4.2 Das Technologie-Akzeptanzmodell nach Davis
4.3 Adaptiertes Technologie-Akzeptanzmodell für Ubiquitous Computing Anwendungen
4.4 Akzeptanzbewertung von Ubiquitous Computing Anwendungen

5 Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Entstehung des Internets

Abbildung 2: Automatische Identifikationsverfahren

Abbildung 3: Marktforschungsergebnisse RFID Markt - IDTechEx

Abbildung 4: Potenzial von RFID

Abbildung 5: Grundbestandteile eines RFID-Systems

Abbildung 6: Samsung Family Hub

Abbildung 7: Technologie-Akzeptanzmodell nach Davis (1989) in der revidierten Form

Abbildung 8: Technologie-Akzeptanzmodell für Ubiquitous Computing Anwendungen

Abbildung 9: Akzeptanzbewertung von Ubiquitous Anwendungen in Abhängigkeit von der Kontrollüberzeugung im Umgang mit der jeweiligen Technologie (max. = 5 | min. = 1)

Abkürzungsverzeichnis

Advanced Research Projects Agency Network Department of Defense Internet of Things

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Aktuell erleben wir wohl eine der spannendsten Revolutionen, die es bisher in Technologie- und Wirtschaftsgeschichte gab. Die Welt wird sich vermutlich in den kommenden zehn Jah­ren so stark wie nie zuvor verändern. Hervorzuheben ist hierbei jedoch nicht nur das Aus­maß der Veränderungen sondern zugleich auch die Geschwindigkeit, die diese Veränderun­gen so einmalig machen. Mit einem Blick in die Vergangenheit lässt sich erkennen, dass die industrielle Revolution über einhundert Jahre andauerte, das sind fünf Generationen. Die digitale Revolution, in der wir uns aktuell befinden, wird zehn, maximal zwanzig Jahre dau­ern. Das ist im Vergleich gerade mal eine Generation.

„Ihre Bedeutung für jeden Einzelnen von uns, für die Gesellschaft, unser Wertesystem, die Politik, wird dabei in nichts hinter dem zurückstehen, was vormals die industrielle Revolution mit sich brachte“ (vergleiche dazu Bitkom (2015, S. 7)).

Diese Seminararbeit legt jedoch seinen speziellen Fokus auf das Internet der Dinge und die Technologie Radio Frequency Identification (RFID). Aus Umfangsgründen kann daher auf Industrie 4.0 und Big Data in dieser Arbeit nicht eingegangen werden. In den Kapiteln zwei und drei werden die Grundlagen zu dem Internet der Dinge und der RFID Technologie erar­beitet. Im vierten Kapitel wird ein Szenario anhand eines intelligenten Kühlschranks darge­stellt, in dem gezeigt wird wie RFID und ein smartes Produkt kombiniert werden können. Im weiteren Verlauf des Kapitels wird das Technologie-Akzeptanzmodell vorgestellt und eine Auswertung mehrerer Studien zu der Akzeptanz von Ubiquitous Computing Anwendungen vorgenommen. Abgeschlossen wird diese Arbeit mit einem Fazit.

2 Internet der Dinge

2.1 Die Evolution des Internets

Das Internet hat seinen Ursprung in den USA, da die Inbetriebnahme des Advanced Rese­arch Projects Agency Network (ARPANET) Ende der 60er Jahre allgemein als die Entste­hung des Internets angesehen wird. Der Hauptzweck des ARPANET bestand darin, Groß­rechner, die physikalisch voneinander getrennt waren zu vernetzen. Somit wurde das Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) entwickelt, das auf das US Ver­teidigungsministerium (Departement of Defense, DoD) zurückgeht und daher auch DoD- Protokolle genannt wurde (vgl. dazu Küveler & Schwoch (2007, S. 189)).

Das ARPANET war der Ausgangspunkt des Internets. Anfang der 80er Jahre wurde das In­ternet ausschließlich zu militärischen Zwecken oder in der akademischen Forschung ver­wendet (siehe Abbildung 1). Dies veränderte sich jedoch schlagartig im Jahre 1989 mit der Entstehung des World Wide Web (WWW). Mit der Entstehung des WWW wurde das Internet auch erstmals im privaten sowie im kommerziellen Bereich genutzt. Das Internet hat sich zu einer unverzichtbaren Infrastruktur entwickelt, die heutzutage nicht mehr wegzudenken ist.

Entwicklung des Internet

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Entstehung des Internets (Küveler & Schwoch (2007, S. 189))

2.2 Ubiquitous computing

Gegenwärtig werden hauptsächlich Computer über das Internet miteinander verbunden. Man kann jedoch beobachten, dass aufgrund fortschreitender Miniaturisierung immer mehr All­tagsgegenstände mit elektronischen Komponenten versehen werden. Verbindet man diese Komponenten nun noch zusätzlich mit dem Internet, um z.B. Prozesse zu steuern oder Messdaten zu übertragen, spricht man vom „Internet der Dinge" (vgl. dazu Braun (2010, S. 103)). Dieser Grundgedanke ist jedoch nicht neu und geht auf Mark Weiser zurück, welcher Anfang der 90er erstmalig den Begriff Ubiquitous computing verwendete und folgende Idee mit diesem Begriff verbindet:

„In the 21st century the technology revolution will move into the everyday, the small and the invisible.“

Weiser propagierte in seinem Artikel einen allgegenwärtigen Computer, der nahezu unsicht­bar ist und die Menschen von seinen lästigen Routineaufgaben befreit sowie diesen bei sei­nen Arbeiten und Tätigkeiten unterstützt. Die Technik ist jedoch nur Mittel zum Zweck, die in den Hintergrund treten muss, um die Sache an sich zu ermöglichen. Der PC als Universal­werkzeug, wie wir ihn heute kennen, wäre seiner Meinung nach der falsche Ansatz um dies zu bewerkstelligen, da dieser aufgrund seiner Komplexität und Vielfältigkeit zu viel Aufmerk­samkeit des Anwenders in Anspruch nehmen würde. Er geht sogar so weit, dass seiner An­sicht nach der Computer komplett verschwinden müsse, seine informationsverarbeitenden Funktionalitäten im Sine des Ubiquitous computing jedoch durchgängig verfügbar sein müs­sen (vgl. dazu Mattern (2003, S. 1 & 3)).

Der Begriff „Internet der Dinge" (engl. Internet of Things, IoT) geht auf Kevin Ashton zurück, der diesen Begriff erstmalig im Jahre 1999 verwendete. Hierbei sollen „Dinge", also Alltags­gegenstände über das Internet miteinander verbunden werden. Voraussetzungen, die dafür notwendig sind, um dies zu ermöglichen, werden im nachfolgenden Kapitel erläutert.

2.3 Grundlagen und Voraussetzungen

Häufig wird im Zusammenhang der IoT der Begriff „smart" verwendet. Jedoch stellt sich nun die Frage, was ein Gegenstand für eine Technologie und Eigenschaften besitzen muss, da­mit er als „smart" gilt. Diese Frage lässt sich jedoch nicht so einfach beantworten, da aus technischer Sicht es sich nicht nur um eine einzelne Technologie oder eine Anzahl von spe­zifischen Funktionalitäten handelt. Nach Fleisch & Thiesse (2014, o.S.) handelt es sich viel­mehr um „ein Funktionsbündel, das in seiner Gesamtheit eine neue Qualität der Informati­onsverarbeitung entstehen lässt".

Zu den wichtigsten charakteristischen Eigenschaften smarter Objekte zählen (vgl. dazu Braun et al. (o.J., S. 15)):

- Einbettung: Die vernetzten technischen Systeme oder Objekte müssen in das Leben­sumfeld der Menschen integriert werden.
- Umgebungsintensivität: Sie sammeln Informationen über die Umwelt (z.B. Lichtver­hältnisse, Temperatur, andere Objekte) oder sogar den Situationskontext des Nutzers und reagiert darauf.
- Personalisierung/Individualisierung: Sie müssen entsprechend ihrer Anforderungen individuell konfiguriert und ausgelegt werden können.
- Adaptierbarkeit: Ändern sich die Anforderungen, müssen sich diese Systeme dem­entsprechend auch an die neuen Anforderungen anpassen und Informationen über die Vergangenheit speichern können.
- Vorwegnahme: Sie können in einem bestimmten Rahmen Anforderungen des Nut­zers vorausahnen und unter Umständen selbständig Entscheidungen treffen.
Fleisch & Thiesse (2014, o.S.) ergänzt diese um:
- Identifikation: Sie müssen z.B. über eine Seriennummer oder ein äquivalentes Num­merierungsschema eindeutig identifizierbar sein. Diese Identifikation ermöglicht eine Verknüpfung des Objektes mit Informationen oder einem Dienst, die auf einem Ser­ver in einem anderen Netz hinterlegt sind.
- Lokalisierung: Sie kennen ihren Aufenthaltsort oder können auch durch andere Ob­jekte oder durch den Benutzer lokalisiert werden (z.B. durch das WLAN, GPS oder Ultraschall).
- Benutzerschnittstelle: Mit der Integration von Computern in Alltagsgegenständen ent­stehen neue Herausforderungen an die Benutzeroberfläche der Objekte. Diese kön­nen meist nicht mehr durch Tasten und Displays realisiert werden. Es bedarf hierfür neue Benutzungsmetaphern analog der Maus und Fenstermetapher grafischer Be­nutzeroberflächen (z.B. Menüführung via Touch-Display).

RFID ist einer der wichtigsten Technologien, die im Zusammenhang zu dem Internet der Dinge genannt werden kann. Im nachfolgenden Kapitel wird diese Technologie daher ge­nauer betrachtet.

3 Radio Frequency Identification

3.1 Einordnung der Technologie RFID

In vielen unterschiedlichen Branchen haben sich so genannte automatische Identifikations­verfahren (Auto-ID) durchgesetzt. Ziel und Aufgabe dieser Auto-ID ist es für Güter, Waren, Tiere und Menschen Informationen bereitzustellen. Die wohl mit am bekanntesten und weit­verbreiteste Technologie der Identifikationsverfahren ist das Barcode-Etikett. Dieses ist je­doch in den meisten Fällen nicht mehr ausreichend. Einer der größten Schwachstellen des Barcodes ist die Unmöglichkeit der Umprogrammierung, sowie die notwendige optische Sichtverbindung zwischen Scanner und Barcode (vgl. dazu Finkenzeller (2015, S. 1)).

Eine weitaus bessere Möglichkeit bietet hierbei die Technologie RFID. Diese ist wie auch der Barcode und noch weitere andere Technologien (auf welche in dieser Arbeit nicht eingegan­gen werden kann) der automatischen Identifikationsverfahren zuzuordnen, die die nachfol­gende Abbildung 2 zeigt. Bei RFID werden kontaktlos Informationen zwischen dem Daten­träger (Tag/Transponder) und dem dazugehörigen Lesegerät (Reader) übertragen (eine de­taillierte Beschreibung des RFID Systems erfolgt im Kapitel 3.3). Im Idealfall wird auch die dazu benötigte Energie kontaktlos durch das Lesegerät bereitgestellt. Entsprechend dieser beiden Kriterien werden kontaktlose ID-Systeme auch als RFID-Systeme bezeichnet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Automatische Identifikationsverfahren (Finkenzeller (2015, S. 2))

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