iX Developer Entwickeln für das Internet der Dinge

Grundlagen

Für viele Entwickler bedeutet der Einstieg in das Internet der Dinge, sich mit Themen auseinanderzusetzen, mit denen sie vorher keinen bis wenig Kontakt hatten. Allerdings gibt es Analogien zum gewohnten Arbeitsumfeld, sodass niemand gezwungen sein sollte, noch einmal bei Null zu beginnen.

Know-how

IoT-Projekte sind ihrer Natur nach recht komplex und bedürfen einer sorgfältigen Planung, was ihre Architektur, die Energieversorgung und Aspekte der Vernetzung angeht. Stärker denn je sollten Entwickler zudem die Bedürfnisse der Nutzer von Anfang an bedenken, da nur so erfolgreiche Produkte entstehen.

Grundlagen

Stand der Dinge

Vorwissen

Technik

Sensoren

Kreativität

Ethik

Know-how

Systementwurf

Modellierung

Usability

Datenverarbeitung

Versorgung

Security

Protokolle

Internetprotokolle

MQTT

Kommunikationssicherung

Standards

OPC UA 1.03 und MTConnect 1.3:

Konvergenz

Sprachen

C und C++:

Java

JavaScript

Elixir

Lua

Praxis

Infrastruktur:

Interoperabilität:

Objektkommunikation:

Messaging:

Heimautomatisierung:

Sonstiges

In der Welt der IT folgt Hype auf Hype. Nach Big Data und der Cloud hat die Industrie nun das sogenannte Internet der Dinge für sich entdeckt. Heimautomatisierungsszenarien, Maker-Projekte und eine Reihe zweifelhafter Produkte, scheinbar ohne Sinn und Verstand zusammengeflanscht und mit Internetanschluss versehen, sollen eine neue Zeitrechnung einläuten. Und auch die Berichterstattung lädt nicht unbedingt dazu ein, sich als Nicht-Insider auf professioneller Ebene näher mit der neuen Domäne zu befassen: Zu häufig liegt der Fokus auf Sicherheitsproblemen und Skurrilitäten. Häufig werden die Schwachstellen im Zuständigkeitsbereich der IoT-Entwickler gesucht – etwa im Fall des Jeeps, dessen Fahrer nach einem System-Hack die Kontrolle über das Gefährt verlor. Folglich scheint es so, als erhielten Softwareentwickler und -architekten nicht nur ein neues Einsatzgebiet, sondern auch noch einen Haufen Verantwortung. Ab sofort liegt es nicht nur in ihrer Hand, dass die Software den formulierten Ansprüchen gerecht wird, sie müssen unter anderem auch dafür sorgen, dass die Kommunikation mit der Hardware und anderen Infrastrukturelementen sicher und problemlos über Systemgrenzen hinweg funktioniert.

Zudem sollen sich Daten im Zweifel in Echtzeit auswerten lassen. Und in allen Projekten sind Mechanismen vorzusehen, die gewährleisten, dass einmal ausgelieferte Geräte auch über die Dauer ihres Betriebs vor Angriffen geschützt sind, der Anbieter also jederzeit Aktualisierungen oder Wartungen durchführen kann – ganz ohne die beliebten Hintertürchen. Neulinge können all diese Anforderungen kaum erfüllen. Zwar gibt es das Internet der Dinge in der einen oder anderen Form und unter anderen Namen schon eine ganze Weile, trotzdem ist die Disziplin als Ganzes noch zu jung, um bereits mit allgemeingültigen Handlungsempfehlungen aufwarten zu können.

Selbst aus der Telekommunikationstechnik oder der Embedded-Programmierung bekannte Eigenheiten scheinen ganz neue Dimensionen einzunehmen. Spätestens aber, wenn der Vorgesetzte von den wirtschaftlichen Prognosen erfährt, die an mehreren Stellen im Heft erwähnt werden, geht kein Weg mehr am IoT vorbei.Die zahlreichen Open-Source-Projekte des IoT sind Zeugnis des Stellenwerts, den Kommunikation abseits der technischen Ebene in ihm spielt. Gemeinsam lassen sich viele Probleme lösen und häufig besser, als das allein möglich gewesen wäre. So gut wie jeder kann etwas zum IoT beitragen, was wohl auch einen Teil seiner Faszination ausmacht.

Dieses Heft kann zwar niemandem die Einarbeitungsmühen abnehmen, die für ein erfolgreiches Mitmischen in der schönen neuen Welt nötig sind. Einen Wegweiser für die Navigation in ihren Tiefen kann es aber auf alle Fälle bieten und im Zweifel zeigen, dass man mit vielen Überlegungen, die sich in der ersten Zeit aufdrängen, nicht allein steht. Hypes sind (nicht nur, aber auch) ein Zeichen dafür, was Menschen bewegt. Ein offenes Ohr und Kommunikationsfähigkeit können also enorm helfen, wenn man die Zukunft mitgestalten möchte. Das Web lässt grüßen.

Julia Schmidt

Auf der Heft-DVD

Sponsored Software: Intel Parallel Studio XE 2016: Intels Tool Suite zum Entwickeln, Debuggen und Verbessern von auf die parallele Abarbeitung ausgelegtem C++- und Fortrancode kann Programmierern dabei helfen, schnellere Software zu erstellen und die Prozessorleistung bestmöglich zu nutzen.

IDEs und Editoren: Eclipse 4.5.1: Die erste Mars-Service-Release der Entwicklungsumgebung für Java-Programmierer. Atom: Atom ist ein quelloffener Editor aus dem JavaScript-Umfeld. Arduino: Das Arduino-Projekt stellt seinen Nutzern eine eigene IDE zur Verfügung.

Big und Smart Data: Daten sammeln und verarbeiten ist eine zentrale Aufgabe des IoT. Hilfestellungen können unter anderem die auf der DVD zu findenden Apache-Projekte aus dem Big-Data-Umfeld geben: Flume, Hadoop, Hive, Kafka, Spark, Zookeeper.

Sprachen: Lua und Elixir sind vielleicht bereits aus anderen Zusammenhängen bekannt, das IoT bietet jedoch ein interessantes neues Umfeld für beide Sprachen. JavaScript: Die Lingua Franca des Web erlangt derzeit verstärkt als verbindendes Element des IoT Aufmerksamkeit. Webentwicklern steht mittlerweile eine Vielzahl an Projekten zur Verfügung, die bei der Umsetzung von Teilaufgaben helfen können. Auf der DVD finden sich daher Cylon.js, Johnny-Five, macchina.io, Mosca, MQTT.js, node-coap, Node.js, Node-RED, Socket.IO und Zetta.

openHAB: Die quelloffene Plattform soll dabei helfen, Komponenten zur Gebäudeautomatisierung hersteller- und protokollneutral zu verbinden.

Physical Web: Zwar steht das auf Interaktion ausgelegte Smart-Object-Projekt noch ziemlich am Anfang seiner Entwicklung. Wen der Artikel allerdings neugierig gemacht hat, kann auf der DVD einen Blick auf den Quellcode der Physical-Web-App werfen.

Frameworks: AllJoyn: Das Linux Foundation Collaborative Project soll die Kommunikation zwischen Anwendungen und Geräten sowie das gegenseitige Entdecken erleichtern. Eclipse SmartHome: Über System- und Protokollgrenzen hinweg soll das Abstraktions- und Übersetzungs-Framework Interaktion ermöglichen. Kura ist Teil des Eclipse-IoT-Projekts, nimmt Java/OSGi zur Grundlage und dient als Framework für IoT-Gateways.

openHAB: Betriebssystem für das IoT: Riot; Middleware-Plattform: Kaa; Messaging: Mosquitto und Paho