IoT-Protokolle: MQTT & CoAP#

Das Internet of Things (IoT) vernetzt Sensoren, Aktoren und eingebettete Geräte über das Netzwerk. Weil diese Geräte oft nur wenig Rechenleistung, Speicher und Akkukapazität haben, kommen dafür speziell leichtgewichtige Protokolle wie MQTT und CoAP zum Einsatz statt klassischer, overhead-lastiger Protokolle wie HTTP.

Typische IoT-Architektur#

Ein IoT-System besteht meist aus drei Ebenen: Endgeräte erfassen oder steuern die physische Welt, ein Gateway bündelt und übersetzt die Kommunikation, und im Backend werden Daten verarbeitet und gespeichert.

Eingebettete Systeme (Embedded Systems)#

Ein eingebettetes System ist ein Computer, der fest in ein technisches Gerät integriert ist und dort eine spezifische Steuerungs-, Regelungs- oder Überwachungsaufgabe übernimmt — im Gegensatz zu einem PC ist es nicht für allgemeine Anwendungen gedacht. Zusammen mit Sensoren und Aktoren bildet es ein cyber-physisches System, das die physische Welt misst und aktiv beeinflusst.

Grundbestandteile#

flowchart TD
    subgraph ES["Eingebettetes System"]
        CPU["CPU / Mikrocontroller\n(Verarbeitung)"]
        MEM["Speicher\n(Programm & Daten)"]
        IO["I/O-Schnittstellen"]
    end
    Sensor["Sensorik\n(z.B. Temperatur, Druck)"] -->|Messwert| IO
    IO --> CPU
    CPU --> MEM
    CPU -->|Steuersignal| IO
    IO --> Aktor["Aktorik\n(z.B. Motor, Ventil)"]
    Aktor -->|wirkt auf| Umwelt["Physische Umgebung"]
    Umwelt -->|beeinflusst| Sensor

Mikrocontroller vs. Mikroprozessor#

Der zentrale Unterschied liegt darin, wie viel Peripherie bereits auf dem Chip integriert ist: