Ubiquitäres Computing. Das »Internet der Dinge« - Grundlagen, Anwendungen, Folgen

Ubiquitäres Computing - die komplexe elektronische Vernetzung von Dingen, die kommunizieren - gilt weltweit als ein erfolgversprechender Innovationspfad. Intensive FuE-Aktivitäten und politische Strategien gelten dem Ziel, praxistaugliche Technologien und Anwendungen zu befördern. Wo stehen wir augenblicklich auf dem Weg zum »Internet der Dinge«? Welche praktischen Projekte zeigen bereits jetzt das Potenzial auf, das mit der Umsetzung der Grundidee des Ubiquitären Computings ausgeschöpft werden kann? Welche technischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen müssen dazu bewältigt werden - und worin kann der Beitrag der Politik bestehen? Die Autoren analysieren im Lichte dieser Fragen den Status quo und die Perspektiven des Ubiquitären Computings und illustrieren ihre Befunde an Beispielen u.a. aus Handel, Logistik und Gesundheitswesen. die faszinierende »Heinzelmännchentechnologie« des Ubiquitären Computings muss allerdings von den Beteiligten in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik noch umfassend fit gemacht werden, sollen ihre Anwendungen tatsächlich wirtschaftlich attraktiv, sozial verträglich sowie hilfreich bei der Bewältigung gesellschaftlicher Probleme werden

Ubiquitäres Computing. Zukunftsreport

Ubiquitäres Computing - die komplexe elektronische Vernetzung von Dingen, die kommunizieren - gilt weltweit als ein erfolgversprechender Innovationspfad. Intensive FuE-Aktivitäten und politische Strategien gelten dem Ziel, praxistaugliche Technologien und Anwendungen zu befördern. Wo stehen wir augenblicklich auf dem Weg zum »Internet der Dinge«? Welche praktischen Projekte zeigen bereits jetzt das Potenzial auf, das mit der Umsetzung der Grundidee des Ubiquitären Computings ausgeschöpft werden kann? Welche technischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen müssen dazu bewältigt werden - und worin kann der Beitrag der Politik bestehen? Die Autoren analysieren im Lichte dieser Fragen den Status quo und die Perspektiven des Ubiquitären Computings und illustrieren ihre Befunde an Beispielen u.a. aus Handel, Logistik und Gesundheitswesen. die faszinierende »Heinzelmännchentechnologie« des Ubiquitären Computings muss allerdings von den Beteiligten in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik noch umfassend fit gemacht werden, sollen ihre Anwendungen tatsächlich wirtschaftlich attraktiv, sozial verträglich sowie hilfreich bei der Bewältigung gesellschaftlicher Probleme werden. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 5 I. EINLEITUNG 23 1. Thematischer Hintergrund 23 2. Ziele und Ansatz 24 3. Aufbau des Berichts 26 II. UBIQUITÄRES COMPUTING: HISTORISCHE URSPRÜNGE UND KONKURRIERENDE KONZEPTE 29 1. Ursprung des Ubiquitous Computings 29 1.1 Jenseits des Personal Computers und der grafischen Benutzungsoberflächen 29 1.2 Xerox PARC und das Konzept des Ubiquitous Computings 30 2. Andere Begriffe – ähnliche Konzepte 35 2.1 Smart Dust 35 2.2 Nomadic Computing 36 2.3 Pervasive Computing 37 2.4 Ambient Intelligence 38 2.5 Internet der Dinge 40 3. Fazit 41 III. UBIQUITÄRES COMPUTING IM INTERNATIONALEN VERGLEICH 43 1. Ubiquitous Computing in den Vereinigten Staaten 44 2. Ubiquitous Networking in Ostasien 46 2.1 Japan 46 2.2 Südkorea 49 2.3 Singapur 50 3. Ambient Intelligence in der Europäischen Union 51 4. Deutschland – vernetzte Arbeits- und Lebenswelten 53 IV. DIE TECHNISCHEN GRUNDLAGEN DES UBIQUITÄREN COMPUTINGS 55 1. Technologische Trends und Treiber 56 1.1 Kommunikationstechnik 57 1.2 Mikroelektronik 61 1.3 Neue Materialien – Polytronik 62 1.4 Energieversorgung 63 1.5 Benutzungsschnittstellen 64 1.6 Informationssicherheit 64 1.7 Sensoren und Sensornetze 66 1.8 Lokalisierungstechnik 68 1.9 Kontextsensitivität 69 2. Radio-Frequenz-Identifikation (RFID) 70 2.1 Komponenten eines RFID-Systems 72 2.2 Funktionsweise der Radio-Frequenz-Identifikation 76 2.3 Kosten 84 2.4 Entsorgung 86 2.5 Informationssicherheit bei RFID-Systemen 88 2.6 Standards und Standardisierung 90 3. Fazit 94 V. AKTUELLE ANWENDUNGEN DES UBIQUITÄREN COMPUTINGS 97 1. Anwendungen in Handel, industrieller Produktion und Transportlogistik 99 2. Handel 101 2.1 Ausgangslage 101 2.2 Nutzenpotenziale 102 2.3 Zwischenfazit 111 3. Industrielle Produktion und Materialwirtschaft 113 3.1 Industrielle Anwendungsfelder 114 3.2 Nutzenpotenziale 116 3.3 Zwischenfazit 120 4. Transportlogistik 122 4.1 Ausgangslage 122 4.2 Nutzenpotenziale 123 4.3 Zwischenfazit 127 5. Auswirkungen auf Arbeit und Arbeitskräfte 129 6. Fazit 132 VI. KÜNFTIGE ANWENDUNGEN DES UBIQUITÄREN COMPUTINGS 137 1. Personenidentifikation und -Authentifizierung 137 2. Vernetzte und individualisierte Einkaufswelt 144 2.1 Bausteine und Nutzenpotenziale der vernetzten Einkaufswelt 144 2.2 Diskussion 150 3. Gesundheitswesen 151 3.1 Telecare und Ambient Assissted Living (AAL) 153 3.2 Prozessunterstützung in Gesundheitseinrichtungen 159 3.3 Diskussion 168 4. Reisen und Verkehr 173 4.1 Elemente und Nutzenpotenziale eines ubiquitären Verkehrsinformationssystems 174 4.2 Diskussion 179 VII. UBIQUITÄRES COMPUTING IM SPIEGEL DER PRESSE 181 1. Methode der Datengewinnung 182 2. Allgemeine Trends 183 3. Inhaltliche Schwerpunkte der Berichterstattung 185 3.1 Visionen des Ubiquitären Computings 185 3.2 Anwendungen und Wirtschaftlichkeitsaspekte 187 3.3 Daten- und Verbraucherschutz 190 3.4 Sicherheitsaspekte 195 4. Fazit 198 VIII. RECHTLICHE ASPEKTE 201 1. Schutzziele und gegenwärtiges Schutzprogramm der informationellen Selbstbestimmung 202 2. Neue Risiken für die informationelle Selbstbestimmung 203 3. Datenschutzrechtliche Bewertung 208 3.1 Personenbezug 208 3.2 Erlaubnistatbestände 209 3.3 Automatisierte Einzelentscheidungen 213 3.4 Datenvermeidung und Datensparsamkeit 213 4. Telekommunikationsrechtliche Bewertung 214 5. Europäische Grundlagen und Aktivitäten 215 6. Exkurs: Grundrechtliche Bewertung 217 6.1 Bewertung für den öffentlichen Bereich 218 6.2 Bewertung für den nichtöffentlichen Bereich 219 7. Handlungsoptionen 224 7.1 Ordnungsrechtliche Ansätze 225 7.2 Selbstregulative Ansätze 226 7.3 Inhaltliche Regelungen 229 8. Rechtliche Fragen autonom agierender Systeme 233 8.1 Zurechnung von Erklärungen bei autonomen Systemen 233 8.2 Erfüllung von Transparenzgeboten und Verbraucherschutz 234 IX. GESAMTFAZIT: FOLGEDIMENSIONEN DES UBIQUITÄREN COMPUTINGS 237 1. Eine schöne neue Welt? 237 2. Technische Aspekte 238 3. Wirtschaftliche Effekte 242 4. Rechtliche und gesellschaftliche Effekte 246 X. LITERATUR 253 XI. ANHANG 289 1. Tabellenverzeichnis 289 2. Abbildungsverzeichnis 290 3. Abkürzungsverzeichnis 291 4. Übersicht 29

Ableitung von Einflussfaktoren als Grundlage für die Entwicklung von Technologieszenarien im Rahmen der Prognosephase des Technologiemanagements für den Zeitraum 2005 - 2010

Ziel der Arbeit ist, im Rahmen des Technologiemanagements aus aktuellen, technologischen Entwicklungen Einflussfaktoren für die Entwicklung realistischer Technologieszenarien für den Zeitraum von 2005-2010 abzuleiten. Der Erkenntnisgewinn der Arbeit basiert auf einem Katalog von unterschiedlichen Einflussfaktoren, die als Basis für die Entwicklung von Extrapolationen oder Szenarien genutzt werden können. Die dieser Dissertation zugrunde liegende Forschungsmethodik basiert auf den forschungslogischen Abläufen für empirische Forschung verbundenen mit der phasenorientierten Vorgehensweise zur Ableitung von Einflussfaktoren als Teil der Szenarioanalyse. Die zu durchlaufenden Phasen sind: Identifikation der technologischen Entwicklungsschwerpunkte und Anwendungsbereiche der Informations- und Kommunikationstechnologien, die beispielhafte Beschreibung der technologischen Entwicklungsschwerpunkte und Ableitung der entsprechenden Einflussfaktoren, die beispielhafte Beschreibung der Anwendungsbereiche der Informations- und Kommunikationstechnologien und Ableitung der jeweiligen Einflussfaktoren und die Zusammenfassende Darstellung der Einflussfaktoren. Auf Basis unterschiedlicher Methoden, wie die Erfassung von Expertenmeinungen, Scanning und Monitoring, Literatur- und Patentanalyse oder der Delphi-Methode werden in einer ersten Stufe technologische Entwicklungsschwerpunkte und Anwendungsbereiche der Informations- und Kommunikationstechnologien identifiziert. Den entsprechenden technologischen Entwicklungsschwerpunkten werden dann beispielhaft unterschiedliche Technologien zugeordnet und detailliert beschrieben. Aus der Beschreibung, bzw. den technologischen Merkmalen werden die technologischen Einflussfaktoren mit ihren Messgrößen abgeleitet. Den Anwendungsbereichen der Informations- und Kommunikationstechnologien werden unterschiedliche Anwendungskonzepte zugeordnet, wie Telearbeit, Homeautomation oder mobile Computing. Durch die detaillierte Beschreibung dieser Konzepte werden die nicht-technologischen Einflussgrößen identifiziert und beschrieben. Anhand der Kombination von Einflussfaktoren aus den Entwicklungsschwerpunkten und den Anwendungsbereichen der Informations- und Kommunikationstechnologien können dann Szenarien oder Trendextrapolationen erstellt werden, die bei Investitionsentscheidungen in die IT vor Fehlentscheidungen schützen können

RFID für Bibliothekare : ein Vademecum

Die Beiträge, so der auch oft an die Herausgeber herangetragene Wunsch, sollten erläuternder sein, als die verfügbaren online-Präsentationen, somit auch denen verständlich, welche nicht an den RFID-Symposien teilnehmen konnten. Die thematische Spannweite ist dabei sehr groß und könnte sogar unter Anspielung auf einen alten Filmtitel etwas erweitert werden zu dem Motto: Was Sie schon immer über RFID wissen wollten und sollten, aber bisher nicht zu fragen wagten oder zu fragen gedachten! Die im vorliegenden Nachschlagewerk enthaltenen Beiträge greifen Themen wie das Innovationspotenzial, Lobbyarbeit, wirtschaftliche Aspekte, die Entwicklung der Bibliothekstechnik generell auf, nehmen sich aber auch rechtlicher Aspekte an, den Inventurverfahren, möglicher gesundheitlicher Gefährdungen, der Qualität und den Standards, den zwei gängigen Schnittstellen zum Bibliotheksmanagementsystem, den bauphysikalischen Aspekte, verschiedenen Betrachtungswinkeln auf den Logistikkreislauf, Problemfeldern von Fernleihe bis NFC-befähigten Smartphones, weiteren Features etc. Insofern stellt diese Projektarbeit oder ins Tagewerk einfließende Aufgabe eine nicht zu unterschätzende Herausforderung für den damit beauftragten und beschäftigten Bibliothekar dar. Die KollegInnen in diesem Aufgabenbereich zu unterstützen, ist das erste Ziel des vorliegenden Bandes. Und derer, die im Berufsalltag damit konfrontiert sind, werden es zunehmend mehr, da die Einführung von RFID-Technologie in Bibliotheken und Informationseinrichtungen ein rasantes Tempo annimmt. Das primäre Ziel jedoch dieses Bandes ist es, der oder dem mit Funketiketten, RFID Selbstverbuchern und Schleusen beschäftigten Kollegin oder Kollegen, ein unentbehrlicher Begleiter, ein Vademecum, zu sein

Update-Programming in motor vehicles via heterogeneous communication networks

Die bestehende, historisch gewachsene, Elektronik- und Kommunikationsarchitektur stößt immer mehr an ihre Leistungsgrenzen und muss in einem ganzheitlichen Ansatz neu überdacht werden. Ausgehend von der Historie der Kfz-Elektronik erfolgt eine Abschätzung der weiteren Entwicklung des Kfz mit den zu erwartenden Folgen für ein Fahrzeug- Kommunikationssystem. Die derzeit verfügbaren automobilen Datenbussysteme werden vorgestellt und hinsichtlich ihrer Eignung für eine neue fortschrittliche Architektur bewertet. Im Mittelpunkt dieser Betrachtungen steht FlexRay als ein neuartiges zeitgesteuertes Datenbussystem der Automobilindustrie, dem als Backbone eine zentrale Rolle der vorgestellten Architektur zukommt. Nach der Einführung der eingesetzten Übertragungssysteme werden die beiden grundsätzlichen Architekturformen, die Gateway- und Backbone-Architektur, miteinander verglichen und die Vorteile der Backbone-Architektur heraus gearbeitet. Die Realisierung der einzelnen Domänen in Hard- und Software bis hin zum Aufbau des vollständigen Kommunikationssystems werden umfassend beschrieben und die dahinter stehenden Überlegungen verdeutlicht. Dieser neuartige Architekturentwurf erfordert ein Routingprotokoll, das vom Aufbau her an das Internetprotokoll IP angelehnt ist. Es übernimmt an Stelle des Super-Gateways der Gateway-Architektur die Aufgabe der Adressierung und der Vermittlung der Daten. Als Ergebnis dieser Arbeit steht ein Labor-Fahrzeugnetzwerk, das eine entsprechende Backbone-Architektur mit FlexRay-Backbone und einem Bluetooth-Diagnosezugang implementiert. Mit einem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Diagnosetester ist die Update-Programmierung der Steuergeräte über das Netzwerk möglich. Die dafür notwendigen Voraussetzungen wie bspw. ein Flashbootloader wurden implementiert und der Nachweis der Funktionsfähigkeit der Backbone-Architektur damit erbracht.The current existing electronic and communication architectures are running more and more into to max capacity. Therefore a new holistic solution has to be made. This dissertation analyses the historical developments of current vehicle electronic systems in order to explain the restrictions for future requirements of automotive architectures. Based on these historical grown restrictions an estimation of the future developments and the expected consequences for in-vehicle communication systems was made. Starting from the theoretical basics the current available automotive data bus systems are introduced. Also the ability of these bus systems to run in modern communication architectures is assessed. Most emphasis is placed on FlexRay a newly developed, time triggered and fast bus system for the automotive industry. For that reason the FlexRay bus is used as a backbone and therefore it takes a very important position in the proposed communication architecture of this dissertation. The fundamental architectures, the gateway- and the backbone architecture, are compared and the advantages of the backbone architecture are named after the introduction of the used transmission systems. It is described in detail the realisation of the specific hard- and software domains up to the construction of the complete communication system. This developed architecture leads to new requirements for the communication protocols which are not or only with a lot of effort accomplishable with CAN based protocols. Therefore a routing protocol was developed that is similar to the internet protocol IP. The result of this dissertation is a prototype of an automotive network. The network is realised as a backbone architecture containing a FlexRay backbone. A Bluetooth diagnostic interface is also implemented. It is possible to update the software of the control unit (ECU) over the network with a self-developed diagnostic tester. The necessary requirements for the update programming, e.g. Flash-Bootloader, were implemented and the verification of the backbone architecture was adduced