IoTKnoten

IoT-Knoten, auch als IoT-Knoten oder IoT-node bezeichnet, ist ein Gerät in einem Internet-der-Dinge-System, das Daten von Sensoren erfasst oder Befehle über Aktoren ausführt. Typischerweise umfasst er Sensoren oder Aktoren, eine Recheneinheit, eine Funk- oder Drahtkommunikationseinheit sowie eine Stromversorgung. Knoten können eigenständig am Edge arbeiten oder als Teil eines Netzwerks über Gateways kommunizieren.

In der Architektur besteht ein Knoten aus einem Mikrocontroller oder System-on-Chip, Sensorenschnittstellen, einer drahtlosen oder kabelgebundenen Kommunikationsschnittstelle und einem Energiemanagement. Die Firmware implementiert Datenerfassung, lokale Verarbeitung und Kommunikationsplanung. Edge-Intelligenz kann helfen, Datenverkehr zu reduzieren, indem sie Daten filtert oder vorverarbeitet, bevor sie in die Cloud oder zu einem Edge-Gateway gesendet werden.

Zu den gängigen Kommunikationstechnologien gehören Low-Power-Wide-Area-Netze wie LoRaWAN oder NB-IoT sowie kurzreichweitige Standards wie ZigBee, Z-Wave, Bluetooth Low Energy und Wi‑Fi. Knoten verwenden häufig Duty Cycling und Energiegewinnung, um die Lebensdauer zu verlängern, und bilden mesh-Netzwerke, um Abdeckung und Zuverlässigkeit zu verbessern.

IoT-Knoten unterscheiden sich als Sensor-, Aktor- oder Gateway-Knoten. Sensor-Knoten messen Umweltparameter; Aktor-Knoten setzen physische Signale um, etwa das Regulieren eines Ventils oder das Ansteuern eines Motors. Gateways aggregieren Daten von vielen Knoten und verbinden Back-End-Systeme mit dem Netzwerk.

Energieaspekte stehen im Mittelpunkt, mit Optionen wie Primär- oder wiederaufladbaren Batterien, Energiegewinnung oder Netzstrom. Schlafmodi undDuty Cycling tragen zur Lebensdauer bei. Anwendungen finden sich in Smart Homes, industrieller Automatisierung, Landwirtschaft, Smart Cities und Gesundheitswesen. Sicherheits- und Datenschutzaspekte umfassen Authentifizierung, Verschlüsselung, sichere Over-the-Air-Updates und Secure Boot, insbesondere bei ressourcenbegrenzten Geräten.