Modul. Zunächst geht es darum, was wir eigentlich mit Internet of Things und Big Data zu tun haben. Ein Einstieg ganz grob. Big Data wird natürlich weiter vertieft. Danach beschäftigen wir uns erst einmal mit wichtigen Datenformaten, um das Ganze dann für ein Beispiel zu konkretisieren.

Wir nehmen uns die HTW Daten, was das ist, werde ich dann an Ort und Stelle erklären und beschäftigen uns intensiver mit Lastkurven für Einfamilienhäuser und machen dazu auch eine praktische Übung zu diesen HTW Daten. Dazu brauchen Sie MATLAB, nicht MATLAB Simulink,

aber MATLAB zumindest. Lernziele, wichtige Formate zur Datenspeicherung und Verarbeitung kennen und beherrschen, Lastprofile am Beispiel der HTW Daten auswerten können. Was haben wir also mit IoT und Big Data zu tun? Internet of Things, IoT. Was bedeutet denn

eigentlich der Begriff? Ist Ihnen dieser Begriff schon mal begegnet? Was sagt er Ihnen? Recherchieren Sie den Begriff kurz, im Internet am einfachsten natürlich und dann fragen Sie sich, wenn Sie das gelesen haben, verstehen Sie, was Sie gefunden haben? Was ist also Internet of Things?

Ich mache natürlich jetzt hier an dieser Stelle weiter. Sie sollten anhalten, sich selber das Gefundene merken und ein bisschen drüber nachdenken, bevor Sie weitermachen. Auf einer Seite, auf die Sie vielleicht nicht als allererstes stoßen, aber auf die man gut

stoßen kann, die findet sich auf dieser üblichen Portale, die man zum Informieren ganz gut nutzen kann. Nicht Wikipedia meine ich damit, sondern Big Data Insider.de. Was ist das Internet of Things? Findet sich zum Internet der Dinge, wie es im Deutschen heißt. Eine allgemeingültige Definition

des Internet of Things existiert nicht. Im Allgemeinen wird der Begriff für die Vernetzung von Gegenständen des Alltags oder von Maschinen im industriellen Umfeld per Internet verwendet. Geräte bekommen eine eindeutige Identität, also eine Adresse im Netzwerk und werden mit

elektronischer Intelligenz ausgestattet. Dadurch sind sie in der Lage, über das Internet zu kommunizieren und Aufgaben voll automatisiert auszuführen. Die intelligenten Geräte werden oft auch als Smart Devices bezeichnet. Neben der Möglichkeit der Kommunikation der Geräte untereinander,

Machine-to-Machine Kommunikation, M2M, stellen viele der vernetzten Objekte über das Internet eine Schnittstelle zur Verfügung, über die sich die Geräte durch einen Benutzer von einem beliebigen Ort aus bedienen und steuern lassen. Überlegen Sie, ob Sie ein solches Internet of Things vielleicht

schon einmal gesehen haben. Ich behaupte ja, nämlich im ersten Kapitel, als ich Ihnen den Demonstrator gezeigt habe. Das ist ein sehr kleines Beispiel für ein Internet of Things oder ein Netz der Dinge. Ob es dann ein Internet ist, ist so die Frage. Es hat Internet Schnittstellen, die ich auch versuche, Ihnen im Praktikum bei Gelegenheit so freizulegen, dass Sie die Daten, die produziert

werden, live ziehen können, verarbeiten können. Und was wird da eigentlich miteinander zusammengeschlossen? Es gibt diese NodeMCU mit einem ESP-Modul, WLAN-fähig und über WLAN über ein wireless LAN, ein Netz, werden Daten verschickt und auch entgegengenommen. Messdaten werden

geschickt und entgegengenommen werden Steuerbefehle für die beiden Kompressoren. Und kommunizieren tut das mit einem Raspberry Pi, der wiederum kann kommunizieren etwas weiter mit einem Laptop,

beispielsweise wie ich das gemacht habe oder übers Internet und nicht nur ein WLAN-Netz, was ich da lokal aufgebaut habe über mein Handy, kann es dann auch übers Internet mit anderen Geräten kommunizieren. Was haben denn nun Internet of Things und Big Data miteinander zu tun und mit

uns hier zu tun? Warum interessiert uns das hier? Die Energiewelt zu digitalisieren bedeutet insbesondere, Daten zu sammeln, auszuwerten und Entscheidungen abzuleiten. Also wieder zu einer Maschine etwas zurückzuschicken. Dabei entstehen sehr schnell sehr große Datenströme. Big Data. Daten müssen über Sensoren gemessen und dann übermittelt werden. Umgekehrt müssen Einstellungen,

Parameter etc. gegebenenfalls zurückfließen können, wie in unserem Beispiel, um die Stromzufuhr der Verdichter zu regeln etwa. Dies geschieht über Netze, in denen sich Geräte austauschen können, eben einem Internet of Things. Gegebenenfalls ist auch das globale Internet beteiligt, das muss es aber nicht unbedingt. Ein geschlossenes WLAN-Netz oder Mobilfunknetze sind

andere Beispiele. Beispielhafte Architekturen für Internet of Things und Big Data lernen wir noch kennen und Tools, um sich in dieser Welt dann auch zu bewegen. Wichtige Datenformate. Um nun Daten,

und das können Messungen, Einstellungen usw. sein, zu senden, zu empfangen bzw. weiter zu verarbeiten, sind textbasierte lesbare Formate weit verbreitet. Einfach deswegen, weil man sie gut auf Richtigkeit prüfen kann, indem man sie einfach öffnet und anschaut. Und dass sie nicht

nur textuell sind, sondern menschenlesbar, unterstützt das dann natürlich zusätzlich, wenn das denn so ist. Diese Formate repräsentieren Tabellen. In der Regel gibt es dann pro Messung bzw. Einstellung einer Zeile in der Textdatei, wobei die einzelnen Werte auf Spalten aufgeteilt werden. Man braucht

Trennzeichen. Spalten können dann etwa Datum, Uhrzeit aufgedröselt auf Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute, Sekunde usw. sein, Status von irgendetwas, eine Ventilstellung, Wert von Sensor 1 usw. Ein solches Format ist allerdings wenig flexibel, weil jede Messung die gleiche Zahl Spalten haben

muss. Nicht vorhandene Messwerte brauchen auch Platz. Dafür ist das ein kompaktes Format. Diese Formate können aber auch Eigenschaften von Objekten repräsentieren. Und Objekte können dann zum Beispiel hier sein, Messwerte aller Sensoren zu einem festen Zeitpunkt. Das entspricht im Grunde

dem, was wir oben tabellenartig gehabt haben. Aber es kann eben sein, dass für einen Sensor, der nichts geschickt hat, dann eben auch gar kein Wert aufgeführt ist. Also das Objekt kann eine unterschiedliche Menge an Einträgen haben. Zum Beispiel, wenn sich Ventilstellungen nur

von Zeit zu Zeit ändern, dann müssen sie nur dann aufgenommen werden, wenn es wieder eine Änderung gab und eben nicht jedes Mal. Gleiches in dem Beispiel, was ich Ihnen als Demonstrator gezeigt hatte. Wenn die Stromwerte mit übermittelt würden für die Kompressoren, die ändern sich ja auch nur von Zeit zu Zeit. Das sind dann zwar vorhandene Messwerte, aber die

müssen ebenfalls nicht aufgezeichnet werden in einem solchen Format. Es könnte sich aber auch um Messwerte als Zeitreihe pro Sensor handeln. Das ist in solchen objektbasierten Formaten gut zu handhaben. Da sind Tabellen manchmal etwas suboptimal, je nachdem. Die Flexibilität bei

der anderen Darstellung ist jedenfalls höher. Stellgrößen, Kennfelder, sie könnten mischen natürlich und zu jedem Zeitpunkt auch etwas anderes schicken. Also das sind Formate, die in jedem Fall schon mal deutlich flexibler sind als Tabellen. Sie brauchen in der Regel aber auch,

gegebenenfalls deutlich mehr Speicherplatz und davon sollen sie sich mal überzeugen. Denn es gibt drei wichtige Datenformate, die man regelmäßig sieht. Sie sind zum Teil total alt wie das CSV Format. JSON und XML sind neuer, aber sie sind alle sehr weit verbreitet und haben alle ihre

Vor- und ihre Nachteile. Und sie sollen selber mal recherchieren. Sie sollen kurz Beispiele für die drei genannten Formate recherchieren. Das wird Ihnen leicht fallen. Und dann machen sie sich anhand der Beispiele die Formate klar. Nicht in jedem Detail natürlich, aber so,

dass sie eine Übersicht gewinnen. Eine Vorstellung, wie die sich unterscheiden. Sie können den Foliensatz hier, ein PDF-Format, annotieren oder sie können sich das ausdrucken oder einen Screenshot machen und mit irgendwas anderem drauf schreiben. Tragen sie ihre Beispiele auf der nächsten Folie zu ihrer Dokumentation ein oder legen sie sie halt separat ab. Aber das ist etwas, was sie aufbewahren sollten.

Um da regelmäßig noch darauf zugreifen zu können. Insbesondere für CSV und JSON. Beide werden einen größeren Raum in der Veranstaltung bekommen. Das CSV Format auch direkt in dem Kapitel hier.

Das ist die entsprechende Folie dazu. Ich mache natürlich jetzt hier weiter. Sie sollten anhalten und diese Aufgabe erst einmal erledigen.