{"id":467686,"date":"2024-01-09T15:09:21","date_gmt":"2024-01-09T14:09:21","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=467686"},"modified":"2024-01-09T15:09:21","modified_gmt":"2024-01-09T14:09:21","slug":"das-versprechen-von-cloud-fog-edge-und-5g-fuer-die-freihaendige-entwicklung-von-gewaechshausbetrieben","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/das-versprechen-von-cloud-fog-edge-und-5g-fuer-die-freihaendige-entwicklung-von-gewaechshausbetrieben\/","title":{"rendered":"Das Versprechen von Cloud, Fog, Edge und 5G f\u00fcr die freih\u00e4ndige Entwicklung von Gew\u00e4chshausbetrieben"},"content":{"rendered":"\n<p>Die Entwicklung von Robotik und k\u00fcnstlicher Intelligenz in der Gew\u00e4chshauskultur schreitet schneller voran als je zuvor. Der Unternehmer hat die Wahl zwischen immer mehr M\u00f6glichkeiten, ihm bei sich wiederholenden Arbeiten wie der Ernte zu helfen, ihn bei der Kultivierung in Form von Modellen zur Einstellung seines Klimacomputers zu unterst\u00fctzen oder Messungen in seiner Kultur &#8220;digital&#8221; vorzunehmen. Mit all diesen neuen Anwendungen werden auch immer mehr Daten auf einem Bauernhof verf\u00fcgbar. Hier besteht die erste Herausforderung darin, alle Daten aus den vielen digitalen Diensten und Produkten intelligent zu verkn\u00fcpfen. Mehr \u00fcber diese Interoperabilit\u00e4tsherausforderung in einer zuk\u00fcnftigen Kolumne. Die Frage, die sich jetzt stellt, lautet: Wie bekommen wir all diese Daten, vor allem aus dem Gew\u00e4chshaus, dorthin, wo sie gespeichert und verarbeitet werden?<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Cloud Computing<\/h2>\n\n\n\n<p>Im Jahr 2006 f\u00fchrte Amazon seine Amazon Web Services (AWS) ein. Der Dienst erm\u00f6glichte es Benutzern, virtuelle Maschinen als Infrastruktur f\u00fcr ihre Daten und Anwendungen zu mieten. Salesforce begann 1999 mit dem Angebot von Software-as-a-Service (SaaS) \u00fcber das Internet und erm\u00f6glichte damit Cloud Computing.<\/p>\n\n\n\n<p>Laut Gartner gibt es mehrere Definitionen von Cloud Computing:<br>&#8220;<em>Cloud Computing ist eine Art des Computing, bei der skalierbare und elastische IT-gest\u00fctzte Funktionen als Service \u00fcber Internettechnologien bereitgestellt werden<\/em>.&#8221; Neben SaaS kann es sich auch um Paas (Platform-as-a-Service) oder IaaS (Infrastructure-as-a-Service) handeln. Derzeit sind sch\u00e4tzungsweise 90 % der Daten weltweit in der Cloud gespeichert.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Speicherung von Daten in der Cloud hat Vorteile. Es sind keine gro\u00dfen Investitionen in Hardware erforderlich, und die Skalierung von Speicher- und Rechnerkapazit\u00e4t ist relativ einfach. Allerdings gibt es auch Nachteile. Man denke nur an die Vorschriften vieler L\u00e4nder bez\u00fcglich des Eigentums, der Speicherung und der Verarbeitung von Daten.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei Echtzeitanwendungen gibt es einen weiteren gro\u00dfen Nachteil: die Latenzzeit oder Verz\u00f6gerung der Daten\u00fcbertragung \u00fcber das Netz. Bei einigen Anwendungen ist diese Verz\u00f6gerung kein Problem; man denke nur daran, dass einmal am Tag die Gesamtzahl der in den letzten 24 Stunden im Gew\u00e4chshaus ausgegebenen Liter Wasser \u00fcbermittelt wird. Aber was ist, wenn ein Roboter mit Hilfe von Bildverarbeitung feststellen muss, ob eine Rose geerntet werden muss, und dann auch noch sofort anhalten und mit Laserlicht auf die betreffende Rose zeigen muss?<\/p>\n\n\n\n<p>Oder, was noch wichtiger ist, wenn ein Logistiksystem im Gew\u00e4chshaus in Echtzeit feststellen muss, ob es Gefahr l\u00e4uft, einen Menschen umzusto\u00dfen, oder ob es das Ende seines Weges erreicht hat. Nicht rechtzeitig zu stoppen, kann schwerwiegende Folgen haben! In diesen F\u00e4llen werden die Daten in der Regel nicht in der Cloud, sondern &#8220;in der N\u00e4he&#8221; oder sogar im System verarbeitet.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Edge- und Fog-Computing<\/h2>\n\n\n\n<p>Beim Edge-Computing geht es darum, die Datenverarbeitung n\u00e4her an die Datenquelle zu bringen. Es basiert auf der Verarbeitung von Daten am &#8220;Rand&#8221; des Netzes. Dadurch verringert sich die Datenmenge, die zur Verarbeitung in die Cloud gesendet werden muss, wodurch sich die Netzwerklatenz verringert und die allgemeine Systemleistung verbessert.<\/p>\n\n\n\n<p>Fog Computing ist ein verteiltes Computermodell, das das Edge Computing erg\u00e4nzen soll. Es erweitert die M\u00f6glichkeiten des Edge-Computing, indem es eine Schicht von Recheninfrastruktur zwischen den Edge-Ger\u00e4ten und der Cloud bereitstellt. Diese Infrastruktur, die so genannte Fog-Schicht, bietet zus\u00e4tzliche Anwendungs- und Datendienste f\u00fcr Edge-Ger\u00e4te.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Fog Computing birgt jedoch eine Reihe von Herausforderungen. Edge-Anwendungen in einem Gew\u00e4chshaus zum Beispiel umfassen viele verschiedene Anwendungen\/Ger\u00e4te, die alle ihre eigenen Protokolle, Authentifizierungs- und Sicherheitsfragen haben. Daher sind neue Standards unerl\u00e4sslich!<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/www.enisa.europa.eu\/publications\/fog-and-edge-computing-in-5g\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/image-1004x676.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-467518\"\/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Quelle: https:\/\/www.enisa.europa.eu\/publications\/fog-and-edge-computing-in-5g<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">5G<\/h2>\n\n\n\n<p>Ohne Edge Computing ist 5G eine schnelle Netzwerktechnologie, die entwickelt wurde, um gro\u00dfe Datenmengen mit geringer Latenz und hoher Geschwindigkeit zu \u00fcbertragen. Wenn viele Sensoren mit unterschiedlichen Datentypen das Netz nutzen, kann selbst ein 5G-Netz schnell \u00fcberlastet werden. Daher ist es wichtig, dass (ein Teil) der Daten nach M\u00f6glichkeit &#8220;am Rand&#8221; verarbeitet wird. Dar\u00fcber hinaus ist es mit der Technik des &#8220;Slicing&#8221; m\u00f6glich, das Netz in &#8220;Slices&#8221; zu unterteilen, die jeweils einen anderen Teil des Datenstroms verarbeiten. Dadurch k\u00f6nnen Geschwindigkeit, Latenzzeit und Priorit\u00e4t der Daten in den verschiedenen &#8220;Slices&#8221; unterschieden werden.<\/p>\n\n\n\n<p>In Gew\u00e4chsh\u00e4usern bietet 5G eine L\u00f6sung f\u00fcr die \u00dcbertragung der st\u00e4ndig zunehmenden Daten, die von Sensoren und Robotern gesammelt werden. Wifi ist oft im gesamten Gew\u00e4chshaus nicht vorhanden oder funktioniert aufgrund des Stahls, des Glases, des Wassers und des dichten Pflanzenbestands bei einer Kultur wie der Tomate nicht gut. Daher entwickeln die Technologieentwickler ihre L\u00f6sungen jetzt oft mit Beacons oder Funkverbindungen. Der Nachteil ist, dass ein Gartenbauunternehmer in der Regel Systeme von verschiedenen Anbietern verwendet. So muss m\u00f6glicherweise jeder Anbieter ein anderes System installieren, was hohe Kosten und einen hohen Wartungsaufwand verursacht.<\/p>\n\n\n\n<p>In der Zwischenzeit wurde im Tomatengew\u00e4chshaus des Feldlabors seit Ende 2023 <a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/en\/the-horticulture-sector-can-start-experimenting-with-5g-in-honselersdijk\/\">ein praktisches 5G-Testfeld<\/a> eingerichtet, das einen datengesteuerten Anbau in der Tomatoworld in Honselersdijk erm\u00f6glicht. Gemeinsam mit Forschern der TU Delft, des TNO und des Unternehmens MCS wurde ein privates 5G-Netzwerk eingerichtet, das Unternehmen nutzen k\u00f6nnen, um ihre Sensoren, Roboter und anderen Systeme im Gew\u00e4chshaus auf die kommerzielle Einf\u00fchrung von 5G vorzubereiten.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Auf dem Weg zum freih\u00e4ndigen Gew\u00e4chshaus<\/h2>\n\n\n\n<p>Mit der verf\u00fcgbaren Technologie k\u00f6nnen die Entwickler zunehmend entscheiden, welche Daten wo verarbeitet und gespeichert werden sollen. Wo das sein wird, h\u00e4ngt von der Praktikabilit\u00e4t, dem Risiko und den Kosten ab.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei Robotern, die in Echtzeit agieren m\u00fcssen, wird heute oft die Verarbeitung im Roboter selbst gew\u00e4hlt. Eine hohe Rechenkapazit\u00e4t und Speicherkapazit\u00e4t in Verbindung mit einer geringen Latenzzeit erfordert dann zum Beispiel einen in das System integrierten Industrie-PC. Ein solcher PC erh\u00f6ht die Kosten und das Gewicht des Systems. Eingebaut in eine autonome Roboterplattform sind gr\u00f6\u00dfere Batterien erforderlich, wenn das System noch einige Stunden ohne Aufladung arbeiten kann. In dem Moment, in dem viele Daten sehr schnell mit einer 5G-Verbindung im Gew\u00e4chshaus an einen Server geschickt werden k\u00f6nnen, der sich z. B. in der Scheune des Unternehmens befindet, die Berechnung dort durchgef\u00fchrt wird und das Ergebnis fast ohne Verz\u00f6gerung an den Roboter zur\u00fcckkommt, kann das System viel leichter und billiger werden!<\/p>\n\n\n\n<p>Auch Sensoren oder Aktoren, die f\u00fcr den Betrieb immer notwendig sind, k\u00f6nnen mit einer stabilen und schnellen Verbindung leicht drahtlos gemacht werden. Bei einem kabellosen Temperatursensor ist es weniger problematisch, wenn einmal eine Messung aufgrund einer mangelhaften Datenverbindung ausf\u00e4llt. Deshalb gibt es schon seit Jahren drahtlose Temperatursensoren f\u00fcr das Gew\u00e4chshaus. Anders sieht es mit der drahtlosen Steuerung von Zapfstellen in einem Tomatengew\u00e4chshaus aus. Es ist zwar oft technisch m\u00f6glich, aber bei den immer gr\u00f6\u00dfer werdenden Gew\u00e4chsh\u00e4usern m\u00f6chte man nicht riskieren, dass ein wasservergiftender Wasserhahn drahtlos geschlossen wird, was aber wegen einer schlechten Netzverbindung nicht passiert ist!<\/p>\n\n\n\n<p>Mit all den neuen Entwicklungen gibt es immer mehr M\u00f6glichkeiten, ein freih\u00e4ndiges Gew\u00e4chshaus zu realisieren! <a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/en\/how-do-you-pick-a-tomato-with-a-computer\/\">Was glauben Sie, wie lange es dauern wird<\/a>, bis wir eine Tomate mit einem Roboter pfl\u00fccken?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Entwicklung von Robotik und k\u00fcnstlicher Intelligenz in der Gew\u00e4chshauskultur schreitet schneller voran als je zuvor. 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