Elektrogeräte, Lichtinstallationen, Komponenten wie Jalousie-Motoren oder Steckdosen. Ebenso wie Sicherheitsanlagen und Türsprechstellen kommunizieren sie per Netzwerkverbindung und lassen sich über Smartphone und Tablet steuern. Wie sieht es aktuell damit aus?
Von unterwegs aus die Heizung hochfahren, damit einen bei der Ankunft zuhause wohlige Wärme empfängt. Über das Mobiltelefon sehen, wer an der Haustür klingelt. Oder im ganzen Haus per Knopfdruck Musik sowie die passende Beleuchtung einschalten. All das sind Szenarien für ein vernetztes Zuhause. Technik ganz einfach hat sich auf dem Markt umgesehen.
Ein Smart Home kann mithilfe von Sensoren und Software erkennen, dass die Fenster im oberen Stock offenstehen und diese Information mit dem Wetterbericht aus dem Internet verknüpfen. Bei Bedarf werden dann die Fenster geschlossen und die ausgefahrene Markise eingerollt. Basis hierzu sind leistungsstarke Infrastrukturen. Das alles ist möglich, aber nicht als Komplettlösung verfügbar.
Das „Smart Home“ gibt es nicht
Im Grunde ist „Smart Home“ ein Kunstbegriff, der die Automatisierung von Vorgängen in Haus und Wohnung umschreiben sollte. Was genau sich dahinter verbirgt ist nicht definiert. Entsprechend viele Interpretationsmöglichkeiten gibt es. Tatsächlich gibt es das „Smart Home“ auch nicht. Eher lässt sich dieses als eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle beschreiben, die sich bei Bedarf miteinander verbinden und über eine zentrale Schnittstelle steuern lassen. Je nachdem was im Smart Home gesteuert werden soll, kann dies per Ethernet und WLAN oder sogenannte Bus-Systeme erfolgen. Die meisten Anwender denken bei „Smart Home“ an die Steuerung per WLAN. im Sinn haben. Gebäudetechniker dagegen werden als erstes an EIB- beziehungsweise KNX-Bussysteme zur Automatisierung von Steuerungsprozessen denken.
Netzwerk oder Bus-System
EIB/KNX ist, vereinfacht gesagt, ein kabelgebundenes Bus-System, bei dem jeder Verbraucher über eine Steuereinheit (Aktor) mit der Zentrale verbunden ist. Der Aktor lässt sich über die Zentrale ansteuern und kann auf diese Weise die unterschiedlichsten Funktionen auslösen. Befehle zum Auslösen einer Funktion können jedoch auch beispielsweise von Sensoren geliefert werden. So kann das Signal eines Windmessers dazu verwandt werden, Fenster zu schließen, Rolläden herunterzulassen, Markisen einzufahren und gleichzeitig die Außenbeleuchtung einzuschalten. So lassen sich auch Gewerkeübergreifend unterschiedliche Szenarien ohne Probleme einrichten.
Im Idealfall hat jeder Raum nur eine Zu- und Busleitung, wobei dann erst im Raum auf einzelne Verbraucher verteilt wird. Dennoch benötigt jeder Aktor eine eigene Leitung, also ein eigenes Kabel, weshalb sich Bus-Systeme in der Regel für Neu- oder Umbauten eignen. Einer der Nachteile ist jedoch, dass etwa eine Signalübertragung von Kameras oder Multimedia-Anwendungen aufgrund der geringen Datenrate von KNX nicht möglich ist. Zu bedenken ist auch, dass sich EIB/KNX-Anlagen nur mit relativ hohem Aufwand durch Verlegen zusätzlicher Kabel erweitern lassen.
Einfacher geht’s per WLAN
Der Aufbau von Smart Home-Anwendungen via Netzwerk ist einfacher und flexibler. Hier stehen drei Optionen zur Verfügung, die sich bei Bedarf miteinander verbinden lassen: Kabelgebundenes LAN, WLAN und Powerline.
Noch vor kurzem kam jeder, der ein Netzwerk mit dem immer bestmöglichen Datendurchsatz, sprich der maximal verfügbaren Bandbreite benötigt, um eine Verlegung von Netzwerkkabeln nicht herum. Mittlerweile aber gibt es im WLAN-Bereich von der Heimanwendung bis zum professionellen Netzwerk sehr stabile Lösungen mit hohen Übertragungsgeschwindigkeiten bis in den Gigabit-Bereich hinein. Die dritte Option für den Aufbau eines Heimnetzwerkes sind die Powerline-Systeme, die mit Hilfe des vorhandenen Stromnetzes digitale Informationen im ganzen Haus verteilen können. Es ist hierbei jedoch zu beachten, dass Datendurchsatz und Reichweite eines Powerline-Systems stark von der Qualität der vorhandenen Stromleitungen abhängig ist. Nur eine sorgfältige Planung schützt hier vor bösen Überraschungen.
Mehr Komfort und Sicherheit
Viele Szenarien lasen sich mit Hilfe vernetzter Produkte realisieren. So kann die Steuerung zur Urlaubszeit zufällig die Leuchten in verschiedenen Räumen, dem Garten oder der Zufahrt aktivieren, um Einbrecher abzuschrecken und ein bewohntes Objekt simulieren. Springt ein Bewegungsmelder an, kann das Smart Home einen Sicherheitsdienst alarmieren und eine Videoaufnahme auf das Smartphone des Hausbewohners übermitteln.
Über das Netzwerk im Smart Home können aber auch die ab diesem Jahr vorgeschriebenen intelligenten Stromzähler, die sogenannten Smart Meter, in die Infrastruktur eingebunden werden. Über ein Gateway als Kommunikationsmodul werden Daten über den Verbrauch aller oder einzelner elektrischer Verbraucher an den Stromversorger gesandt. Darüber hinaus können jedoch auch einzelne Geräte zu definierten Zeiten angeschaltet werden. So kann ein „Smart Home“ etwa auf unterschiedliche Stromtarife reagieren und den Strombedarf möglichst kostengünstig decken, ohne dass die Bewohner eingreifen müssen. Energieintensive Geräte wie Waschmaschine oder Trockner beispielsweise laufen dann an, wenn der Strom günstig ist. Ein weiteres zentrales Thema von Smart Homes ist deren Sicherheit, etwa durch Fernüberwachung und -diagnose. Aber auch seniorengerechte Wohnungen werden durch intelligente Vernetzung möglich.
Lösungen für viele Anwendungen
Mittlerweile lassen sich Geräte und Produkte aus allen Lebensbereichen in ein Netzwerk integrieren. In der Regel setzen die Hersteller dabei auf WLAN-Netze in Verbindung mit speziellen Plattformen zur Verwaltung der angeschlossener, netzwerkfähiger Produkte. Die bekanntesten sind hier sicherlich „ZigBee“, „Z-Wave“ und „Quivicon“.
Computer, Notebooks, Smartphones, Tablet PC und Fernseher tauschen Fotos, Filme und Musik untereinander aus. Intelligente Steckdosen erlauben den Anschluss beliebiger Verbraucher, welche sich dann per WLAN steuern lassen. Schalter werden ferngesteuert, Relais schalten Jalousien oder Rollos und intelligente Lichtsysteme wie Philips Hue sorgen für ein behagliches Wohnambiente. Netzwerk-Kameras überwachen Innen- und Außenbereiche, Rauchmelder warnen vor Feuer, Sensoren registrieren Wassereinbrüche und über intelligente Babyphones haben Eltern stets die Gewissheit, dass es dem Nachwuchs gut geht. In der Küche lässt sich der Backofen bereits auf der Fahrt nach Hause vorheizen, der Gefrierschrank meldet einen Stromausfall, Kameras zeigen den Inhalt des Kühlschranks für den Einkauf und die Waschmaschine informiert ihren Besitzer per Handy, wenn Sie fertig ist.
Enocean und BLE
Um beispielsweise Schalter und Sensoren möglichst kompakt bauen zu können, setzen einige Anbieter auf „Enocean“. Es ist ein herstellerübergreifender Standard für batterielose Funksensorik. In die gleiche Richtung zielt auch der energiesparende Standard „Bluetooth Low Energy - BLE“, der vor allem bei Wearables, Fitness-Trackern oder Smartwatches eingesetzt wird.
Die Verwaltung und Bedienung der angebundenen Geräte erfolgt meist über Smartphones oder Tablet PC. Darüber hinaus bieten einige Hersteller auch Bedienpanels an, die sich an einer beliebigen Stelle in Haus oder Wohnung anbringen lassen.
Auf der Suche nach einem Standard
In vernetzten Häusern und Wohnungen lassen sich sinnvolle Szenarien entwickeln. Die größte Herausforderung allerdings hat die Industrie nach wie vor nicht gelöst. Immer noch gibt es keinen einheitlichen Standard, unter dem sich vernetzbare Produkte der unterschiedlichen Hersteller miteinander betreiben lassen. Das gleiche gilt damit auch für die Möglichkeit, alle Geräte mit einer einzigen Steuerung bedienen zu können.
Natürlich gibt es zahlreiche Plattformen, unter denen sich viele Anbieter und Hersteller versammeln oder sich beteiligen. Dennoch haben es auch in diesem Fall die Unternehmen nicht geschafft, sich auf wirklich einen Standard und eine Plattform zu einigen. Einen guten Ansatz in diese Richtung hat beispielsweise Samsung mit „Smart Things“ gemacht. Doch auch wenn sich hier bislang sehr viele namhafte Unternehmen angeschlossen haben, sind es eben immer noch nicht alle.
Die Zeche zahlt der Konsument
Die Zeche zahlen die Installationsbetriebe und im Endeffekt der Verbraucher. Denn gleich welche Empfehlung für die Errichtung eines Smart-Home-Systems auch gegeben wird, bleibt es immer ein Kompromiss zwischen aktuellen Anforderungen, Zukunftsprognosen und Inkompatibilitäten zu Produkten vieler Anbieter. Und hier die Verantwortung für das passende System gänzlich etwa an den Elektrobetrieb seines Vertrauens abzuschieben, ist nicht seriös. Hier ist jeder selbst gefordert sich mit den vorgeschlagenen Lösungen auseinanderzusetzen. Ein Aspekt ist beispielsweise, die Liste angeschlossener Hersteller an eine Plattform zu prüfen und zu sehen, ob die Unternehmen, von denen Produkte eingesetzt werden sollen, auch tatsächlich dem Zusammenschluss angehören.
Connected Home over IP – Ein neuer Ansatz
Ein aktueller Ansatz für einen neuen Kommunikationsstandard ist „Connected Home over IP“. Es handelt sich um neue Arbeitsgruppe innerhalb der Zigbee Alliance. Diese Arbeitsgruppe plant die Entwicklung eines neuen, lizenzgebührenfreien Konnektivitätsstandards, um die Kompatibilität zwischen Smart-Home-Produkten zu verbessern.
Dazu haben sich Amazon, Apple, Google und die Zigbee Alliance zusammengeschlossen. Die Vorstandsmitglieder der ZigBee Alliance, IKEA, Legrand, NXP Semiconductors, Resideo, Samsung SmartThings, Schneider Electric, Signify (ehemals Philips Lighting), Silicon Labs, Somfy und Wulian, sind ebenfalls mit an Bord.
Ziel des Connected Home over IP-Projekts ist es, die Produkt-Entwicklung zu vereinfachen und die Kompatibilität für Verbraucher zu verbessern. Smart-Home-Geräte sollen sicher, zuverlässig und einheitlich zu verwenden sein. Als Basis dient das „Internet Protocol“ (IP). Ziel ist es, die Kommunikation zwischen Smart Home-Geräten, mobilen Apps und Cloud-Diensten zu ermöglichen.
