Wer aus seinem Zuhause ein Smart Home machen will, wünscht sich wohl ein System, in dem alles mit allem sofort funktioniert.

Die Realität ist aber: Es gibt verschiedene, vermeintlich inkompatible Systeme und Komponenten. Das wirkt erst einmal abschreckend, sollte es aber nicht.

Smart Homes waren lange die Domäne des Handwerks: Der Kunde beschreibt, was er gern automatisiert und fernbedient haben möchte und die Handwerker realisieren diese individuelle Lösung dann aus einer Hand. So lassen sich beeindruckende Installationen bauen – allerdings nur für Besserverdienende.

Für den Massenmarkt braucht es hingegen Produkte, die in großen Mengen billig hergestellt und durch den Nutzer selbst individualisiert werden. Beim Smartphone hat das funktioniert: Die Nutzer akzeptieren, dass es verschiedene Komponenten wie Netzteile, Displayschutz und auch Apps gibt, von denen aber nur bestimmte auf das eigene Gerät passen.

Beim Smart Home ist das offenbar anders. Auch hier gibt es verschiedene Systeme und Komponenten, aber die Akzeptanz beim Konsumenten ist gering. In Umfragen führen sie als einen der wichtigsten Gründe, warum sie ihr Haus oder ihre Wohnung noch nicht smart machen wollen an, dass die einzelnen Smart-Home-Komponenten inkompatibel seien. Hier erwarten die Menschen offenbar, dass alle Sensoren und Aktoren unabhängig von der verwendeten Technologie und dem Hersteller miteinander interagieren können. Das wäre zwar schön, ist aber leider nicht so und wird es auch in Zukunft nicht sein.

Verschiedene Einzelteile, aber eine gemeinsame Sprache

Smart Home bedeutet, dass möglichst viele Funktionen in Haus und Wohnung automatisiert ablaufen. Sensoren messen Werte, ein Regelwerk vergleicht diese mit Nutzervorgaben und in Abhängigkeit davon wird etwas geschaltet oder auch nicht. Beispielsweise: „Das Fenster ist nicht zu, also schalte den Heizkörper aus.“

Smart Home bedeutet hingegen nicht, etwas im Haus mit dem Smartphone ein- oder auszuschalten. Das wäre bestenfalls ein Connected Home und wirklich nicht besonders smart. Das klassische Smart Home hat eine Zentraleinheit, welche die Regeln enthält, nach denen das schlaue Haus funktionieren soll, und die mit den Sensoren und Aktoren kommuniziert. Da Sensoren und Aktoren nicht viele Worte machen, reichen dafür Übertragungsprotokolle, die kurze Telegramme mit möglichst wenig Energie übertragen. Zum Beispiel: ein, aus, rauf, runter, 17°, Bewegung erkannt, 14.000 Lux.

TCP/IP oder Bluetooth sind für die Übertragung großer Datenmengen gedacht und als Protokoll für den Sensor/Aktor-Feldbus völlig überzogen. Im Gegenteil: Der vergleichsweise hohe Stromverbrauch schließt oftmals einen Batteriebetrieb oder Stromversorgung per Energy Harvesting, eine Form der Selbstversorgung mit Strom, aus. Deshalb haben sich ZigBee, Z-Wave, der batterielose ISO-Standard EnOcean und andere 868-MHz-Protokolle durchgesetzt. Auf diesem Weg kommunizieren Sensoren und Aktoren mit der Smart-Home-Zentrale.

Erfolgreiche Systeme wie Bosch, Innogy, Telekom, Comexio, Devolo, Coqon, Wibutler, Philips Hue, Rademacher, Somfy, Ubisys und Smartfriends funktionieren so. Die Anwender dieser Systeme handeln genauso wie bei anderen technischen Systemen auch: Geht etwas kaputt oder will man etwas erweitern, geht man zum Händler seines Vertrauens. Der weiß dann schon, was zum vorhandenen System kompatibel ist und was nicht. Obwohl viele dieser Produkte völlig inkompatibel zueinander sind, gibt es also für den Kunden kein Problem, da heute für jedes am Markt angebotene System alle gewünschten Komponenten vorhanden sind.

Das Smart Home selbst zusammenstückeln

Nun drängen aber vermehrt sehr preisgünstige Einzelprodukte auf den Markt: eine WLAN-LED-Birne für 9,90 Euro, eine Funksteckdose für 14,95 Euro, eine WLAN-Outdoor-Kamera für 99,95 Euro. All diese IoT (Internet of Things) -Produkte funktionieren für sich genommen einwandfrei. Sie nutzen das lokale Netzwerk und über den Router das Internet, um sich beim Cloudserver des jeweiligen Herstellers anzumelden.

Per Smartphone und App meldet sich der User dort an und innerhalb von Minuten ist die Installation erfolgreich abgeschlossen. Allerdings braucht man mehrere Apps: Mit der einen sieht man das Bild der Kamera, mit der anderen lässt sich die Steckdose schalten und mit der dritten das Licht. Alle diese Produkte nutzen WLAN, Internet und Cloud und sind dennoch – im Sinne des Nutzers – nicht kompatibel. Und wenn die nächste IP-Cam aus dem Sonderangebot beim Discounter dazu kommt, läuft sie sicherlich nicht mit der App der ersten Kamera. Frustrierend.

Dolmetscher für unterschiedliche Produkte nutzen

Die oben genannten IoT-Produkte sind zwar technisch kompatibel, für den Anwender wirken sie aber wie getrennte Welten. Zum Glück gibt es Apps wie Conrad Connect oder IFTTT, die gewissermassen als Dolmetscher die unterschiedlichen Produkte verstehen und deren Sprache sprechen. Als intelligenter User kann man mit diesen Anwendungen eigene Makros schreiben und so die unterschiedlichsten Produkte zu gemeinsamem Handeln zwingen: „Wenn der Bewegungsalarm der Kamera A ausgelöst wird, schalte die Steckdose des Herstellers B ein.“ Oder: „Wenn die Indoor-Wetterstation einen CO2-Wert oberhalb von 1.200 ppm erkennt, schalte die LED-Leuchte von Hersteller C ein und ändere die Farbe auf Rot.“

Zwischen den Sensoren und Aktoren liegt immer das Internet.

Die Informationen gehen über diverse unbekannte Server in unbekannten Clouds, meist ausserhalb der Gültigkeit der Europäischen Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO). Nicht jedem ist wohl bei dem Gedanken, abhängig zu sein von der Funktionsfähigkeit des Internets und von der Hoffnung, dass die meist fernöstlichen Cloud-Betreiber auch übermorgen noch am Markt und die Daten bei ihnen dauerhaft in guten und sicheren Händen sind.

Zum Thema Data Security und Privacy in Smart Homes liesse sich noch viel mehr sagen. In diesem Artikel konzentrieren wir uns jedoch auf die technischen Aspekte.

In Erfahrung bringen, was die Hersteller nicht verraten

Ein Smart-Home-System mit Zentraleinheit erscheint auf den ersten Blick wie eine geschlossene Gesellschaft. Mancher mag denken, alles müsse von ein- und demselben Hersteller kommen, sonst passe es nicht. Das ist jedoch ein Trugschluss. Die meisten dieser Systeme wie die oben genannten, also etwa Bosch, Philips Hue und Smartfriends verwenden international definierte und weit verbreitete Standards. Das sind in der Regel ZigBee, Z-Wave und EnOcean.

Nur sagen die Hersteller das nicht so laut, denn sie haben die nicht ganz unberechtigte Angst, sich quasi zu verpflichten, alle anderen Sensoren und Aktoren des gleichen Standards hundertprozentig und auf lange Zeit unterstützen zu müssen.

Philips Hue basiert auf Zigbee. Osram, Paulmann und Ikea auch. Das heisst: Diese Produkte können miteinander verwendet werden. Sie sind kompatibel, nur möchte Hersteller A nicht so gerne, dass Kunden an seine Zentrale die billigeren Leuchten von Hersteller C anschliessen. Also findet diese Information keinen Eingang in die Werbung. Der Anwender glaubt dann, dass die Produkte nicht kompatibel sind

Es gibt sogar Systeme, die mehrere Standards unterstützen. Wibutler ist vor Jahren mit einem solchen multilingualen System angetreten – zuerst für EnOcean, dann kam Z-Wave dazu. Der Nutzer muss hier nicht unterscheiden, welches Produkt denn nun mit welchem Protokoll arbeitet. So sollte es eigentlich bei allen Smart-Home-Komponenten sein.

Bemerkenswert ist auch das Angebot der Smartfriends, einer gemeinsamen Vermarktungsplattform der deutschen Mittelständler Abus, Schellenberg, Steinel und Paulmann. Die einzelnen Hersteller nutzen ZigBee, Z-Wave und zwei proprietäre 868-MHz-Protokolle und haben eine gemeinsame Zentraleinheit entwickelt, die alle vier Funk-Dialekte spricht und versteht.

Es gibt eine App für alles und ohne sichtbaren Unterschied, wie die einzelnen Komponenten intern funktionieren. Für den Anwender wirken die vier technisch völlig inkompatiblen Systeme wie aus einem Guss und sind interoperabel. So kommen mehr als 200 unterschiedliche Sensoren, Aktoren, Leuchten, Bewegungsmelder, Kameras und Türschlösser zusammen. Das ist eine sehr gute Lösung für den Kunden, weil er nicht mit technischen Details belastet wird und eine riesige Auswahl hat.

Reine Software-Lösungen erfordern IT-Kenntnisse

Neben den IoT-Komponenten und den Systemen mit Zentraleinheit gibt es auch reine Software-Lösungen. Das sind beispielsweise myHomeControl von BootUP, openHAB, Akktor oder IP-Symcon. Alle vier Systeme kommen von Softwarehäusern und unterstützen eine immense Anzahl von Standards, darunter alle schon genannten Funkstandards sowie KNX, LCN, 1-Wire, RS232, Infrarot und CAN. Sogar ISDN und noch einige mehr lassen sich mit einer einzigen Software zu einem gemeinsamen Smart-Home-System vereinen.

Mit diesen Systemen ist wirklich alles machbar. Die Betriebssystem-Basis ist unterschiedlich, ebenso sind es die Editoren. Je nach System hat der Programmierer wenig oder gar nichts mit den jeweiligen Schnittstellen zu tun, er hantiert mit transparenten Funktionsbausteinen.

Für einen unerfahrenen Endanwender ohne IT-Know-how sind solche Software-Lösungen nicht geeignet. Allerdings haben sie da, wo die Consumer-Smart-Home-Systeme an ihre Komplexitätsgrenzen stossen, ihre Stärken. Es gibt Fertighaus-Hersteller welche beispielsweise myHomeControl einsetzen, um neben der Elektroinstallation auch Lüftung, Wärmepumpe, Batteriespeicher, Solaranlage, Sonos und Apple Homekit miteinander verbinden zu können.

Works with … Alexa, Philips Hue und Sonos

Nicht unerwähnt bleiben sollen auch Alexa und andere Sprachassistenten. Die grossen Internetfirmen Amazon, Google und Apple bemühen sich sehr, dass möglichst viele Smart-Home-Unternehmen ihre Systeme einsetzen und so auf der ganzen Welt vermarkten.

Sie beherrschen zwar die Technologie der sprecherunabhängigen Spracherkennung, können aber keinen Rollo-Aktor bei, sagen wir, Familie Müller in Dingsdorf einbauen. Schliesslich wissen sie nicht einmal, welches Smart-Home-System Familie Müller verwendet. Den Rollo-Aktor hat Herr Müller selbst eingebaut, denn er ist begeisterter Heimwerker. Das System hat die Familie von ihrem Stromanbieter zu einem subventionierten Preis bekommen.

Wenn dieses System das Logo „Works with Alexa“ hat, hat der Hersteller dafür gesorgt, dass es kompatibel mit Alexa ist. Gleiches gilt für „Works with Philips Hue“ und „Works with Sonos“.

Wenn ein Einbrecher also am Fensterrahmen hantiert und der smarte Sensor dies bemerkt, schaltet Philips Hue alle Leuchten auf blinkendes Blaulicht, aus den Sonos-Lautsprechern ertönt die Alarmsirene und die Rollläden fahren herunter. Gleichzeitig wird eine Push-Nachricht an alle Smartphones der Familie abgesetzt.

Das ist keine Science-Fiction, sondern genau so in vielen Musterhäusern zu erleben, realisiert durch die Software myHomeControl. Auch der Sprachbefehl „Alexa – Guten Morgen“ kann, je nach Konfiguration, die Rollläden hochfahren, die Tagesnachrichten starten oder das Auto vorwärmen. Auch hier gilt: Was für den Nutzer wie aus einem Guss wirkt, muss nicht im hardwaretechnischen Sinne kompatibel sein.

Fazit

Im Smart Home gibt es aus guten Gründen mehrere, sehr unterschiedliche Standards und Architekturen. So sind zum Beispiel Systeme wie KNX und LCN nur im Neubau sinnvoll, weil sie eine bestimmte, zusätzliche Verkabelung erfordern.

Auch beim Nachrüsten gibt es unterschiedliche Lösungen. In kleinen beziehungsweise privaten Gebäuden sind zum Beispiel batteriebetriebene Sensoren kein Problem: Man wartet, bis die Batterie leer ist, und tauscht sie dann aus. In grossen, vielleicht auch betriebskritischen Gebäuden wie Schulen und Krankenhäusern geht das nicht. Hier müsste man die Batterien regelmässig vorbeugend austauschen. Das wäre nicht besonders umweltfreundlich und sehr arbeitsintensiv. Für Funk ohne Batterie würde man also EnOcean-Produkte verwenden, denn sie holen sich ihre Energie aus der Umwelt, durch Licht, Bewegung oder Temperaturdifferenz.

Verschiedene Systeme bedeuten also verschiedene Einsatzmöglichkeiten. Viele Kunden mögen sich vielleicht trotzdem einen allumfassenden Standard wünschen, aber der ist eigentlich gar nicht nötig. Denn es gibt genügend Möglichkeiten, die einzelnen Komponenten miteinander zu kombinieren.

Source: Günther Ohland

Geschrieben von Learning Evolution.com

The basis of my professional, polyvalent career is mainly characterized by the following qualifications: - 20 years of experience in Sales & Marketing - 20 years of experience in the field of ICT and in particular, Learning Development, Knowledge Management (KM), Enterprise Content Management (ECM), Customer Relationship Management (CRM) and Search Engine Optimization (SEO) - 20 years of experience in the field of human Resources Management (5 - 25 persons - recruitment, leading, training and motivation of employees) - 20 years of experience as a Project Manager in the field of ICT, chemical and industrial plant design and architecture. - 10 years of experience in 2D / 3D CAD planning - 10 years of experience in the field of Biological and Energy-Efficient Construction - 5 years of experience as a Member of the Board of two companies, with whom I've worked

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