Fit für die Zukunft - Fit für Smart Home

Kapitel: Aktoren, Sensoren, Bussysteme und Intelligenz

„Da stellen wir uns doch mal ganz dumm“, heißt es im Film „Die Feuerzangbowle“. Unter diesem Motto wagen wir einen Blick auf die Technik.

Das Smart Home ist ein Gebäude mit intelligenter Haussteuerung, dem Smart Home-System. Hierzu gehören folgende Systemkomponenten:

1. Aktoren

Der Aktor ist ein „Ding das tut“. Hierzu gehören im Wohngebäude:

  • Lichtund andere Schalter für an/aus oder Dimmen,
  • Heizungsventile,
  • Rollladenmotoren,
  • Türschlösser
  • und noch so einiges mehr.

2. Sensoren

Ein Sensor ist ein „Ding das wahrnimmt“. Sensoren messen in und um ein Smart Home

  • Temperaturen,
  • Lichtstärke,
  • Feuchtigkeit,
  • Anwesenheit von Personen
  •  und so weiter.

3. Bussystem

Die naheliegende Verwechslung mit dem Verkehrsmittel ist gar nicht so falsch. Mit diesem Bus werden alle Daten im Smart Home-System transportiert. Bussysteme im Smart Home verwenden, wie Verkehrsmittel, unterschiedliche Infrastruktur. Der Unterschied ist, statt auf Straßen oder Schienen, werden die Daten über Kabel oder Funk transportiert.

4. Protokolle und Standards

Protokolle beschreiben die „Amtssprache“ im Smart Home-System. Schließlich müssen die gesendeten Daten vom Empfänger auch verstanden werden. Für die Datenkommunikation wurden zahlreiche Sprachen entwickelt. Das bekannteste Protokoll zur Daten- übertragung ist das Internetprotokoll (IP). Dieses Protokoll ist besonders gut für große Datenmengen geeignet. Im Internet der Dinge „reden“ auch Smart HomeKomponenten immer öfter IP.

Allerdings sind die meisten Komponenten im Smart Home-System eher wortkarg. Sie sagen zum Beispiel nur „An“ oder „Aus“. Dafür braucht man kein IP. Smart Home-Komponenten nutzen deshalb meist andere Protokolle, die weniger Energie verbrauchen. Das ist für Funkkomponenten mit Batterie besonders wichtig.

Das bekannteste Smart Home-Protokoll ist KNX. Es wurde für die Übertragung von Smart Home-Daten über Kabel entwickelt, kann aber inzwischen auch funken. Es gibt eine riesige Auswahl von Komponenten, die KNX sprechen. Ihre Hersteller sind Mitglied der KNX-Assoziation. Für die Funkübertragung von Smart Home-Daten gibt es wesentlich mehr unterschiedliche Protokolle. Weit verbreitet sind z-wave, Home Matic, ZigBee oder enOcean. Auch diese Standards werden von einzelnen Unternehmen oder Unternehmens-Allianzen gepflegt. Sie sind untereinander nicht kompatibel. Als Übersetzer zwischen Smart HomeKomponenten mit verschiedenen „Sprachen“ können sogenannte Gateways dienen.

5. Intelligenz

Beim Menschen ist es klar, das Gehirn sitzt im Kopf. Bei vielen Smart Home-Systemen ist das ähnlich. Eine zentrale Steuerungseinheit interpretiert die Sensordaten und achtet beim Bedienen der Aktoren auf die Einhaltung der Regeln. Solche Regeln können sein: „Licht an, wenn es dunkel wird!“ oder „Nachtabsenkung der Heizung um 22:30 Uhr“. Die Zentrale ist meist ein Miniserver im Haus, der für den Fernzugriff auch ans Internet angebunden werden kann.

Doch bei Smart Home-Systemen geht es auch anders. Die Intelligenz kann durch den Einbau von Chips dezentral auf die Aktoren und Sensoren verteilt werden. Will man sein Smart Home jedoch über das Handy oder Tablet steuern, dann braucht es möglichst eine zentrale Anbindung an das Internet und die Cloud des entsprechenden Dienstleisters. Systeme, bei denen jede Komponente direkt mit dem Internet verbunden ist, gelten als höchst unsicher. Jeder Lichtschalter müsste mit Passwort und Co. geschützt werden. Deshalb wird besser zentralisiert.

Intelligenz heißt auch Lernen können. Und tatsächlich: moderne Haussteuerungssysteme lernen anhand des Nutzerverhaltens und optimieren die Heizung, Beleuchtung oder Verschattung ganz von allein. Hier ein Beispiel:

Die Regel besagt „Nachtabsenkung der Heizung um 22:30 Uhr“. Aber immer mittwochs um Mitternacht kommt die Lieblingsserie der Bewohner und man bleibt länger auf. Und weil man nicht frieren möchte, regelt man die Heizung nochmal hoch. Das merkt sich ein lernendes Smart Home-System und bald ist es mittwochs im Wohnzimmer auch ohne Eingriff länger warm.

6. Bediengeräte

Der Nutzer legt letztendlich die Regeln fest, nach denen sein Smart Home für ihn arbeitet. In der traditionellen Gebäudeautomation kommt der Installateur mit seinem Laptop und richtet das System nach den Wünschen der Nutzer ein. Will dieser etwas ändern, kommt der Installateur noch einmal.

Inzwischen ist die Bedienung durch den Nutzer über wandintegrierte Touchpanels, Handy oder Tablet jedoch fast schon Standard. Selbst relativ harmlos wirkende Mehrfachtaster können übrigens als Bediengerät ausgelegt werden. Derzeit wird der Markt von sprachgesteuerten Lautsprechern mit integriertem Mikrophon (Alexa, Google Home oder demnächst auch den HomePod) erobert, der ebenfalls neben seinen vielen anderen Funktionen ein Bediengerät für das Smart Home sein kann. Oft können die Nutzer selbst das System einrichten und Regeln ändern. Sie greifen hierzu mittels App direkt oder via Cloud auf den Miniserver zu.