Was ist ein intelligentes Haus?

Smart Home ist ein Netzwerk aus Sensoren, Controllern und Aktoren die mit einem zentralen Steuergerät verbunden sind. Dieses ist wiederum mit der Cloud verbunden und kann von Geräten wie zum Beispiel von Smartphones aus gesteuert werden.

Mittlerweile gibt es auf der ganzen Welt ungefähr 600 Millionen Häuser mit Internetanschluss. In diesen wird das Internet im Durchschnitt von zehn verschiedenen Geräten über WiFi verwendet, wie zum Beispiel Computern, Notebooks, Smartphones, Spielen und Sicherheit Systemen.
Bis 2020 wird diese Zahl auf ca. 700 Millionen ansteigen.

Diese Zukunft beinhaltet Sensoren die im ganzen Haus verteilt sind. Temperatur, Bewegungen, Position, Sicherheit, Feuchtigkeit, usw. können überwacht werden und ermöglichen somit eine bessere Kontrolle über das alltägliche Leben.

Die Positionssensoren erkennen ob eine Tür oder ein Fenster offen oder geschlossen ist, die Bewegungssensoren erkennen wo sich eine Person gerade im Haus befindet. Sensoren welche die Temperatur überwachen garantieren, dass im Haus immer die perfekte Temperatur, bei optimalem Energieverbrauch, herrscht. (Wenn sich niemand im Haus befindet wird die Temperatur nicht angepasst um Strom zu sparen). Feuchtigkeitssensoren können an Haushaltsgeräten oder am Fußboden angebracht werden um zu gewährleisten, dass ein Rohrbruch sofort erkannt wird.

Die “Intelligenz” ermöglicht auch das Verwenden von Sensoren mit zwei Aufgaben: Wenn sich niemand im Haus befindet und das Sicherheit System aktiv ist, können Bewegungsmelder als zusätzliche Sicherheit verwendet werden. Ansonsten, wenn die Bewohner zuhause sind, können die Bewegungssensoren Lichter aktivieren oder die Temperatur regulieren wenn sich jemand im Raum aufhält. Es wäre auch möglich Musik abzuspielen, die einen durch die verschiedenen Räume begleitet. Je nach Funktionsweise, sind diese Sensoren in der Lage untereinander und mit einer Steuereinheit zu kommunizieren.
Diese verbindet alle Systeme des Hauses mit dem Internet und erlaubt somit die Überwachung und Steuerung des Hauses durch die intelligente Cloud, Smartphone, Tablet und weiteren Geräten.
Im Inneren der Häuser müssen die Geräte untereinander und mit dem Router oder mit der Cloud kommunizieren. Es gibt es viele technische Standards die für diese wireless Verbindungen verwendet werden können und es den Geräten erlauben den zentralen Controller, also den Router, zu erreichen.
Wir glauben, dass es in Zukunft drei Möglichkeiten zur offenen Kommunikation im Haus geben wird. Wie zum Beispiel WiFi: mit seiner enormen Bandbreite wird es dazu verwendet große Datenmengen wie Videostreams, Musik, Spiele, usw. zu übertragen.
Hingegen kann Bluetooth als Verbindung auf kurzer Distanz eingesetzt werden, wie zum Beispiel bei Fitnessarmbändern zur Überwachung des Pulses.
Zu einem Großteil wird für die meisten Sensoren im Haus, mit IEEE 802.15.4, ZigBee (zukünftig Thread) verwendet.
Zigbee durchdringt mit seiner Frequenz von 2,4 Ghz Wände, Böden und Möbel und kann somit das gesamte Haus abdecken.
Wireless IEEE 802.15.4 bietet die perfekte Mischung aus Robustheit, Bandbreite, Energie- und Kostensparsamkeit.
Hersteller können auf ZigBee als stromsparende Alternative für WiFi zurückgreifen. Der Großteil der Konsumenten ist es gewöhnt tragbare WiFi Geräte wie zum Beispiel Smartphones jeden Tag neu aufzuladen. Hingegen will niemand regelmäßig die Batterien von den unzähligen Sensoren im Smart Home der Zukunft wechseln.
ZigBee ermöglicht es batteriebetriebenen Geräten bis zu zehn Jahren zu funktionieren ohne die Batterie tauschen oder aufladen zu müssen, denn ZigBee sendet nur kleine Datenpakete wenn es nötig ist und verbraucht nicht so viel Energie wie WiFi, welches andauernd Millionen von Datenpaketen überträgt.

Gedacht für highspeed Detenanwendungen, verbraucht WiFi 100.000 mal mehr Energie als ZigBee und 10.000.000 mal mehr als ZigBee PRO Green Power, welches für energy harvesting (ohne Batterie – ohne Wechselstrom) geplant ist.

Ein Gerät mit ZigBee bietet aber noch andere Vorteile für Entwickler. Da es einem internationalen Standard bietet, garantiert es den Produzenten, dass ihr Produkt überall auf der Welt einsetzbar ist, im Gegensatz zu anderen wireless Lösungen wie ZWave und EnOcean. Des weiteren ist die Verbindung ein offener internationaler Standard, das heißt, dass verschiedene Produzenten ZigBee-Empfängerchips bauen können, man ist also nicht von einem einzigen Provider abhängig.

Weitere technische Details zu ZigBee:

• globale Einsetzbarkeit dankt 2,4 GHz Frequenz nach IEEE 802.15.4.
• Regionale Zusammenarbeit mit 915MHz (Amerika) und 969MHz (Europa).
• Flexibel mit seinen 16 Kanälen auf der 2.4 Ghz Frequenz.
• Beinhaltet Stromspar-Mechanismen für alle Arten von Geräten und unterstützt battery-less Geräte.
• Discovery-Mechanismus mit Bestätigung.
• Koppelungs-Mechanismus mit Bestätigung.
• Mehrfachsterntopologie und interpersonales Area Network (PAN).
• Verschiedene Möglichkeiten der Übertragung, darunter auch Broadcast.
• Mechanismus zur Erzeugung von Sicherheitsschlüsseln.
• Verwendung des Sicherheit Standarts AES-128.
• Unterstützung der Alliance-Standards und spezifischen Innovationen des Produzenten.

Das neue Smart Home besteht aus einem Netz von Sensoren, Aktoren und Steuerungen die alle mit einem wireless Standard untereinander verbunden sind. Dieser Standard muss robust und energieeffizient sein und ebnet somit den Weg für den nächsten Multi Milliarden Markt: elektrische Komponenten und intelligente Geräte für das Smart Home.