Smart House, Smart Home, Smart Living, eHome, Home Automation Intelligentes Haus, Intelligentes Wohnen, Vernetztes Wohnen
Hausautomation, Gebäudeautomation, Gebäude Leittechnik Elektronisches Haus, Vernetztes Haus, Hausautomation

Entwicklung eines Smart-House Systems
basierend auf kostenfreier Software und offener Internet-Technologie

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Hinweis:

Diese Internet-Seite ist keine Werbung und beschreibt auch kein fertiges Produkt, sondern erörtert die Kriterien, nach denen ein geplantes Smart-House System zur Zeit noch entwickelt wird.
Diese Internet-Seite ist als Information zu verstehen, um den Stand der Entwicklung zu dokumentieren. Das dargestellte System und dessen Komponenten kann zur Zeit noch nicht käuflich erworben werden.
Alle Informationen sind unverbindlich und ohne Gewähr, da sich das System noch in der Entwicklung befindet. Eigenschaften von Geräten und Software können sich ändern, so lange der Entwicklungsprozess noch nicht abgeschlossen ist.
Alle Informationen wurden mit größter Sorgfalt erarbeitet, dennoch können Fehler nicht ausgeschlossen werden.
Der Autor übernimmt keine juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für eventuell verbliebene fehlerhafte Angaben und deren Folgen.
Alle Warennamen werden ohne Gewährleistung der freien Verwendbarkeit benutzt und sind möglicherweise eingetragene Warenzeichen.
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten.

Verwendung freier Grafiken:
Partiell verwendete Fremd-Grafiken basieren ausschließlich auf kostenloser Freeware. Eventuelle Urheberrechte © liegen bei bei Findicons, Enhanced Labs und GNOME icon artists.
Die verwendeten Fotos von Gebäuden (Animation oben) stammen von öffentlichen Wetterkameras (Webcams). Die ursprünglichen Aufnahmen wurden jedoch bearbeitet und teilweise stark verfremdet.


Ziel des Smart-House Projekts:

Systeme für intelligente Gebäude standen bisher nur einer sehr kleinen Gruppe von Anwendern zur Verfügung. Die Technik galt als teuer und ein "Intelligentes Haus" (Smart House) oder "Intelligentes Wohnen" (Smart Living) war meist nur einem elitären Kreis wohlhabender Personen vorbehalten.
Die Konfiguration und Installation dieser sogenannten "Smart-Homes" konnte nur von Experten der Gebäudeautomation (Hausautomation) durchgeführt werden, wodurch das Vorurteil einer komplizierten Technologie entstand.

Dieses Projekt hat das Ziel ein System zu entwickeln, welches Smart-House Technologie einer breiten Bevölkerungsschicht zugänglich machen soll.
Die Komplexität dieser Materie soll so aufgearbeitet werden, dass auch unerfahrene Anwender die Technik zu beherrschen lernen und selbständig ein eigenes Smart-House System realisieren können.
Der Aufbau eines solchen Smart-Home Systems soll letztlich nicht viel mehr Fachwissen erfordern, als es beispielsweise notwendig ist, um eine Internet-Kamera in Betrieb zu setzten.
Ob moderne Technik einfach in ihrer Anwendung ist oder undurchschaubar kompliziert, liegt heute im wesentlichen an der Software die sie steuert, so wie an der Qualität der Beschreibung ihrer Funktionalität. In diesem Projekt sollen Beschreibungen und Anleitungen einfache Lösungswege aufzeigen und schnelle Erfolge im Aufbau eines eigenen Systems möglich machen.
Kostenfreie Software soll komplexe Aufgaben mit wenigen Handgriffen erledigen und Anwender dabei unterstützen, schnell und unkompliziert Smart-House Technologie einzusetzen.

Mit der Entwicklung einer neuartigen Produkt-Serie soll Intelligentes Wohnen erschwinglich werden.
Diese Produkt-Serie soll nicht nur für Wohnungen privater Anwender zur Verfügung stehen, sondern auch in Gebäuden und technischen Anlagen aller Art Verwendung finden.
Langjährige Erfahrungen im Bereich professioneller Automatisierungssysteme und industrieller Prozess-Leittechnik sollen die Grundlage dieser Entwicklung bilden.

Was ist Smart House ?

Für Smarthouse werden oft verwirrende Begriffe verwendet, wie beispielsweise Smart Living, eHome, Smart Home, Elektronisches Haus, Vernetztes Haus, Vernetztes Wohnen, Intelligentes Haus, Intelligentes Wohnen, Hausautomation, Gebäudeautomation oder Gebäude Leittechnik.
Als Einleitung in diese Thematik sollen die Zusammenhänge dazu erläutert werden.

Intelligentes Haus und Intelligentes Wohnen:

Smart House Technologie sorgt für sicheres, komfortables und intelligentes Wohnen, durch die Anwendung moderner Mikrocomputertechnik. Das Gebäude wird gewissermaßen intelligent, es „fühlt“ (z.B. Temperatur), es „denkt“ (Mikroprozessoren), es passt sich den Bedürfnissen der Bewohner an (Software) und es erkennt Gefahren (z.B. Feuer, Gas, Unwetter, Einbrecher, etc.).
Ein Intelligentes Haus (Smarthome, eHome) wird über einen hauseigenen „Bordcomputer“ realisiert, dessen Programm mit den gewünschten Funktionen ausgestattet ist.
Intelligentes Wohnen (Smart Living) bedeutet beispielsweise, dass die Daten eines Windmessers genutzt werden um Roll-Läden oder Jalousien zu bewegen, oder dass beim Verlassen des Hauses geöffnete Fenster und Türen erkannt werden. Intelligentes Wohnen bedeutet auch Einsparung von Energie. So kann beispielsweise die Beleuchtung eines Raumes deaktiviert werden, wenn sich dort über längere Zeit keine Person mehr aufhält. Die Lüftung der Räume kann automatisch gesteuert werden, um CO2 Gehalt und Luftfeuchtigkeit im optimalen Bereich zu halten und gleichzeitig den Energieverbrauch für Heizung oder Klimaanlage auf ein Minimum zu senken.
Welche Aktionen jeweils erfolgen sollen, lässt sich dabei innerhalb kurzer Zeit durch Programmierung der Anlage flexibel festlegen. Die Programmierung (Hausautomation, Gebäudeautomation) erfolgt durch grafische Funktionsblöcke, die mit der Maus am Bildschirm parametriert werden. Damit kann auch ein Anfänger, ohne Kenntnisse von Programmiersprachen, die Erstellung der Software innerhalb weniger Stunden erlernen.
 

Was bedeutet 'Vernetztes Wohnen' und 'Vernetztes Haus' ?

Ein Netzwerk von dezentral verteilten Mikroprozessoren bildet hierbei ein elektronisches "Nervensystem", dessen Sensoren und Aktoren die einzelnen Teile des Gebäudes steuern und überwachen. Vernetztes Wohnen bedeutet, dass nahezu alle Geräte innerhalb des Gebäudes über ein Netzwerk miteinander verbunden sind. Ein vernetztes Haus vereint somit verschiedene Funktionsgruppen wie Unterhaltungselektronik, Multimedia, Telefon, Personalcomputer, Internet, Sicherheitstechnik und Gebäudeautomation zu einem zusammenhängenden System. Über das Internet wird jedes Gebäude und jede Wohnung von fast jedem Ort der Welt erreichbar und kann damit aus der Ferne überwacht und gesteuert werden.
Die Vernetzung der einzelnen Gebäude wird in naher Zukunft zu einem Leitsystem führen (Gebäude Leittechnik), welches Gefahren wie Brände, defekte Gasleitungen oder Einbrüche, innerhalb einer Stadt erkennt und sofort Maßnahmen einleiten kann. Welche Daten von außen über das Internet verfügbar sind und wer darauf zugreifen kann, liegt einzig und allein im Willen der Bewohner.
Sicherheit und Schutz der Privatsphäre muss hier höchste Priorität haben.

Ein 'Elektronisches Haus' mit freundlicher Technologie:

Hierbei ist es von elementarer Wichtigkeit, dass die Bewohner des Gebäudes nicht mit der Technik belastet werden. Ein "Elektronisches Haus" soll das Leben einfacher machen, nicht komplizierter.
So ist es Aufgabe der Technik unsere Lebensqualität zu verbessern, uns zu schützen und uns die Freiheit zu schaffen, die wir für die Dinge brauchen, die uns besonders wichtig sind.
Smart House Technologie bedeutet auch, elektronische und mechanische Geräte im Haus zu vereinen und sie als Einheit für uns arbeiten zu lassen.
Ob moderne Technik nun kinderleicht einfach oder undurchschaubar kompliziert ist, liegt heute im wesentlichen an der Software die sie steuert.
Ein System welches nur von Experten installiert werden kann, muss zwangsläufig kompliziert sein und eine unausgewogene Architektur besitzen.
Anwenderfreundlichkeit, Stabilität, Zuverlässigkeit und Effizienz müssen im Vordergrund stehen.
Ein durchdachtes Konzept ermöglicht den unkomplizierten Umgang mit dem System und ist auch eine Grundvoraussetzung für niedrige Kosten.

Ein 'eHome' mit energiesparender Technologie:

Ein Personalcomputer mit seiner unzuverlässigen Software und seinem hohem Energieverbrauch, wäre hier als Systemkomponente nicht akzeptabel und völlig fehl am Platz.
Zum Einsatz kommen moderne Embedded Computer mit sehr geringem Energieverbrauch. Personalcomputer werden lediglich zur Konfiguration des Systems benötigt und als externe Plattform zur Fernsteuerung der Anlage über Internet und lokales Netzwerk (LAN).

Ein 'Smart Home' schützt Ihr Eigentum:

In Deutschland hat die Zahl der Wohnungseinbrüche in den letzten Jahren stark zugenommen. Im Durchschnitt wird etwa alle 3 Minuten ein Gebäude oder eine Wohnung aufgebrochen.
Die Schwachstellen sind meist Fenster, Balkon- und Terrassen-Türen.
Bei fast 200000 Opfern im Jahr entstehen neben materiellen Verlusten und der Verwüstung der Räume, auch noch psychologische Schäden.

Dabei hat ein Einbrecher heute eigentlich überhaupt keine Chance unerkannt in ein Gebäude einzubrechen, wenn die richtige Technologie installiert wurde.
Sicherheitsbeschläge verhindern ein rasches Öffnen von Fenstern und Türen und setzen den Einbrecher unter mächtigen Zeitdruck, da er bereits vom Computersystem des Smart Home erfasst wurde. Kameras im Außenbereich erfassen die Bewegungen des Täters und senden die Bilder zum System. Bereits bevor der Täter die Wohnung betreten kann, verkündet ein weit wahrnehmbarer lauter Alarm den Versuch des Einbruchs. Der Täter muss jetzt befürchten, dass der Alarm ebenso über das Internet übertragen wurde und gerade der Eigentümer der Wohnung mit seinem Smartphone den Vorgang beobachtet und gleichzeitig mit der Polizei telefoniert. Nur ein wirklich sehr dummer Einbrecher flieht in diesem Moment nicht, denn die Wahrscheinlichkeit dass er jetzt gefasst wird, steigt mit jeder Sekunde seiner Anwesenheit !

Sämtliche Bewegungen können dabei über Bewegungsmelder registriert werden, selbst bei völliger Dunkelheit. Fenster und Türen lassen sich über Öffnungskontakte und Glasbruchmelder permanent überwachen. Alle Sensoren werden vom Smart Home System ständig überprüft und ausgewertet. Das Computersystem kann dabei pro Sekunde hunderte von Sensoren quasi gleichzeitig überwachen. Kameras (Webcam, IP-Kamera) übertragen nicht nur Bilder, sondern können auch Bewegungen im Bild erkennen und Warnungen ausgeben. Die Bilder der Kameras können auch über das Internet übertragen werden und auf einem Computer weit entfernt in einer anderen Stadt gespeichert werden. Damit wird es für einen Einbrecher unmöglich die Sicherstellung der Aufnahmen zu verhindern.
Die Aufschrift "Smart-House Technology" an Fenstern und Türen sollte jedem Einbrecher eine klare Warnung sein, worauf er sich bei einem Einbruch einlässt.

Wird während Ihrer Abwesenheit in Ihr Haus eingebrochen, kann ein Smarthome automatisch über Email oder SMS eine Alarm-Meldung versenden und selbständig beliebige Gerätschaften steuern, wie z.B. bei Dunkelheit alle Lichter einschalten, Jalousien hochfahren und die Sirene aktivieren.
Über das Internet kann die Situation im "Smarthouse" jederzeit mittels Kameras oder über Prozessbilder überprüft werden, ein klarer Vorteil moderner Gebäude Leittechnik.
Ein elektronisches Haus bietet damit durch die integrierte Funktionalität der Hausautomation (Gebäudeautomation) nicht nur einen hohen Komfort, sondern kann Gefahren auch gezielt entgegenwirken.

Was bedeutet 'Smart Grid' ?

In einem Privathaushalt verursachen Haushaltsgeräte etwa 40 Prozent des Stromverbrauchs. Besonders intensiv sind hierbei elektrische Heizungen, Waschmaschinen, Wäschetrockner und Geschirrspülmaschinen. Mit Smartgrid Technik ist es möglich solche Geräte erst dann zu aktivieren, wenn der Energiepreis niedrig ist. Smart Grid ermöglicht die Kommunikation mit dem Energie-Versorger, um Daten über den aktuellen Strompreis zu erfahren und um höhere Energie erst dann einzukaufen, wenn der Tarif günstig ist. Diese Art des kosten-effizienten Energieverbrauchs ist zukunftsweisend und erfordert, neben einem geräteübergreifenden Smarthome System, zudem einen Energieversorger welcher eine variable Abrechnung des Verbrauchs zulässt.

Die universelle Fernbedienung Smartphone:

Ausdrücke wie Fernbedienung Smartphone oder Fernsteuerung Smartphone mögen merkwürdig klingen, verdeutlichen aber einen Trend der wohl kaum zu übersehen ist.
Heutige Mobilfunktelefone werden immer leistungsfähiger und können für vielfältige Aufgaben eingesetzt werden. Neben dem Empfang von Alarm-Meldungen per SMS ist besonders der Web-Browser ein wichtiges Werkzeug. Über Web-Seiten können Gebäude, Maschinen, Geräte oder technische Anlagen überwacht und bedient werden.

Mensch Maschine Schnittstelle:
Die Mensch Maschine Schnittstelle (HMI, Human Machine Interface) ist bei industriellen Anlagen seit Jahrzehnten Standard, um technische Prozesse über Bildschirme zu steuern.
Hierbei werden alle technischen Anlagen über Bildschirme von Computern bedient und überwacht. Dazu werden so genannte Prozessbilder verwendet, die als Schnittstelle zwischen Mensch und Technik dienen. Prozessbilder sind grafische Darstellungen von technischen Anlagen, Maschinen, Apparaten und Gebäuden.
In der Gebäude Leittechnik sind Prozessbilder ebenso Standard wie in der Automation von Industrieanlagen oder Kraftwerken. HMI (oder auch MMI) wird seit kurzer Zeit auch bei modernen Automobilen eingesetzt, um Fahrzeugtechnik, Radio, Navigation und Telefon über die grafische Oberfläche eines Bildschirms zu bedienen.
Bei modernen Systemen wird die Mensch Maschine Schnittstelle (HMI, MMI) über Internet-Seiten realisiert. Ein Personalcomputer, Notebook oder ein Smartphone genügt, um über ein Netzwerk eine Verbindung zum System aufzubauen. Zur Bedienung ist lediglich ein moderner Web-Browser notwendig. Das notwendige Netzwerk steht in mehreren Varianten zur Verfügung und muss nicht immer nur aus Kabeln bestehen. Die meisten Smartphones und Notebooks verfügen über WLAN (WiFi), ein Funk-Netzwerk mit dem ein drahtloser Zugriff innerhalb des Gebäudes möglich ist.
Ein mobiler Zugriff über das Internet kann mit einem Smartphone über des Mobilfunknetz erfolgen, geradezu ideal für die Besitzer einer Mobilfunk Flatrate.

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