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Connected Home  

So werden die eigenen vier Wände intelligent

19.10.2015, 17:17 Uhr | al

Connected Home: So werden die eigenen vier Wände intelligent. Smart-Home-System (Quelle: imago/Kickner)

Eine zentrale Steuerung und weitere Komponenten machen die eigenen vier Wände zum Smart Home. (Quelle: Kickner/imago)

Als Connected Home – auch Smart Home genannt – wird eine intelligente Vernetzung der eigenen vier Wände bezeichnet. Der Bewohner kann zum einen Lampen, Steckdosen, Rollläden oder Heizung, beispielsweise per Smartphone-App oder über eine zentrale Fernbedienung steuern. Damit aber nicht genug, denn die Intelligenz dieser Systeme erlaubt auch autarke Reaktionen. Ein Beispiel: Stellen Wind- und Regensensor ein Unwetter fest, fährt automatisch die Markise ein. Damit all das funktioniert, braucht es eine Infrastruktur

Die diversen Smarthome-Lösungen der verschiedenen Hersteller haben zwei Gemeinsamkeiten: Es braucht eine zentrale Instanz, die alle anderen Komponenten steuert die alle miteinander vernetzt sein müssen. Dabei reicht es nicht, dass die zentrale Steuerung nur Schaltbefehle senden kann. Sie muss auch Signale von Sensoren und Messfühlern empfangen können. Diese gilt es auszuwerten, um dann wieder reagieren zu können. Dann fährt beispielsweise bei starkem Wind die Markise automatisch ein.

Sensoren und Aktoren

Smarthome-Lösungen bestehen, abgesehen von der zentralen Steuerung, aus zwei Gruppen von Komponenten: Den Sensoren und den Aktoren. Sensoren sind sozusagen die Augen und Ohren und manchmal auch die Nase des Systems. Dazu zählen vor allem Bewegungsmelder, Rauch- und Gasmelder, Wind- und Regensensoren, Temperaturfühler, Magnetkontakte an Türen und Fenstern und eventuell sogar Wasserstandsmelder.

Aber auch das Internet könnte hier als Sensor betrachtet werden, wenn ein System beispielsweise auch Wetterlagen und Unwettermeldungen von entsprechenden Diensten auswertet und berücksichtigt. Die Sensoren versorgen das System mit allen wichtigen Informationen, damit entsprechend reagiert werden kann. So öffnen sich die Rollläden bei Sonnenaufgang automatisch und gehen abends wieder zu, wenn die Sonne untergeht.

Die zweite große Gruppe von Komponenten sind die Aktoren, also die Schaltelemente, über die die Smarthome-Lösung etwas schalten und steuern kann. Das sind vor allem Lichtschalter und Dimmer, die Motoren von Rollläden, Markisen oder dem Garagentor. Ansteuerbare Heizungsthermostate zählen ebenso dazu wie Schaltsteckdosen, an denen eine Lampe oder andere Verbraucher "hängen".

Programmierbare Intelligenz

Smarthome-Systeme wären kaum intelligent, wenn der Nutzer diese einfach nur als Fernbedienung für Lichtschalter oder Rollläden nutzen könnte. In der Tat können diese Systeme viel mehr leisten und nach Wünschen des Nutzers variabel programmiert werden. Schauen wir uns mal zwei mögliche Programme an.

Werktags ist der Bewohner auf der Arbeit, verlässt also morgens das Haus und kommt erst abends zurück. Also programmiert er die Heizungssteuerung so, dass alle Heizungen im Haus ab der Uhrzeit, zu der er das Haus üblicherweise verlässt, auf Spartemperatur herunter geregelt werden. Und eine Stunde vor seiner üblichen Heimkehr, fahren die Heizkörper wieder auf Wohlfühltemperatur, damit er es schön warm hat, wenn er heim kommt. Am Wochenende kann ein anderes Heizprogramm eingestellt werden, damit es auch tagsüber schön warm in den eigenen vier Wänden ist.

Doch es geht noch intelligenter. Wenn der Bewohner zu Hause ist – das System erkennt das beispielsweise über die GPS-Ortung (Geofencing) seines Smartphones – dann wird das Licht im Flur eingeschaltet, wenn der Bewegungsmelder eine Bewegung im Flur feststellt. Der Druck auf den Lichtschalter entfällt und das Licht geht automatisch wieder aus, wenn der Flur leer ist. Doch ist der Bewohner abwesend, löst der gleiche Bewegungsmelder diesmal einen Alarm aus, wenn sich jemand oder etwas im Flur bewegt.

Funk oder Draht - alles muss vernetzt sein

Das Fundament eines solches Systems ist die Vernetzung aller beteiligten Komponenten. Hier gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder per Kabel oder aber über eine Funkverbindung. Bereits in den 1990er Jahren wurde der Europäische Installationsbus (EIB) entwickelt, dessen Weiterentwicklung heute als KNX-Standard etabliert ist. Dabei werden Strom- und Datenübertragung voneinander getrennt. Separat zur normalen Stromleitung wird ein Datenkabel verlegt.

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Jede in der Wand eingebaute Steckdose, jeder Schalter und jeder Rollladenmotor hat also neben dem Stromanschluss auch noch einen Anschluss für das Datenkabel und etwas Elektronik, um Schaltbefehle empfangen und ausführen und Statusmeldungen zurückschicken zu können. Das macht das Ganze teurer, denn herkömmliche Steckdosen, Schalter oder Antriebe können nicht verwendet werden.

Schlitze klopfen

Der große Nachteil ist, dass eine solche kabelbasierte Lösung eigentlich nur während des Baus oder einer umfassenden Renovierung installiert werden kann, denn es müssen "Schlitze geklopft" werden, damit die Kabel unter Putz verlegt werden können. Daher kommt KNX für eine bestehende Wohnung oder eine Mietwohnung nicht in Frage.

Es gibt allerdings auch eine Variante, die die Powernet-Technik benutzt. Hier werden die Daten auf den normalen Strom aufmoduliert. Es müssen also keine neuen Kabel verlegt werden, die Daten reisen Huckepack auf der regulären Stromleitung. Hier müssen also nur alle Schalter, Steckdosen und weiteren Komponenten durch Powernet-kompatible Varianten ersetzt werden.

Ein Anbieter namens digitalSTROM bietet mittlerweile intelligente Lüsterklemmen an, die hinter herkömmliche Schalter, Steckdosen und Lampenanschlüsse in die Schalterdosen montiert werden können und die Steuerung übernehmen. Damit kann dann sogar die alte "Elektroausstattung" beibehalten werden.

Funk-Lösungen auf dem Vormarsch

Mittlerweile setzen sich vor allem beim Nachrüsten einer Wohnung die Lösungen durch, die den Datentransfer über Funk abwickeln. Der Installationsaufwand beschränkt sich hier meist darauf, irgendwo an zentraler Stelle eine Basisstation aufzustellen und an einen Internetrouter anzuschließen. Über Funksteckdosen, die in die Steckdose in der Wand gesteckt werden, können Verbraucher wie Lampen, Ventilatoren und andere Geräte geschaltet werden.

Bei Heizkörpern werden die normalen Thermostate durch funkgesteuerte Thermostate ersetzt. Bewegungs- und Rauchmelder sind in der Regel batteriebetrieben und können so unabhängig von einem Stromanschluss aufgestellt oder montiert werden. Lichtschalter in den Wänden können durch Funkversionen ersetzt oder mit winzigen Funkmodulen ergänzt werden. All diese Komponenten kann der Bewohner leicht wieder demontieren, wenn er einmal auszieht.

WLAN statt Kabel

Bei den Funksystemen lassen sich zwei Systeme unterscheiden: Solche, die mit WLAN arbeiten und solche, die eine eigene abgeschottete Funktechnik benutzen. WLAN bietet den Vorteil, dass alle Computer, Smartphones oder Tablets sofort kompatibel sind und auch kein Anschluss an einen Internet-Router nötig ist, falls das Internet im Haus via WLAN genutzt wird. Statt einer zentralen Steuerbox könnte also eine Software auf einem Computer alle zentralen Funktionen übernehmen.

Allerdings müsste dieser Computer dann ununterbrochen laufen und das würde mehr Stromkosten verursachen, als eine zentrale Box, die mit minimalem Stromverbrauch auskommt. Es gibt noch einen weiteren Nachteil, denn WLAN ist ein offener Funkstandard. Jeder der in der Nähe ein Smartphone, Tablet oder Laptop nutzt, kann es empfangen. Ist das WLAN nicht oder schlecht gesichert, hätte ein Angreifer damit auch direkten Zugang auf das Smarthome-System. Er könnte Rollläden oder elektronische Türschlösser öffnen oder die Heizung manipulieren.

Abgeschottete Funktechnik ist sicherer

Die meisten Lösungen am Markt verwenden statt WLAN ein abgeschottetes Funknetz. Die Kommunikation zwischen allen Komponenten und der zentralen Steuerung erfolgt über dieses Funknetz. Das Smartphone, das Tablet oder ein Computer werden über den "Umweg Internet-WLAN-Router", an den die Steuerung angeschlossen sein muss, angebunden. Die systemeigene Funkverbindung kann also nicht mit handelsüblichen WLAN-Geräten empfangen und manipuliert werden und ist zudem auch immun gegen Störungen im WLAN.

Über die Internetanbindung können diese Lösungen ferngesteuert werden und realisieren damit auch Funktionen wie das Geofencing. Außerdem können darüber auch Informationen wie aktuelle Wetterdaten am Standort empfangen werden, damit das System entsprechend reagieren kann.

Fazit: Funk ist auf dem Vormarsch

Vor allem für die Nachrüstung und auch für den kostensensiblen Anwender setzen sich die Funksysteme immer mehr durch. Sie sind bezahlbar, können aufwandsarm nachgerüstet und bei einem Umzug genau so einfach vollständig ausgebaut und mitgenommen werden. Für Systeme wie Qivicon gibt es immer mehr Komponenten, Sensoren und Schalter.

Auch Hersteller von Haushaltsgeräten bauen zunehmend in Waschmaschinen und ähnliche Geräte die entsprechenden Funktechnologie für Smart Home-Lösungen ein. Bisher allerdings eher in die hochpreisigen Topmodelle.

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