Home, Smart Home: Unser Einsteigerguide zur Hausautomatisierung

Connected Home, Smart Home, Homeautomation oder nennen wir es beim deutschen Namen: Hausautomatisierung. Bei vielen Menschen gibt es den Traum vom vollautomatisierten Haus nicht erst seit gestern und doch erlebt dieses Thema gerade einen Hype. Was bis vor kurzem noch als Luxus galt und teuer war, kann heute eigentlich jeder im Do-It-Yourself-Style selbst machen. Lampen, Heizung oder Türschlösser werden vernetzt und lassen sich mit dem Smartphone steuern, vorausgesetzt man verbaut die entsprechende Hardware in den eigenen vier Wänden.

Smart Home – das Zuhause wird intelligent

Etwas „smart“ werden lassen? Unter einem Smartphone können wir uns inzwischen alle etwas vorstellen, das Wort Smart Home dagegen ist ein recht abstrakter Begriff. Im intelligenten Haus geht es um einen spannenden Technologiemix, der nicht nur den Wohnkomfort verbessert, sondern gleichzeitig zur Sicherheit beiträgt und sogar noch Energie spart.

Sensoren können dabei Zustände, Temperaturen oder Gefahren zu erkennen und sorgen dafür, dass Aktoren auf die Situation reagieren können. So kann die Heizung reagieren und Energie sparen, wenn das Fenster gerade zum Lüften geöffnet wurde. Oder löst der vernetzte Rauchmelder aus, können alle Lichter im Haus eingeschaltet und gleichzeitig alle Jalousien geöffnet werden, um Fluchtwege zu sichern. Außerdem setzt das Smart Home System eine Alarmierung ab, denn die Smart Home Basis mit welcher alle Sensoren und Aktoren kommunizieren, ist ebenfalls mit dem Internet verbunden.

Smart Home ist aber mehr als nur ein trendiger Begriff, der unsere Gedanken sofort in die Digital-Lifestyle-Ecke lenkt und mutmaßen lässt, dass die Zielgruppe jung, peppig und technikorientiert ist. Smart Home kann vor allem älteren Menschen, sowie Menschen mit einer körperlichen Behinderung eine große Hilfe im Leben sein.

Smart-Home-Lösungen wie zum Beispiel casenio gehen hier weit über die klassischen Hausnotrufsysteme hinaus. Sensoren erkennen den eingeschalteten, vergessenen Herd, die offene Wohnungstür, das viel zu lange fließende Wasser, die verpasste Medikamenteneinnahme oder sogar den möglichen Sturz in der Wohnung. In all diesen Fällen ruft das intelligente System automatisch Hilfe und bietet so eine Alternative zum (noch) nicht gewollten Heimaufenthalt.

Smart Office und das smarte Hotel

Smart Home muss aber nicht immer nur zu Hause in den eigenen vier Wänden stattfinden. Wie wäre es denn mit einem „Smart Office“ oder einem „Smart Hotel“? Denken wir doch mal an unsere Schulzeit zurück: Wenn es im Klassenzimmer zu warm wurde, hat irgendjemand der am Fenster saß dieses geöffnet, aber die Heizung blieb an. Ein paar Jahre später, gleiche Situation: Viel hat sich nicht geändert, außer dass es inzwischen nicht mehr das Klassenzimmer, sondern das mollig warme Büro ist.

Die Dresdner Firma 123smartenergy hat erkannt, dass die meiste Energie dort verschwendet wird, wo der Verursacher nicht auch die Kosten trägt. Zeitgesteuerte Heizpläne sorgen dafür, dass morgens der Klassenraum oder das Büro angenehm warm ist und nach Feierabend die Temperatur abgesenkt wird. Durch Fensterkontakte und elektronische Heizkörperthermostate hilft hier die Software der Dresdner Firma Schulen und mittelständischen Unternehmen Geld zu sparen, das sonst buchstäblich zum Fenster rausgeflogen wäre.

Aber auch für Hotels ist die Multiroom-Lösung eine sinnvolle Investition: So lässt sich die „Smart Hotel“-Software mit der Hotel-eigenen Software verknüpfen und heizt die Hotelzimmer auf Wohlfühltemperatur hoch oder senkt die Temperatur ab – je nachdem wie der Belegungsplan gerade aussieht. Aufwendige Rundgänge durch das Hotel bleiben dem Hotelier somit erspart.

Interaktive Infografik

Smarte Heizungssteuerung

Auch in den eigenen vier Wänden daheim steht die Heizungssteuerung für viele an erster Stelle, ist dies doch der Bereich, der die Kosten für die Smart-Home-Anschaffung am schnellsten amortisiert.

Die wohl bekannteste Lösung der Heizungssteuerung ist das intelligente Thermostat von Nest. Es steuert nicht wie andere Lösungen die Heizkörperventile, sondern direkt die Zentralheizung. Sobald der Nutzer eine Temperatur verändert, lernt Nest dazu und hat sich nach einiger Zeit die jeweiligen Gewohnheiten der Bewohner eingeprägt, so dass es komplett automatisch arbeitet.

Bislang gibt es das Nest Thermostat nicht in Deutschland zu kaufen. Eine Alternative könnte da das Thermostat von Netatmo oder das Thermostat von tado sein. Tado aus München steuert ebenfalls direkt die Zentralheizung und nicht die Heizkörper. Anhand einer App, die auf dem Smartphones der Bewohner installiert ist, weiß das Thermostat, wann diese zu Hause sind und wann nicht. Bei Abwesenheit wird die Heizung zum Energie sparen herunter geregelt. Ist der erste Bewohner auf dem Heimweg, weiß tado anhand der Entfernung, wie schnell es die Heizung hochstellen muss, um bei Ankunft des Bewohners die gewünschte Solltemperatur erreicht zu haben.

Dennoch sollten wir nicht bei dem Gedanken stehen bleiben, dass das Smart Home ausschließlich die Steuerung per Smartphone ist. Zwar kann die App-gesteuerte Heizung oder das Licht in einigen Situationen ein ganz nettes Gimmick sein, doch ist es im Alltag eher unkomfortabel als praktisch – müsste man doch stetig das Smartphone aus der Tasche zücken um das Licht einzuschalten. Das Deutsche Wort für Smart Home ist schließlich „Hausautomatisierung“ – daher sollte ein Smart-Home-System möglichst viele Dinge automatisieren. Das funktioniert jedoch nur, wenn Sensoren und Aktoren über verschiedene Gewerke hinweg miteinander kommunizieren können.

Doch ist die Entscheidung für das eigene „Smart Home“ erst einmal gefallen, steht man vor schier unzähligen Systemen und Anbietern. Welches ist da das „richtige“ System?

Grundsätzlich stehen dafür drei Fragen im Raum:

• Budget: Wieviel Geld möchte und kann ich für das System zu Beginn ausgeben?
• Funk oder Kabel? Im Neubau und bei größeren Renovierungen besteht die Möglichkeit Kabel zu verlegen. In Mietwohnungen bleibt dagegen die Nachrüstlösung per Funk als Alternative.
• Welche Bereiche? Soll es nur bei der Heizungssterung bleiben oder sollen auch Licht, Türen, Fenster und Jalousien automatisiert werden?

So breit das Angebot der Hersteller ist, so groß ist die Preisspanne für die Smart-Home-Systeme. Einzelne WLAN-Steckdosen bekommt man ab 40 Euro, Startersets von Nachrüstlösungen wie von RWE Smart Home beginnen bei 150 Euro und das KNX-System kann auch gut und gerne 40.000 Euro kosten. Daher sollte man sich von vornherein klar sein, wo die eigenen finanziellen Grenzen liegen.

Das verkabelte Smart Home

Kommt der Wunsch nach einem Smart Home zeitgleich mit dem Häuslebau, lassen sich die Sensoren und Aktoren per Kabel miteinander verbinden und die Hauselektrik gleich in das Smart Home integrieren. Vorteil des Kabelverlegens ist, wie bei jedem anderen Anwendungsgebiet auch im Smart Home, dass diese Art der Kommunikation keinen anderen Störquellen ausgesetzt ist und Signale immer ankommen. Anbieter wie KNX, Loxone oder Digitalstrom bieten dafür geeignete Systeme, um Licht, Multimedia und Heizung smart werden zu lassen. Doch kann das Verlegen von Kabeln neben Segen zugleich Fluch sein, denn: „Man kann kein Haus perfekt planen.“ (Zitat Martin Vesper, CEO Digitalstrom). Der Grund: Mit der Zeit ändern sich die Ansprüche an die eigenen vier Wände. Mit einem Kabel- oder Bussystem ist man da recht schnell unflexibel.

Funksysteme im Smart Home

Dies wiederum ist der Vorteil der Funk-Nachrüstlösungen. Funkbasierte Komponenten lassen sich meist einfach montieren und am Smart Home Gateway, also der Basisstation, anmelden. Die Komponenten der Reihe Elements des bekannten Schnurlos-Telefonherstellers Gigaset lassen sich einfach mit doppelseitigen Klebestreifen auf Fenster und Türen montieren. Über den DECT ULE Standard kommunizieren die Komponenten mit ihrer Basis, die die Informationen in ein Cloud-basiertes System weitergibt. DECT ULE steht für „Ultra Low Energy“, also einem im Gegensatz zum DECT-Standard sehr energiesparenden Funksystem. Energiesparend ist sehr wichtig, denn wer möchte schön ständig die Batterien in den Fenster- oder Temperatursensoren wechseln?

Durch das Gigaset Elements System lassen sich die eigenen vier Wände sicherer machen, denn sollte zu Hause jemand die Tür manipulieren oder das Fenster trotz Abwesenheit geöffnet werden, schlägt das System Alarm und informiert die Bewohner per Nachricht auf ihrem Smartphone. Leider gibt es derzeit fast keine anderen Smart Home Systeme die mit DECT ULE arbeiten, so dass im Bereich Sicherheit nur die Insellösung des Gigaset Elements Systems bleibt.

Andere Systeme hingegen, wie Homematic oder das RWE SmartHome decken mit ihrer Vielzahl an Komponenten mehrere Bereiche ab. Bewegungsmelder und Fensterkontakte helfen beim Energiesparen, indem sie das Licht nur einschalten, wenn jemand im Raum ist oder die Heizung herunterregeln wenn das Fenster geöffnet wurde. Gleichzeitig erhöhen beide Komponenten die Sicherheit indem sie „ungebetenen Besuch“ melden. Rauchmelder erkennen entstehende Brände und Wassersensoren warnen bevor ein größerer Wasserschaden entsteht.

Beide Systeme sind so genannte proprietäre Lösungen. Das heißt, dass die Systeme in sich geschlossen sind und mit keinem anderen Hersteller kompatibel. Für einige Automatisierungen können diese Systeme sinnvoll sein, da sie meist kostengünstig sind. Doch ist zu bedenken: Smart-Home-Komponenten bleiben relativ lange im Einsatz und deshalb muss gewährleistet sein, dass auch Jahre später noch defekte Komponenten durch identische oder baugleiche ersetzt werden können, die außerdem zu den anderen installierten Geräten kompatibel sind.

WLAN als Kommunikationskanal?

In fast jedem Haushalt gibt es heutzutage ein WLAN – da wäre es doch naheliegend, auch das Smart Home auf WLAN-Funkbasis aufzubauen. Belkin bietet mit ihrem System WeMo beispielsweise WLAN-basierte Geräte an. Deren Steckdosen können per Knopfdruck am Router angemeldet und sofort per App gesteuert werden. Für diese Lösung wird kein separater Smart Home Gateway benötigt und man spart dadurch Kosten. Doch leider ist der WLAN-Standard nie für Smart Home vorgesehen gewesen, sondern für große Datenmengen ausgelegt. Der Fokus auf Geschwindigkeit, hohe Sicherheit und hohe Übertragungsraten bringt einen hohen Energieverbrauch mit sich, so dass es unmöglich ist, batteriebetriebene WLAN-Sensoren oder Aktoren ohne täglichen (mehrfachen) Batteriewechsel einzusetzen. Somit bleiben diese WLAN-Lösungen eine Insellösung im Smart Home.

Z-Wave, Zigbee & EnOcean

Zwar konnte man sich im Smart Home bislang auf noch keinen einheitlichen Standard einigen, doch helfen Kommunikations-Standards wie Z-Wave, Zigbee oder EnOcean eine gewisse Interoperabilität im Smart Home zu gewährleisten.

Dies wird vor allem durch Standards und Produktzertifizierungen erreicht. Zu solchen Kommunikations-Standards zählt unter anderem EnOcean. Dieses System nutzt Energie aus Solarzellen und Windenergie oder aus der kinetischen Energie, die zum Beispiel beim Drücken eines Schalters entsteht. Diese Technologie spart zwar den lästigen Batteriewechsel, doch reicht die Eigenenergie meist nicht aus, um eine Zwei-Wege-Kommunikation zu realisieren. Dies ist insofern wichtig, damit der Empfänger quittieren kann, das Signal empfangen zu haben. Vor allem bei Sicherheitsrelevanten Komponenten wie Türschlössern kann auf den Rückkanal nicht verzichtet werden.

Ein weiterer, in der Beleuchtungssteuerung verbreiteter Industriestandard ist Zigbee. Die beliebten bunten Leuchten Philips Hue setzen beispielsweise auf diese drahtlose Kurzstreckenlösung. Zigbee hat einen extrem niedrigem Energieverbrauch und ist damit prädestiniert für den Einsatz im Smart Home. Leider gibt es bei Zigbee Probleme mit der Interoperabilität, denn eine Vielzahl von Zigbee-Spezifikationen und -Anwenderprofilen sind untereinander nicht kompatibel. Das muss man sich ähnlich wie Bluetooth vorstellen: Die Geräte können sich untereinander verbinden da Sie die gleiche Funkfrequenz benutzen, doch aufgrund unterschiedlicher Protokolle sind sie teilweise nicht in der Lage „miteinander zu reden“.

Vielversprechender scheinen da Systeme zu sein, die auf Basis von Z-Wave funktionieren. Als Kernversprechen versichert Z-Wave eine 100-prozentige Kompatibilität der Geräte untereinander. In den USA ist dieser Kommunikationsstandard bereits deutlich verbreiteter als bei uns. Aber auch hierzulande werden Z-Wave-Systeme beliebter, wie zum Bespiel das designaffine System von Fibaro. Auch namenhafte Hersteller wie Devolo, Hauppauge oder Schwaiger setzen inzwischen auf Z-Wave. Andere Hersteller wie Rademacher, die ein eigenes Funkprotokoll betreiben, bieten inzwischen die Möglichkeit, das System per USB-Funkstick auf Z-Wave zu erweitern.

Homee – Smart Home so einfach wie Lego

So hat jedes System von EnOcean über Zigbee bis hin zu Z-Wave seine Vor- aber auch Nachteile. Schön wäre doch ein toller Technologiemix, um sich von allem das Beste heraussuchen zu können. Dies dachten sich auch die vier Gründer von Codeatelier aus der Nähe von Stuttgart. Deren Legostein-artiges System Homee vereint bestehende Smart-Home-Funkstandards in einem einzigen, einfachen System und macht dieses per App und Webbrowser steuerbar. Jeder Baustein stellt dabei ein anderes System für die Hausautomatisierung zur Verfügung.

Egal ob Zigbee, Z-Wave oder EnOcean – Homee funktioniert wie ein „Dolmetscher“: Alle Komponenten können im Smart Home miteinander kommunizieren, egal welchen Funkstandard sie verwenden. Das erlaubt Homee, die Heizung von Hersteller A, die Jalousie von Hersteller B, die Webcam von Hersteller C und den Sound via Airplay über eine einzige App zu steuern. Außerdem bringt es den charmanten Vorteil, dass es wahrscheinlich jeden neuen Funkstandard als „Lego“ Baustein adaptieren kann.

Zudem sorgen sogenannte „Homeegramme“ für Automatisierungen im Haus. Ein Homeegramm kann zum Beispiel automatisch das Licht einschalten, wenn die Tür geöffnet oder die Jalousie geschlossen wird. Es kann die Heizung oder die Jalousien nach einem bestimmten Zeitplan steuern oder mit Hilfe von Tür- Fenster- Rauch- und Wassersensoren für die gewünschte Sicherheit in den eigenen vier Wänden sorgen.

Die verschiedenen Standards in einem einzigen Gerät unterzubringen, wäre zwar technisch lösbar, aber für die Hersteller und damit letztendlich für den Kunden entsprechend teuer. Bei Homee kann der Kunde aus den Funkstandards wählen, die er tatsächlich benötigt. Der weiße Basisstein, also die Zentrale, kostet um de 130 Euro, jeder (Funk-)Erweiterungsstein ca. 99 Euro.

Die Installation von Homee ist sehr einfach gehalten und kann vollständig über ein Android-Smartphone oder ein iPhone erfolgen. Auch dies ist ein sehr wichtiger Aspekt im Smart Home: Die Systeme müssen einfach bedienbar und die Oberflächen gut visualisiert sein. Energieeinsparung und Sicherheit alleine werden das Smart Home nicht zum Durchbruch in den Massenmarkt führen, wenn die Freude an der Nutzung und die intuitive Bedienbarkeit nicht gegeben ist.

Datenschutz & Big Data

Im Smart Home geht es also darum, Computersysteme mit künstlicher Intelligenz zu nutzen und diese dazu zu bringen, unseren Alltag zu erleichtern. Das System soll unsere Gewohnheiten erkennen und über Algorithmen Schlussfolgerungen daraus ableiten. Das Smart Home soll beispielsweise wissen, an welchem Wochentag ich immer später von der Arbeit komme, weil es die Heizung dann noch nicht so früh aktivieren muss wie sonst. Wenn ich im Bad bin, soll das Licht angehen – aber nur wenn es auch nötig ist. All das klingt sehr logisch und einfach, doch jede dieser Situationen muss einem Computersystem individuell beigebracht werden.

Das Smart Home kann somit nur funktionieren, wenn es Daten über mich und meine Verhaltensmuster sammelt. So kann es sehr hilfreich sein zu wissen, in welchem Raum sich gerade jemand aufhält. Denn nur so können Lichter und Heizung in den Räumen eingeschaltet werden in denen es erforderlich ist. Damit opfern wir natürlich zugleich ein Stück Privatsphäre.

Der klassische Aufbau aus zentralem Gateway und verbundenen Sensoren wird dabei zwar in den eigenen vier Wänden bleiben. Die Intelligenz des Systems wird aber mehr und mehr in die Cloud wandern, da das Auswerten der erfassten Daten immer höhere Rechenleistungen verlangt. Doch was, wenn diese Daten einmal in die falschen Hände geraten?

Es würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, diese Thema ausführlich zu behandeln. Es ist aber definitiv ein Punkt, den man im Hinterkopf behalten sollte – so vielversprechend das Smart Home auch sein mag.

Wo geht die Reise hin?

Die Systeme werden in Zukunft immer komplexer und zugleich benutzerfreundlicher. Schon jetzt steigen immer mehr große Hersteller in den Smart Home Markt ein, schließlich will jeder ein Stück vom Kuchen abhaben. Preise werden sinken und die Installation der Systeme wird einfacher. Auch heute schon werden fertige Miethäuser mit Smart-Home-Pilotprojekten verkauft und es bildet sich eine wachsende Community rund um das Thema. Zum Connected Home werden wir außerdem bald das Connected Car erleben: Fahrzeuge der neuen Generation werden mit dem intelligenten Haus vernetzt sein. Die Temperatur zu Hause wird wird sich durch die Position des Fahrzeugs steuern und das Garagentor öffnet sich automatisch sobald man in die Hofeinfahrt abbiegt. Falk Hedemann hatte dazu hier im UPLOAD Magazin bereits einen Artikel geschrieben.

Kurzum: Die Zukunft wird sehr spannend!

---

Dieser Artikel gehört zu: UPLOAD Magazin 16

Wenn wir übers Internet sprechen, geht es nicht mehr nur um Apps und Websites, auch die Hardware spielt eine zunehmend wichtige Rolle. In manchen Fällen werden Gegenstände gar zum Teil des Netzes – Stichwort „Internet der Dinge“. Um diese und andere Themen dreht sich diese Ausgabe.

• Weitere Artikel aus dieser Ausgabe kostenlos auf der Website lesen ...
• Bleib auf dem Laufenden über neue Inhalte mit dem „Update am Montag“ …

Schon gewusst? Mit einem Zugang zu UPLOAD Magazin Plus oder zur Content Academy lädst du Ausgaben als PDF und E-Book herunter und hast viele weitere Vorteile!