Smart Home

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Smart Home dient als Oberbegriff für technische Verfahren und Systeme in Wohnräumen und -häusern, in deren Mittelpunkt eine Erhöhung von Wohn- und Lebensqualität, Sicherheit und effizienter Energienutzung auf Basis vernetzter und fernsteuerbarer Geräte und Installationen sowie automatisierbarer Abläufe steht.

Unter diesen Begriff fällt sowohl die Vernetzung von Haustechnik und Haushaltsgeräten (zum Beispiel Lampen, Jalousien, Heizung, aber auch Herd, Kühlschrank und Waschmaschine), als auch die Vernetzung von Komponenten der Unterhaltungselektronik (etwa die zentrale Speicherung und heimweite Nutzung von Video- und Audio-Inhalten).

Von einem Smart Home spricht man insbesondere, wenn sämtliche im Haus verwendeten Leuchten, Taster und Geräte untereinander vernetzt sind, Geräte Daten speichern und eine eigene Logik abbilden können. Geräte sind teilweise auch getagged, was bedeutet, dass zu den Geräten im Smart Home Informationen zum Beispiel über Hersteller, Produktnamen und Leistung hinterlegt sind. Dabei besitzt das Smart Home eine eigene Programmierschnittstelle, die (auch) via Internet angesprochen und über erweiterbare Apps gesteuert werden kann.

Eng verwandt mit diesen Verfahren und Systemen sind solche des Smart Metering, bei denen der Schwerpunkt auf dem Messen und einer intelligenten Regulierung des Energieverbrauchs liegt.

Neben „Smart Home“ haben sich Begriffe wie Intelligentes Wohnen, „eHome“, „Smart Living“ und weitere Bezeichnungen etabliert, die sich teils nur in Bedeutungsschattierungen unterscheiden. Zudem verwenden Hersteller von Smart-Home-Anlagen und -komponenten weitere, speziell auf deren individuelles Marketing abgestimmte Begriffe.

Geschichte

Erst zur Jahrtausendwende und in den folgenden Jahren rückten verschiedene Projekte die Smart-Home-Technologie ins Licht der Öffentlichkeit.

Im April 2001 hat das Fraunhofer-inHaus-Zentrum, Duisburg, seine Pforten geöffnet. Im inHaus-Geschäftsfeld Wohnen erforschen, entwickeln, testen und demonstrieren Hersteller, Dienstleister und Nutzer mit Fraunhofer-Instituten bis heute gemeinsam neuartige Systemlösungen durch Integration von Produktkomponenten aller Art im Wohnumfeld.

Entwickelt im Rahmen eines Architekturwettbewerbs im Jahr 2001, wurde Anfang 2005 auf dem Gelände der Bundesgartenschau in München das Haus der Gegenwart erbaut. Das Haus war aufgrund seiner flexiblen Nutzung und vernetzten Steuerung eine Weiterentwicklung eines herkömmlichen Einfamilienhauses. Alle elektronischen Vorgänge im Haus ließen sich zentral steuern. Im Jahr 2011 wurde das „Haus der Gegenwart“ geschlossen. Derzeit plant der aktuelle Eigentümer, es umzusiedeln und in einem Münchner Vorort wieder aufzubauen.

„Haus V“ in Unterföhring;
Bauausführung: Jakob Bader Architektur, München

Von März 2005 bis Juli 2006 bot die deutsche Telekom der interessierten Öffentlichkeit ein voll vernetztes „intelligentes“ Musterhaus, das T-Com-Haus in Berlin. Im Zentrum stand die Möglichkeit, angeschlossene Hausgeräte einzeln oder als zusammengefasste Gerätegruppen per PDA oder Multifunktionsbildschirm zu steuern und Statusabfragen von unterwegs durchzuführen. Seit 2013 bietet die Deutsche Telekom in Darmstadt ein neues Smart-Home-Musterhaus. Darin lassen sich Geräte wie Heizung, Lampen, Waschmaschine oder andere kompatible elektrische Geräte unterschiedlicher Hersteller mit verschiedenen Funkstandards per Smartphone, Tablet oder PC steuern und kontrollieren[1]. Das Musterhaus ist ein Projekt der Initiative QIVICON, die Smart-Home-Produkte unterschiedlicher Hersteller kombiniert[2][3].

Seit 2012 fördert das BMWi das „Zertifizierungsprogramm Smart Home + Building“, bei dem Vertreter von akademischen Einrichtungen und Industrieunternehmen versuchen, gemeinsame Standards und ein Prüfsiegel für systemübergreifende Interoperabilität im Smart Home zu entwickeln. Partner sind der VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V., das Deutsche Dialog Institut, das VDE Institut, der Connected Living e. V., die Kellendonk Elektronik GmbH und das DAI-Labor an der TU Berlin [4][5].

Der deutsche Markt für Smart Home soll bis 2025 einen Umsatz von 19 Milliarden Euro erwirtschaften[6]. Laut einer Prognose des Consulting-Unternehmens Deloitte könnte der Jahresumsatz für das vernetzte Wohnen bis 2017 bei rund 4,1 Milliarden Euro liegen.[7] Inzwischen interessieren sich mehr als drei Viertel der deutschen Internet-Nutzer für die Smart-Home-Technologie[8].

Die Erfolgsfaktoren und die rasante Entwicklung dieser Technik geht vor allem auf soziologische, aber auch soziodemografische Entwicklungen zurück: Treibende Kennzeichen sind dabei die digitale Vernetzung, der Wunsch nach mehr Komfort und Energieeffizienz, die Alterung der Gesellschaft und ein steigendes Umweltbewusstsein. Diese Trends erkennen auch immer mehr Unternehmen. So stand das Thema Smart Home und vernetzte Technik bei der Internationalen Funkausstellung (IFA) 2014 und 2015 im Schwerpunkt vieler Aussteller. Neben weiter verbesserte Bild- und Tonqualität im digitalen TV- und HiFi-Bereich war vor allem 2014 sowie 2015 der Fokus auf Vernetzung der Technik in verschiedenen Wohn- und Lebensbereichen als globaler Trend der Messe zu verzeichnen.[9]

Technische Umsetzung

Derzeit gibt es eine große Vielfalt zueinander inkompatibler Basistechnologien zur Vernetzung eines Smart Home. Hier die wichtigsten:

Technologie Übertragung Frequenzbereich (nur Funk) Verschlüsselung Proprietär Smart-Home-Systeme
ZigBee Pro Funk 2,4 GHz, 868 MHz (je nach Umsetzung) AES-128 Nein Lightify[10], Miele, Philips Hue, Qivicon[11]
DigitalSTROM Stromleitung keine nein DigitalStrom
Z-Wave Funk 868 MHz AES-128 nein Devolo[12], Fibaro[13], Stadtwerke Neumünster [14], Stadtwerke Gütersloh[15], Orange France[16], Verbund[17], EWE Vertrieb GmbH[18]
EnOcean Funk 868 MHz AES-128 nein
HomeMatic Funk/Datenleitung 868,3 MHz AES Authentifizierung ja Qivicon[19], RWE[20]
LCN Stromleitung keine ja LCN – Local Control Network
KNX-RF Funk 868 MHz keine nein
KNX-PL Stromleitung keine nein
KNX-TP Datenleitung keine nein
KNX-zertifizierte Busleitung (J-Y(ST)Y 2x2x0,8) Datenleitung keine ja Busch-Jaeger Elektro GmbH/ABB AG[21]
WLAN Funk 2,4 GHz, selten 5 GHz WPA, WPA2, WEP u. ä. nein Apple HomeKit[22]
Bluetooth Funk 2,4 GHz AES-128 nein Casambi
io-homecontrol Funk 868-870 MHz AES-128 ja Somfy[23], Velux[23]
DECT ULE Funk 1880 bis 1900 MHz[24] AES[25] Nein[26] Panasonic[27], Gigaset Elements[28], AVM [29]
DMX Datenleitung keine nein Smart-place.ch

Teilaspekt „Hausautomation“

Unter den Begriff Hausautomation fällt die Gesamtheit von Überwachungs-, Steuer-, Regel- und Optimierungseinrichtungen in privat genutzten Wohnhäusern/Wohnungen. Insbesondere bezieht sich der Begriff auf die Steuerung direkt mit dem Haus verbundener Einrichtungen wie einer Alarmanlage, der Beleuchtung, der Jalousien, der Heizung und ähnlicher Komponenten.

Mittels der Hausautomation ist es unter anderem möglich, Licht und Heizung zeit- und bedarfsgerecht zu steuern, die Jalousien abhängig vom Lichteinfall herauf- oder herunter zu fahren, und komplexe Abläufe in programmierbare Szenarien zusammenzufassen: So kann mittels Hausautomation beispielsweise Anwesenheit simuliert werden, indem die Steuerung nacheinander in mehreren Räumen das Licht, den Fernseher und andere von außen sicht- und hörbare Einrichtungen ein- und später wieder ausschaltet.

Zur Hausautomation gehört auch die Fernsteuerbarkeit dieser Komponenten, entweder via Internet oder über das Telefonnetz. Als beispielhaftes Szenario sei das Einschalten der Heizung via Smartphone eine Stunde vor der Heimkehr genannt, so dass die bis dahin kalte Wohnung bei der Ankunft bereits angenehm warm ist, ohne dass während der Abwesenheit Energie verschwendet worden wäre.

Teilaspekt „Smart Metering“

Eng verwandt mit der Hausautomation ist das Smart Metering. Gemeint ist ein System, das über einen „intelligenten Zähler“ verfügt, der den tatsächlichen Verbrauch von Strom, Wasser und oder Gas und die tatsächliche Nutzungszeit misst und in ein Kommunikationsnetz eingebunden ist. Aufgrund dieser Möglichkeit sollen dem Endverbraucher von der Tageszeit abhängige und ggf. billigere Energiekosten angeboten werden, um damit dem Energieversorger im Gegenzug die Möglichkeit zu geben, die vorhandene Kraftwerkinfrastruktur besser auszunutzen sowie Investitionen für Spitzenlastausbau zu vermeiden oder zurückzustellen. Zugleich erhöht Smart Metering für den Endverbraucher die Transparenz, was den Energie- und Ressourcenverbrauch betrifft, und hilft ihm, verbrauchssenkende Maßnahmen zu ergreifen.

Teilaspekt „Haushaltsgeräte-Automation“

Im Smart Home spielt auch die Automatisierung von Abläufen im Haushalt eine Rolle. Unter Haushaltsgeräte-Automation versteht man etwa die Vernetzung, Fernsteuerung und Programmierung von Elektrohaushaltsgeräten wie Herd, Kühlschrank, Waschmaschine oder Kaffeeautomat. Häufig genanntes Szenario ist etwa der zum Frühstück automatisch aufgebrühte Kaffee und die zur gleichen Zeit aufgebackenen Brötchen. Ein weiteres, mittlerweile immer bekannteres Szenario sind elektronische Türschlösser. Hierbei gibt es einen kontinuierlichen GPS-Daten Austausch zwischen Smartphone und Türschloss. So kann man unter anderem auf einer Smartphone App eine Auto-Unlock Funktion einrichten, welche die Türe automatisch öffnet, sobald man in ihre Nähe kommt. Eine zweifellos sehr nützliche Funktion, wenn man die Hände voll mit Einkaufstüten hat. Ebenso sind jene "smarten" Türschlösser fähig, die Tür zu versperren sobald man einen festgelegten Radius verlässt. Ist dies nun der Fall, informiert die App einen über das Überschreiten der Radiusgrenze und versperrt das Schloss automatisch. [30]

Teilaspekt „Vernetzte Unterhaltungselektronik“

Zu den typischen Szenarien vernetzter Unterhaltungselektronik gehört die zentrale Speicherung von Medien wie Fotos, Musik und Filmen, die über entsprechende Serversysteme hausweit abrufbar sind. Realisiert wird eine solche Vernetzung typischerweise mit Hilfe von Universal Plug and Play (UPnP)- oder DLNA-zertifizierten Komponenten. Die Übertragung der Medien erfolgt in der Regel drahtlos über ein WLAN, kann aber auch (in der Praxis seltener) kabelgebunden, etwa via Ethernet oder FireWire, vonstattengehen. Beschränkt sich die Heimvernetzung ausschließlich auf Komponenten der Unterhaltungselektronik, wird im Allgemeinen nicht von einem „Smart Home“ gesprochen.

Teilaspekt „Sicherheit/Peace of Mind“

Die beruhigende Sicherheit stellt einen bedeutenden Aspekt im Smart-Home-Konzept dar. Um den Peace-of-Mind- (engl. peace of mind, ‚Seelenfrieden‘, ‚innerer Frieden‘) bzw. den Sicherheitsaspekt abzubilden, werden mehrere Sensoren und/oder sicherheitsrelevante elektronische Geräte im Haus installiert, die im Fall der Fälle Benachrichtigungen (Signale) aussenden können. Sicherheitsrelevante Sensoren oder Geräte sind z. B. Wassersensoren, Bewegungssensoren, Tür- und Fenstersensoren, Rauchmelder oder Überwachungskameras. Alle sicherheitsrelevanten Geräte können auf Basis von Regeln miteinander kommunizieren und Aktionen auslösen. Eine Kamera könnte beispielsweise ein Foto aufnehmen, wenn eine Tür aufgeht und gleichzeitig im Raum eine Bewegung erkannt wird.

Eine Erweiterung stellen interaktive Video-Türklingeln dar. Diese verbinden den Überwachungsaspekt mit den Funktionen einer Gegensprechanlage; zudem ist eine Türöffnung per Smartphone möglich. So können Anwender nicht nur ortsunabhängig das eigene Grundstück bewachen, sondern auch mit Gästen sprechen und diese ins Haus lassen. Anbieter auf dem deutschen Markt sind u. a. Bitron, Doorbird und Doorbot.[31]

Ein Smart Home ist nicht nur in der Lage, das Zuhause zu sichern, sondern auch die Gesundheit von dessen Bewohnern. So sind in vielen Smart-Home-Geräten sensible Sensoren verbaut, die z. B. die Kohlenstoffmonoxid-Konzentration, die Luftbelastung durch Pollen, die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit messen. Bei einer zu hohen Konzentration von Stoffen, die gefährlich sein oder werden könnten, wird das Zuhause über den automatischen Fensteröffner durchgelüftet oder aber zumindest eine Sicherheitsmeldung abgesetzt.[32]

Kritik und IT-Sicherheit

Obwohl ein Smart Home die Sicherheit seiner Bewohner steigern kann, ist nicht auszuschließen, dass es zu Angriffen auf Smart Homes durch Hacker kommt. Die Überwachung von Bewohnern und das Öffnen von Türen wären etwa denkbare Folgen. Eine detaillierte Diskussion derartiger Aspekte finden sich in der akademischen Betrachtung [33][34][35][36] sowie in Presseberichten [37][38][39].

Rechtliche Aspekte

Inwieweit private Videoaufnahmen zur Strafverfolgung und vor Gericht verwendet werden dürfen, hängt vom Einzelfall ab.[40] Unstrittig ist, dass Hausbesitzer ausschließlich ihren eigenen Besitz filmen dürfen und Kameras allgemein sichtbar platziert werden müssen. Soll ein Mietshaus videoüberwacht werden, müssen alle Mietparteien dem zustimmen.

Literatur

  • „Smart Home mit KNX selbst planen und installieren“ – Frank Völkel, Franzis-Verlag 2011
  • „Z-Wave Grundlagen: Funksteuerung im Smart Home“ – Christian Paetz, Books on Demand, 2011
  • „Smart Home für ältere Menschen. Handbuch für die Praxis“ – Eva Schulze/ Sibylle Meyer, Fraunhofer IRB Verlag, 2009
  • „Smart Homes For Dummys“ – Pat Hurley, Verlag John Wiley and Sons Ltd, 2007
  • „Smart (Home) Control: Mehrfachnutzung vorhandener Haustechniken im Bestand“ – Werner Harke, Verlag C. F. Müller, 2007

Weblinks

  • HEIMNETZEN.de. Christian Adam, abgerufen am 11. Dezember 2015 (Smart Home für Einsteiger, übersichtlich aufbereitet).

Einzelnachweise

  1. ↑ Sandra Brajkovic: Telekom arbeitet am intelligenten Haus der Zukunft. welt.de. 1. März 2014.
  2. ↑ QIVICON Pressemitteilung: Neue Ära im Smart Home: QIVICON Plattform startet. 5. September 2013.
  3. ↑ Klaus Hauptfleisch. Smart Home erobert den Markt. computerwoche.de, 25. März 2014.
  4. ↑ Zertifizierungsprogramm Smart Home + Building: Schrittmacher auf Deutschlands Weg zum Leitanbieter. Website des Zertifizierungsprogramms Smart Home + Building. Abgerufen am 14. Mai 2014.
  5. ↑ VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.: Die deutsche Normungs-Roadmap Smart Home + Building. Frankfurt 2013, S. 9.
  6. ↑ Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.: Das Smart Home wird 2025 Standard. vde.com. 5. März 2013. Abgerufen am 14. Mai 2014.
  7. ↑ Das Zuhause wird immer smarter. In: Alarmanlage.de. 1. September 2014, abgerufen am 13. Oktober 2014.
  8. ↑ Fittkau & Maaß Consulting: Smart Home – Interesse bei Mehrheit der Internet-Nutzer. fittkaumaass.de. 27. Januar 2014. Abgerufen am 14. Mai 2014.
  9. ↑ Home, smart Home. In: Der Tagesspiegel. 14. September 2014, abgerufen am 13. Oktober 2014.
  10. ↑ Telekom- und HomeKit-Partner: OSRAM Lightify. ifun.de. Abgerufen am 24. Oktober 2014.
  11. ↑ Qivicon. Eingesehen am 24. Oktober 2014.
  12. ↑ Smarthome-Paket mit Z-Wave-Funktechnik. golem.de. Abgerufen am 24. Oktober 2014.
  13. ↑ Fibaro Home Center 2 im Praxistest. connect.de. Abgerufen am 24. Oktober 2014.
  14. ↑ "Was ist Smart Home". Stadtwerke Neumünster. Abgerufen am 1. September 2015
  15. ↑ "Smart Home zieht in Gütersloh ein". Stadtwerke Gütersloh. Abgerufen am 1. September 2015
  16. ↑ "Orange France Launches Homelive, a Home Automation Solution Powered by Sigma Designs’ Z-Wave Technology". Marketwatch.com. Abgerufen am 1. September 2015
  17. ↑ "Verbund Produktbeschreibung". Verbund.com Abgerufen am 17. September 2015
  18. ↑ EWE smart living | Intelligente Haussteuerung. In: www.ewe.de. Abgerufen am 30. Mai 2016.
  19. ↑ Hausautomation selbst machen. connect.de. Abgerufen am 24. Oktober 2014.
  20. ↑ Funkprotokolle: Z-Wave, HomeMatic und RWE im Vergleich. PC-Magazin.de. Abgerufen am 17. September 2015.
  21. ↑ KNX-zertifizierte Busleitung. busch-jaeger.de. Abgerufen am 24. Februar 2016.
  22. ↑ iOS 9 – HomeKit – Apple (DE). In: Apple. Abgerufen am 28. Mai 2016.
  23. ↑ a b Super User: The brands. In: www.io-homecontrol.com. Abgerufen am 6. September 2016.
  24. ↑ Margit Kuther: DECT ULE – Kampfansage an Bluetooth, Zigbee und WLAN. Elektronikpraxis.de. 28. August 2013. Abgerufen am 14. Mai 2014.
  25. ↑ Tillmann Braun: ULE – neue Perspektive am Funkhimmel. Funkschau.de. 10. April 2013. Abgerufen am 14. Mai 2014.
  26. ↑ Jan Rähm: Ein Standard für das vernetzte Heim. Deutschlandfunk.de. 12. Oktober 2013. Abgerufen am 14. Mai 2014.
  27. ↑ "Panasonic und Allianz kooperieren im Smart Home". Panasonic.com Abgerufen am 17. September 2015
  28. ↑ "Gigaset Elements im Praxistest". Connect.de Abgerufen am 17. September 2015
  29. ↑ "Beispiel: Schaltbare Steckdose AVM FRITZ DECT 200 für die Fritz!box". Smarthome-Guide.de Abgerufen am 17. September 2015
  30. ↑ Wie funktioniert der Auto-Unlock. In: nuki.io. Abgerufen am 14. Oktober 2016 (deutsch).
  31. ↑ Daniela Kloth: Videotürklingeln & Connected Home auf dem Durchmarsch. In: semcona.de. Context Driven Advertising. semcona GmbH, 18. März 2015, abgerufen am 6. September 2015.
  32. ↑ Informationen über Smart Home. In: Smart-Home-Geräte.de. Testberichte, Preisvergleich, Anbieter und Beratung. Corinna Harloff, abgerufen am 6. September 2015.
  33. ↑ Steffen Wendzel: How to Increase the Security of Smart Buildings? In: Commun. ACM. Band 59, Nr. 5, 1. April 2016, ISSN 0001-0782, S. 47–49, doi:10.1145/2828636 (acm.org [abgerufen am 4. September 2016]).
  34. ↑ A. Jacobsson, P. Davidsson: Towards a model of privacy and security for smart homes. In: 2015 IEEE 2nd World Forum on Internet of Things (WF-IoT). 1. Dezember 2015, S. 727–732, doi:10.1109/WF-IoT.2015.7389144 (ieee.org [abgerufen am 4. September 2016]).
  35. ↑ G. Agosta, A. Antonini, A. Barenghi, D. Galeri, G. Pelosi: Cyber-security analysis and evaluation for smart home management solutions. In: 2015 International Carnahan Conference on Security Technology (ICCST). 1. September 2015, S. 1–6, doi:10.1109/CCST.2015.7389663 (ieee.org [abgerufen am 4. September 2016]).
  36. ↑ W. Granzer, F. Praus, W. Kastner: Security in Building Automation Systems. In: IEEE Transactions on Industrial Electronics. Band 57, Nr. 11, 1. November 2010, ISSN 0278-0046, S. 3622–3630, doi:10.1109/TIE.2009.2036033 (ieee.org [abgerufen am 4. September 2016]).
  37. ↑ Lars Klaaßen: Smart Home: Spam aus dem Kühlschrank. In: sueddeutsche.de. ISSN 0174-4917 (sueddeutsche.de [abgerufen am 4. September 2016]).
  38. ↑ heise online: Smart Home: Hacker übernehmen Kontrolle über Thermostat. In: heise online. Abgerufen am 4. September 2016 (deutsch).
  39. ↑ Andy Greenberg: Flaws in Samsung’s ‘Smart’ Home Let Hackers Unlock Doors and Set Off Fire Alarms. Abgerufen am 4. September 2016 (amerikanisches Englisch).
  40. ↑ Torben Schultz: Die Verwertung von privaten Videoaufnahmen vor deutschen Gerichten. (HTTPS) Rechtsfall des Tages. In: wbs-law.de. WILDE BEUGER SOLMECKE Rechtsanwälte, 1. August 2013, abgerufen am 6. September 2015 (vgl. auch Artikel Beweisverbot).
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