Vorwort

Energie-Effizienz, Komfort und Sicherheit sind die drei Schlagworte, die das intelligent vernetzte Haus, das SmartHome, ausmachen. Dieses Buch ist für alle diejenigen gedacht, die mit dem Gedanken spielen, neu zu bauen, zu modernisieren oder ihr Objekt smart nachzurüsten. Es richtet sich gleichermaßen an Häuslebauer, Modernisierer, Mieter und die Wohnungswirtschaft. Doch auch Architekten, Planer und Handwerker gewinnen sicherlich viele neue Erkenntnisse.

Neben der verständlichen Erklärung aller relevanten Aspekte finden sich hier Tipps aus der Praxis, die einfach auf die eigenen Bedürfnisse übertragbar sind. Auf Fach-Chinesisch wurde so weit als möglich verzichtet. Abgerundet wird das Buch durch Produktempfehlungen und eine Anbieterliste.

Nach dieser Vorlage kann jeder entscheiden, was ihm ein SmartHome bringt, ob er selbst in einem intelligent vernetzten Haus wohnen möchte und wie er es zusammen mit dem Handwerk oder in Eigenleistung realisiert.

Ich habe nicht versucht, das Gesamtangebot an SmartHome Systemen darzustellen oder besonders ausgewogen zu berichten. Vielmehr ist es mein Ziel, mit diesem Buch eigene Erfahrungen aus vielen Projekten und meinem eigenen SmartHome weiterzugeben.

Günther Ohland

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Die Idee des SmartHome

Checklist - Wie smart ist Ihr Heim?

Das IP-Netzwerk

Zugang zum IP-Netzwerk Internet

DSL

Internet per Kabel-TV

UMTS /HSDPA

Long Term Evolution - LTE

Sky-DSL

Was lässt sich vernetzen

Der Klassiker - elektrische Verbraucher

Computer- und Nachrichtentechnik

Auch das geht - Unterhaltungselektronik

Noch recht selten, aber mit Sparpotenzial - Haushaltsgeräte

Künftig immer wichtiger - Heim- und Telemedizinische Geräte

Vernetzung elektrischer Verbraucher

SPS als SmartHome-Steuerung

KNX / EIB

Local Control Network - LCN

Enocean

Vorteile auf einen Blick

IP-Vernetzung / Lokales Netzwerk

Strukturierte Verkabelung - Kupferkabel

Wireless LAN - WLAN

Polymere Optical Fiber - POF

PowerLine Communication - PLC

Hausrechner

Eigenschaften und Schnittstellen

Schnittstellen

Lokales Netzwerk

Serielle Kommunikation

Betriebssystem

Anwendungssoftware

BSC-BoSe

myHomeControl

RWE-SmartHome

IP-Symcon

TV-Netzwerk

Kabel und SAT

Internet-TV

TV-Verkabelung

Skype per TV

Telefonie

ISDN

Analoge Telefonie

VoIP

Heizung, Lüftung, Klima, Energie

Einzelraumregelung

Die Technik

Fensterüberwachung

Heizkesselsteuerung

Alte Gebäude optimieren

Mikro-BHKW

SmartMetering

Photovoltaik, Windenergie und BHKW

Sicherheit durch SmartMeter im SmartHome

EE BUS

Die Verbindung von Bestehendem und Neuem

Im Verbund mit starken Partnern

Bestandteil von E-Energy

Ausblick

Die vernetzte Küche

Miele@home

Kühlen

Spülen

Waschen und trocknen

Kochen

Security

Abschreckung kann so aussehen:

Einbindung von IP Kameras

Wo speichert man Videos und Fotos?

Alarmierung per SMS und E-Mail

Zugangssysteme

Schlüssel

Chipkarten-und RFID Leser

Türöffnung per Handy

SmartHome Security Protokoll

Heim- und Telemedizin

Sinn und Zweck

Geräte

Vernetzung und Software

Domotik-Sensoren für medizinische Zwecke nutzen

Visualisierung

Zentralbildschirm

TV-Gerät

Fernsteuerung

Internet-Browser

App

Netzwerkplanung

230V Stromnetz

IP-Netzwerk

TV-Netzwerk

Musterlösungen

Neubau EFH

Umbau EFH

Heizung

Rollläden

Licht

Das Auto als Vergleich

Erfahrung

myHomeControl als Komfort-Steuerung

Software-Alarmanlage

Nachrüstung einer Mietwohnung

Elektroinstallation

IP-Netzwerk / LAN

Heizung

Licht

Bewegungsmelder

Beschattung

SmartHome Rechner und Visualisierung

Altersgerechtes Bauen und Wohnen

Anhang

A   Logik für das zeitabhängige Dimmen

B   Interessante Linkadressen

C  Lieferantennachweise

Software

Handwerker / Realisierer

Hersteller / Anbieter von Hardware

Die Idee des SmartHome

Unsere Autos werden immer komfortabler, sicherer und inzwischen sogar Energie effizienter. Wenn man die Entwicklung dieser drei Kriterien zwischen dem Automobil und einer Wohnung oder Haus vergleicht, wird man feststellen, beim Wohnen hat sich in den letzten Jahrzehnten fast nichts getan. Geht etwa im Flur das Licht an, wenn man die Haus- oder Wohnungstür öffnet? Gibt es zu Hause eine Zonen orientierte Klimatisierung? Wie steht es mit einem Soundsystem und zwölf Lautsprechern, die sogar automatisch leise geschaltet werden, wenn die Freisprecheinrichtung erkennt, dass ein Telefongespräch hereinkommt? Schließt das Haus automatisch elektrisch Fenster und Türen, wenn man sich mit dem Chip in der Tasche (Keyless-Go) von der Wohnung entfernt? Die Liste ließe sich noch lange fortführen. Würden Sie akzeptieren, wenn Ihr nächstes Auto diese Eigenschaften nicht mehr hätte? Man hat sich an den Komfort gewöhnt und will ihn nicht mehr missen. Warum verzichten wir in unserem Heim darauf?

Als vor etwa 15 Jahren der Begriff „SmartHome“ geprägt wurde, umfasste er nur die Steuerung der Elektrotechnik in Wohnung und Eigenheim. Das war damals an sich schon revolutionär und überfordert sogar heute noch viele Handwerker und Architekten. Mit der Technik der so genannten Hausbussysteme kennen sich derzeit tatsächlich nur circa zehn Prozent der Elektrobetriebe aus. Umso schwieriger gestaltet sich der Anspruch, ein multimedial und intelligent vernetztes SmartHome zu planen und zu realisieren. Die moderne Unterhaltungselektronik nutzt inzwischen ebenso wie Hausgeräte, Sicherheitseinrichtungen, Telekommunikation und Informationstechnologie das standardisierte Internet-Protokoll (IP). Selbst Geräte der Heim- und Telemedizin kommunizieren über IP. Die bisherigen „Inseltechnologien“ verschmelzen im modernen, vernetzten Heim zu neuen, sinnvollen und sogar preisgünstigeren Anwendungen. Soweit die Theorie.

Forschungsprojekte wie das Inhaus in Duisburg, Smarter Wohnen NRW in Hattingen oder FutureLife in Zug (CH) zeigten, dass ein vernetztes Heim tatsächlich realisiert werden kann, doch mit welchem Nutzen und mit welchem Aufwand? Erstmalig mit dem inzwischen wieder abgerissenen Telekom-Haus in Berlin und konsequent beim SmartHome-Paderborn wurden Serienprodukte aus dem Handel verwendet. Beide Projekte haben klar und deutlich gezeigt, ohne einen versierten Planer und Projektleiter ist ein solches Projekt nicht realisierbar. Denn es geht ja eben nicht darum, die Spitzentechnik aller Gewerke nebeneinander zu verbauen, sondern sie intelligent zu vernetzen, damit sie miteinander agieren und den Bewohnern Dienst leisten. Die Tür, die per RFID-Chip geöffnet wird, sorgt beispielsweise dafür, dass die Information „Bewohner Kevin Müller ist da“ zu weiteren Aktionen führt, die technisch nichts mit der Türöffnung zu tun haben. Eine Aktion könnte sein, an „Maria Müller“ eine SMS zu schicken „Kevin ist angekommen“. Eine andere Aktion könnte sein, die E-Mails für Kevin abzurufen oder den Mikrowellenherd und die Musik in der Küche einzuschalten. Gewerke übergreifende Aktivitäten setzen vernetztes Denken und Wissen über die Möglichkeiten der Vernetzung bei den Realisierern voraus. Ein schlecht integriertes Haus voller technischer Spielereien entwickelt sich schnell zum Quälgeist der Bewohner.

Das SmartHome soll den Bewohnern dienen und möglichst wenig Bedienung verlangen. Aber auch einem Hausangestellten muss man sagen, was er oder sie tun und lassen soll. So ist es auch beim SmartHome. Die Bewohner stellen die Regeln auf und das smarte Heim arbeitet sie ab, solange kein neuer Auftrag erfolgt. Im Gegensatz zu Hausangestellten haben Computer keinen schlechten Tag, niemals keine Lust, Urlaub oder schlicht gerade etwas anderes zu tun. Der Computer im SmartHome arbeitet immer gleichermaßen hoch motiviert, solange Strom da ist. Und schon sind wir bei einem beliebten Einwand gegen das intelligente Haus: „Ohne Strom ist das Haus wieder dumm“. Meine Antwort heißt: „Auch das dumme Haus geht nicht ohne Strom“. Licht, Telefon, Heizung, selbst die Holz-Pellet-Heizung benötigt Strom.“ Wichtig ist, was passiert, wenn der Strom wiederkehrt. Ist das SmartHome ordentlich geplant und realisiert, startet alles von ganz allein und arbeitet weiter.

Es gibt keine Argumente, warum man sich die Vorteile des SmartHome nicht zunutze machen sollte. Selbst die Kosten sind kein Argument mehr, denn die am Markt verfügbaren Produkte sind inzwischen preiswert. Ein guter Planer sucht die optimalen Komponenten aus. Unsichere Handwerker nehmen gern einfach das teuerste Produkt in der Hoffnung, dass es auch gut funktionieren würde. Wenn es dann nicht den beabsichtigten Zweck erfüllt, wird gern die Ausrede ins Feld geführt: „Ja wenn der Marktführer Ihre Anforderungen schon nicht erfüllen kann, wird es wohl an Ihnen liegen“. Seien Sie deshalb kritisch bei der Auswahl der Partner und lassen Sie sich Referenzen zeigen oder vertrauen Sie auf Qualitätssiegel wie beispielsweise der Partnerliste des Bundesverbandes SmartHome Initiative Deutschland e.V. (www.smarthome-deutschland.de.)

Ein intelligentes, vernetztes Haus ist wie eine Eisenbahnanlage. Das gilt in mehrerlei Hinsicht. Bevor man eine Modelleisenbahn aufbaut, macht man eine Planung. Gleispläne, Stücklisten, Zugänglichkeit bei Entgleisung und auch das Budget ist nicht zu vergessen. Selten wird eine Anlage in einem Rutsch aufgebaut. Sie wächst mit den Wünschen und Anforderungen. Wünsche verändern sich. Für den einen ist das Aufbauen wichtig, für den anderen die naturgetreue Nachbildung und für einen Dritten der Betrieb. Ähnlich verhält es sich beim SmartHome. Planung ist das A und O. Was will man eigentlich erreichen? Was muss jetzt, was kann später realisiert werden, oder soll das SmartHome Hobby werden und damit gewünschte Dauerbaustelle? Wer letztere Ambitionen hat, möge sich vorher der Zustimmung des Familienrates versichern.

In den folgen Kapiteln erfahren Sie, welche Gewerke es in einem intelligenten Haus geben kann, wie diese zusammenhängen, welchen Nutzen sie bringen können und was bei der Planung zu beachten ist.

Checklist - Wie smart ist Ihr Heim?

Diese Checklist hilft Ihnen herauszufinden, welche nützlichen elektronischen Helfer in Ihrem Haushalt fehlen.

• Öffnen Sie die Tür Ihres Hauses/Wohnung mit einem mechanischen Schlüssel, oder erkennt die Tür, dass Sie davor stehen und öffnet Ihnen automatisch?
• Wenn Sie den Flur betreten, schaltet sich das Licht automatisch ein, falls das Tageslicht nicht ausreicht?
• Können Sie erkennen, dass Besucher an der Tür waren? Und können Sie abrufen, wer es war?
• Erkennt Ihr Haus, wenn Ihr Auto in die Einfahrt fährt, öffnet das Tor und beleuchtet bei Bedarf Ihren Weg?
• Haben Sie die Möglichkeit, die Türklingel zusammen mit Bild und Ton auf Ihr Mobiltelefon umzuleiten?
• Wenn Sie Ihr Haus / Ihre Wohnung verlassen, können Sie auf einem Blick erkennen, dass alle Fenster und Türen verschlossen sind?
• Wenn Sie Ihr Haus verlassen, können Sie auf einem Blick erkennen, dass alle Elektrogeräte ausgeschaltet sind, die nicht unbedingt laufen müssen?
• Können Sie beim Verlassen des Hauses/Wohnung die Heizung in bestimmten Räumen kontrolliert absenken und rechtzeitig für Ihre Rückkehr wieder einschalten?
• Lassen sich die Temperaturen in allen Räumen Ihres Hauses oder Ihrer Wohnung separat einstellen?
• Schaltet sich in Ihrem Heim das Licht in Räumen, in denen sich niemand aufhält, automatisch aus?
• Nutzen Sie das Energie sparende LED-Licht?
• Passt sich das Licht im Schlafzimmer, Flur und Bad nachts automatisch Ihrem Sehbedürfnis an?
• Stellen sich die Lichtschutzrollos automatisch entsprechend Ihren Bedürfnissen ein? Werden die Rollläden bei Sturm automatisch hochgezogen?
• Haben Sie mehr als eine Fernbedienung in Ihrem Heim?
• Wird die Lautstärke des TV-/HIFI-Gerätes automatisch reduziert, wenn ein Telefongespräch geführt wird?
• Kann Ihr TV-Gerät Ihre Urlaubsbilder und Videos zeigen, die auf einem zentralen Medienspeicher in Ihrem Haus oder Wohnung liegen?
• Können Sie zuhause und über das Internet bei Freunden auf Ihre Urlaubsbilder oder Ihre gespeicherte Lieblingsmusik zugreifen?
• Können Sie in jedem Raum die gleiche Musik bzw. den Fernsehton hören?
• Können alle Ihre Bildschirme gleiche Inhalte zeigen, z.B. das TV-Programm, eine Excel-Tabelle, E-Mail oder müssen Sie zwischen TV und PC unterscheiden?
• Haben Sie auch aus dem Urlaub immer die volle Kontrolle über Ihr Heim und informiert es Sie, falls eine Abweichung vom Normalen eintritt?
• Können Sie auch vom Büro aus die Videoaufzeichnung programmieren?
• Wird Ihr Garten bei Bedarf automatisch bewässert?
• Mähen Sie den Rasen noch selbst, oder sorgt ein Rasenbutler dafür?
• Saugen Sie die Böden selbst, oder überlassen Sie die Reinigung einem automatischen Staubsauger?
• Kenn Sie die Vorteile eines Zentralstaubsaugers?
• Bringt Ihr Haustier manchmal „Freunde“ mit ins Haus oder öffnet sich die Haustierklappe nur für Ihr Tier?
• Erzeugen Sie auf dem Dach Strom durch Photovoltaik?
• Nutzen Sie erneuerbare Energien zum Heizen oder auch zur Stromerzeugung?
• Können Sie eine im Wohnzimmer begonnene TV-Sendung im Schlafzimmer weitersehen, ohne dass Sie etwas von der Sendung verpassen?
• Führt Ihre Personenwaage und Ihr Blutdruckmessgerät automatisch Buch und informiert Angehörige, Pflegedienst oder Arzt, wenn etwas nicht in Ordnung ist?
• Führt Ihr Heim eine elektronische Einkaufsliste, die Sie vom Handy, PC oder TV-Gerät aus ergänzen und bearbeiten können? Lassen sich schwere Artikel wie beispielsweise Mineralwasser und Kartoffeln per Kopfdruck bei einem Lieferservice bestellen?
• Wenn Sie nicht zuhause sind, wie schützen Sie Ihr Hab und Gut? Wirken die Sensoren im Haus als Alarmanlage und informieren Sie oder einen Wachdienst, wenn sich beispielsweise ein Fenster öffnet oder ein „Bewegungsmelder "anschlägt"?
• Was passiert, wenn Sie zuhause sind und Einbrecher im Haus vermuten? Kann Ihr Haus die Eindringlinge vertreiben, z.B. mit Licht und Lärm und gleichzeitig Fotos und Videos aufnehmen, die bei der Ergreifung der Täter hilfreich sind?
• Kennen Sie den Energie- und Wasserverbrauch Ihres Hauses bzw. Ihrer Wohnung? Und kennen Sie den Standy-by Verbrauch?
• Kann Ihr TV-Gerät auf Internetinhalte zugreifen?
• Müssen Sie zur Abfrage von E-Mail einen PC starten, oder geht das bei Ihnen am TV-Gerät oder einem kleinen mobilen, berührungssensitiven Bildschirm.
• Erinnert Sie Ihr Haus an die Müllabfuhrtermine?
• Können Sie per Knopfdruck Licht, Temperatur, Vorhänge, Musik und TV steuern? Können Sie abends mit einem Knopfdruck alle Leuchten löschen und die Türen verschießen?

Das IP-Netzwerk

Dass Kürzel IP steht für Internet-Protokoll. Dieses Protokoll regelt, wie elektronische Geräte miteinander Daten austauschen. Beispielsweise wie der Internetbrowser eines PC Daten von einem Server bei Google besorgt und sie so auf dem Bildschirm aufbaut, wie der Websiten-Gestalter es geplant hat. Dazu gehört als Basis die Adressierung. Wie findet mein PC den richtigen Server bei Google? Derzeit gibt es zwei Adresspläne: IP Version 4 und IP Version 6. IPv4 bietet einen Adressraum von etwas über vier Milliarden IP-Adressen (2³² oder 256⁴ = 4.294.967.296). In den Anfangstagen des Internets, als es nur wenige Rechner gab, die eine IP-Adresse brauchten, galt dies als weit mehr als ausreichend. Aufgrund des unvorhergesehenen Wachstums des Internets herrscht heute aber Adressenknappheit. Bereits Ende 2011 wurde der gesamte Adressenvorrat von IP V4 aufgebraucht. Deshalb hat man sich rechtzeitig für ein neues Adressierungsverfahren entschieden: IP V6. Der nun zur Verfügung stehende Adressraum beträgt 2¹²⁸, das sind ungefähr 340 Sextillionen oder 3,4·10³⁸). Das sollte auf lange Zeit reichen, doch schon erheben sich Stimmen, die am liebsten jeder Glühbirne im Haus eine eigene IP-Adresse geben würden. Dann könnte es vielleicht viel zu früh wieder knapp werden.