Smart Home Standards: verschiedene Systeme für die Hausautomatisierung
Das Phänomen Smart Home verändert den Umgang mit Geräten und technischen Einrichtungen in Wohnungen und Häusern in einem bisher nicht gekannten Ausmaß. Auf Wunsch lässt sich jede einzelne Komponente – Licht, Heizung, Klimaanlage, Fenster, Jalousien, Musikanlage, Backofen, Kaffeemaschine u.v.m. – miteinander vernetzen und zentral steuern. Bei Funksystemen geschieht dies meist über eine App per Smartphone oder Tablet.
Ein Problem ist allerdings, dass es für die Vernetzung und die Automatisierung über Funk diverse Standards gibt, die zum Teil nicht kompatibel miteinander sind und auch erhebliche Unterschiede bei den Leistungsmerkmalen aufweisen. Im Folgenden werden die gängigsten Techniken mit ihren Vor- und Nachteilen beschrieben.
Inhaltsverzeichnis und Quicklinks
ZigBee – das dezentralisierte Mesh-Netzwerk
Dieser weit verbreitete Standard der Hausautomatisierung wird häufig für das Lichtmanagement eines Gebäudes genutzt. Was ihn von anderen Funk- oder Kabellösungen abhebt, ist seine spezielle Netzstruktur. Kommunikation und Steuerung laufen nicht zentral über einen Router wie beim WLAN, sondern zwischen allen angeschlossen Geräten untereinander. Dieses so genannte Mesh-Netzwerk verwaltet sich also selbst.
ZigBee verbraucht nur wenig Energie, lässt sich leicht bedienen und flexibel an andere Strukturen anpassen. Ein weiterer Vorteil ist die Unterstützung des Standards durch mehrere Hundert zum Teil sehr bekannte Hersteller von Smart Home Technologien. Es gab in der Vergangenheit Probleme mit der Kompatibilität, da die Anbieter häufig verschiedene Protokolle einsetzten. Zwar soll die Version 3.0 mit diesen Schwierigkeiten Schluss machen, allerdings funktionieren dann Komponenten mit älteren ZigBee-Versionen nicht mehr.
Z-Wave – stabil, flexibel und anwenderfreundlich
In der Allianz für Z-Wave sind mehr als 300 Produzenten aktiv, um diese technisch einfache Kurzstrecken-Funklösung voranzubringen. Z-Wave ist so flexibel, dass damit die gesamte Haustechnik gesteuert werden kann und sich sogar Wiedergabegeräte für Video und Audio integrieren lassen. Es überzeugt zudem durch seine hervorragende Anwenderfreundlichkeit.
Die Kommunikation der einzelnen Smart Home Komponenten verläuft bidirektional, also in zwei Richtungen, wodurch Z-Wave bei einer Reichweite von etwa 40 Metern innerhalb eines Gebäudes sehr stabil arbeitet. Selbst wenn ein Gerät keinen Kontakt zur Steuerzentrale haben sollte, wird das gesamte Netz dadurch so gut wie nicht beeinträchtigt. Da dieses System keine größeren Nachteile aufweist und international sehr verbreitet ist, dürfte es auch in den kommenden Jahren weiter entwickelt und gepflegt werden.
EnOcean – der Energiesparmeister
EnOcean hat einen außergewöhnlichen Vorteil, nämlich die Energieversorgung. Das System nutzt das so genannte Energy Harvesting. Es kann die für den Betrieb erforderliche Energie aus der direkten Umgebung aufnehmen. Als Quellen kommen etwa Vibrations- und Rotationswandler, kleine Solarmodule oder auch thermodynamische Effekte in Frage. Ein weiterer Vorteil von EnOcean ist seine Kompatibilität mit KNX und mit Gebäudeautomationen, die per Kabel betrieben werden.
Einen Netzanschluss brauchen die Komponenten bei diesem Funkstandard nicht, allenfalls Akkus oder Batterien. Allerdings eignet sich er sich auch nur für Geräte mit sehr geringem Energieverbrauch wie Wandschalter, Fenstersensoren oder Rauchmelder, und die Reichweite im Haus ist mit rund 30 Metern recht gering. Darüber hinaus überzeugt die einfache Konstruktion der Technik in puncto Datensicherheit nicht unbedingt.
KNX – eine leistungsstarke und herstellerunabhängige Lösung
Der Funkstandard KNX beruht auf dem gleichnamigen, kabelgebundenen System zur Steuerung einer Gebäudeautomation. Bei der klassischen Variante werden die Geräte über Kabel gesteuert und mit Energie versorgt, bei der Funklösung erfolgt dies über zwei unterschiedliche Netze. Dadurch sind spätere Erweiterungen oder Änderungen relativ leicht durchführbar. Wesentliche Pluspunkte für KNX sind einerseits die große und weit verbreitete Anerkennung als internationaler Smart Home Standard, andererseits die herstellerunabhängige Entwicklung von Komponenten, der weltweit fast 400 Unternehmen angehören.
Aber auch sonst weist KNX Stärken auf, die andere Funklösungen nicht zu bieten haben. Der Markt hält eine große Auswahl an kompatiblen Geräten bereit, die sich einfach in ein KNX-Netzwerk einbinden lassen. Durch die Nutzung einer Mittelwellenfrequenz bietet es eine hohe Zuverlässigkeit im Betrieb und etwa gegenüber WLAN eine bessere Ausbreitung. Es kann sowohl allein oder auch zusammen mit einem kabelgebundenen Bussystem betrieben werden.
Ein Wermutstropfen ist der durchweg höhere Preis für einzelne Komponenten, der allerdings durch die überzeugende Leistungsfähigkeit auf Dauer wieder wettgemacht wird.
WLAN und Bluetooth
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WLAN und Bluetooth sind etablierte Standards für die Funkübertragung von Daten und praktisch in jedem Haushalt und in jedem modernen Gerät wie Smartphone, Tablet, Notebook oder PC installiert. Trotzdem eignen sie sich nur bedingt für den Smart Home Einsatz. WLAN beispielsweise hat einen sehr hohen Energiebedarf, so dass bei batteriebetriebenen Komponenten relativ oft der Energiespeicher ausgetauscht werden müsste. Auch könnten in Ballungsgebieten Störungen mit den Netzwerken von Nachbarn auftreten, da WLAN häufig im gleichen Frequenzbereich arbeitet. Bluetooth wiederum hat nur eine geringe Reichweite mit einem Radius von rund zehn Metern. Zudem können je nach Version Fehler bei der Kommunikation auftreten.
Es gibt (bisher) keine Patentlösung
Eine Patentlösung für den zu wählenden Smart Home Standard gibt es praktisch nicht, denn jedes einzelne System hat seine Stärken und Schwächen. Entscheidend für die Wahl sind die persönlichen Anforderungen und Bedürfnisse des jeweiligen Haushalts. Aus diesem Grund sollte vor einer Investition als erster Schritt ein ausführliches Beratungsgespräch mit einem Fachbetrieb stehen, um eine optimale individuelle Lösung für das eigene Smart Home zu bekommen.