Auf einen Blick

Der Markt für IoT und M2M steht am Anfang einer exponentiellen Wachstumskurve. In vielen Häusern und Wohnungen findet man vernetzte Geräte wie Spielekonsolen, Laptops, Tablets, Smartphones, Desktopcomputer, Kameras, Streaming Audio und Videoplayer. Über Sentroller kommen in Applikationen wie Sicherheitssystemen, Klimaanlagen, der Patientenüberwachung und der Home-Automation neue vernetzte Geräte hinzu.

Wo heute ein typisches Heim über fünf bis zehn verbundene Wi-Fi-Geräte verfügt, werden es in einer Dekade leicht über 100 unterschiedliche verbundene Sentroller in einem Gebäude sein: Sensoren und Kameras verfolgen und erfassen, lokale und Cloud-basierte Controller managen die Netzwerke und Aktuatoren schalten unterschiedlichste Applikationen und steuern fast alles in der heimischen Umgebung. Diese Dienste werden über ein lokales Home-Gateway verbunden und dieses wiederum mit dem Web. Gemanagt werden sie vom Smartphone oder von anderen im Web eingebundenen Geräten.

Zig-Bee sendet durch Wände, Gänge und Möbel.

Zig-Bee sendet durch Wände, Gänge und Möbel.Greenpeak

Zwei Arten von Netzwerken

Abhängig von den Anforderungen hinsichtlich Datenbandbreite, Reichweite und Versorgungsmöglichkeiten wird das Smart-Home der Zukunft zwei Arten von Netzwerken haben. Zum einen ein schnelles Wi-Fi-basiertes Netzwerk für netzbetriebene Geräte mit großem Datendurchsatz wie Fernseher, Audiosysteme und Spielekonsolen und ein zweites Netzwerk für kleine, drahtlose und batteriebetriebene Geräte.

Drei Dinge, die man wissen muss

Folgende drei Dinge muss man über Zig-Bee wissen. Dieser internationale Standard kann fast überall ohne Zulassung und Tests durch Behörden oder die Industrie eingesetzt werden. Somit ist Zig-Bee eine sichere Bank für ehrgeizige Sentroller-Entwickler.

Zweitens: Zig-Bee ist ein weltweit etablierter Standard in Häusern und Wohnungen. Comcast, Echostar und andere Betreiber integrieren Zig-Bee in nahezu allen neuen Settop-Boxen und Home-Gateways. Durch den Einsatz von Zig-Bee als Verbindungsweg zwischen der Box und der Fernbedienung haben diese Firmen den ersten Schritt zur Integration von Zig-Bee im Heim getan. Ist Zig-Bee in der Box – gleichgültig ob in einer Standalone-Home-Controlbox, als Teil eines Internet-Gateways oder direkt im Fernseher, ermöglicht diese Verbindung eine zentrale Steuereinheit für die neue Home-Cloud.

Alles was man über Wi-Fi wissen muss, gilt essenziell auch für Zig-Bee. Es nutzt dasselbe Spektrum (2,4 GHz), sendet durch Wände, Gänge und Möbel, bietet dieselbe Reichweite (etwa 33 m), ist vergleichbar sicher, und ebenso wie Wi-Fi ist es weitgehend unempfindlich gegen Interferenzen.

Architektur eines kleinen Datensystems im Smart Home, gesteuert von einem Smartphone und unter Einbindung der Cloud.

Architektur eines kleinen Datensystems im Smart Home, gesteuert von einem Smartphone und unter Einbindung der Cloud. Greenpeak

Der dritte Punkt, den man wissen sollte: Zig-Bee hat wie Wi-Fi einen geringen Stromverbrauch. Es muss nur zeitweise kleine Signale aussenden, benötigt nicht die Bandbreite oder die Power wie es im Bereich Streaming-Video oder Audio nötig ist, bei Spielen oder der Sprachübertragung. Durch den geringen Leistungsbedarf reicht eine Knopfzelle für den Betrieb eines Zig-Bee-Transceivers für viele Jahre. Die einzige zeitliche Begrenzung ergibt sich aus der Batterielaufzeit, weshalb die Geräte im Wesentlichen wartungsfrei sind. Man installiert sie an einer Wand oder am Fenster, verbindet die Geräte mit dem lokalen Zig-Bee-Netzwerk und sie sollten für etwa eine Dekade ohne Batteriewechsel funktionieren.

Ohne Stromversorgung

Andere Zig-Bee-Applikationen, wie beispielsweise Lichtschalter, brauchen überhaupt keine Stromversorgung. Alleine die Schalterbetätigung liefert die Versorgungsenergie, die erforderlich ist, um ein Ein/Aus-Signal durch den Raum an die Beleuchtung zu senden. Je nachdem wie der Schalt-Tranceiver programmiert ist, kann der Schaltbefehl zum Home-Gateway gelangen und über dieses mehrere Beleuchtungen schalten, gleichzeitig die Garagentür schließen oder ein Netzwerk von weiteren smarten Geräten managen.

Kommt man beispielsweise abends nach Hause und schaltet das Licht ein, weiß der intelligente Sentroller des Netzwerks, gleichgültig, ob in der Cloud oder im Gateway, welche Lichtquellen entsprechend einer bestimmten Präferenz zu unterschiedlichen Zeiten, Tagen oder auch Jahreszeiten geschaltet werden sollen.

Die Intelligenz beherrscht auch die Steuerung der Klimaanlage und schaltet je nach Außentemperatur die Heizung oder das Klimagerät ein. Dieselbe Schalterbetätigung kann auch das Entertainment-System initialisieren – es schaltet den Fernseher ein und schließt die Gardinen.

Wird dieser Schaltbefehl auch vom Home-Gateway empfangen, können, je nach Programmierung, verschiedenste weitere Aktionen ausgeführt werden.