Smart Home Automatisierungslösung mit einem Einplatinencomputer
28. September 2021
Onur Yesilbas
Management Summary
Unser Alltagsleben wird heute in vielen Bereichen durch die Digitalisierung bestimmt. Die Entwicklung vom analogen bis ins heutige globalisierte digitale Zeitalter bedeutet: folgerichtige Vernetzung der Daten, Big Data, Internet der Dinge, Erhöhung der Schnelligkeit des Datenaustauschs, Datensicherheit, Individualisierung und Automatisierung von Prozesssteuerungen, Verfügbarkeit und Stabilität des globalen Datenflusses.
Mit fortentwickelnder technischer und digitaler Revolution verändern sich auch unsere Erwartungen und Routinen beim „Smart Home“ Handling unseres gesamten persönlichen Alltags. Beispielgebend hierfür – und als Grundlage für meine Diplomarbeit – steht das intelligente, vernetzte Datenmanagement im Wohnbereich. Der Stellenwert dieses Themas – im Einklang mit dem „Internet der Dinge“ – wird steigen. Auch sprechen hierfür die reichhaltigen Publikationen aus Forschung und Entwicklung wie auch Medienberichte und die Werbung. „Smart Home“ ist aus ökologischer und ökonomischer Sicht geeignet und dürfte somit zum Trend werden.
Smart Home beinhaltet technische Systeme in Wohnräumen, die eine Steigerung der Wohn- und Lebensqualität, der Energieeffizienz und der Sicherheit zum Zweck haben. Solche Systeme bestehen aus diversen Komponenten, die miteinander kommunizieren und Informationen austauschen. Die Entwicklung der Smart-Home- Systeme ist in den letzten Jahren prompt vorangeschritten. Primär haben grosse Unternehmen den Markt dominiert, wie zum Beispiel Siemens mit der KNX-Technologie. Jedoch handelt es sich hier um einen kabelgebundenen Bus – Kommunikationssystem und ist daher nur in Neuinstallationen ausführbar.
Förderlich für die rasante Entwicklung der Smart Home-Technologie sind die erzielten Fortschritte auf dem Gebiet der Funkübertragung von Mittelwellen. Dieses im Vergleich kostengünstige Übertragungsmedium ermöglicht es, diverse Smart-Home-Systeme zusammenzufassen. Somit wird diese Technologie auch für die breite Anwendung im Wohnbau vorteilhaft. Bisher hat sich noch keine Standardtechnologie in der Funkübertragung durchgesetzt, weshalb auch viele Entwicklungsunternehmen ihre eigenen Standards verwenden. Dieser Umstand beeinträchtigt die Entscheidung potenzieller Investoren für ein geeignetes System.
Die rapide technologische Entwicklung auf dem Gebiet von „Smart Home“, das bisherige Fehlen eines einheitlichen Standards derartiger Systeme, in Verbindung mit der Gefahr, den Durchblick zu aus den Augen zu verlieren, und letztlich die zu befürchtende generelle Verunsicherung bei Interessenten, waren für mich der Auslöser zur Realisierung eines eigenen Smart-Home-Systems. Dieses basiert auf einem Einplatinencomputer, ist preisgünstig und lässt sich bei Neuinstallationen wie auch in bestehenden Überbauungen integrieren. Das System verfügt über eine allgemeinverständliche, nutzerfreundliche Bedienung.
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Ausgangslage
In den letzten Jahren entwickelte sich unser Eigenheim zum wichtigsten Lebensmittelpunkt. Deswegen steigen auch unsere Ansprüche an die Wohnqualität der eigenen vier Wände. In den Vordergrund der Überlegungen rücken dabei vermehrt auch die steigenden Energiepreise. Dies und auch die laufenden öffentlichen Diskussionen zum Thema Klimawandel veranlasst zudem immer mehr Menschen, den eigenen ökologischen Fussabdruck zu hinterfragen.
Durch modernste Technik in Verbindung mit der fortlaufenden Digitalisierung und Vernetzung technischer Prozessabläufe entstehen schrittweise prozessoptimierte Steuerungssysteme, mit welchen sich auch im Wohnbereich – ohne Einbusse beim Wohnkomfort – deutliche Einsparungen im Leistungs- und Energiebereich erzielen lassen.
Infolge allgemein hoher Forschungs- und Entwicklungskosten im Energiesektor (vgl. Energiewende, neue Energien, Verschärfung der gesetzlichen Regelungen für Leistungswerte und Energieverbrauch im Gebäudebereich usw.) und fortwährender Weiterentwicklung von cleveren Lösungen in diesem Marktsegment bewegen sich die Preise von diesen smarten Steuerungssystemen nach wie vor auf relativ hohem Preisniveau.
Für den Normalverbraucher und den breiten Einsatz solcher Systeme im Wohnbereich bzw. Gebäudesektor gestaltet sich dies als noch zu unwirtschaftlich (Investitionskosten im Verhältnis zum mittel- bis längerfristigen Energieeinspar-potenzial bei den heutigen tiefen Energiepreisen). Und um sich in Eigenregie ein kostengünstiges Smart-Home-System zusammenzustellen, wäre sehr viel Eigeninitiative, Interesse und fachliche Kenntnisse erforderlich.
Ziel der Arbeit
Aus den vorhin erwähnten Überlegungen habe ich mir für meine Diplomarbeit die Realisierung eines Smart-Home-Systems, unter Verwendung eines Einplatinencomputers, zum Ziel gesetzt. Daher beabsichtige ich ein System zu entwickeln, welches es jedem Benutzer erlaubt, Qualität und Komfort in seinem eigenen Wohnbereich zu verbessern. Dieses Smart-Home-System sollte einerseits kosten sparend sein und andererseits sowohl für Neuinstallationen oder auch sich in bestehende Infrastrukturen integrieren lassen zu können. Zudem soll es mit einer anwenderfreundlichen Bedienung bestechen.
