Benutzungskonzepte auf unterschiedlichen Endgeräten für die Steuerung des Smart Home

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Name der Autoren: Sven Schepermann, Mario B.
Titel der Arbeit: "Benutzungskonzepte auf unterschiedlichen Endgeräten für die Steuerung des Smart Home"
Hochschule und Studienort: FOM Essen


Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

Die technische Weiterentwicklung in der Informationstechnologie macht ein tägliches Arbeiten ohne Hilfe von Computern kaum noch möglich. Sie betrifft aber nicht nur das Internet und die Übertragung von Informationen, sondern auch die Steuerung von Gebäuden. Steuerungskonzepte werden mit der Hilfe von Computern in Gebäuden integriert und erlauben somit eine moderne Steuerung angefangen beim Licht, bei der Heizungssteuerung bis zur kompletten Vernetzung aller im Haushalt befindlichen Geräte.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Beleuchtung von Benutzungskonzepten auf unterschiedlichen Endgeräten. Die verschiedenen Hersteller von Smart Home Komponenten entwickeln eigene Steuerungsmöglichkeiten, die nicht zu anderen Herstellern kompatibel sind. In mehreren Projekten werden verschiedene Lösungsansätze erarbeitet, mit dem Ziel, standardisierte Benutzungskonzepte und Schnittstellen für eine zentrale Steuerung von Geräten verschiedener Hersteller zu bilden.

Zu Beginn werden unterschiedliche Endgeräte, sowohl aus dem stationären als auch aus dem mobilen Bereich, näher erläutert und deren Vor- und Nachteile gegenübergestellt. Für die Betrachtung der Benutzungskonzepte ist es darüber hinaus erforderlich, die Erwartungen der Nutzer herauszuarbeiten und mögliche Benutzergruppen zu analysieren. Anschließend werden drei Projekte und deren Lösungsansätze vorgestellt und näher betrachtet. In der abschließenden Betrachtung werden die Konzepte gegenübergestellt und bewertet.


2 Definitionen

2.1 Smart Living

Smart Living beschreibt die technische Weiterentwicklung im Bereich des Haushaltes und steht für eine moderne und flexible Wohnkultur, die für unterschiedliche Bedürfnisse und Lebensstile attraktive Lösungen bietet. Ziel ist es, tägliche Arbeiten technisch zu unterstützen und die dafür erforderlichen Geräte weiterzuentwickeln. Bei der täglichen Hausarbeit sollen die technischen Lösungen mehr Komfort bieten, so dass ein möglichst geringer Aufwand entsteht. Ein Besispiel hierfür ist die Entwicklung der Waschmaschine, die technisch unterschiedliche Stufen durchlaufen hat und ständig so weiterentwickelt wurde, dass heute der Hauptteil des Waschvorgangs selbsständig durch eine Maschine durchgeführt wird.

2.2 Smart Home

Der Begriff des Smart Home beschreibt Konzepte und Lösungen zum Einsatz von Geräten und Systemen im privaten Wohnbereich, welche den Komfort, die Wirtschaftlichkeit, die Energieeffizienz, die Flexibilität und Sicherheit erhöhen sollen. Die Grundlage besteht in der Vernetzung der einzelnen Haustechnikbereiche wie z.B Haussteuerung, Sicherheitssystem, Haushaltsgeräte und Multimediageräten mit Hilfe von Bussystemen zu einem Gesamtsystem.

Neben dem Begriff des Smart Home werden diese Techniken auch als eHome, Internet Home, elektronisches Haus oder intelligentes Wohnen bezeichnet. Weitere individuelle Bezeichnungen werden von den einzelnen Geräteherstellern für ihre entwickelten Produkte verwendet. Der Begriff Intelligentes Wohnen ist vom Zentralverband Elektrotechnik und Elektroindustrie auf Grund einer Initiative für vernetztes Wohnen eingeführt worden. [1]


3 Steuerungsmöglichkeiten

3.1 Stationäre Endgeräte

Unter stationären Endgeräten im Zusammenhang mit einem Smart Home sind fest in das Haus integrierte Endgeräte gemeint. Diese können auf der einen Seite speziell für die Haussteuerung entworfen worden sein, es sind aber auch Geräte vorhanden, die neben ihrer primären Funktion die Steuerung des Smart Home zusätzlich übernehmen und somit in ihrem Funktionsumfang erweitert werden. Folgende Geräte beleuchten nur einen Ausschnitt der angebotenen Geräte.

3.1.1 Fernseher

Abbildung 1: Loewe TV / Home Server
Abbildung 1: Loewe TV / Home Server

Mit der Einführung der LCD und Plasma Fernseher bilden diese einen wesentlichen Bestandteil der Entwicklung des intelligenten Hauses. Dabei geht es nicht mehr ausschließlich darum, den Fernseher als reinen Fernseher zu nutzen sondern vielmehr als zentrales Element des Home-Entertainments. Durch die digitalen Schnittstellen ist es möglich, den Fernseher direkt in ein Netzwerk zu integrieren oder an einen Computer anzuschließen. Der Fernseher und der Computer können zusammen als Media Center genutzt werden, welches dann die komplette Verwaltung der digitalen Daten übernimmt. Die gewünschten Funktionen werden hierbei vorwiegend über eine multifunktionale Fernbedienung ausgewählt. Je nach Software bestimmt sich der Umfang der Steuerungsmöglichkeiten. Die häufigste Verbreitung dieser Steuerung ist im Multimedia-Bereich zu finden und erlaubt die digitale Verwaltung von Bilderalben, Filmen oder Musik. Darüber hinaus wird der Fernseher nicht nur für die Verwaltung lokaler Medien und Einstellungen genutzt sondern ermöglicht auch jeder Zeit einen Zugang zum Internet. Fernseher sind in verschiedenen Größen von 26-50 Zoll zu bekommen.

Der Hersteller Loewe bietet aktuell bereits Fernseher an, die in die aktuelle Hausverkabelung integriert werden können und es somit ermöglichen, Fernseher als Kommunikations- und Steuerzentrale für Multimediadaten, Beleuchtung und die Heizungssteuerung zu nutzen. Die Steuerung erfolgt über eine TV-Fernbedienung und über die grafische Oberfläche des Gerätes. [2]


3.1.2 Touchpanel

Abbildung 2: Touchpanel der Firma Control4
Abbildung 2: Touchpanel der Firma Control4

Touchpanels oder auch Touchscreens sind berührungsempfindliche Bildschirme. Die Eingabe erfolgt ausschließlich über Symbolen auf dem Bildschirm. Anders als bei vielen Eingabegeräten, bei denen ein Cursor per Computermaus bewegt wird, erfolgt die Eingabe durch das Berühren des Touchpanels mit dem Finger oder einem speziellen Stift. Die technische Umsetzung der Eingabe erscheint dem Anwender somit fast "unsichtbar" und erzeugt den Eindruck einer Steuerung durch "Fingerzeigen". Touchpanels dienen aber nicht nur der Befehlseingabe sondern werden im Smart Home auch als Informtionsbildschirm eingesetzt. Dient der Bildschrim ausschließlich der Infrormation, so wird von einem "Point of Information" gesprochen. Durch eine geeignete Software ist es über ein Touchpanel möglich, mehrere Geräte oder Bereiche des Smart Homes zu steuern. Es ist möglich, nicht nur das Licht in einzelnen Räumen zu steuern, sondern auch die Garageneinfahrt, die Eingangstür und das Multimedia-Center. Die Größe der sichtbaren Diagonalen beträgt je nach Hersteller 7-10 Zoll. Touchpanels bilden in erster Linie die Kommunikationsschnittstelle des Anwender mit dem Smart Home.[3] Der Anschluss des Touchpanel erfolgt über die Hausverkabelung und wird fest mit dem Haus verbunden.


3.1.3 Info-Terminal

Abbildung 3: zentrale PC-Station der Firma Siemens zur Steuerung des Smart Home
Abbildung 3: zentrale PC-Station der Firma Siemens zur Steuerung des Smart Home

Einfache Info-Terminals bieten die Möglichkeit einfache Funktionen im Smart Home zu steuern. Das Display ist weder in Farbe, noch ist eine Steuerung wie bei einem Tochpanel über das Display möglich. Die Steuerung erfolgt ausschließlich über die Bedienknöpfe am Gerät, so wie man es von Kopierern oder Druckern kennt. Die geringe Größe des Displays stellt ca. 3-5 Zeilen dar, so dass die Darstellung der einzelnen Funktionen nur eingeschränkt möglich ist. Diese Geräte können sehr gut für die Grundfunktionen wie Licht- oder Heizungssteurung eingesetzt werden. Eine umfangreiche Multimediasteueung wie z.B mit einem Fernseher oder einem Touchpanel ist aber nicht möglich. Das Info-Terminal wird ebenfalls fest in der Wand eingebaut und dort mit der Hausverkabelung verbunden. [4]







3.1.4 Vor- und Nachteile

Die Vor- und Nachteile der einzelnen stationären Steuerungselemente erschließen sich in erster Linie im Umfang ihrer Funktionen. Die Steuerung über einen Fernseher hat den Vorteil, dass in den meisten Haushalten bereits ein geeignetes Gerät vorhanden ist, so dass auf die Anschaffung eines zusätzlichen Steuerungsgerätes verzichtet werden kann. Darüber hinaus kann ein Fernseher nicht nur für die Wohnungssteuerung verwendet werden sondern auch für den Zugang zum Internet oder zum anschauen von Filmen. Die Größe des sichtbaren Bildes ist ein weiterer Vorteil gegenüber einem Touchpanel oder einem Info-Terminal. LCD- oder Plasmabildschirme sind in weitaus größeren Diagonalen zu kaufen als Touchpanels oder Info-Terminals. Während ein Fernseher eine Größe von 26 - 50 Zoll haben kann hat eine Touchpanel zur Wohnungsautomatisierung eine Displaydiagonale von 7 - 10 Zoll.

Für ein Touchpanel hingegen spricht der Steuerungskomfort, da das Display mit dem Finger oder mit einem Stift bedient werden kann. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass Gerät an der Eingangstür oder an einem beliebigen Ort in der Wohnung oder im Haus in der Wand anzubringen, während ein Fernseher hauptsächlich im Wohnzimmer oder anderen Zimmern vorhanden ist. Das hat den Vorteil, dass beim Eintreffen im Haus direkt individuelle Einstellungen vom Bewohner vorgenommen werden können, ohne das dieser im Wohnzimmer den Fernseher einschalten muss.

Darüber hinaus sind weitere Vor- und Nachteile der einzelnen Steuerungsgeräte denkbar. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über einzelne Vor- und Nachteile der stationären Steuerungsgeräte.


Merkmale Fernseher Touchpanel Info-Terminal
Displaygröße sehr groß (26-52 zoll) mittel (7-10 zoll) klein (3-5 zeilig)
Einsatzort eingeschränkt (meist im Wohnzimmer oder anderen Räumen) vielseitig (an jedem beliebigen Ort an der Wand möglich) vielseitig (an jedem beliebigen Ort an der Wand möglich)
Funktionsumfang vielseitig (Fernsehen, Internet, Haussteuerung, Multimedia) vielseitig (Haussteuerung, E-Mail, Multimedia) eingeschränkt (Haussteuerung)
Steuerungskomfort gut (mit Multimediafernbedienung) sehr gut (über Touchpanel mit Finger oder Stift) eingeschränkt (nur über vorhanden Bedienknöpfe)
Anschaffungskosten hoch (abhängig von Größe und Ausstattung 700 - 4000 €) sehr hoch (ca. 1300 €) hoch (800 €)
Stromverbrauch hoch (100-500 Watt abhängig von der Displaygröße) gering ( 20-30 Watt) sehr gering (8-10 Watt)

Tabelle 1: Vor- und Nachteile stationärer Endgeräte


3.2 Mobile Endgeräte

Unter mobilen Endgeräten im Zusammenhang mit einem Smart Home sind Endgeräte gemeint, die nicht fest im Haus integriert, sondern portabel genutzt werden können. Einen Hauptaspekt stellen die Mobilität und die Anwenderfreundlichkeit beim Kauf und Einsatz der Geräte dar. Wie auch schon bei den stationären Endgeräten wird hier nur ein kleines Spektrum mobiler Endgeräte beleuchtet.

3.2.1 Handy \ Smartphone

Abbildung 4: Handy der Firma Siemens
Abbildung 4: Handy der Firma Siemens

Als Handy wird ein handliches und tragbares Funktelefon bezeichnet. Die grundlegende Funktion des Telefonierens wurde durch zahlreiche neue Technologien erweitert. Ein großer Teil der Handys unterstützen die standardisierten Kommunikationsschnittstellen Bluetooth oder WLAN.[5] Über diese Schnittstellen können Handys mit anderen Geräten kommunizieren oder eine Verbindung mit dem Internet aufbauen. Telefonanwendungen können sich z.B. über den im Jahre 2006 eingeführten CAT-iq Standard ("Cordless Advanced Technologie - internet and quality") mit einem Breitbandnetz verbinden.[6] Dieser Dienst ermöglicht die Nutzung verschiedener Anwendungen wie z.B. Internetradio oder RSS-Feeds.

Eine Weiterentwicklung des klassichen Handys stellt ein Smartphone dar. Im Gegensatz zum normalen Handy verfügen diese Geräte über ein erweiterbares Betriebssystem sowie ein größeres Display, dass wie ein Touchscreen bedient werden kann. Mit Hilfe von Software, die auf dem Gerät installiert werden kann, kann das Smart Phone den individuellen Bedürfnissen des Nuzers angepasst werden. Darüber hinaus sind ebenfalls alle modernen Kommunikationsschnittstellen wie WLAN, Bluetooth oder UMTS in den Geräten integriert. Das wohl bekannteste Gerät in diesem Bereich stellt das iPhone der Firma Apple dar.

3.2.2 UMPC (Ultra-Mobile PC)

Abbildung 5: Ultra-Mobile PC der Firma Sony
Abbildung 5: Ultra-Mobile PC der Firma Sony

Der Begriff "Utra-Mobile PC" bezeichnet einen kleinen und portablen Computer. Erste Geräte wurden 2006 auf der IT-Messe CeBIT (Centrum für Büroautomation, Informationstechnologie und Telekommunikation) von Microsoft und Intel vorgestellt. Ausgestattet mit verschiedenen Büroanwendungen und Multimediaanwendungen oder auch Navigationssoftware zeichnen sich UMPC's weiter durch Ihre Handlichkeit aus. Die Bedienung erfolgt hauptsächlich über einen berührungsempfindlichen Bildschirm per Finger oder einem speziellen Stift. Auch hier werden zur Kommunikation unterschiedliche Standards genutzt, wie z.B. WLAN, Bluetooth, UMTS-Module oder GPS-Module. Eine Abgrenzung zu anderen Endgeräten lässt sich nicht genau treffen, da auch hier Touchscreens verwendet werden können oder gleiche Hardware, wie sie in einem Notebook verbaut wird. Grundsätzlich ist festzustellen, dass UMPC's leichter und mobiler sind als Notebooks sowie funktioneller als ein PDA.




3.2.3 PDA

Abbildung 6: Ein PDA
Abbildung 6: Ein PDA

PDA ist eine Abkürzung für Personal Digital Assistant. Gemeint sind kleine kompakte Personal Computer ohne Tastatur. Die Eingabe erfolgt auch hier durch einen speziellen Stift über einen berührungsempfindlichen Bildschirm. Wie der Name schon sagt, handelt es sich um einen persönlichen Informationsassistenten. PDA's sind ausgestattet mit Organizerfunktionen, wie z.B. Terminplaner oder Notizbuch. Erweitert werden diese Anwendungen durch einfache Textbearbeitungsanwendungen oder Software zur einfachen Steuerung verschiedener Geräte im Smart Home. Werden diese Funktionen durch eine Tastatur oder eine Telefonfunktion erweitert wird meistenst schon von einem Smartphone gesprochen. Als Betriebssystem wird bei den PDA's vorwiegend PalmOS, Windows CE oder Windows Mobile verwendet. [7] Ein PDA wird somit nur für grundlegende Aufgaben genutzt. Während ein Handy oder ein Smartphone über Telefonfunktionen verfügt, sind diese in einem PDA nicht verbaut, so dass eine Verbindung in das Telefonnetz oder das Internet auf mobilem Wege nicht möglich ist. Aus diesem Grund kann die Steuerung des Smart Homes über einen PDA auch mit der Funktion einer Multimediafernbedienung verglichen werden. Beide Geräte sind nur im Wohnumfeld für die Steuerung des Smart Homes einsetzbar.

3.2.4 Vor- und Nachteile

Vorteile der mobilen Geräte liegen in der Benutzerfreundlichkeit und Mobilität. Der Anwender ist in der Lage die zu Verfügung gestellten Funktionen fast überall zu nutzen. Durch geeignete WLAN-Funktionen, GPS- oder UMTS-Module kann der Anwender jederzeit eine Verbindung zum Internet aufbauen und sich mit seinem privaten Heimnetzwerk verbinden. Die nötige Middleware [8] erlaubt dann, welche Dienste der Anwender nutzen kann. Der Vorteil des Handys besteht darin, dass die meisten Personen bereits über ein Handy verfügen, so dass die zusätzlichen Funktionen der Haussteuerung ohne Geräteneukauf genutzt werden können. Für die Steuerung ist nicht immer eine Internetverbindung erforderlich. Es ist ebenfalls möglich, Befehle per SMS oder MMS zu verschicken. Grundsätzlich ist die komplette Haussteuerung über ein Handy auf Grund der geringen Displaydiagonale nur eingeschränkt möglich. Eine Weiterentwicklung in Sachen Benutzerfreundlichkeit und Steuerungsmöglichkeiten stellt das Smartphone dar. Durch ein größeres Display und die Bedienung über ein Touchdisplay ist die Steurung benutzerfreundlicher. Der UMPC hat den Vorteil, dass es sich um einen vollwertigen PC handelt, der auch dessen kompletten Leistungsumfang zu Verfügung stellt. Im Gegensatz zu einem Handy oder einem Smartphone ist er aber wesentlich größer und somit auch nicht so mobil. Bei der Mobilität ist die Akkulaufzeit von einer entscheidenden Bedeutung. Nur mit einer möglichst langen Akkulaufzeit ist das Gerät jederzeit mobil nutzbar. Ein weiterer Nachteil ist die Verbreitung der Geräte. Bisher bieten nur wenige Hersteller einen UMPC an. Ein PDA ist nur eingeschränkt mobil und nutzbar, da ein solches Gerät über keine Internetverbindung oder Verbindung zum Mobilfunktnetz verfügt. Darüber hinaus bietet er aber Funktionen wie Terminplanung oder Navigation.

Ein grundsätzlicher Nachteil gegenüber stationären Endgeräte stellen die teilweise vereinfachten Anwendungen auf den mobilen Geräten dar, die nur grundlegende Funktionen zu Verfügung stellen. Der Anwender muss sich im Funktionsumfang der Geräte auf wichtige Funktionen beschränken, da deren Leistungsfähigkeit nicht mit der von stationären Geräten vergleichbar ist. Ein großer Vorteil stellen die Funktionen dar, die eine Kommunikationsschnittstelle zum Internet bieten. Der Anwender ist dann in der Lage, eine Verbindung über das Internet zu seinem privaten Heimnetzwerk aufzubauen und alle Funktionen zu nutzen, die ihm seine Middleware an Diensten zu Verfügung stellt.


Merkmale Handy \ Smartphone UMPC PDA
Displaygröße klein ( 5 - 7 zoll) mittel (10 zoll) klein (5 - 7 zoll)
Einsatzort jederzeit möglich ( vielseitig (Fernsehen, Internet, Haussteuerung, Multimedia, SMS) vielseitig (Internet, Haussteuerung )
Funktionsumfang vielseitig (Fernsehen, Internet, Haussteuerung, Multimedia, SMS, Telefonieren, Terminplanung, Navigation) vielseitig (Fernsehen, Internet, Haussteuerung, Multimedia, SMS, Terminplanung) vielseitig (Internet, Haussteuerung, Terminplanung, Navigation)
Steuerungskomfort sehr gut (mit Tastatur, Stift oder Finger) sehr gut (über Touchpanel mit Finger oder Stift) sehr gut (über Touchpanel mit Finger oder Stift)
Akkulaufzeit sehr gut ( ca. 3 Tage im Standby und 16 Stunden im Dauerbetrieb) schlecht ( ca. 3 Std.) sehr gut ( ca. 12 Std.)
Gewicht gering (ca. 100 - 150 Gramm) hoch (ca. 600 - 800 Gramm) gering ( ca. 200 Gramm

Tabelle 2: Vor- und Nachteile mobiler Endgeräte


4 Anwendergruppen im Smart Home

4.1 Analyse

Zur Erstellung einer homogenen und benutzerfreundlichen Platform, sowie um ein breites Spektrum der Anwender anzusprechen, müssen verschiedene Benutzergruppen definiert werden. Die Forschergruppe sentha (Seniorengerechte Technik im häuslichen Alltag) [9] arbeitet an einem Projekt im Bereich Smart Home, das gezielt eine Anwendergruppe von älteren und nicht mehr im Berufsleben stehenden Menschen ansprechen soll. Darüber hinaus sind aber nicht nur ältere Menschen die Personengruppen, die von einer Hausautomatisierung profitieren. Alle anderen Haus- oder Wohnungsnutzer sollen ebenso die vollen Möglichkeiten eines intelligenten Hauses nutzen können. Jeder Mensch hat seine eigenen Vorstellungen, wie sein Wohnbereich eingerichtet sein soll. Gleiches gilt für die individuellen Einstellungen, die in Zukunft selbsständig von einem intelligenten Haus durchgeführt werden sollen. Ein gutes Beispiel für die Individualität stellen die unterschiedlichen Vorlieben bei der Helligkeit des Lichtes oder der Klimasteuerung dar. Aus diesem Grund ist es erforderlich, spezifische Situations- oder Personenprofile zu erstellen.

Die Komplexität der Haussteuerung resultiert aus der Kombination mehrerer Geräte und deren Funktion. Ziel des Smart Homes ist die komplette Vernetzung der einzelnen Hausbereiche und deren Steuerung über ein Endgerät. Genau dieser wesentliche Eckpunkt bringt aber auch erhebliche Probleme mit sich. Die zu steuernden Geräte werden vom Bedienelement getrennt, so dass die Steuerung nicht direkt davor stattfindet sondern in einem anderen Raum oder an einem anderen Ort. Durch die Steuerung mehrerer Geräte ist es erforderlich eine übersichtliche einfach verständliche Benutzerschnittstelle zu schaffen. Diese soll aber trotzdem alle Möglichkeiten der Steuerung ermöglichen, damit die Einstellung des Lichts oder der Heizung ohne das aufwendige Studieren einer Bedienungsanleitung möglich ist.[10]

4.2 Erwartungen

Die Erwartungen, die ein Nutzer an die Dienste eines Smart Homes hat sind schwer zu ermitteln, da diese von jeder Person individuell beurteilt werden. Während ein Bewohner Wert darauf legt, jede Einstellung individuelle verändern zu können, möchte eine andere Person möglicht wenige Einstellungen selber einstellen und diese lieber automatisiert ablaufen lassen.

Grundsätzlich erwarten die meisten User von einer Hausautomatisierung eine Erhöhung des Komforts mit folgenden Zielen:[11]

  • Felexible Nutzung von Kommunikationsmedien
  • Zeitersparnis durch automatisierte Abläufe
  • Vereinfachung der Haussteuerung
  • Einheitliche Steuerungsoberfläche aller Endgeräte
  • Steuerung mehrerer Anwendungen über ein Endgerät
  • Individuelle Nutzungsrechte


Darüber hinaus möchte der User jederzeit die Kontrolle über die Haussteuerung haben. Die Handlungs- und Entscheidungssouveränität des Nutzers soll jederzeit gewahrt bleiben, so dass die Technik den User bei dessen Handlungen unterstützt und keine Handlunganweisungen vorschreibt.[12] Darüber hinaus ist eine vollständige Abhängigkeit von den technischen Einrichtungen nicht gewünscht. [13] Die Zuverlässigkeit der technsichen Systeme ist daher von großer Bedeutung. Ein möglicher Stromausfall, darf nicht zur Folge haben, dass das komplette Haus nicht mehr nutzbar ist.

Ein möglicher Lösungsansatz bildet daher die Gruppierung der Anwender nach ihrer Affinität zur Technik sowie der Aufgabe, die eine Automatisierung im Haulshalt übernehmen soll. Durch diese unterschiedlichen Anwendergruppen, die unterschiedliche Ansprüche an ein Smart Home haben, entwickeln sich verschiedene Szenarien. So liegen die Herausforderungen im Seniorenbereich in der Akzeptanz der zu entwickelnden neuen Technik. Neben der Zuverlässugkeit muss das Smart Home mit wenigen und einfachen Befehlen zu steuern sein. Weiterhin soll ein Sicherheitssystem in der Lage sein, automatisch einen Alarm auszulösen oder Störungen im lokalen Netzwerk durch eine entfernte Servicestellen beheben lassen zu können. Sicherheitskriterien, wie ein automatisierter Notruf und die besonders auf den Seniorenbereich abgestimmte Steuerung stehen bei dieser Anwendergruppe im Vordergrund.

4.3 Anforderungen

Die Anforderungen der Benutzer an das Smart Home ergeben sich aus den unterschiedlichen Anwenderbereichen. Jeder Nutzer möchte ein einfaches, transparentes, schnelles und sicheres System, das eine komplette Steuerung ermöglicht. Aus diesem Grund ist es von entscheidender Bedeutung, dass der Nutzer im Mittelpunkt steht und das System seinen individuellen Bedürfnissen angepasst werden kann. Diese bildet die Grundlage für ein benutzer-zentriertes Design, so dass alle Anwendergruppen ein Smart House nutzen können. [14]

5 Benutzungskonzepte

5.1 Problemstellung

Für die vielfältigen Aufgaben der Informationsverarbeitung und der Nutzung elektronischer Medien bedient der Anwender sich einer Anzahl verschiedener Endgeräte. Diese sind von unterschiedlichen Herstellern und nicht miteinander kompatibel, so dass für die Bedienung der meisten Geräte ein separates Endgerät erforderlich ist. Jeder Hersteller arbeitet an seinen eigenen Produkten, so dass bei einem Einsatz einer bestimmten Technik der Nutzer von diesem Hersteller abhängig ist. Derzeit fehlt eine Anpassung derartiger Lösungen an die Anforderungen des Heimnetzwerkes sowie eine Standardisierung der Schnittstellen und Benutzeroberflächen, die ein homogenes, nutzerfreundliches und herstellerübergreifendes Gesamtkonzept ermöglichen. Durch ein nicht schlüssiges Gesamtkonzept werden somit wünschenswerte neue Dienste unattraktiv und für den Anwender unnötig kompliziert . [15]

5.2 Problemlösung

Ziel ist die Anpassung vorhandener Systeme an die Anforderungen des Heimnetzwerkes und eine Standardisierung, um ein homogenes, nutzerfreundliches Konzept herstellerübergreifend zu ermöglichen. Aus diesem Grund wurden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie drei Projekte, Homeplane, SerCHo und WIMAC@home ins Leben gerufen, die sich mit der übergreifenden Kommunikation unterschiedlicher mobiler sowie stationärer Endgeräte zur Steuerung des Smart Home beschäftigen. Ziel ist es, die verschiedenen Bereiche in einem Steuerungskonzept zusammenzufassen. [16]

5.2.1 HOMEPLANE

Bild:Homeplane.gif


5.2.1.1 Konzept

Die Vision des Projektes HOMEPLANE besteht darin, ein homogenes Netzwerk zu schaffen. Dieses homogene Netzwerk zeichnet sich zum einen durch eine nutzerfreundliche Platform für den Anwender sowie durch die verschiedenen Dienste aus, die über diese Platform angesteuert werden können. Für HOMEPLANE besteht nach eigenen Angaben aus technologischer Sicht die Herausforderng darin, multimediale Anwendungen über drahtlose Heimnetze in der erforderlichen Qualität zu Verfügung zu stellen. Multimediageräte und intelligente Steuerungen, die als Kommunikationsschnittstelle zwischen Anwender und Smart Home dienen, werden in das Konzept eingebunden. Um eine intuitive und konsistente Nutzerschnittstelle zu gestalten verfolgt HOMEPLANE einen benutzerorientierten Ansatz. Verschiedene Benutzergruppen werden in unterschiedlichen Szenarien bewertet und die Ergebnisse in das Gesamtkonzept implementiert.[17]


Folgende Technologien werden im Projekt HOMEPLANE zur Lösung weiterentwickelt und kombiniert :

1. Leistungsfähige Netze, in denen eine ausreichende Bandbreite und Quality of Service im Vordergrund stehen. Besonderes Augenmerk sind hier drahtlose Netzwerke auf dem Standard IEEE 802.11 (Wireless Lan) und IEEE 802.15 (Wireless PAN)

2. Middleware und Netzwerkmanagement, welche dezentral und automatisiert Systemeinrichtung, Ressourcen, Diensteverwaltung, und Benutzerrechte-Verwaltung unterstützen. Eine sichere Fernadministration z.B. für dynamische SW-Updates oder das Schlüsselmanagement muss ebenfalls möglich sein.

3. Gateways und netzwerkfähige Endgeräte, welche ein kommunizieren verschiedener Geräte miteinander ermöglichen.

4. Eine Sicherheitsarchitektur, die zum einen die übertragenen Inhalte schützt und zum anderen das Rechtemanagement verwaltet. Es sollen autorisierte Zugriffe erfolgen und das Einbinden unterschiedlicher Geräte überwacht werden.

5. Eine Userstudie und ein User Interface Design Konzept, welche Auskunft über Benutzerfreundlichkeit der verschiedenen Benutzergruppen geben sollen.

6. Schnittstellen zu Steuerungsnetzwerken, welche etablierte Netzwerke wie EIB/KNX einbinden.


5.2.1.2 Anwendungsgebiete

HOMEPLANE bezieht Informationen aus einer Szenarienbetrachtung. Im Laufe des HOMEPLANE-Projektes wird anhand dieser Szenarien das System entworfen, überprüft und weiter verfeinert. Personengruppen werden in verschiedenen Wohnumfeldern mit verschiedenen Gerätetypen und Problemstellungen konfrontiert. In den Wohnumfeldern werden die benötigten Netzwerkgeräte unterschiedlich angeordnet, so dass die Personen mit einer unterschiedlichen Gerätedichte arbeiten müssen. HOMEPLANE unterscheidet hier zwischen:

  • Wohnumfeld 1 : ein Einfamilienhaus
  • Wohnumfeld 2 : ein Reihenfamilienhaus
  • Wohnumfeld 3 : ein Mehrfamilienhaus


Weiterhin werden folgende Gerätetypen im Wohnumfeld festgestellt und klassifiziert:

  • Ausgabegeräte
  • Medien
  • Medienwandler
  • Netzwerke
  • Multifunktionsgeräte
  • Middleware
  • Haussteuerung


5.2.1.3 Benutzergruppen

Auf Grund des benutzerdefinierten Ansatzes wurden Personentypen definiert, die sich anhand Ihrer Affinität zur Technik und ihres sozialen Umfeldes voneinander unterscheiden. Die Unterscheidung ist notwendig, da nicht jeder Anwender die gleichen Erwartungen an ein Heimnetzwerk hat. Im HOMEPLANE Projekt werden daher folgende drei Personenkreise anhand ihres Bezuges und Verständnisses zur Technik zu einer Analyse herangezogen :

  • Person A : ein Gärtner
  • Person B : ein Manager
  • Person C : ein Computerfachmann


Diese Personen sind für die Szenarienentwicklung wichtig, da deren Ergebnisse später in das Gesamtkonzept einfließen. Die einzelnen Benutzergruppen werden mit verschiedenen Anwendungsfällen konfrontiert. Ziel dieser Analyse sind Ergebnisse, die bei der Entwicklung benutzerfreundlicher Anwenderplatformen helfen sollen. Zur weiteren Entwicklung des HOMEPLANE Projektes wird die Szenarienbetrachtung herangezogen.

5.2.1.4 Ausblick

Das HOMEPLANE Projekt wird mit seinen Projektergebnissen im HANLO-Musterhaus bei Leipzig ab Frühjahr 2009 vorgestellt. Gemeinsam mit dem Fertighaushersteller HANLO-Haus präsentiert HOMEPLANE ab Frühjahr 2009 eine intelligente Multimedia- und Haussteuerungen im Heimbereich. In einem HANLO-Musterhaus im Unger Park Leipzig/ Dölzig werden die Projektergebnisse in einer Wohnumgebung umgesetzt und dem Anwender präsentiert.

5.2.1.5 Bewertung

Als Vorteile des HOMEPLANE Sytems wurden von den Anwendergruppen folgende Eigenschaften aufgeführt:

  • Kabellosigkeit (Eine zeitaufwendige Verkabelung ist nicht notwendig und es entstehen keine Gefahren bei unsauberer Verkabelung)
  • Weniger Geräte (Viele Geräte sind miteinander kompatibel und erlauben eine Steuerung über ein Endgerät)


Als Nachteile kritisieren die Anwendergruppen folgende Eigenschaften:

  • Gesundheitsgefährdung (Durch eine extreme Gerätedichte und WLAN-Funktionalität auf kleinem Raum kommt es zu Strahlenbelastung)
  • Schlechte Bedienbarkeit (Durch die erhöhte Komplexibilität kann es zu schlechterer Bedienbarkeit führen)
  • Störanfälligkeit (Viele Geräte die auf geringem Raum miteinander kommunizieren dürfen sich nicht untereinander stören)
  • Sicherheitsbedenken (Durch die Komplexibilität der Struktur und bedingter Störanfälligkeiten)


HOMEPLANE beurteilt sein Konzept der drahtlosen Übertragung mit einer guten Usability, hoher Sicherheit und ein einfach zu konfigurierendes System mit zuverlässigem Fehlermanagement. Aus Anwenderperspektive liegen diese Punkte alle zentral.

Wie dem Projekt zu entnehmen ist, ist der Ausbau eines homogenen Netzwerkes abhängig von mehreren verschiedenen Faktoren. Das HOMEPLANE-Projekt wird mit seiner Beendigung eine Herstellerübergreifende Platform zu Verfügung stellen, die dem Anwender die Möglichkeit bietet eine Vielzahl von Diensten und Geräten zu nutzen. Durch den benutzerdefinierten Ansatz, wie auch der Szenarienbetrachtung ist eine passende Abstimmung zwischen Anwender und System gegeben.


5.2.2 SerCHo

Bild:Sercho.gif


5.2.2.1 Konzept

Abbildung 7: Netzstruktur SerCHo
Abbildung 7: Netzstruktur SerCHo

Der Name SerCHo (Service Centric Home) ist die Abkürzung für ein Projekt , dass sich mit der Entwicklung von Vorgehensmodellen und integrierten Tools zur Unterstützung verschiedener Dienste im Bereich des Smart Home beschäftigt. [18]

Wesentlicher Bestandteil des Projektes ist die Entwicklung "perönlicher Assistenten" mit deren Hilfe es möglich ist, alle Geräte des Haushaltes aus den Bereichen Informationstechnik, Telekommunikation, Rundfunk/TV/Unterhaltungsgeräte und Hausgeräte nach der gleichen Vorgehensweise zu bedienen.

Die Basis für die Bereitstellung der Assistenten bilden zwei Software-Plattformen die von SerCHo entwickelt wurden. Die Service- Provider-Plattform (SPP) bildet Funktionen zur Wartung und Abrechnung des Service Providers. Sie bildet die Schnittstelle zu externen Anbietern, die durch verschiedene Schnittstellen eigene Dienste anbieten und integrieren können.[19] Die Home-Service-Plattform (HSP), die auf dem Home Gateway installiert ist, bildet den zentralen Knotenpunkt der Heimvernetzung . Über Sie erfolgt die standardisierte Steuerung und Kommunikation sämtlicher im Haushalt befindlicher Endgeräte. Die Anbindung der Geräte kann über standardisierte Kommunikationsschnittstellen wie z.B WLAN, Ethernet oder Bluetooth erfolgen. [20] Für die Entwicklung verschiedener Assistenten wird den Herstellern der "Ambient Service Framework" mit Vorgehensmodellen und integrierten Tools zur Verfügung gestellt. Dieser Framework ermöglicht es, Dienste im Baukastenprinzip zu entwickelt die die Standards EIB und KNX unterstützen. Dienste können somit individuell entwickelt und über die Java 2 Technologie implementiert werden, so dass die Geräte in die SerCHo-Umgebung integriert werden können.[21]

5.2.2.2 Anwendungsgebiete

Die Anwendungsgebiete der entwickelten Assistenten beziehen sich auf die Bereiche Kommunikation, Entertainment und Energiesparen. Zentrales Element der Assistentensteuerung ist die "Home Service Platform" auf dem Home Gateway. Dort werden alle im Haushalt befindlichen Geräte zentral gesteuert.


Kommunikation

Abbildung 8:  SerCHo Kommunikationsassistent
Abbildung 8: SerCHo Kommunikationsassistent

Im Bereich der Kommunikation wurde der Dienst "Home Unified Communications" entwickelt. Ziel dieses Dienstes ist die Zusammenführung sämtlicher Kommunikationsdienste wie z.B. SMS, Telefon, E-Mail, Fax in einem zentralen Postfach. Die Wiedergabe der Nachrichten kann an einem beliebigen stationären Gerät wie z.B einem Computer erfolgen, es ist aber ebenso möglich über ein Smartphone oder einen Laptop auf die Daten zuzugreifen. [22]

Eine weitere Entwicklung stellt der "Message TV" dar. Ziel des "Message TV" ist eine Bündelung des TV mit den Dienstleistungen des Internet. Dabei sollen vor allem ältere Menschen, die vor dem Einsatz eines Computers zurückschrecken, an der digitalen Welt teilhaben. Für viele ältere Menschen ist die Bedienung eines PC mit einem aufwendigen Lernprozess verbunden. Der "Message TV" ist über die bekannte Fernbedienung des Fernsehers zu bedienen. Die Benutzeroberfläche erlaubt die Steuerung eingehender und ausgehender Nachrichten. So ist es möglich, Sprach, Video oder E-Mailnachrichten jederzeit abzurufen und zu verschicken. [23]

Zur einfachen Einrichtung des "Message TV" wurde ein persönlicher Assistent (Personal Calling Assisten) entwickelt. Der Assistent ermöglicht durch Frage-/Antwortszenarien eine individuelle Einstellung der Dienste. So ist es z.B möglich unterschiedliche Anrufergruppen einzustellen und diesen anschließend Erreichbarkeitszeiten zuzuordnen. Möchte eine Person z.B nach 22 Uhr für eine bestimmte Personengruppe nicht ereichbar sein, so ordnet er diese Personen einer Gruppe zu, deren Anrufe nach 22 Uhr nicht mehr entgegengenommen werden. Sind die Einstellung einmalig angelegt, werden vom Assistenten für zukünftige Einstellungen selbsständig Einstellungsvorschläge aus dem Benutzerverhalten generiert. [24]


Entertainment

Abbildung 9:  SerCHo 4-Star Cooking Assistent
Abbildung 9: SerCHo 4-Star Cooking Assistent

Im Bereich des Entertainment wurde der Dienst "Interactive Home Entertainment" entwickelt. Ziel ist die Bündelung aller Unterhaltungsangebote unter einer Benutzeroberfläche. So kann über den Dienst des elektronischen Programmführers ein Nutzerprofil angelegt werden, das dem System mit der Zeit selbsständig ermöglicht dem Nutzer anderweitige interessante Informationen zu seinem Vorlieben zu liefern. [25] Dieses Verfahren ist bereits vom Internetversandhändler Amazon bekannt, der ebenfalls Produktgruppen nach dem Suchverhalten erstellt.

Einen weiteren Assistenten im Bereich des Entertainment stellt der "4-Star Cooking Assistent" dar. Der Assistent besteht aus zwei Modulen. Der Rezeptfinder ist mit einer internen sowie externen Datenbank verbunden, in denen nach gewünschten Rezepten gesucht werden kann. Bekannte Rahmenbedingungen des User wie z.B Kocherfahrung und Schwierigkeitsgrad der Rezeptes, vorhandenes Kücheninventar sowie Anzahl der zu kochenden Portionen können dabei berücksichtigt werden. Mit der Zeit findet eine dynamische Anpassung des Assistenten statt, so dass dieser automatisch die Kochrezepte ermittelt, die dem Nutzerverhalten entsprechen.

Das zweite Modul ist die Kochhilfe. Diese gliedert das vorher ermittelte Rezept in einzelne Teilschritte und bietet somit eine übersichtliche Hilfestellung an. Darüber hinaus kann die Steuerung der Küchengeräte integriert werden, so dass während des Kochvorgangs eine ständig Überwachung der Geräte wie z.B des Backofens stattfindet. Die Steuerung kann über verschiede Endgeräte stattfinden. Neben dem visuellen Assistenten, der die Steuerung und die Anweisungen z.B über einen Touchscreen ermöglicht, ist ebenfalls eine Sprachsteuerung möglich. Sowohl die Eingabe als auch die Ausgabe erfolgt per Sprachsteuerung indem der Assistent die einzelnen Abreitsschritte vorließt während der Nutzer kocht. [26]


Energiesparen

Abbildung 10:  SerCHo Energieassistent
Abbildung 10: SerCHo Energieassistent

Im Bereich des Energiesparens wurde der "Smart Home Energy Assistant" (SHEA) entwickelt. Alle Energieverbraucher des Haushaltes werden zentral am Home Gateway angemeldet. Sobald ein Gerät genutzt wird, wird die Uhrzeit, das Datum sowie die Dauer und der Verbrauch protokolliert. Die Daten werden nun aufbereitet und können über eine Grafik ausgewertet werden. Somit ist es z.B möglich, besonders energieintensive Geräte gegen sparsamere Geräte auszutauschen. Auch dieser Assistent bietet die Möglichkeit, selbständig aus dem Verhalten der Bewohner generierte Profile zu erstellen. [27] So kann z.B ein Profil zum automatischen Betrieb der Heizungsanlagen generiert werden, abhängig vom Verhalten der Bewohner. Sind diese Berufstätig wird die Heizung automatisch vor dem Eintreffen aus dem Feierabend eingeschaltet, so dass während der Abwesenheit nicht unnötig geheizt wird.





5.2.2.3 Benutzergruppen

Im Bereich der Benutzergruppen werden keine klassischen Benutzergruppen wie z.B im Computerbereich vergeben. Durch die Integration der Assistenten, bilden diese automatisierte Benutzereinstellungen. Durch die Speicherung und Protokollierung der einzelnen Daten ist es den Assistenten somit möglich automatisierte Profile zu erstellen wie z.B das automatische Einschalten der Heizung zu einer bestimmten Uhrzeit. Das System lernt mit der Zeit, wann die einzelnen Personen das Haus betreten und generiert aus diesen Daten ein automatisiertes Verhalten.Dieses kann jedoch jederzeit vom Benutzer selbst geändert oder angepasst werden.Auch das Deaktivieren der einzelnen Assistenten ist jederzeit möglich. Vorraussetzung dafür ist aber, dass sich jeder Nutzer im System anmeldet, damit peronalisierte Profile erstellt werden können.

5.2.2.4 Ausblick

Im Rahmen des Projektes wurde das Innovationszentrum "Vernetztes Leben - Connected Living" gegründet. Ziel ist es, die erarbeiteten Techniken und Verfahren zu standardisieren und zur Marktreife zu verhelfen. Während heute weder die Schnittstellen noch die Anwendungsoberflächen standardisiert sind und jeder Hersteller ein individuelles Benutzungskonzept erstellt, soll in Zukunft eine einheitliche Steuerung aller Endgeräte möglich sein. Dafür sind einheitliche Schnittstellen und und Standards erforderlich, damit die Grundlage für die Nutzung Herstellerunabhängiger Bedienungsgeräte geschaffen wird. Für die Standardiisierung der Benutzeroberflächen wird von SerCHO eine Entwicklungsumgebung zu Verfügung gestellt. Somit haben auch kleine und mittelständische Betriebe die Möglichkeit Endgeräte zu entwickeln, da sie auf ein kostengünstige Entwicklungsumgebung zurückgreifen können.[28]

In einem Showroom in Berlin ist es seit Juni 2007 möglich, die vorgestellten Konzepte ausführlich zu testen. Dort ist es ebenso Herstellern von Endgeräten möglich, eigene entwickelte Assistenten in einer reelen Umgebung zu prüfen und für den Markteinsatz vorzubereiten.

5.2.2.5 Bewertung

Das SerCHo-Projekt stellt einen wichtigen Schritt in der weiteren Verbreitung von Smart Homes dar. Durch die standardisierung von Schnittstellen werden die Hersteller aufgefordert ihre spezifischen Geräte anzupassen und es zu ermöglichen, Geräte verschiedener Hersteller in einem Bereich einzusetzen. Dies eröffnet für den Kunden eine größere Geräteauswahl und mehr Unabhängigkeit von einem spezifischen Hersteller, was wiederrum zu einer weiteren Verbreiterung der automatisierten Haussteuerung führt. Die von SerCHo entwickelte Entwicklungsumgebung ermöglicht eine günstige Entwicklung der Benutzersteuerung, mit dem Ziel, diese bei allen Herstellern als Standard zu integrieren. Ein Standard in der Benutzersteuerung wird die Technik des Smart Home für den breiten Markt interessant machen und somit zu einer weiteren Verbreitung beitragen.


5.2.3 WiMAC@home

Bild:Wimac.gif


5.2.3.1 Konzept

Abbildung 11: Netzstruktur WiMAC@home
Abbildung 11: Netzstruktur WiMAC@home

Unter dem Projekt WiMAC@home (Wireless Media and Controll at Home), welches vom BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) im Rahmen des Programmes NEXT GENERATION MEDIA gefördert wird, wird ein Konzept für ein offenes, sicheres und selbst organisierendes Netzwerk für die Bereiche Konsumelektronik, PC-Welt und Hausgerätesteuerungswelt im privaten Heim entwickelt. Die Integration erfolgt anhand von funktionsfähigen Netzwerkkomponenten. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines drahtlosen Heimnetzwerkes, in dem Multimediageräte verschiedener Hersteller miteinander interagieren, konfigurieren und Ihre Dienste im Heimnetzwerk zu Verfügung stellen. Weiterhin soll eine bedienerfreundliche Infrastruktur bei der Entwicklung berücksichtigt werden. Das im Projekt WiMAC@home entwickelte Heimnetzwerk soll konform zu den Standards der Digital Living Network Alliance (DLNA) sein und somit offen für die Einbindung weiterer Multimedia Geräte, die nach diesem Standard entwickelt wurden. Das Connectionmanagement beruht auf dem Standard nach UPnP (Universal Plug and Play). Zur Verfügbarkeit geschützter Inhalte im Heimnetzwerk, sowie zur Wahrung von Urheberrechten befasst sich WiMAC@home mit einem umfassenden Content Protection und DRM-Konzept (Digital Rights Management). [29]


5.2.3.2 Anwendungsgebiete

Primäres Anwendungsgebiet des Projektes WiMAC@home ist der Bereich des Homeentertainments im Heimnetzwerk. Der Anwender soll die Möglichkeit haben Mediadaten wie Bilder, Videos, Musik aus seinem Netzwerk mit verschiedenen Geräten drahtlos abzurufen und gemeinsam zu verwalten. Die Firma Loewe, welche vorrangig Fernseher produziert, entwickelt für das drahtlose Heimnetzwerk des Projektes WiMAC@home ein idTV (integriertes digitales TV-Gerät). Besonderheit des idTV's ist die grundlegende Funktionalität eines Fernsehers erweitert mit der eines DHR (Digital Home Renderers) und der eines DHS (Digital Home Servers). Das idTV soll weiterhin den Standard der DLNA (Digital Living Network Alliance) einhalten. Der Inhalt des digitalen Homeservers soll von allen Netzwerkclients abgerufen und verwaltet werden können. Weiterhin soll den Geräten ein Zugang zu externen Quellen über das Internet bereitgestellt werden.

5.2.3.3 Benutzergruppen

Durch den primären Homeentertainmentcharakter des Projektes werden vorwiegend multimediainteressierte Benutzergruppen angesprochen. HiFi (High Fidelity) interessierte Anwender können zum Beispiel Ihre Stereo Anlage mit dem vorhandene Heimnetzwerk verbinden und einen Musik-Stream vom Mediaserver empfangen. Der Anwender ist in der Lage nach eigenem Wunsch Playlisten seiner Musik zu erstellen oder Videos zentral auf dem Home-Media-Server zu verwalten. Des Weiteren muss der Anwender ein gewisses Mass an Affinität zur Technik besitzen. Durch eine Vielzahl von Endgeräten und unterschiedlichen Einsatzgebieten der Endgeräte kann sich das vorhandene Heimnetzwerk schnell zu einer komplexen Struktur entwickeln, in der dem Anwender verschiedene Dienste zu Verfügung gestellt werden. Der Anwender muss sich somit mit der Struktur intensiv auseinandersetzen, um eine Fehlbedienung oder eine unerwünschte Kettenreaktion zu vermeiden.

5.2.3.4 Ausblick

Unter dem Namen next generation media hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) ein Programm ins Leben gerufen, mit dem Ziel einer vernetzten Arbeits- und Lebenswelt. Das Zusammenspiel von Mensch und Technik steht bei den Projekten im Vordergrund. Durch next generation media soll die gemeinschaftliche Forschung an neuen Technologien sowie Prozessen vorangetrieben werden und internationale Standards geschaffen werde. [30]


Mit dem Projekt WiMAC@home schafft das Programm next generation media einen weiteren Schritt in Richtung vernetzte Arbeits- und Lebenswelt. Das Projekt beschäftigt sich sowohl mit aktuellen Technologien wie WLAN, wie auch der Forschung neuer Technologien. WiMAC@home verbindet Konsumelektronik mit der IT-Welt und möchte durch Einbindung verschiedener Haussteuerungstechniken einen nötigen Markterfolg erzielen, der auch langfristig den Weg für das "Smart Home" ebnen soll. [31]


Angekündigter Abschlussworkshop für das Projekt WiMAC@home ist der 31.03.2009 bis 01.04.2009. Am Institut für Rundfunktechnik (IRT) in München wird der Abschlussvortrag stattfinden. Das zentrale Thema ist "Das digitale Wohnzimmer der Zukunft". Folgende Punkte werden vorgestellt:


  • Wie sieht das Wohnzimmer der Zukunft aus?
  • Verändertes Nutzungsverhalten der Konsumenten?
  • Welche Standards stehen stehen zur Verfügung?
  • Welche Strategien verfolgt die Industrie?
  • Urheberrecht und Heimnetzwerke
  • Heimautomatisierung
  • Chancen und Risiken der Heimautomatisierung


5.2.3.5 Bewertung

WiMAC@home bietet dem Anwender eine neue Form des Homeentertainments. Durch Einsatz modernster Techniken werden den Anwendern umfangreiche Funktionen geboten. Das Interesse und Potential wird gleichermaßen von den Anwendern wie auch von den Herstellern begrüßt. So bietet zum Beispiel der Hersteller Pioneer mit der Funktion Kuro-Link Fernseher und HiFi-Geräte an, welche alle über ein Endgerät gesteuert werden können. Über eine Fernbedienung ist es somit möglich, neben dem Plasmafernseher auch Blue-ray-Player und Dolby Surround Anlage zu bedienen. Die Weiterentwicklung von Streaming- und Media Servern wird dabei nicht nur von den Herstellern vorangetrieben, sondern auch von der Open Source Gemeinde, welche z.B. die Home-Media-Gallerien der Fernseher mit dem nötigen Datenmaterial versorgen soll.

6 Schlussbetrachtung

Die abschließende Betrachtung des Themas "Benutzungskonzepte auf unterschiedlichen Endgeräten für die Steuerung des Smart Home " zeigt, dass in mehreren Bereichen Lösungsansätze gesucht werden. Die wesentliche Herausforderung liegt in der Standardisierung von Schnittstellen und der Benutzerführung der Endgeräte. Im Bereich des intelligenten Wohnens sind mehrere Hersteller aktiv, die eigene Geräte und eigene Benutzerschnittstellen schaffen. Durch diese Individualisierung sind die herstellerspezifischen Geräte untereinander nicht kompatibel und erschweren somit eine weitere und schnelle Verbreitung der Smart Home Technik.

Darüber hinaus wird die Steuerung über ein Endgerät zu einer Herausforderung, da dieses alle Funktionen der Smart House Umgebung abdecken aber gleichzeitig auch leicht verständlich sein muss. Bei der Erstellung verschiedener Benutzungskonzepte ist die Vorstellung und Erwartung der Nutzer von entscheidender Bedeutung. Dabei ist zu beachten, dass der Mensch im Mittelpunkz steht und die Software dessen Wünschen angepasst werden muss. Der Anwender erwartet in erster Linie einen höheren Komfort sowie eine Zeitersparnis durch zentral steuerbare Dienste, die auf einer Middleware zur Verfügung gestellt werden.

Dabei ist auch die Integration verschiedener Endgeräte von Bedeutung. Neben der Steuerung über einen Fernseher oder über ein Touchpanel innerhalb des Hauses sollte es ebenso möglich sein die Steuerung über mobile Geräte wie Handy, Smartphone oder PDA durchzuführen.

Grundlage für die Benutzersteuerung stellt auf der einen Seite der personenbezogene Ansatz dar, bei dem die Software individuell den verschiedenen Personenkreisen angepasst werden kann. Sowohl ein Techniker als auch ein Rentner müssen in der Lage sein, die Steuerung von grundlegenden Einstellungen selber vorzunehmen zu können ohne dafür extra geschult zu werden. Eine andere Lösungsmöglichkeit stellt auf der anderen Seite die Unterstützung durch selbstlernende Assistenten dar. Sie unterstützen den Nutzer bei der Bedienung und werten dessen Nutzerverhalten aus, so dass aus dem Nutzerverhalten automatisierte Dienste entstehen, die eine umfangreiche Automatisierung zur Folge haben und dem Endanwender die Arbeit erleichtern.

Alle drei vorgestellten Projekte zeigen mögliche Lösungswege auf und beschäftigen sich mit der Schaffung von Standardschnittstellen sowie mit einer standardisierung der Benutzerführung. Während Homeplane einen benutzerbezogenen Ansatz wählt und eine Steuerung über verschiedene Endgeräte durch die Ermittlung verschiedener Nutzergruppen durchführt, werden beim Projekt SerCHo selbstlernende Assistenten für die unterschiedlichen Dienste entwickelt. Die Schaffung eines Frameworks, welches für alle Hersteller die Möglichkeit bietet standardisierte Benutzungskonzepte für deren Endgeräte zu erstellen ,soll die Bedienung für den Nutzer vereinfachen.

Die Ausarbeitung zeigt, dass die Entwicklung eines passenden Konzeptes für alle Anwender auf Grund der unterschiedlichen technischen Anwenderkenntnisse schwierig ist. Verschiedenste Faktoren, wie in den einzelnen Projekten vorgestellt, gehen in die Auswahl des zu realisierenden und für den Anwender passenden Heimnetzwerk ein. Eine herstellerunabhängigen Gestaltung und Nutzung freier Standards wie zum Beispiel UpnP ('Universal Plug and Play') wird weitere Hersteller für die Entwicklung der Smart Home Dienste gewinnen. Im Multimediabereich werden bereits duch die Open source Gemeinde freie Streamingserver oder Software für Set Top Boxen entwickelt.

Das Projektziel, Benutzungskonzepte auf verschiedenen Endgeräten zu betrachten und darzustellen wurde erfüllt. Es wurden mögliche Endgeräte sowie Lösungsalternativen zur Umsetzung verschiedener Benutzungskonzepte anhand drei durchgeführter Projekte dargestellt.

7 Abbildungsverzeichnis

Abb.-Nr.Abbildung
1Media-Center-System
2Touchpanel der Firma Control4
3zentrale PC-Station der Firma Siemens zur Steuerung des Smart Home
4Handy der Firma Siemens
5Ultra-Mobile PC der Firma Sony
6Ein PDA
7Netzstruktur SerCHo
8SerCHo Kommunikationsassistent
9SerCHo 4-Star Cooking Assistent
10SerCHo Energieassistent
11Netzstruktur WiMAC@home

8 Tabellenverzeichnis

Tabellen-Nr.Tabelle
1Vor- und Nachteile stationärer Endgeräte
2Vor- und Nachteile mobiler Endgeräte

9 Fußnoten

  1. vgl. ZVEI
  2. vgl. avguide ->loewe
  3. vgl. tci Gesellschaft für technische Informatik mbH
  4. vgl. Quelle fehlt
  5. vgl. ITWissen Handy
  6. vgl. Siemens CAT-iq
  7. vgl. ITWissen PDA
  8. vgl. Frauenhofer Institut, Integrierte Schaltungen
  9. vgl. sentha
  10. vgl. Frauenhofer Institut
  11. vgl. WIK-consult1
  12. vgl. WIK-consult1
  13. vgl. WIK-consult
  14. vgl. Frauenhofer Institut 1
  15. vgl. HOMEPLANE Kurzbeschreibung
  16. vgl. Leitfaden Heimvernetzung Seite 6-7
  17. vgl. HOMEPLANE Ziele
  18. vgl. SerCHo Home/Ziele
  19. vgl. SerCHo White Paper Seite 13
  20. vgl. SerCHo White Paper Seite 13
  21. vgl. SerCHo White Paper Seite 14
  22. vgl. SerCHo Kommunikation
  23. vgl. SerCHo Message TV
  24. vgl. SerCHo Personal Calling Assistant
  25. vgl. SerCHo Interactive Home Entertainment
  26. vgl. SerCHo 4 Star Cooking Assistant
  27. vgl. SerCHo Ernergy Assistant
  28. vgl. SerCHo IZ Connected
  29. vgl. WiMAC@home
  30. vgl. next generation media
  31. vgl. WiMAC@home

10 Quellenverzeichnis

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2008) http://www.nextgenerationmedia.de/documents/Leitfaden_Heimvernetzung.pdf, Stand.: 05.01.2009
Business Kommunikationssysteme GmbH (2008) http://www.ehomesolutions.de, Stand.: 28.12.2008
Frauenhofer Institut Benutzerzentriertes Design für's intelligente Heim,http://www.hci.iao.fraunhofer.de/uploads/tx_publications/Website_tekom2003_LIVEfutura.pdf, Stand.: 04.01.2009 16:45 Uhr
Frauenhofer Institut Integrierte Schaltungen Integrierte Schaltungen,http://www.iis.fraunhofer.de/bf/ec/dm/index.jsp, Stand.: 04.01.2009 22:39 Uhr
HOMEPLANE Kurzbeschreibung http://www.homeplane.org/index_kurz.html, Stand.: 03.01.2009 02:00 Uhr
HOMEPLANE Ziele http://www.homeplane.org/konz.html, Stand.: 03.01.2009 04:00 Uhr
ITWissen Handy http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Handy-cellphone.html, Stand.: 03.01.2009 23:12 Uhr
ITWissen PDA http://www.itwissen.info/definition/lexikon/personal-digital-assistant-PDA-Persoenlicher-Datenassistent.html, Stand.: 04.01.2009 16:45 Uhr
next generation media Integrierte Schaltungen,http://www.nextgenerationmedia.de/de/12.php, Stand.: 15.01.2009 21:53 Uhr
sentha http://www.sentha.tu-berlin.de, Stand.: 04.01.2009 18:24 Uhr
SerCHo Ziele (2008) SerCHO Service Centric Home, White Paper, http://www.bitkom.org/files/documents/SERCHO_Whitepaper_V1.0_neu.pdf, Stand.: 15.01.2008
SerCHo White Paper (2008) SerCHO Service Centric Home, White Paper, http://www.bitkom.org/files/documents/SERCHO_Whitepaper_V1.0_neu.pdf, Stand.: 15.01.2008
SerCHo Kommunikation (2008) SerCHO Service Centric Home, Kommunikation, http://130.149.154.94/index.php?id=14, Stand.: 15.01.2008
SerCHo Message TV (2008) SerCHO Service Centric Home, Message TV, http://130.149.154.94/index.php?id=61, Stand.: 15.01.2008
SerCHo Personal Calling Assistent (2008) SerCHO Service Centric Home, Personal Calling Assistant, http://130.149.154.94/index.php?id=60, Stand.: 15.01.2008
SerCHo Interactive Home Entertainment (2008) SerCHO Service Centric Home, Interactive Home Entertainment, http://130.149.154.94/index.php?id=15, Stand.: 15.01.2008
SerCHo 4-Star Cooking Assistant (2008) SerCHO Service Centric Home, 4-Star Cooking Assistant, http://130.149.154.94/index.php?id=54, Stand.: 15.01.2008
SerCHo Energy Assistant (2008) SerCHO Service Centric Home, Smart Home Energy Assistent, http://130.149.154.94/index.php?id=56, Stand.: 15.01.2008
SerCHo IZ Connected (2008) SerCHO Service Centric Home, SerCHo IZ Connected, http://130.149.154.94/index.php?id=78, Stand.: 15.01.2008
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tci Gesellschaft für technische Informatik mbH http://www.tci.de/industrie-computer/smarthome.php, Stand.: 02.01.2009 23:00 Uhr
VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.,

http://www.vde.com/de/fg/ETG/Publikationen/Download/Oeffentlich/Documents/MCMS/etg_dialog200701_smarthomelang1.pdf, Stand.: 02.01.2009 23:30 Uhr

WIK-Result Zukunftsmarkt Heimvernetzung - Akzeptanz innovativer Entwicklungen am Beispiel des Projektes Sercho,http://www.bitkom.org/files/documents/Akzeptanzstudie_empirisch_Labor_kurz.pdf, Stand.: 15.01.2009 21:53 Uhr
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ZVEI (2008) Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie, Intelligentes Wohnen Vernetzung massgeschneidert,

http://www.intelligenteswohnen.com/iw_de/download/1-BuM-Grundlagen-IW.pdf, Stand.: 30.12.2008

Abbildungen
Abbildung 1 Media Center System,http://vip8prod.messe-berlin.de/vip8_1/website/MesseBerlin/htdocs/Bilder_upload/content/ehome_2004/pressefotos/DL_Foto_42301.jpg, Stand.: 28.12.2008
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Abbildung 7 Netzstruktur SerCHo,http://130.149.154.94/index.php?id=58, Stand.: 11.01.2009
Abbildung 8 SerCHo Kommunikationsassistent,http://www.bitkom.org/files/documents/Akzeptanzstudie_Showroom.pdf, Seite 19, Stand.: 11.01.2009
Abbildung 9 SerCHo 4-Star Cooking Assistant,http://www.bitkom.org/files/documents/Akzeptanzstudie_Showroom.pdf, Seite 38 Stand.: 10.01.2009
Abbildung 10 SerCHo Energieassistent,http://www.bitkom.org/files/documents/Akzeptanzstudie_Showroom.pdf, Seite 41, Stand.: 15.01.2009
Abbildung 11 Netzstruktur Wimac@Home,http://www.wimac-at-home.de/v2/projekt/beschreibung.php, Stand.: 20.01.2009
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