Mobile Anwendungen zur automatischen Gebäudesteuerung und -überwachung - Ein Modell für das Zuhause von morgen

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Name des Autors / der Autoren: Markus Wagner
Titel der Arbeit: "Mobile Anwendungen zur automatischen Gebäudesteuerung und -überwachung - Ein Modell für das Zuhause von morgen"
Hochschule und Studienort: FOM Düsseldorf


Inhaltsverzeichnis


1 Einleitung

Dieses Kapital gibt einen kurzen Überblick über das Thema und die Vorgehensweise in dieser Hausarbeit.

1.1 Vorwort

Heutzutage werden immer mehr Abläufe und Prozesse automatisiert. Das zunehmende Komfort- und Sicherheitsbedürfnis des Nutzers, aber auch die Energieeinsparung im Sinne der Gebäudeautomation, sind Gründe für diesen Automatisierungsgrad[1]. Mittels elektronischer Komponenten und moderner Kommunikationssysteme wird im Wohn- und Zweckbau die vernetzte Messung, Steuerung, Regelung und Leitung einfacher oder komplexer Systeme in einem Gesamtsystem über mobile Anwendungen ermöglicht[2].

Im Folgenden soll ein Einblick in die mobilen Anwendungen zur automatischen Gebäudesteuerung und -überwachung für das iPhone gegeben werden.

1.2 Vorgehensweise

Zunächst wird der Begriff Gebäudeautomation ausführlich erklärt. Danach wird der Bereich „Mobile Anwendungen“ kurz zusammengefasst. Basierend auf diesem Wissen werden zwei verschiedene mobile Anwendungen für das iPhone vorgestellt, welche sich mit der automatischen Gebäudesteuerung und –überwachung beschäftigen. Hierbei werden auch die Themen Sicherheit und Datenschutz berücksichtigt.

1.3 Zielsetzungen

Diese Hausarbeit soll am Anfang die grundlegende Frage „Was bedeutet Gebäudeautomation?“ klären. Zudem soll der Nutzen herauskristallisiert werden, um zu erkennen, wo es nützliche Anwendungsfälle im privaten Wohnbereich gibt. Danach werden 2 Apps für das iPhone oder den iPod touch vorgestellt. Hierbei wird ein Überblick über die Funktionen und die Bedienbarkeit der verschiedenen mobilen Anwendungen hinsichtlich der Gebäudeautomation vermittelt.

1.4 Eingrenzungen

In dieser Arbeit ist das Kernthema die Gebäudeautomation. Hierfür werden nach grundlegenden Begriffserklärungen mobile Anwendungen zur automatischen Gebäudesteuerung und -überwachung für das iPhone bzw. iPod touch vorgestellt. Bei der Begriffserklärung wird zunächst auch noch der Zweckbau berücksichtigt. Das Kapitel „Mobile Anwendungen“ konzentriert sich wiederrum nur auf vernetzte Systeme im privaten Wohnungsbau. Das Thema „Einsatzgebiete“ befasst sich dann nochmal mit der allgemeinen Handhabung von mobilen Anwendungen der Gebäudeautomation im gewerblichen und privaten Bereich.

2 Grundlagen

Dieser Abschnitt soll grundlegendes Wissen bezüglich der Gebäudeautomation im privaten Wohnungsbau vermitteln.

2.1 Einführung in die Gebäudeautomation

Als Gebäudeautomation werden laut dem Frauenhofer-Institut für Bauphysik „die Einrichtungen, Software und Dienstleistungen für automatische Steuerung und Regelung, Überwachung, Messung und Optimierung sowie für Bedienung und Management bezeichnet.“[3]

Laut Richard Staub werden hierfür auch die Begriffe Home Automation, Smart Home oder Vernetztes Wohnen häufig verwendet [2].

In dem gesteigerten Komfort- und Sicherheitsbedürfnis der Nutzer, aber auch im Sinne der Energieeinsparung, liegen die Gründe für das konstante Ansteigen des Automatisierungsgrades[1].

2.2 Gebäudeautomation im Zweckbau

Unter dem Begriff Zweckbau versteht man Gebäude, wie z.B. Bürohäuser, Krankenhäuser, Flughafenterminals oder auch Tiefgaragen, die einen funktionalen Sinn erfüllen[4].

Viele Automatisierungssysteme, wie z.B. die Kälte- und Lüftungsanlagen aber auch die Anlagen zur Wärmeerzeugung sind im heutigen Zweckbau schon standardmäßig installiert[4]. Diese werden dann durch aufwändige Regelungsfunktionen miteinander vernetzt, sowie mit einem Leitstand versehen, um sie wirtschaftlich zu betreiben[4]. Somit ist ein reibungsloser Betrieb der einzelnen Anlagen gewährleistet[4]. Mittels Bussysteme und Netze über das das ganze System dann gesteuert und geleitet wird, können Einsparungen im Personalbereich getätigt werden[4]. Die Gebäudeautomation kann somit z.B. durch die Überwachung der Temperaturen in den einzelnen Büroräumen, optimale Arbeitsbedingungen für den Mitarbeiter schaffen[4]. Heutzutage lassen sich auch schon die Jalousien oder Leuchten vom Arbeitsplatzrechner steuern[5]. Das sind alles Kriterien, die die Leistungsfähigkeit der einzelnen Mitarbeiter steigern und auch einen gewissen Komfort für den Nutzer mit sich bringen[5].

Merz, Hansemann und Hübner listen für die Gebäudeautomation im Zweckbau folgende vier Bereiche auf, die eine hohe Bedeutung hierfür erlangt haben[5]:

  • Wirtschaftlichkeit und Energieeinsparung
  • Kommunikation über Bussystem und Netze
  • Komfort
  • Flexibilität


„Die Gebäudeautomation übernimmt eine koordinierende und zusammenfassende Rolle. Die für eine informationstechnische Zusammenfassung nötige Einbindung kann dabei auf drei Arten erfolgen.“[6]

Informationstechnische Zusammenfassung der Gewerke in der Gebäudeautomation
Informationstechnische Zusammenfassung der Gewerke in der Gebäudeautomation
  • Bei den Gewerken Heizung, Klima, Lüftung, wie auch der Licht- und Beschattungssteuerung werden üblicherweise zentral angeordnete Regelbausteine verwendet, auch als DDC-Bausteine (Direct Digital Control) bekannt[7].
  • Die zweite Möglichkeit ist die Einführung von speziellen DDC-Bausteinen, die jedoch nur Eingabe- und Ausgabefunktionen besitzen. Bei Gewerken mit eigenen Automatisierungsfunktionen werden diese üblicherweise verwendet[7].
  • Die dritte Variante ist die direkte Kopplung zwischen dem Leitrechner der Gebäudeautomation auf der Managementebene und dem betroffenen Gewerk. Anstelle von vielen drahtgebundenen Einzelinformationen können über ein Bussystem oder ein Netz mehrere umfangreiche Informationen verschickt werden[8].


Mittels eines Leitrechners können alle Gewerke informationstechnisch zusammengefasst und zentral überwacht werden. Das geschieht auf der Managementebene. Auf der darunter liegenden Automationsebene erfolgt der allgemeine Informationsaustausch zwischen den einzelnen Gewerken über Peer-To-Peer-Verbindungen. Die Feldebene beinhaltet alle Sensoren und Aktoren der einzelnen Gewerke[8].


Hierarchische Struktur in der Gebäudeautomation

Hierarchische Struktur in der Gebäudeautomation(Ebenenmodell)
Hierarchische Struktur in der Gebäudeautomation(Ebenenmodell)

In der Gebäudeautomation zeigt sich für alle Automatisierungssystemen eine wiederzufindende hierarchische Struktur[9].Merz, Hansemann und Hübner stellen diese Struktur mittels einer Pyramide dar[9]. Auf der untersten Eben befinden sich die Sensoren, die für die Erfassung der Systeminformationen notwendig sind[9]. Das können Temperatursensoren, Lichtsensoren oder auch Geräte zur Zustandserfassung wie z.B. Frostschutzwächter sein[9]. Die Aktoren, welche sich auch auf der Ebene der Aggregate befinden, ermöglichen eine Befehlsausgabe an die höher liegende BTA-Schnittstelle (betriebstechnische Anlagen)[9]. Zu einem Aktor zählt beispielsweise ein Ventil zur Regulierung der Durchflussmenge des Heizkreislaufs[9]. Alle Aggregate befinden sich unmittelbar an den Anlagen[9].Die DDC-Bausteine befinden sich in einem Schaltschrank, der wiederum in der Nähe der betriebstechnischen Anlage aufgestellt ist[9]. Die Verbindung zu den DDC-Bausteinen erfolgt drahtgebunden[9]. Die zentralen Regelungsbausteine sind für die Funktionen der Mess-, Steuer- und Regeltechnik der einzelnen Gewerke verantwortlich[7]. Sie stellen somit eine übergeordnete Leitfunktion dar, sodass eine Verbindung zu einem übergeordneten Leitrechner nicht notwendig ist[10]. Die DDC-Bausteine besitzen eine Software mit Funktionen, die nach einem energiesparenden Betrieb strebt[10]. Alternativ gibt es aber die Möglichkeit auf der Managementebene bei Bedarf einen Leitrechner einzufügen, der beispielsweise eine zusätzlich Funktion für eine übergeordnete Steuerung besitzt[10]. Somit können auch übergreifende Funktionen erstellt werden, wie z.B. das morgendliche Anfahren und das abendliche Abschalten aller Anlagen[10].

2.3 Gebäudeautomation im privaten Wohnungsbau

Heutzutage ist ein großer Bereich von Automatisierungsfunktionen beinahe unbemerkt zum Standard geworden[1]. Dazu zählen unter anderem die optimierenden Regelungsfunktionen in der Heizungsanlage, automatische Lichtsteuerung sowie eine automatisierte Beschattung, die in der Jalousieanlage integriert ist[1]. Diese Selbstverständlichkeit entstand daher, dass viele solcher Anwendungen mit der Erstinbetriebnahme ohne weiteren Aufwand funktionieren[1].

Es gibt zwei technische Kommunikationsmöglichkeiten für Intelligentes Wohnen[11]:

  • direkte Funkanbindung
  • Internetprotokoll (TCP/IP)

Die Funkanbindung umgeht das Problem der Verkabelung indem Geräte per Funkfernbedienung angesteuert werden können[11]. Die externe Steuerung und somit die Möglichkeit von jedem Punkt der Erde aus die Zustände im Haus zu kontrollieren geschieht zusammen mit dem Internetprotokoll[11]. Mittels dieser beiden Methoden kann man eine Vernetzung der Haustechniken (Alarmanlagen, Heizungs- und Lichtsteuerung…), Haushaltsgeräte (Herd, Kühlschrank...) und Multimedia-Geräte(Fernseher, Videorekorder…) ermöglichen[12]. Somit kann man mehrere einfache oder komplexe Systeme zu einem Gesamtsystem zusammenfassen, um dadurch eine zentrale intelligente Steuerung zu nutzen, die die alltäglichen Abläufe effizienter, sparsamer, sicherer und bequemer macht[13]. Sämtliche Geräte im Haushalt und auch alle technischen Funktionen können somit Informationen austauschen</ref name=meyer8>. „Wie bereits bei der Mechanisierung, der Elektrifizierung und der Elektronisierung erreicht damit eine Entwicklung die Haushalte, die sich im industriellen und gewerblichen Bereich vollzogen hat und nun in etwas veränderter Form der privaten Nutzung zur Verfügung steht“.[14] Die Perfektionierung des Wohnens steht hier im Vordergrund und wird mittels technischer und medialer Aufrüstung der Wohnung umgesetzt[13].

Für die drei folgenden Bereiche haben diese Automatisierungsfunktionen im privaten Wohnungsbau eine hohe Bedeutung[15]:

  • Energieeinsparung
  • Komfort und Sicherheit
  • Flexibilität und Anpassungsfähigkeit

Im Folgenden werden die drei genannten Bereiche kurz erläutert.

2.3.1 Energieeinsparung

Die Gebäudebeschaffenheit, die Art der Nutzung sowie die Anzahl der Menschen im Gebäude bilden die Rahmenbedingungen an denen die integrierte und intelligente Steuerung anknüpft[15]. Basierend auf diesen Informationen kann eine Optimierung und Abstimmung der unterschiedlichen Regelungsfunktionen von Heizen, Kühlen, Lüften, Beleuchtung und Beschattung erfolgen[15]. „Weiterhin wird es durch die Vernetzung der einzelnen Geräte möglich, die verschiedenen energieintensiven Haushaltsgroßgeräte (Waschmaschine, Geschirrspüler, Boiler etc.) automatisch so zu koordinieren, dass sie sich nur dann einschalten, wenn die Stromtarife besonders niedrig sind.“[16] Der Aspekt der Energieeinsparung bzw. Wirtschaftlichkeit steht im Vordergrund[15]. Die CO2-Vermeidung ist noch zusätzlich ökonomisch sinnvoll und somit bezweckt auch die Gebäudeautomation eine wirtschaftliche Investition in den Umweltschutz[15].

2.3.2 Komfort und Sicherheit

Die Komfortbedürfnisse des Nutzers haben in der Gebäudeautomation eine sehr wichtige Bedeutung[15]. Dazu zählt die komfortable Bedienung von Licht und Beschattung sowie die optimale und individualisierbare Frischluftmenge[15]. Diese Funktionen, wie auch die Steuerung der Kommunikationstechnologie und der Medien im Gebäude über benutzerfreundliche, integrierte Bedieneroberflächen oder auch über gemeinsame Bediengeräte wie z.B. Touch Panels erhöhen deutlich das Wohlbefinden des Nutzers[15]. Die automatische Lichtsteuerung ist ein Beispiel für eine Automatisierungsfunktion für private Zwecke[1]. Die meisten Außenbeleuchtungen von Wohnanlagen schalten sich heutzutage durch installierte Bewegungsmelder selbstständig ein[1]. Dabei kombiniert einerseits der Sensor, der die Wärmestrahlung der sich nähernden Person aufnimmt, mit dem Sensor, der die Helligkeit überprüft[1]. Erst bei ausreichender Dunkelheit schaltet sich das Licht an[1]. Merz, Hansemann und Hübner weisen hier nochmals explizit auf die Kombination von Ereignissteuerung und einer logischen Verknüpfung hin[1]. Zusätzlich bietet ein Bussystem eine verbundene Kommunikation zwischen allen Licht schaltenden Komponenten in einem Haus. Würde der Wunsch nach einer zentralen Ein- und Ausschaltung der gesamten Beleuchtung mit einer konventionellen Elektroinstallation bestehen, dann ist dies nur mit einem hohen Verkabelungsaufwand zu bewältigen. Um eine Funktion zur Befriedigung der Sicherheitsbedürfnisse zu erlangen, könnte der Einsatz einer zentralen Einschaltfunktion im Schlafzimmer von Vorteil sein[17]. Bei nächtlichen und ungewohnten Geräuschen könnte ein Schalter, im Sinne eines Panikschalters, alle Lichter im Haus aufleuchten lassen[17]. Richard Staub stützt sich auf eine Studie der Berliner Institute für Sozialforschung, welche seit vielen Jahren im Bereich „Vernetztes Wohnen“ geforscht haben[2]. Die Forschungen ergaben, dass mit einer Mehrheit von 90% die Nutzer den Punkt Sicherheit am wichtigsten fanden[2].

2.3.3 Flexibilität und Anpassungsfähigkeit

Die Anforderungen der verschiedenen Altersklassen der Gesellschaft stellen auch unterschiedliche Rahmendaten an ein häusliches Umfeld dar[15]. Somit kann sich im Laufe der Zeit die Art der Nutzung, wie auch die technische Einrichtung flexibel mit automatisierten Vorgängen anpassen[15]. Dr. Peter Hug weist hier nochmals explizit auf die Funklösung hin, um dem gesamten Kabelnetzwerk fernzubleiben, welches bei einer Änderung der Nutzung einen erheblichen Aufwand mit sich ziehen würde[15]. Statt eines bisherigen großen Wohnzimmers könnte sich ein Bedarf nach zwei getrennten Schlafzimmern ergeben[5]. Hier müssen jetzt die baulichen Substanzen wie auch die technischen Ausstattungen diesen Prozess ermöglichen[5]. Anstatt durch eine Änderung der elektrischen Verkabelung, würde in diesem Fall ein Umprogrammieren von intelligenten Komponenten ausreichen[5]. Somit hätte man die Lichtschalter den entsprechenden Leuchten ohne großen Aufwand zugeordnet[5]. Zusammenfassend kann man festhalten, dass die Kommunikation über Bussystem und Netze die Aspekte der Flexibilität und Anpassungsfähigkeit in den Vordergrund stellen[5]. Wobei Merz, Hansemann und Hübner erwähnen, dass im privaten Wohnungsbau seltener mit Umbauten oder Nutzungsänderungen gerechnet wird[18].

2.4 Externe Steuerung

Von Jahr zu Jahr vermehren sich die Nutzungen im Bereich Internet und Mobiltelefone[19]. Meyer, Schulze, Helten und Fischer sprechen hier von einem Internet- bzw. Handyboom[19]. Die elektronische Kommunikation gehört zum Alltag und steht somit für einen großen Teil der Bevölkerung auf der Tagesordnung[19]. Entscheidend für die Gebäudeautomation ist vor allem, dass sich durch diese Vernetzungstechnologie andere komplizierte Techniken für den Nutzer erübrigen[19]. Zudem ist die externe Steuerung über das Internet und Online-Dienste eine synonyme Verwendung von Fortschrittlichkeit und Zukunft[19]. „Das Haus wird zur Website, die im Internet aufgerufen und besucht werden kann. Diese Website enthält verschiedene Bereiche und Links, über die unterschiedliche Lebensbereiche kontrolliert, gesteuert und bespielt werden können. Dabei ist prinzipiell unerheblich, ob dieser Ort tatsächlich existiert oder rein virtueller Art ist.“[20]

3 Mobile Anwendungen

Heutzutage ist für viele Menschen ein Verzicht auf ein Handy undenkbar[21]. „Handys von heute sind Telefon, mobiles Büro und multimediales Unterhaltungs-Center in einem.“[22] Das Mobiltelefon bietet nicht nur Komfort in Sachen Telefondiensten. Auch die Datendienste können seit 1997 über die Mobilfunknetze und entsprechende Endgeräte übertragen werden[23]. Ausschlaggebend war hierfür die Einführung des ersten Standards für das WAP (Wireless Application Protocol)[23]. Um auch einen technischen Einblick für die Nutzung mobiler Anwendungen zu bekommen werden im Folgenden WAP und UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) kurz vorgestellt.

3.1 WAP

WAP bietet für alle Mobiltelefone den Zugriff auf das Internet[24]. Die WAP-Dienste holen sich über einen WAP-Server oder einen WAP-Gateway die Inhalte im WML-Format(Wireless Markup Language)[24]. Da früher die Handy-Displays zu klein waren und die Übertragungsrate für die Grafiken und Animationen zu langsam, bekam man mittels WAP nur eine abgespeckte Version (WML) der gewählten Internetseite[24]. Durch einen Micro-Browser im Handy war es nun möglich auch ein paar Internetseiten aus dem Web anzeigen zu lassen[24]. Allerdings kann auch nur auf Internetseiten zugegriffen werden, welche den WAP-Standard vertreten. Der WAP-Standard konzentriert sich dementsprechend nur auf Text und kleine Bilder[25].

Aber „Dank neuer Mobilfunkstandards wie UMTS wird sich das Spektrum der Anwendungen noch erweitern."[26]

3.2 UMTS

Zukünftig bietet UMTS dem Nutzer mit bis zu 7 Megabit pro Sekunde eine bessere Bandbreite. Somit ist das Highspeed-Surfen in Zukunft von jedem Ort aus möglich[27]. "Während ältere, langsamere Datenverbindungsstandards meist nur auf das WAP […] zugreifen konnten, sind auf entsprechend ausgerüsteten Geräten mit UMTS alle Onlinedienste uneingeschränkt nutzbar.“[28] Vor allem werden Video- und Multimedia-Anwendungen in Zukunft noch mehr Qualität aufweisen. Auch die Videotelefonie über UMTS wird somit interessanter[27].

4 App Store

Auf dem Markt für mobile Anwendungen steht der App Store aus dem Hause Apple ganz oben[29]. Er beinhaltet bereits mehr als 65.000 Anwendungen, die von 100.000 Entwicklern stammen[29]. Diese Applikationen können Spiele oder andere mobile Dienstleistungen sein[29]. Die Mitbewerber in dieser Branche haben es sehr schwer, da der App Store alleine im ersten Jahr 1,5 Mrd. Downloads aufwies[29]. Dies entspricht einem Durchschnitt von 4,1 Millionen Downloads pro Tag[29]. Zudem basieren die Erfolge auch auf der hohen Verkaufsrate der Apple Produkte[29]. Zu denen zählen nicht nur der iPod touch sondern auch das iPhone, da diese mittels der iTunes-Software auch den App Store automatisch unterstützen[29]. Trotz dieser vielen Applikationen bleibt jedoch die Nutzungsanzahl der mobilen Datendienste in Deutschland hinter den gesetzten Erwartungen zurück[30].

Im Folgenden werden die beiden Apps Remote und Cam Viewer vorgestellt, um einen kleinen Einblick in die zurzeit schon existierenden mobilen Anwendungen für das iPhone zu bekommen. Bei beiden Applikationen handelt es sich um Anwendungen für die Gebäudeautomation.

4.1 Remote

App "Remote"
App "Remote"

Das App „Remote“ schafft eine komfortable Möglichkeit, in dem es aus einem iPhone oder auch einem iPod touch eine Fernbedienung für die eigene iTunes Mediathek macht[31]. Nun kann mittels dieses Apps auf die Musik vom Computer oder Apple TV zugegriffen und gesteuert werden[31]. Voraussetzung ist hierbei, dass sowohl die WLAN-fähigen Geräte (iPod touch oder iPhone) und auch der Computer oder der Apple TV, auf dessen iTunes Mediathek zugegriffen werden soll, in demselben Wi-Fi-Netzwerk vorhanden sein müssen[31]. Die Steuerung für den Nutzer dieser Fernbedienung ähnelt der normalen iPod Funktion auf dem iPhone oder iPod touch[31]. Somit ist keine neue optische Anpassung an die Bedienbarkeit dieses Apps notwendig[31].

Da es sich hierbei um die Steuerung eines Unterhaltungsmediums handelt, gehört es somit auch zur Gebäudeautomation.

Fakten aus dem AppStore(Stand: 27.12.2009)[32]:

  • Preis: 0,00 €
  • Hersteller: Apple
  • Typ: Fernbedienung für Unterhaltungsmedien
  • Kategorie: Unterhaltung
  • Aktuelle Version: 1.3.3
  • Größe: 1,6 MB
  • Voraussetzung: Kompatibel mit iPhone und iPod touch. Erfordert iPhone OS 2.2 oder neuer.

4.1.1 Wiedergabelisten

Mittels dieser Fernbedienung können alle Wiedergabelisten in der iTunes Mediathek verwaltet werden[31]. Die Songs innerhalb dieser Listen sind auch leicht mit den Fingern zu löschen[31]. Nützlich ist auch die flexible Änderung der Songreihenfolge[31]. Diese Anwendung bietet sich auch an, während die aktuelle Wiedergabeliste abgespielt wird[31]. Die Suchfunktion bietet dem Nutzer einen zusätzlichen Pluspunkt in Sachen Komfort[31]. Mit dieser Funktion kann man von überall aus dem Haus die komplette iTunes Musik durchsuchen[31]. So kann beispielsweise der Gastgeber einer privaten Party ganz bequem das nächste Lied raussuchen, ohne seine Gäste allein zu lassen[31].

4.1.2 iTunes Dj

„Remote bringt die Party gleich mit – dank iTunes Dj.“[33]

iTunes Dj ist eine Funktion, bei der, während eine Wiedergabeliste abgespielt wird, Songs gewünscht werden können[31]. Diese werden dann in die aktuelle Liste mit eingebaut[31]. Da dies auch alles über Wlan passiert, können also alle Gäste einer Party, die ein iPod touch oder iPhone besitzen, die vorhandene iTunes Mediathek durchstöbern[31]. Die Wunschlieder müssen dann nur noch der iTunes Dj Wiedergabeliste hinzugefügt werden[31].

Hier stehen die Aspekte Komfort und Flexibilität im Vordergrund.

4.1.3 Air Tunes

Air Tunes
Air Tunes

Die wohl interessanteste Funktion im Remote bzgl. der Gebäudesteuerung bietet das sogenannte AirTunes. Hierbei handelt es sich um eine AirPort Express Basisstation, die man an eine Steckdose anschließt und mit einem Audiokabel an die Lautsprecher anschließt[31]. Nun kann man mittels AirTunes die Musik vom Computer an bestimmte Anlagen streamen[31]. Es bietet dem Nutzer an verschiedene Lautsprecher im Haus auszuwählen, um somit beispielsweise die gleiche Musik im ganzen Haus zu hören[31]. Der Punkt Anpassungsfähigkeit ist hier ein wichtiger Aspekt, da man ganz flexibel die AirPort Express Station an eine andere Anlage anschließen kann. Diese Basisstation sucht sich dann das private Netzwerk um in dem jeweiligen Zimmer die Musik über die Lautsprecher abzuspielen[31].

4.2 Cam Viewer

Cam Viewer
Cam Viewer

„Cam Viewer“ ist ein App, welches Bilder von privaten Sicherheitskameras via World Wide Web übermittelt[34]. Die einfach Eingabe von der IP-Adresse der Kamera und der Anmeldedetails inkl. Benutzername und Passwort reicht aus, damit der Cam Viewer die restlichen Konfigurationen automatisch durchführt[34]. Dies geschieht in der Rubrik „Cam Setup“[34]. Hier können auch Kameraports wieder gelöscht werden[34]. Der Unterpunkt „Thumbnails“ bietet die Übersicht über alle hinzugefügten Überwachungskameras[34]. Mit einem Fingertipp können die einzelnen Bilder vergrößert werden[34]. In den Einstellungen kann die Aktualisierungsrate jeweils für die gesamt Ansicht („Thumbnails“) oder auch für den „Full Screen“- Modus flexibel eingestellt werden[34]. Diese Applikation unterstützt die mobile Gebäudeüberwachung über das iPhone[34]. Jedoch ist diese Applikaton hinsichtlich der Sicherheit für das private Anwesen des Nutzers noch nicht ausgereift[34]. Es kann zwar auf alle privaten Überwachungskameras zugegriffen werden, jedoch alarmiert das iPhone den Nutzer nicht bei einem Einbruch oder merkwürdigen Bewegungen[34].

Fakten aus dem AppStore (Stand: 27.12.2009)[35]:

  • Preis: 2,99 €
  • Hersteller: Furnishing Industry Software House
  • Typ: Webkontrolle privater Überwachungskameras
  • Kategorie: Dienstprogramm
  • Aktuelle Version: 1.3.4
  • Größe: 0,7 MB
  • Voraussetzung: Kompatibel mit iPhone und iPod touch. Erfordert iPhone OS 3.0 oder neuer.

4.2.1 Kamera hinzufügen

Unter der Kategorie „Cam Setup“ können mit dem Button „Add Cam“ neue Kameras hinzugefügt werden. Hierfür müssen nun folgende Einstellungen gemacht werden. Zunächst gibt man unter „Cam Type“ den Kamerahersteller und –art an. Es können nur von Cam Viewer unterstützte Kamerahersteller angegeben werden. Danach werden in den „IP-Settings“ die IP-Adresse und der Port der Überwachungskamera angegeben. Falls vorhanden müssen an dieser Stelle auch der zuvor festgelegte Benutzername und das dazugehörige Passwort eingegeben werden. Wenn alle notwendigen Daten vom Nutzer eingegeben wurden, kann man auf diese Kamera auch über die Kategorie „Thumbnails“ zugreifen.

4.2.2 Unterstützte Kamerahersteller

Unter anderem untersützt Cam Viewer folgende populäre Kamerahersteller[34]:

  • Canon
  • Grandtek
  • Hawking
  • Mobotix
  • Panasonic
  • SecuritySpy
  • Solwise
  • Sony
  • Trendnet
  • Vivotek
  • Zonet

4.3 Sicherheit und Datenschutz

In diesem Abschnitt geht es um die Punkte Sicherheit und Datenschutz, welche z.B. bei Verlust des Handys berücksichtigt werden müssen.

Allgemein muss das interne System vor unberechtigtem Zugriff ausreichend geschützt sein. Das kann natürlich nur durch eine externe Vernetzung zu einem Problem werden[36].

Nun werden die Folgen betrachtet, die bei den beiden Apps „Remote“ und „Cam Viewer“ entstehen können, wenn das Handy beispielsweise in die falschen Finger gerät. (Voraussetzung: iPhone oder iPod Touch sind nicht Passwort geschützt)

4.3.1 Remote

Die Daten in der iTunes Mediathek auf dem Computer oder auf dem Apple TV können nicht gelöscht werden und sind somit geschützt. Der maximale Schaden, den das Remote für den Nutzer mit sich bringen könnte, wäre der Verlust von allen zusammengestellten Wiedergabelisten und die Löschung der hinzugefügten iTunes Mediatheken auf dem iPhone oder iPod touch. Diese Sicherheitslücke ist jedoch sehr klein, da weiterhin die Voraussetzung gilt, dass sich das iPhone in demselben Wi-Fi-Netzwerk befinden muss wie der Computer. Zusätzlich bietet iTunes dem Nutzer an alle hinzugefügten Remotes mittels eines Buttons abzumelden. Somit müsste nun erst eine Neuanmeldung über iTunes erfolgen.

4.3.2 Cam Viewer

Das App Cam Viewer birgt hier eine etwas größere Sicherheitslücke. Da auf alle ungesicherten Kameras ohne weiteres zugegriffen werden kann. Nur die verschlüsselten Überwachungskameras sind vor Datenklau geschützt. Jedoch kann auf alle Kameras immer wieder zugegriffen werden, wenn sie zuvor vom Nutzer einmalig konfiguriert wurden. Hier kann der Datenklau nur noch durch eine Neukonfigurierung der einzelnen Überwachungskameras verhindert werden.

5 Vor- und Nachteile

Meyer, Schule, Helten und Fischer haben emotionale und rationale Argumentationen für und gegen eine Automatisierung im privaten Wohnungsbau herausgefunden[37]. „Die rationalen Argumente orientieren sich dabei meist an den subjektiv wahrgenommenen Bedarfen in den jeweiligen Haushalten, während die emotionalen Argumente meist mit der Bedeutung von Technik zusammenhängen.“[38]

Vorteile Nachteile
erhöhte Sicherheit kein Bedarf, rational abwägend
spart Energie Entmenschlichung
Automatisierung unnötiger Luxus
zentrale Kontrolle Angst vor Technikabhängigkeit und Verlust von Kontrolle
Steuerungsmöglichkeit von außerhalb zu viel Technik, emotional ablehnend
externe Vernetzung Entfremdung, Verlust von Selbstbestimmung
Audio und Video nach Bedarf in allen Räumen körperliche Verarmung
für ältere Menschen geistige Verarmung
Bequemlichkeit, Gedächtnisstütze unheimlich
Synchronisation für den eigenen Bedarf ungeeignet: „nicht für mich“
spontan, emotional Reaktionen Überwachung
emotional spontane Abwehrhaltung
langweilig
kostet Zeit
futuristisch

6 Einsatzgebiet

Zusammenfassend werden nochmal die einzelnen Einsatzgebiete der mobilen Anwendungen für Gebäudeautomation betrachtet.

6.1 Privater Wohnungsbau

Die Gebäudeautomation bringt viele Vorteile für den Privatanwender mit sich[39]. Viele Lebensbereiche werden einfacher zu steuern sein[39]. Auch die Bequemlichkeit und die Sicherheit stehen hier ganz oben[39]. Die einfache und bequeme Kommunikationsmöglichkeit innerhalb eines Systems, beispielsweise über das private Wi-Fi-Netzwerk, zieht nicht nur eine Kosteneinsparung mit sich, sondern auch einen gewissen Zeitgewinn[39].

Der Punkt Datenschutz ist in diesem Bereich noch ein großer Nachteil, da bei manchen Applikationen die Sicherheit der Daten gar nicht oder nur unvollständig berücksichtig wird. (siehe Cam Viewer)

6.2 Zweckbau

Die Produkte der FEtronic bieten beispielsweise eine Optimierung der Betriebsprozesse, Energieeffizienz, Gesamtkosten, Ressourcen, Nachhaltigkeit und Komfort für den Geschäftskunden. Somit können unter anderem Arbeitszeiten und Energieverbrauch reduziert werden[39].

Jedoch haben laut Frau Feick die Geschäftskunden noch Skepsis bezüglich der Vorteile, die die mobilen Anwendungen mit sich bringen würden. Die Unternehmer sorgen sich um das Auslastungsverhältnis und die Umsätze, die man sich aus den mobilen Anwendungen erhofft[40].

7 Ausblick

Obwohl die Nutzungszahlen für mobile Datendienste hinter den Erwartungen zurückbleiben, gehört Europa mit dem Bereich mobile Kommunikation zur Weltspitze[40].Mit Hilfe von UMTS wird sich jedoch das Spektrum der Anwendungen noch erweitern[21].

Das Problem liegt jedoch eher bei den nachhaltigen allgemeinen Standardisierungen, die zur Produktion von vernetzten Systemen erforderlich sind[11]. Es ist hier die Rede von einem entwicklungsoffenen Prozess, der nur dann für den Nutzer übersichtlicher wird, wenn einige Hersteller über ähnliche und verknüpfbare Technologien verfügen[11]. Jedoch ist dieser Wille zur Vereinbarung eines Standards von Netzen und Geräten nicht vorhanden[11]. Somit eröffnet sich natürlich auf der anderen Seite ein Markt, der nach Produkten fragt, welche vorhandene, unterschiedliche Netze und Geräte verknüpfen[11]. Allerdings sind solche Produkte relativ teuer und aufwendig zu produzieren, da die breite Masse an unterschiedlichen Technologien untereinander kombinierbar sein muss[11].

Die Gebäudeautomation konnte sich auf dem Markt der Privatanwender bis heute auch noch nicht wirklich durchsetzen. Dafür waren vor allem die vier folgenden Punkte verantwortlich[41]:

  • Teuer
  • Unbekannt
  • fehlende Technik-Kenntnisse
  • Skepsis der Nutzer

8 Fazit

Gebäudeautomation bedeutet Energieeinsparung, Sicherheit, Komfort, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit für den Nutzer. Dieses vernetzte und intelligente Wohnen scheint jedoch weniger als revolutionäre Umwälzung in den Haushalten durchgesetzt zu werden als vielmehr in Form einer evolutionären Anpassung. Verantwortlich dafür ist vor allem die umstrittene Einigung zur allgemeinen Standardisierung der Produkte für die Gebäudeautomation im privaten Wohnungsbau. Zudem würde eine verbesserte Nutzerfreundlichkeit durch Installations- und Bedienkomfort ein deutlich positiveres Bild von vernetzten Systemen und Geräten preis geben[42].

Außerdem sollte dem Anwender die Angst und Skepsis vor der Technik genommen werden, indem diese Produkte automatisch ab der Montage und der Erstinstallation problemlos und einfach funktionieren. Somit kommt der Nutzer im Endeffekt mit der eigentlichen Technik überhaupt nicht in Berührung. Dies wäre vor allem für die älteren Generationen von Vorteil.

9 Fußnoten

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 vgl. Merz et al. (2007) S. 15
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 vgl. Staub (2003) S. 49
  3. ↑ Frauenhofer-Institut für Bauphysik (2009)
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 vgl. Merz et al. (2007) S. 16
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 vgl. Merz et al. (2007) S. 17
  6. ↑ Merz et al. (2007) S. 17
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 vgl. Merz et al. (2007) S. 19
  8. ↑ 8,0 8,1 vgl. Merz et al. (2007) S. 20
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 9,6 9,7 9,8 vgl. Merz et al. (2007) S. 22
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 vgl. Merz et al. (2007) S. 23
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 11,6 11,7 vgl. Meyer et al. (2001) S. 13
  12. ↑ vgl. Skowronek (2009)
  13. ↑ 13,0 13,1 vgl. Meyer et al. (2001) S. 8
  14. ↑ Meyer et al. (2001) S. 8
  15. ↑ 15,00 15,01 15,02 15,03 15,04 15,05 15,06 15,07 15,08 15,09 15,10 vgl. Hug (2009)
  16. ↑ Meyer et al. (2001) S. 31
  17. ↑ 17,0 17,1 vgl. Merz et al. (2007) S. 15, 16
  18. ↑ vgl. Merz et al. (2007) S. 31
  19. ↑ 19,0 19,1 19,2 19,3 19,4 vgl. Meyer et al. (2001) S. 66
  20. ↑ Meyer et al. (2001) S. 68
  21. ↑ 21,0 21,1 vgl. IZMF (2009)
  22. ↑ IZMF (2009)
  23. ↑ 23,0 23,1 vgl. Elko (2009)
  24. ↑ 24,0 24,1 24,2 24,3 vgl. Zimmermann (2003)
  25. ↑ vgl. teltarif.de (2009)
  26. ↑ IZMF (2009)
  27. ↑ 27,0 27,1 vgl. Ha (2004)
  28. ↑ vgl. dsl-magazin.de (2009)
  29. ↑ 29,0 29,1 29,2 29,3 29,4 29,5 29,6 vgl. Beiersmann (2009)
  30. ↑ vgl. Roßnagel et al. (2008) S. 93
  31. ↑ 31,00 31,01 31,02 31,03 31,04 31,05 31,06 31,07 31,08 31,09 31,10 31,11 31,12 31,13 31,14 31,15 31,16 31,17 31,18 31,19 vgl. Apple (2009)
  32. ↑ vgl. AppStore (2009) "Remote"
  33. ↑ Apple (2009)
  34. ↑ 34,00 34,01 34,02 34,03 34,04 34,05 34,06 34,07 34,08 34,09 34,10 vgl. fyshh.com (2009)
  35. ↑ vgl. AppStore (2009) "Cam Viewer"
  36. ↑ vgl. Meyer et al. (2001) S. 181
  37. ↑ vgl. Meyer et al. (2001) S. 176 f.
  38. ↑ Meyer et al. (2001) S. 176
  39. ↑ 39,0 39,1 39,2 39,3 39,4 vgl. FEtronic (2009)
  40. ↑ 40,0 40,1 vgl. Feick (2009)
  41. ↑ vgl. Meyer et al. (2001) S. 56
  42. ↑ vgl. Meyer et al. (2001) S. 208

10 Quellen- und Literaturverzeichnis

Monographien

Merz et al. (2007) Merz, Hermann; Hansemann, Thomas; Hübner, Christoph: Gebäudeautomation: Kommunikationssysteme mit EIB/KNX, LON und BACnet, 1. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 2007
Meyer et al. (2001) Meyer, Sibylle; Schulze, Eva; Helten, Frank; Fischer, Bernd: Vernetztes Wohnen: Die Informatisierung des Alltagslebens, 1. Auflage, Edition Sigma, Berlin 2001
Roßnagel et al. (2008) Roßnagel, Alexander; Sommerlatte, Tom; Winand, Udo: Digitale Visionen: Zur Gestaltung allgegenwärtiger Informationstechnologien, 1. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2008

Internetquellen

Apple (2010) Apple: Da macht selbst die Bedienung Spaß, 2010, http://www.apple.com/de/itunes/remote/ (03.12.2010, 14:14)
Beiersmann (2009) Beiersmann, Stefan: Apples App Store verzeichnet 1,5 Milliarden Downloads im ersten Jahr, 2009, http://www.zdnet.de/news/mobile_wirtschaft_apples_app_store_verzeichnet_1_5_milliarden_downloads_im_ersten_jahr_story-39002365-41500127-1.htm (26.12.2009, 13:19)
dsl-magazin.de(2009) dsl-magazin.de: UMTS: mobiles Internet mit Highspeed, ohne Jahresangabe, http://www.dsl-magazin.de/umts/ (27.12.2009, 14:53)
ELKO (2009) ELektronik-KOmpendium: WAP - Wireless Application Protocol, ohne Jahresangabe, http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0910101.htm (28.12.2009, 13:12)
Feick (2009) Feick, Katja: Im Markt für mobile Anwendungen liegt die Hoffnung auf den Geschäftskunden, 2009, http://newsolutions.de/it/mobile-anwendungen-hoffnung/ (28.12.2009, 14:08)
FEtronic (2009) FEtronic: Die Softwarelösung für mobile Anwendungen, ohne Jahresangabe, http://www.fe-tronic.de/mobile-anwendungen.php (29.12.2009, 10:22)
fyshh (2010) fyshh iPhone Development: Cam Viewer, ohne Jahresangabe, http://www.fyshh.com/Products/Entries/2009/3/24_Cam_Viewer.html (03.01.2010, 10:32)
Ha (2004) Ha, Sung: Mobile Anwendungen verlangen Integration, 2004, http://www.computerwoche.de/produkte_technik/weitere_beitraege/543975/ (28.12.2009, 12:28 )
Hug (2009) Hug, Peter: Die Gebäudeautomation steht vor spannenden Entwicklungen , 2009, http://www.tab.de/artikel/tab_Die_Gebaeudeautomation_steht_vor_spannenden_Entwicklungen_348318.html (24.12.2009, 13:22)
IBP (2009) Fraunhofer-Institut für Bauphysik: Innovative Regelungstechnik, 2009, http://www.eneff-schule.de/index.php/Innovative-Techniken/Techniken-Allgemein/regelung.html (03.01.2010, 15:28 )
IZMF (2009) Informationszentrum Mobilfunk e. V.: Welche neuen Möglichkeiten der Kommunikation eröffnet der moderne Mobilfunk?, ohne Jahresangabe, http://www.izmf.de/html/de/1413.html (25.12.2009, 13:03)
Skowronek (2009) Skowronek, Andreas: Intelligentes Wohnen, 2009, http://www.meistertipp.de/meistertipp-war/meldungen/Intelligentes-Wohnen/content/696f0550-7888-459e-ad7f-e00b08840487?refreshPortlet=true (25.12.2009, 10:56)
Staub (2003) Staub, Richard: Elektrotechnik, 4. Ausgabe, AZ Verlag, Aarau 2003, S. 49-51, http://www.bus-house.ch/downloads/publikationen/Themen/Gebaeudeautomation-Grundlagen/Gebaeudeautomation_1-ET-4-03.pdf (17.01.2009, 12:14)
teltarif.de (2009) teltarif.de: WAP: Mobil ins Internet, oder nicht?, ohne Jahresangabe, http://www.teltarif.de/i/wap.html (27.12.2009, 11:45)
Zimmermann (2003) Zimmermann, Bernd: WAP (Wireless Application Protocol), 2003, http://www.www-kurs.de/wap.htm (27.12.2009, 14:09)

11 Abkürzungsverzeichnis

AbkürzungBedeutung
BTABetriebstechnische Anlagen
DDCDirect Digital Control
TCPTransmission Control Protocol
UMTSUniversal Mobile Telecommunications System
WAPWireless Application Protocol
WLANWireless Local Area Network
WMLWireless Markup Language

12 Abbildungsverzeichnis

Abb.-Nr.Abbildung
1Informationstechnische Zusammenfassung der Gewerke in der Gebäudeautomation
2Hierarchische Struktur in der Gebäudeautomation (Ebenenmodell)
3App "Remote"
4Air Tunes
5App "Cam Viewer"

13 Tabellenverzeichnis

Tabelle Nr.Quelle
1Gründe für und gegen die Vernetzung (Quelle: vgl. Merz et al. (2001) S. 176 ff.)
Von „http://winfwiki.wi-fom.de/index.php/Mobile_Anwendungen_zur_automatischen_Geb%C3%A4udesteuerung_und_-%C3%BCberwachung_-_Ein_Modell_f%C3%BCr_das_Zuhause_von_morgen“
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