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Autoren: Erik Nagler, Andre Reising, Davor Serdar
Titel: Voice Control - Möglichkeiten der Sprachsteuerung im vernetzten Haus
Standort: FOM Essen

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
2 Grundlagen Moderne Technik im vernetzten Haus
- 2.1 Smart Home
- 2.2 Voice-Control
3 Implementierung von Voice-Control im Smart Home
4 Zukunft von Smart Home und Voice Control
5 Schlussbetrachtung
6 Abkürzungsverzeichnis
7 Tabellenverzeichnis
8 Abbildungsverzeichnis
9 Glosssar
10 Literatur- und Quellenverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Thematisierung

Die Menschen von heute werden in zunehmenden Maße von Technik umgarnt. Der technologische Fortschritt der letzten 100 Jahre erlaubte es Menscheit in zunehmenden Maße Dinge automatisieren zu lassen. heutzutage ist der alltag mit Technik und Maschinen zum Standard geworden und kaum einer fragt sich noch wie es wohl ohne Auto, TV und Co. aussehen würde. Der Umgang mit Technologie und Maschinen ist mitlerweile fester Bestandteil unseres Lebens und keiner möchte die Erleichterung von maschineller Unterstützung missen. Deshalb liesen so gennante "smart enviroments" (dt. intelligente Umgebungen) nicht lange auf sich warten. Und welche Umgebung liese sich nicht perfekt dafür verwenden als der zentrale Ort eines jeden Menschen, das eigene Zuhause. Das eigene Heim als intellegte Umgebung birgt ein enormes Potential in steigerung der Lebensqualität und der Unterstützung des Menschen durch die Maschine. Die Entwicklung des Smart Homes ist mitlerweile soweit vorgeschritte, dass mühsames steuern des Smart Homes durch Schalter und Einstellungen ersetzt werden kann. Menschen sind es gewohnt zu sprechen. Sprechen liegt den meisten Menschen eher als Körperliche aktivitäten, besonders älteren Personen. Deshalb liegt es nahe, dem Menschen auch diese Bürde zu nehmen und Ihm die Möglichkeit zu geben sein eigenes Heim durch Sprachbefehle steuern zu können. Um dieses Thema der Sprachsteuerung im vernetzten Haus geht es in dieser schriftlichen Ausarbeiten.

1.2 Zielsetzung

Auch wenn das Thema Smart Home und Voice Control noch nicht in aller Munde ist, so ist jedoch eine steigende Aufmerksamtkeit auf dieses Thema zu vermerken. (Quelle?) Die Vermittlung der Möglichkeiten für Die Interaktion mit dem intelligenten Haus durch Sprachsteuerung soll das Ziel dieser Arbeit sein. Die Ausarbeitung soll das Verständnis für diese Technologie vermitteln, Möglichkeiten aufzeigen und den aktuellen Stand der Entwicklung und Wissenschaft präsentieren.

1.3 Aufbau

Nachdem der Leser ein grundlegendes verständnis für die Technologie Smart Home und Voice Control aufgebaut hat, wird anschließend näher auf das Thema Sprachsteuerung eingegangen. Es werden Möglichkeiten für die Anwendung, Umsetzung und Hinweise für die Sprachesteuerung im vernetzten Haus aufgezeigt. Weitere, noch nicht marktreife entwicklungen, werden dem Leser aufgezeigt. Eine abschließende Schlussbetrachtung fasst die erarbeiteten Informationen noch einmal zusammen.

2 Grundlagen Moderne Technik im vernetzten Haus

2.1 Smart Home

2.1.1 Definition von Smart Home

Ein Smart Home - auf deutsch: intelligentes Haus - ist ein Ort an dem menschliche Subjekte und häusliche Objekte mit einander über intelligente Mittler und Internetverbindungen miteinander kommunizieren. ?vernetztes Haus?

2.1.2 Grundgedanke

Der grundliegende Unterschied von errkömmluichen Häusern zu modernen Smart homes ist die integrierte Kommunikations-Infrastrukutr. Es ermöglicht eine direkte Kommunikation zwischen Geräten und System oder zwischen menschlichen Subjekten und Geräten in einem Haus. Eine vielzahl von Geräten tauschen Informationen aus und teilen Resourcen untereinander. Smart House sollen aber nicht nur ein helfendes Händchen im alltäglichen Leben sein, sondern auch eine Unterstützend wirken um ökologischer zu agieren, Kranken Menschen zu helfen und Sicherheit zu bieten.

2.1.3 Standards

2.1.3.1 X10

2.1.3.1.1 Protokoll

X-10 ist ein für die Heimvernetzung entwickeltes Protokoll. Es basiert auf der Powerline-Technologie und verwerndet somit als Medium für die Signalübertragung die Leitungen des Stromnetzes. Für die Installation von Geräten die das X-10 Protokoll verwenden wird somit keine seperate Verkabelung zwischen den Geräten benötigt. Dies führt zu einer einfachen und komfortablen Installation der Heimautomatisierung, denn der Anwender muss sich lediglich über die Verbindung der Geräte mit dem Stromnetz kümmern, jedoch nicht wie genau die Geräte miteinander kommunizieren.

2.1.3.1.2 Funktionsweise

Eine Kommunikation besteht immer aus einem Sender und einem Empfänger. Bei X10 handelt es sich beim Sender um den sogenannten "Controller" und beim Empfänger spricht man vom "Module". (Diese beiden Begriffe sind recht geläufig und werden nicht nur bei der X10 Technologie eingesetzt.) Der Controller sendet somit Informationen/Signale über die Stromleitung an ein Modul. Allerdings sendet der Controller nicht direkt die Signale an das Module. Vielmehr legt er die Informationen einfach in das Stromnetz und alle an dieses Netz angeschlossenen Module empfangen auch das Signal. Damit jedoch nicht alle Module auf jedes ankommende Signal reagieren, werden ähnlich wie in Computernetzwerken Adressen verteilt. Das heißt, bevor man die Module an das Stromnetz anschließt werden diesen manuell eine Adresse zugewiesen.

Adressierung:

Jedes Modul verfügt über zwei Coderädchen mit jeweils 16 verschiedenen Einstellmöglichkeiten. Dies führt zu einer maximal möglichen Adressanzahl von 16*16=256 Adressen. Die zwei Coderädchen stehen einmal für den Hauscode und für den Gerätecode. Der Hauscode ist ein Buchstabe von A bis P und setzt somit eine Art Grupierung. Das heißt alle Module mit dem gleichen Hauscode gehören einer gruppe an und können somit für Gruppenfunktionen benutzt werden. Eine Beispiel für eine Gruppenfunktion wäre zum Beispiel das Ausschalten aller Lampen im Haus (Die Lampen müssen an ein x10-Modul angeschlossen sein und die Module müssen auf den gleichen Hauscode eingerichtet sein). Der Hauscode also nicht zwangsweise in einem Haus gleich sein, sondern könnte auch für die Gruppierung von Räumen, Geräten oder Hausbereichen genutzt werden. Die zweite Funktion des Hauscodes besteht in der Abgrenzung von Modulen. Der Einsatz von X10 ist natürlich nicht auf Einfamilienhäuser mit einem eigenem zu anderen Häusern isolierten Stromnetz beschränkt. Der Einsatz in Mehrfamilienhäusern oder Wohnblocks ist ohne weiteres Möglich. Da die Wohnungen in diesen Einrichtung über ein gemeinsames Stromnetz verfügen, werden die Signale von den Controllern folgich auch bei Wohnparteien ankommen. Nutzen diese auch X10 sollte man sich abstimmen, wer welchen Hauscode bei seinen Modulen einstellt. Andernfalls kann es zu einem chaotischen und unbeabsichtigen Steuerun von Modulen kommen die gar nicht angesteuert werden sollen. Der Hauscode steht somit für eine Abgrenzungs-/Gruppierungsfunktion.

Das andere Coderädchen steht für den Gerätecode der eine Ziffer von 1 bis 16 darstellt. Es lassen sich somit pro Hauscode 16 verschiedene Geräte gruppieren. Auf den ersten Blick könnte man meinen, es wäre somit lediglich möglich maximal 16 Geräte in eine Gruppe zu fassen. zum Beispiel möchte man alle Lampen im Haus in eine Gruppe fassen um diese bei verlassen des Hauses auf einmal auschalten zu können. Allerdings müssen die Gerätecodes nicht unikal sein. Das Bedeutet, es können z.b. zwei Lampen innerhalb des gleichen Häusercodes den gleichen Gerätecode bekommen. Zu beachten ist dann allerdings, dass die individuelle Steuerbarkeit der Lampen aufgehoben ist. Beide Lampen reagieren auf das selbe Signal und können damit nicht mehr getrennt von einander ein-/ausgeschaltet werden.

Detailierte Anwendungsmöglichkeiten werden im weiteren Verlauf näher Erläutert.

2.1.3.2 UPB-Protokoll

2.1.3.3 EIB

2.1.3.4 Konnex

2.1.3.5 HomePlug

2.1.3.6 EHS

2.2 Voice-Control

2.2.1 Definition Voice-Control

Voice-Control ist die Fähigkeit durch Sprache insbesondere durch ausgewählte Begriffe Geräte direkt zu steuern.

2.2.2 Grundgedanke

Es ermöglicht dem Konsumenten/Operator ... When you are designing your smart home complete with automated lighting, security, home theatre and blinds – the next step is to throw out your remotes and activate it all by voice.

Imagine coming home after work and saying "lights on to evening setting" and having all the necessary lights turn on automatically, without even lifting a finger. Jayde InterActive Technologies has created voice recognition solutions that do precisely that.

However, that is not all they can do – the software solutions can control entertainment systems with inbuilt infrared, arm and disarm security systems as well as integrate with your PC so you can control your mouse and keyboard entirely by voice.

2.2.3 Behinderung

As you can probably guess, this kind of functionality can be highly beneficial as well to sufferers of RSI, dyslexia, cerebral palsy, multiple sclerosis, loss of limbs as well as the partial and non sighted (DNS Pro integrates with third party software such as JAWS).

3 Implementierung von Voice-Control im Smart Home

3.1 Voraussetzungen für Voice-Control

3.1.1 Hardware

Hardwarevoraussetzungen Voice Control Mikrofon: das Mikron stellt das Kernelement dar und sollte qualitativ hochwertig sein. einen Computer/Notebook an dem das Mikrofon angeschlossen ist. Es sollte sich um einen slimm pc handeln bzw eventuell um einen MediaCenter PC der wenig Strom verbraucht, da dieser ständig laufen muss um eine jederzeit Sprachsteuerung zur Verfügung zu stellen. An den Comouter angeschlossenenen Controller für den Versand der Befehle (verbindung via usb).

3.1.2 Software

The home automation system works directly with end-hardware and claims to integrate fully into existing security or home automation systems, thus allowing you to pre-program lights to com on at pre-specified times. The system comes with an inbuilt command set but can also incorporate voice control for any other appliances such as air conditioners or entertainment systems.

3.2 Verfügbare Angebote

3.2.1 Anbieter

HAL - Home Automation living http://www.automatedliving.com

Marmitek

ActiveHome

3.2.2 Produkte

3.2.2.1 Anfänger

basic voice to text conversion software for use on a computer

3.2.2.2 Fortgeschritten

advanced voice to text conversion which includes voice control over your mouse

3.2.2.3 Professionel

complete computer control, voice to text conversion and home automation package.

3.3 Produktauswahl

3.3.1 Lampen

The included command set offers lighting controls: Lights on, Lights off, Dim lights, Dim lights to fifty percent, Set lights to fifty percent, Make brighter, Increase brightness, Change lights, Toggle lights.

Beispiel für X10 Technologie mit dem Handy Sprachsteurung des Hauses mit dem Handy. Benötigte Hardware: X10 SC9000 Der SC9000 ist ein Controller und ist mit einer Einwahlfunktion versehen, das heißt es ist möglich sich von extern mit dem Telefon/Handy auf das Gerät einzuwählen. Der Anwender ruft mit einem Telefon/Handy die im SC9000 hinterlegte Telefonnummer an Das SC9000 ist ein Controller, das heißt es sendet Befehle über das angeschlossene Stromnetz aus. Welche Befehle ausgesendet werden und welche Geräte(Module) angesteuert werden muss der Anwender vorher am SC9000 konfigurieren. So kann der Anwender zum Beispiel einstellen, dass du eine bestimmte Tastenkombination alle Lampen im Haus an/aus gehen. Und das von überall aus von wo aus man telefonieren kann. Da es sich bei dem SC9000 auch um eine integrierte Alarmanlage handelt, kann diese auch zur verbesserten Abschreckung von Einbrechen sorgen. Das System kann so eingestellt werden, dass wenn der Alarm ausgelöst wird alle Lampen im Haus(Voraussetzung ist natürlich die Kopplung an ein entsprechendes Modul) angeschaltet werden.

3.3.2 Kaffeemaschine

Eine Kaffemaschine die via WLAN mit dem Internet verbunden ist. Informationen über Mahlstärke für bestimmte Bohnen aus dem Internet holen oder die kommunikation mit anderen Haushalteräten wären Einsatzgebite. So könnte diese zum Beispiel mit dem internetfähigen Wecker kommunizieren. Wenn der Wecker losgeht schaltet dieser gleichzeitig die Kaffeemaschine an. Auf dem Weckerbildschirm wird der Status des Kaffemahlens und aufbrühens aungezeigt. ist der Kaffee fertig, ertönt ein neues Signal.

3.3.3 Wecker

Ein Wecker, der nicht nur fürs wecken da ist und die Uhrzeit anzeigt. Durch die Schnittstelle zum Internet können direkt aktuelle Nachrichten angezeigt werden oder eventuell der lieblings internetradio sender zum sanften wecken genutzt werden. Auch die Kommunikation mit anderen Haushaltsgereäten über das Internet wäre denkbar.

3.3.4 Bilderrahmen

Ein internetfähiger Bilderrahmen bei dem vorallem die Kommunikation mit anderen Geräten im Vordergrund steht. So kann von überall aus über das Internet die dargstellten Bilder geändert werden.

3.3.5 Rolladen

3.3.6 Heizung

3.3.7 Kameras

3.3.8 Sicherheitssysteme

There are also temperature options and alarm options: Alarm on, Alarm system, Arm system, Emergency alarm, Security breach, Securtiy alert, Alarm off, Disarm system, Welcome visitor, Good night, Evening alarm, Night alarm, Good morning and?Morning alarm.

3.3.9 Garagetore

3.3.10 Multimedia

3.3.10.1 Computer

3.3.10.2 Handys

3.3.10.3 HiFi-Anlagen

3.3.10.4 Fernseher

3.4 Kriterien zur Auswahl

3.4.1 Kosten

Cost: This can vary depending on the package you choose. A very basic PC only software and headset package could star from $99. The more advanced software options range from $500 - $800. Professional software and headset package (which offers home control but without the cost of wiring etc) is approximately $2500 whilst full home automation control starts from approximately $5000.

Voice Control - Möglichkeiten der Sprachsteuerung im vernetzten Haus