Internet der Dinge - Teil 3: Smart Home

Das Phänomen Hausautomation ist schon seit Jahren ein Thema, doch war es bislang für die meisten Menschen zu kostspielig und mit aufwendigen Baumaßnahmen verbunden. Zu Beginn der Entwicklung bestand die Bedienungszentrale aus vielen Schaltern, deren Funktion sich nicht beliebig ändern ließ und deren Design nicht viel hermachten. Das soll sich alles ändern mit dem „Internet der Dinge“. Um beispielsweise Steckdosen den Saft abzudrehen, soll es nicht mehr nötig sein, einen „schlauen Schalter“ umzulegen, der 2001 als absolutes Musthave angepriesen wurde. Heutzutage wird das intelligente Haus über schicke Touchscreens gesteuert, die seinem Besitzer eine große Auswahl an Funktionen bieten.
Mit neuen Funkstandards wie Zigbee oder Z-Wave, dank derer man auf teure Leitungen verzichten kann, und mittels der Verknüpfung mit Smartphones und Tablets soll endlich der Durchbruch für das Smart Home in der Breite gelingen. Viele Unternehmen hoffen darauf, einen lukrativen Markt erschließen zu können, der bis 2025 laut Verband für Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) auf 19 Milliarden Euro anwachsen soll. Solch rosige Aussichten wecken das Interesse einer Vielzahl von Unternehmen: Spätestens seitdem Google den Thermostathersteller Nest aufgekauft hat, ist klar, dass der US-Internetkonzern bereits mitmischt. Apple wird mit der achten Version des Betriebssystems iOS das iPhone und das iPad als Schaltzentrale für das Smart Home in Stellung bringen. Das Interesse der zwei Tech-Giganten steht stellvertretend für die großen Erwartungen zahlreicher Unternehmen an den Smart Home-Markt.

Zur Sache: Was passiert da eigentlich genau?

Das Werbevideo des amerikanischen Anbieters Revolv für sein Smart Home veranschaulicht nicht nur das Ziel des Herstellers, das intelligente Haus mit positiven Merkmalen wie „sexy“ und „cool“ zu versehen, sondern führt ebenso vor, was der letzte Stand der Technik hergibt. Ein Smart Home kann die Hausbeleuchtung anknipsen, sobald es anhand der GPS-Position unseres Smartphones feststellt, dass wir uns in einem vorher festgelegten Radius zum Haus befinden, und die Tür kann mit einem Wisch auf dem Smartphone geöffnet werden. Es lassen sich verschiedene Profile erstellen, die mit einer Berührung etwa das Licht und die Musik dem Anlass entsprechend anpassen. Das kann aber auch zu peinlichen Situationen führen, wenn man sich vertippt und die Schwiegereltern das Entertainmentprogramm für romantische Stunden zu zweit erleben.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist die perfekt abgestimmte Heizungsregulierung. Jeder Heizkörper verfügt über ein Thermostat, mit dem sich die gewünschte Raumtemperatur einstellen lässt. Neubauten verfügen heute in der Regel über zentrale Kontrolleinheiten, mit der sich die gewünschte Raumtemperatur zu jeder beliebigen Uhrzeit einstellen lässt. Das Prinzip Smart Home soll weit darüber hinausgehen – es soll noch wesentlich mehr Komfort bieten und eine bessere Energieeffizienz ermöglichen. Mit Hilfe von Sensoren lässt sich beispielsweise erfassen, ob eine Person sich in einem Raum aufhält und ob dieser entsprechend geheizt werden muss. Die Wohnung kann ab dem Moment beheizt werden, ab dem wir uns ihr in einem bestimmten Radius nähern.
Und es gibt weitere Vorteile: Die manuelle Regulierung per Thermostat ist oft ineffizient, viele Menschen stellen ihre Thermostate viel zu hoch ein oder drehen sie beim Verlassen des Hauses nicht herunter. Das Smart Home würde es uns abnehmen, an diese Dinge zu denken. Mit Sensoren ausgestattete Fenster könnten die Bewohner darauf aufmerksam machen, dass sie offen sind und es hereinregnet oder zum Fenster heraus geheizt wird. Richtig intelligent und autonom wird das Haus dann, wenn die Heizung an warmen Tagen automatisch gedrosselt wird oder die Rollläden bei Sonnenschein zur Kühlung heruntergelassen werden. Dazu kann es die aktuellen Wetterdaten aus dem Internet beziehen oder direkt vor Ort Temperatur und Sonneneinstrahlung messen.
In den vergangenen Jahren sanken die Kosten für Mikrochips stark und es wurden Funktechnologien entwickelt, die es Gegenständen ermöglichen, mit Basisstationen zu kommunizieren. Dafür braucht es keine sperrigen Funkmodule mehr, manchmal nicht einmal Strom. Beide Faktoren bedeuten, dass der Fantasie der Bewohner eines Smart Homes bei der Ausgestaltung ihres Zuhauses aus technischer Sicht kaum Grenzen gesetzt sind. Außer den klassischen Anwendungsbereichen Sicherheit und Energieeffizienz gibt es allerlei weitere intelligente Gegenstände für den Hausgebrauch, wie eggtray, ein Eierhalter, der darauf hinweist, wann die Haltbarkeit der Eier im Kühlschrank abläuft, oder HAPIfork, eine Gabel die das eigene Essverhalten genauestens dokumentiert. Viele andere Gegenstände mit ähnlicher Funktion existieren bereits, und es ist fest damit zu rechnen, dass weitere Produkte dieser Art schon bald auf den Markt kommen werden.

Wozu das Ganze?

Für Besitzer des Handyklassikers Nokia 3310 dürfte sich die Wandlung ihres Hauses in ein Smart Home nicht lohnen, weil sie mangels technischer Funktionen eines Smartphones nicht das volle Potenzial ausschöpfen könnten. Doch warum sollte jemand sein Zuhause überhaupt intelligenter machen? Bisher ging es doch auch ohne diesen Schnickschnack. Der Nutzen eines intelligenten Hauses ist an zwei Aspekten festzumachen: Einerseits ermöglicht es die Automatisierung von Prozessen nach dem Schema „Wenn dieses Ereignis eintritt, soll diese Aktion ausgelöst werden“. So lassen sich viele Smart Home-Lösungen mit dem Internetdienst „if this, then that“ (IFTTT) verknüpfen. Dieses Prinzip ermöglicht es auf simple Weise, zwei Gegenstände miteinander zu verbinden: 15 Minuten bevor der Wecker klingelt, könnte die Kaffeemaschine schon den Morgenkaffee brühen. Oder das Licht wird automatisch gedimmt, wenn man einen Film im Fernsehen oder auf dem Rechner schaut. Andererseits ermöglicht die Verknüpfung mit dem Internet es uns, dass wir jederzeit auf dem Smartphone nachschauen können, ob wir die Herdplatte angelassen haben und ob zuhause alles in Ordnung ist.
Der Fernzugriff mittels Smartphone auf das eigene Haus ist die bedeutendste technische Entwicklung, von der sich viele Unternehmen eine große Attraktivität für Nutzer erhoffen. Dass Smartphones zur Schaltzentrale eines Smart Homes werden können, hat erst die großen Internetriesen auf den Plan gerufen, weil sie darin die Chance sehen, noch mehr über ihre Nutzer zu erfahren. Mit dem Internet der Dinge beschränken sich ihre Beobachtungen nicht mehr allein auf das Verhalten im Internet, sondern es ermöglicht ihnen darüber hinaus, unser Verhalten in der physischen Welt zu beobachten.
Ob das Ganze für beide Seiten nützlich ist, hängt in hohem Maße davon ab, welche Ziele mit der Nutzung eines intelligenten Hauses erreicht werden sollen und wie das Vorhaben umgesetzt wird. Es gibt mittlerweile eine ganze Reihe von Smart Home-Anbietern, aber es hat sich bislang kein technischer Standard durchgesetzt. Die fehlende Interoperabilität macht einen Anbieterwechsel derzeit umständlich und äußerst kostspielig. Der Fragmentierung des Marktes – womit ebenfalls die Nutzenkalkulation für Anwender sinkt – möchte die Telekom mit dem Aufbau des zentralen Ökosystems Qivicon entgegenwirken, unter dessen Schirm sich namhafte Marken von Vattenfall über Miele bis Samsung versammelt haben. Währenddessen wollen Bosch, ABB, Cisco und LG der Telekom-Initiative eine eigene Plattform entgegensetzen. Ein weiterer Grund, dass die Anwender sehr genau hinschauen müssen, ob das Kosten-Nutzen-Verhältnis des ins Auge gefassten Smart Homes stimmt, ob es Interoperabilität bietet und das System sicher ist.

Risiken und Nebenwirkungen

An anderer Stelle haben wir darauf hingewiesen, dass im Hinblick auf Privatsphäre, Diskriminierung, Datenschutz und das Risiko zum Fremdzugriff Einwände gegen das Internet der Dinge erhoben werden müssen. Sind die Einwände im Fall des Smart Homes gerechtfertigt?
Nehmen wir die enge Definition der Privatsphäre, nach der ich im Privaten unabhängig von äußeren Einflüssen die Freiheiten habe soll, zu schalten und walten wie ich möchte, so ist diese derzeit in einem Smart Home nicht bedroht. Besitzer von Smart Homes entscheiden, welche Komponenten des Hauses intelligent werden sollen und können die Installation jederzeit wieder rückgängig machen. Ein Smart Home behindert die persönliche Entfaltung der Hausbewohner im Privaten nicht per se. Bis dato! Es ist nicht undenkbar, dass weitere Werkzeuge wie die HAPIFork entwickelt werden, die erwünschtes Verhalten an niedrigere Krankenversicherungsprämien koppeln lassen. Man stelle sich vor, dass Menschen, die sich gesünder ernähren, einen geringeren Versicherungsbeitrag bezahlen. Wäre das dann gerecht oder würde dies dem Solidaritätsprinzip der Versicherungen widersprechen?
Während viele Smart Home-Systeme noch nach manuell gesteuerten Regeln funktionieren, arbeitet die Firma Alpha-EOS bereits an der nächsten Generation der Smart Homes, die unsere Vorlieben selbstständig erlernen, indem sie unser Verhalten beobachten. Welche Duschtemperatur mögen wir? Wann möchten wir das Licht im Wohnzimmer wie hell haben? Das alles kann dieses System sich merken und mithilfe von Algorithmen unser Zuhause regulieren. Wenngleich zu hoffen ist, dass im Notfall noch manuell in die Abläufe eingegriffen werden kann, so sieht das System dies zunächst nicht vor und nimmt uns damit ein Stück Entscheidungsfreiheit.
Wenn unser Smartphone oder Computer gehackt werden, können wir Daten verlieren oder unsere Geräte unbrauchbar werden. Der angerichtete Schaden ist jedoch zumeist virtueller Natur und kann nicht physisch gegen uns eingesetzt werden. Doch sollte es Unbefugten gelingen, die Kontrolle über unser Smart Home zu übernehmen, dann sind gruselige Szenarien kein Hirngespinst mehr: von Musikterror bis Eingesperrtsein im eigenen Haus. Der Angreifer hätte selbstverständlich auch sämtliche Kommunikationskanäle lahmgelegt, über die wir Hilfe rufen könnten. Ein solch unerwünschter Fremdzugriff wäre nicht schnell und einfach zu stoppen, wenn jede Faser des Hauses vernetzt wäre. Außerdem würde es Wissen erfordern, das die meisten Anwender nicht haben dürften – nämlich darüber, wie das eigene Smart Home-System funktioniert.

Und sonst? Open Source und Raspberry Pi

Wem das zu viele Unwägbarkeiten sind oder wer den Versprechungen von Sicherheit und Datenschutz der großen Unternehmen nicht traut, kann Open Source-Alternativen wie fhem, smarthome.py oder openHAB einsetzen. Open Source-Systeme bedeuten nicht zwangsläufig, dass man sich das Smart Home selbst installieren und warten muss. Wie Linux und Wordpress beweisen, hat sich das übliche Open Source-Geschäftsmodell bewährt, nicht mit der Software selbst, sondern mit dem Support Geld zu verdienen. Offene Smart Home-Systeme haben für den Anwender den Vorteil, dass sie auf offene Standards setzen, d.h. dass ein Wechsel des Smart Home-Systems wesentlich einfacher zu bewerkstelligen wäre, und teuer gekaufte Hardware müsste nicht ersetzt werden. AVM, ein Hersteller von Routern, erlaubt es beispielsweise, fhem-Software auf der in Deutschland weit verbreiteten Fritzbox zu installieren, das macht die Anschaffung eines weiteren Geräts als Schaltzentrale überflüssig.
Das wäre allein durch die Kombination eines Open Source-Systems mit einem Minicomputer à la Raspberry Pi oder Arduino zu toppen. Eine Option, die nur für versierte Anwender, Do-it yourself-Anhänger und Bastlerfreunde realistisch ist. Dafür kann aus dem Wissen der jeweiligen Communities geschöpft werden – ein großer Pluspunkt gegenüber geschlossenen Systemen.
Ob jetzt das Komplettpaket von einem großen Unternehmen oder das Open Source-System mitsamt Minicomputer das nützlichere System ist, bleibt letztendlich schlichtweg eine Prioritätenfrage, die jeder für sich beantworten muss. Der eine legt mehr Wert auf Sicherheit, der andere darauf, alles aus einer Hand zu bekommen. Der künftige Smart Home-Markt wird geschlossenen wie offenen Systemen gleichermaßen Platz bieten. Bevor man sich jedoch die Systemfrage stellt, muss man für sich entscheiden, ob man überhaupt ein intelligentes Haus braucht. Ohne die Technik verteufeln zu wollen, aber es kann auch ein besonderer Genuss sein, das Mokkakännchen morgens auf den Herd zu stellen und in den Minuten bis zum fertigen Kaffee langsam wach zu werden. Überlegen Sie sich also vor einer Anschaffung, worauf Sie in einem Smart Home möglicherweise verzichten müssten.

Alle Teile der Sommerreihe Internet der Dinge:

Einführung: Leben in der smarten Welt
Teil 1: Smart Wearables
Teil 2: Intelligentes Shopping
Teil 4: Smart Cars
Teil 5: Smart Country
Teil 6: Smart City
Teil 7: Industrie 4.0

Foto: Reubot (File:Haus LennartHell.png) [CC0], via Wikimedia Commons