3Die Typen der Sensoren

Den Überblick über die Sensoren-Typen und deren Nutzung im Haushalt zeigt das folgende Bild (Abb. 3.1) der Musterinstallation eines ganzen Systems. Als Beispiel werden mehrere Sensoren und weitere Ausstattungen verwendet, zu denen eine Beschreibung folgt.

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Abb. 3.1 – Beispiel der Elemente im Intelligenten Heim

Das Basiselement einer Installation ist die Steuereinheit, genannt auch HomeHUB oder Access Point (in der Abbildung AP). Access point ist ein allgemeiner Begriff für die Router im Heim (routers), die im Haushalt oft für die Verbindung der Geräte zum Internet benutzt werden.

Einige Hersteller bemühen sich deshalb um eine Erweiterung der Funktionalitäten für den Einsatz im „smart home“-Bereich. In einigen Fällen ist es sogar möglich, mit einem Upgrade der Firmware die neuen Funktionalitäten zu unterstützen, vorrausgesetzt dass weitere Peripherien (z.B. Sensoren) mit einer Drahtlostechnologie angeschlossen sind, die AP unterstützen,weil es sich oft um WiFi handelt. Der Stromverbrauch und die damit verbundene Batterielebensdauer im Sensor ist in dieser Konfiguration nicht ideal. Die meistbenutzte Lösung ist heutzutage der Anschluss eines AP an den bereits existierenden Router und deren gemeinsame Anbindung über das Ethernet.

Die Steuerungseinheit wird zumeist vom Betreiber der „smart home“-Dienste zur Verfügung gestellt oder direkt vom Hersteller über das Verkäufernetz vermarktet. Aus technischer Sicht beeinflusst die Wahl des AP den Einsatz geeigneter Sensoren, welche dieselbe Drahtlostechnologie unterstützen.

Schauen wir uns die Typen der Sensoren und anderer Peripheriegeräte und deren Verwendung in einem Musterhaushalt (Abb. 3.1) an.

Der Bewegungssensor auch PIR Sensor genannt, ist ein Sensor, der gleichzeitig zwei Aufgaben erfüllt: das automatische Ein- und Ausschalten der Beleuchtung und die Absicherung des überwachten Raumes bei Abwesenheit. Diese Sensoren sind bereits einige Jahre auf dem Markt als Bestandteil von Ein-Zweck-Sicherungssystemen, meistens angeschlossen an die Steuerungseinheit mit zuvor vorbereiteter Infrastruktur in der Wohnung. Der aktuelle Trend ist, diese Sensoren drahtlos anzusteuern, mit der Möglichkeit diese überall in der Wohnung platzieren zu können.

Der Rauch- und Feuersensor kann Bestandteil der Peripherie sein. Während der Rauchsensor die Anwesenheit von Rauch und Gas über die Änderung der Leitfähigkeit festzustellen versucht, arbeitet der Feuersensor mit dem Prinzip der Temperaturmessung.

Der Wärmersensor wird oft mit anderen Sensoren kombiniert. Sie sind z.B. Bestandteil von Tor-Magnetkontakten oder PIR Sensoren.

Der Magnetsensor wird schon längere Zeit in Sicherheitssystemen für die Überwachung von Eingangs- und Balkontüren eingesetzt. Er arbeitet nach dem Prinzip eines Magnet gesteuerten Mikroschalters.

Der IR Generator (die Schranke) kann als sogenannte Infrarotwand verwendet werden, z. B. zur Absicherung von Balkonen oder im Komfortbetrieb als Bestandteil der Garagentore. Durch die Unterbrechung des Lichtstrahls zwischen der Sender- und Empfängerdiode wird die gewünschte Aktion gestartet.

Der SOS Druckknopf ist im Grunde ein sehr einfacher Schalter, der die zuständige Aktion startet. In diesem Falle kann er die Aufgabe des Hilferufes erfüllen. Ein Druckknopf kann Bestandteil des Armbandes für hilfsbedürftige Personen sein, wobei die Stromversorgung durch eine einfache Lithiumbatterie sichergestellt wird.

Die Kamera ist Bestandteil vieler Sicherheitssysteme und erfordert eine Dauerstromversorgung, nur selten wird eine unabhängige Batterie zur Stromversorgung verwendet. Die Einsatzgebiete sind vielseitig, z. B. für den Fall der Überwachung einer älteren Person oder eines Kindes bei Abwesenheit, etwa vom Nebenzimmer aus.

Die Beleuchtungssteuerung kann über Drahtlosschalter gesteuert werden, eventuell mit intelligenten Verdunklern, die auf Berührung reagieren. Für einen größeren Komfort ist ein einfacher Controller in jedem Wohnraum installiert. Eine kostengünstigere Lösung ist die Kombination des existierenden Schalters mit drahtlos angesteuerten Aktoren.

Der Thermostat dient der Temperatursteuerung im Raum oder in der ganzen Wohnung. Ein Thermostat kann gleichzeitig auch einen Wärmesensor enthalten. Die Benutzung bereits vorhandener Thermostate könnte bei der Installation des Systems problematisch werden. Alternativ kann ein berührungsempfindliches Display verwendet werden, bzw. für die Fernsteuerung eine Applikation auf einem Tablet.

Die Multifunktionale Steuerung ist ein einfacher Fall der Fernsteuerung wie z. B. die Steuerung konkreter Objekte wie Vorhänge oder auch der Beleuchtung. Der Vorteil liegt der Einfachheit der Steuerung, z. B. für ältere Personen, die mit einem Touchscreen Probleme bekommen könnten.

Die Touchscreen Steuerung (Steuerung mit berührungsempfindlichem Bildschirm) ist eine universelle Fernsteuerung, die mit der Applikation jedes an das System angeschlossene Gerät, ansteuern kann. Es ist möglich, die Szenarien und den Zeitablauf der Aktionen einzustellen. Heutzutage wird dieser Typ der Fernsteuerung in größerem Maß durch mobile Endgeräte ersetzt.

Der zentrale Datenspeicher ist für das Speichern multimedialen Inhalte (Video, Audio, Fotografie) und gleichzeitig z. B. als Datenserver für Videokameras bestimmt. Außerdem kann er für die Sicherung der Daten von anderen Geräten im Haushalt (PC, Tablet, Smartphone) verwendet werden.

TV oder Smart TV kann neben dem Empfang multimedialen Inhalte auch als das Monitor für angeschlossene Kameras dienen.

Mobile Endgeräte sind aus der Sicht von „smart home“-Systemen die Fernsteuerungen und können gleichzeitig auch für den Zugriff auf multimediale Inhalte verwendet werden.