Internet der Dinge

Wenn Alexa mit dem Fenster spricht

Das Internet der Dinge soll für mehr Komfort, Sicherheit und weniger Betriebskosten sorgen. Noch mangelt es aber an einheitlichen Kommunikations- und aktuellen Sicherheitsstandards. Aber wie weit ist das Internet der Dinge schon in unserer Branche etabliert?

Marian Behaneck

Wir haben uns längst daran gewöhnt: an die Paketverfolgung über das Internet, an die Füllstandskontrolle und Nachbestellung von Druckerpatronen oder die Verwaltung und Standortanzeige von Werkzeugen und Maschinen per Tool-Tracking. Diese und weitere Systeme und Serviceleistungen basieren auf Grundprinzipien des Internets der Dinge (Internet of Things, kurz: IoT). Dabei handelt es sich um eine Verknüpfung physischer Objekte mit einer virtuellen Repräsentation, quasi einem digitalen „Zwilling“ im Internet. Prognosen zufolge soll es bis 2020 global zwischen 10 und 50 Milliarden Objekte geben, die Daten selbstständig sammeln und austauschen. Erwartet werden IoT-Umsätze in Höhe von 500 Milliarden Dollar und mehr. Auch die Baubranche erhofft sich durch eine Vernetzung erhebliche Wachstumsimpulse, weil vernetzte, „intelligente“ Bauelemente und Objekte die technischen Möglichkeiten deutlich erweitern werden, um Räume und Gebäude für Nutzer komfortabler, sicherer und energieeffizienter zu machen.

Mehr Komfort, mehr Möglichkeiten

Die digitale Vernetzung smarter realer und virtueller Objekte und Geräte erweitert die Möglichkeiten von Raum- und Gebäudeautomationssystemen (siehe auch BM 9/16: Häuser mit K(n)öpfchen). Letztere vernetzen smarte Geräte und Anlagen mit zentralen Kontroll- und Steuerungseinrichtungen, um Gebäudefunktionen zu automatisieren und zu optimieren sowie deren Bedienung und Überwachung zu vereinfachen. Über eine stationäre Steuerungseinheit, ein mobiles Tablet oder Smartphone lässt sich das gesamte System von zu Hause oder von unterwegs steuern, kontrollieren und überwachen. Smarte Räume und deren Inventar können über entsprechende Sensoren die Umgebung erfassen und diese Daten verarbeiten oder weitergeben. Selbstlernende Steuerungssysteme registrieren die Gewohnheiten der Bewohner, ziehen daraus ihre Schlüsse und richten das Zusammenspiel der Systemkomponenten optimal danach aus. Sprach- und Gestensteuerungen sorgen für noch mehr Bedienungskomfort. Neben dem Komfortgewinn gibt es auch Einspareffekte. So sollen aufeinander abgestimmte, bedarfs-, tages-/jahreszeit-, nutzungs- und anwesenheitsorientierte Steuerungen der Beleuchtung, Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Sonnenschutz Betriebskosten-Einsparungen um bis zu 40 % ermöglichen.
Vorteile bietet die vernetzte Geräte- und Gebäudetechnik auch für Handwerker und Monteure: Systembauteile wie Fensterlüfter oder -antriebe können beispielsweise ihren aktuellen Status melden, Wartungsintervalle selbstständig kontrollieren und darauf hinweisen, wenn Verschleißteile zu erneuern sind. Auch Geräteeinstellungen und Konfigurationen lassen sich per Fernzugriff vornehmen. Werden Reparaturen, Wartungen oder andere Ereignisse statistisch ausgewertet, lassen sich Auffälligkeiten schneller erkennen.

Beispiele smarter Objekte

Zahlreiche IoT-basierende Bauelemente und sogar Möbel gibt es bereits: So vernetzt bspw. die Systemplattform Building Skin Control (BSC) von Schüco Gebäude-Fassadenelemente miteinander und ermöglicht durch offene Schnittstellen eine Anbindung an standardisierte Gebäudeleitsysteme wie KNX oder BACnet. Darüber hinaus kann BSC an die Schüco-Cloud angebunden werden. So kann der Fenster-/Fassadenbauer per Fernzugriff schnell den Status von Wartungsintervallen oder Ereignissen abrufen und auf Kundenanfragen reagieren. Per Fernzugriff oder App lassen sich Einstellungen und Konfigurationen elementübergreifend und individuell vornehmen – etwa eine automatische Raumlüftung oder Nachtauskühlung. Eine Vernetzung mit einem cloudbasierenden Service-Assistenten ermöglicht eine komfortable sprachgeführte Bedienung der Elemente (www.schueco.de/building-skin-control).
In eine andere Richtung zielt das neue SmartWindow von Drutex ab. Die Studie für ein interaktives Fenster soll eine Präsentation von Multimediainhalten und neue funktionelle Gebrauchsmöglichkeiten des Fensters ermöglichen: Fernsehen, Filme streamen, im Internet surfen, E-Mails checken oder über eine drahtlose Schnittstelle arbeiten. SmartWindow besteht aus einem interaktiven Fenster sowie einer Steuereinheit, die über Benutzerschnittstellen für die Kontrolle und Interaktion mit dem Nutzer verantwortlich ist. Das Fenster ist mit einem energieeffizienten Prozessor ausgestattet und besitzt ebenfalls Schnittstellen zur drahtlosen Kommunikation (WIFI, Bluetooth, Bluetooth Low Energy). An das Fenster kann sogar ein USB-Stick oder eine externe Festplatte mit Multimediadateien, eine Tastatur und Maus angeschlossen werden (www.drutex.de).
Auch Möbel werden schon mit smarten Eigenschaften ausgestattet. Eliot von Smartfurniture ist ein smarter Steh-Sitz-Tisch, der sich stufenlos, ruckelfrei, schnell und leise in eine Tischhöhe zwischen 65 und 130 cm verstellen lässt. Eine integrierte Elektronik, die von einer dazugehörenden App gesteuert wird, macht den Tisch smart. Mit ihr kann der Nutzer den Tisch hoch- und herunterfahren, die aktuelle Höhe abrufen oder die individuelle Steh- und Sitzdauer abfragen. Wenn gewünscht kann sie ihn anspornen, mehr zu stehen. Sie erkennt den Benutzer an seinem Handy, wenn er sich dem Tisch nähert und weiß, welche Einstellungen er bevorzugt. Für den geschäftlichen Bereich wird aktuell eine Work-Now-App entwickelt. Neben einer Arbeitsplatzbuchung im Open Space Office soll sie nützliche Werkzeuge wie etwa eine Arbeitszeit- und Projekterfassung bereitstellen (www.smartfurniture.de).
Obige Entwicklungen zeigen beispielhaft, wie weit das Internet der Dinge in der Branche bereits etabliert ist. Es macht Bauelemente und Raumbauteile zu persönlichen Assistenten, die auf individuelle Bedürfnisse des Nutzers eingehen. Smarte Möbel dienen nicht mehr nur dem Arbeiten, Sitzen oder Schlafen – sie werden zu einem interaktiven Teil des Lebens und Arbeitens, zu einem Baustein der dezentralen, mobilen IT-Hardware, die uns im Zeitalter der Digitalisierung zunehmend umgibt.

Fehlende Technik- und Sicherheitsstandards

Gehemmt wird die Entwicklung noch durch eine Vielzahl an unterschiedlichen Kommunikations- und Sicherheitsstandards. Zu viele verschiedene Standards vereiteln die Interoperabilität zwischen den Gebäudeleitsystemen, also die Fähigkeit, mit möglichst vielen herstellerspezifischen Systemen kooperieren und Daten austauschen zu können. Deshalb arbeitet die Branche an der Zusammenführung der Strukturen und Systeme. Schließlich liegt der Mehrwert gerade im intelligenten Zusammenspiel aller Komponenten möglichst vieler Gewerke und Bereiche. Zahlreiche namhafte Hersteller haben sich deshalb zu Allianzen und Kooperationen zusammengeschlossen (OeM2M, OpenIoT etc.), um Schnittstellen zu definieren. Was sich im Markt durchsetzen wird, ist offen. Mittelfristig wird es wohl auf eine parallele Koexistenz internationaler, nationaler und gewerkspezifischer Standards hinauslaufen. Ein weiteres Problem sind unzureichend verschlüsselte Funkprotokolle, veraltete Hardware mit überholten Sicherheitsstandards oder unsichere Internetzugänge, die massive Sicherheitsprobleme verursachen können. Angriffsflächen für Datenmissbrauch und Manipulationen bieten vor allem Funksysteme und Steuerungs-Apps, die für diverse Anwendungen offeriert werden. Diese können zum Einfallstor für Spionage und Sabotage werden. Bei der Auswahl von smarten Komponenten, Raum- und Gebäudeautomationssystemen sollte deshalb die Sicherheit eine zentrale Rolle spielen.


Internet der Dinge

Was ist das eigentlich?

Das „Internet der Dinge“ (Internet of Things, kurz: IoT) ist eine Technologie, die eine Vernetzung und Kommunikation realer und virtueller Objekte über IT-Netze ermöglicht. Dazu werden Werkzeuge, Maschinen oder Alltagsgegenstände mit Prozessoren ausgestattet. Zusätzliche Sensoren und Aktoren ermöglichen eine Erfassung von Zuständen und Daten oder die Ausführung von Aktionen. Damit können sie Daten eigenständig verarbeiten, über IP-Netze miteinander kommunizieren, selbstständig agieren, sich Situationen anpassen und auf bestimmte Szenarien reagieren. Damit befördern IoT-Objekte die Gebäudeautomation und erweitern die Möglichkeiten.

Weitere Infos/Quellen

B2B Gebäudetechnik-Magazin

www.gebaeudedigital.de

Initiative Intelligentes Wohnen

www.intelligenteswohnen.com

Smart-Home-Online-Magazin

www.letsbesmart.de

B2C Gebäudetechnik-Magazin

www.smarthomes.de

Suche: IoT, Raum-/Gebäudeautomation

www.wikipedia.de


Der Autor

Dipl.-Ing. Marian Behaneck ist freier Journalist mit den Schwerpunkten Software, Hardware und IT im Baubereich.