Gewinner des 2020 KNX-Awards „Special“: Das Smart Living Lab

Seit zehn Jahren forscht und lehrt die Fachhochschule Technikum Wien, Österreich, auf dem Gebiet der Smart Homes und AAL-Technologien (Active Assistive Living). Im Mai 2019 eröffneten wir das Smart Living Lab, das eine Fläche von 250 m² umfasst und aus einem Wohnbereich, einem Kochbereich, einem Badezimmer, einem Schlafbereich und einem Vortragsraum besteht. Das Ziel des Labors ist es, neue Wege zu finden, um Smart Homes für Menschen mit Behinderungen leicht bedienbar zu machen. Das Projekt ist der Gewinner des 2020 KNX-Awards in der Kategorie „Special".

Die Aufgabe

Der Auftrag lautete, eine Umgebung zu schaffen, die es Forschern und Studenten ermöglicht, modernste Smart-Home-Technologie und assistive Technologien für Aktivitäten wie Anwendertests mit behinderten Menschen sowie Tests und Integration neuer Technologien zu nutzen, um die Benutzerfreundlichkeit und Energieeffizienz zu verbessern.

Lösung

Zuerst wurde das Labor mit typischen Unterhaltungskomponenten wie Fernseher, Radio und DVD-Spieler sowie Küchengeräten wie einem intelligenten Kühlschrank und einem intelligenten Ofen ausgestattet. Dann wurde das Labor auch mit Eyetrackern, Lippenmikros und Sprachsteuerung ausgerüstet, sodass Menschen mit Behinderung mit Tablets oder PCs interagieren können. KNX-Geräte wurden zur Steuerung von Beleuchtung, Klimaregelung, Jalousien, Sicherheits- und Schutzvorrichtungen und Bereitstellung von Visualisierungsmöglichkeiten eingesetzt.

Die Verwendung vieler verschiedener Technologien für eine Vielzahl von Funktionen ist noch immer eine Herausforderung im Labor, und wann immer es möglich ist, integrieren wir Geräte mithilfe von Gateways zum KNX-System. Der KNX-Standard ermöglicht uns dann, diese verschiedenen Funktionen in ein einziges System zu integrieren und eine übersichtliche Benutzeroberfläche und Steuerung der Umgebung zu schaffen. Wenn es kein Gateway zu KNX gibt, kommt openHAB zum Einsatz. Es ermöglicht Automatisierungsaufgaben und zeitgesteuerte und logische Funktionen hersteller- und technologieunabhängig als Open Source durchzuführen.

Installation

Die Ideen für das Labor entstanden im Jahr 2017 und die eigentliche Planung begann Anfang 2018 auf der Grundlage der jahrelangen Erfahrung in Forschung und Lehre im Bereich AAL an der Fachhochschule. Zuerst musste das Raumkonzept fertiggestellt werden. Das Ziel war ein offener Raum, der nicht nur für Vorträge und Präsentationen mit bis zu 20 Teilnehmern, sondern auch für Projektarbeit in einer typischen häuslichen Umgebung geeignet ist. Dann wurden die Komponenten bewusst aus vielen verschiedenen Herstellern ausgewählt, um die Integrationsmöglichkeiten von KNX zu demonstrieren.

Die Studenten hatten dann im Rahmen ihrer regulären Kurse im 5. Semester die Möglichkeit, das Projekt durch die Inbetriebnahme der ETS und die Programmierung von physikalischen Adressen zu unterstützen. Anschließend wurden die Geräte von den verschiedenen Sponsorunternehmen installiert. Während der Testphase wurde die Inbetriebnahme angepasst und verbessert, um den Bedürfnissen der dort arbeitenden Menschen besser gerecht zu werden. Insbesondere die automatisierten Prozeduren sowie die Benutzeroberfläche mussten angepasst werden, um das Problem zu beheben, dass dem Anwender anfänglich zu viele Funktionen präsentiert wurden. Dank der Flexibilität von KNX konnten diese Probleme während des Betriebs behoben werden, und auch aufkommende IT-Sicherheitsaspekte, wie sicherer Fernzugriff, konnten zu einem späteren Zeitpunkt integriert werden.

Seit dem Wintersemester 2019 wird das Labor viel genutzt für Lehrveranstaltungen über KNX und Smart Homes. Darüber hinaus konnten bereits rund 30 Studenten das Labor im Rahmen ihrer KNX-bezogenen Projekte und Bachelorarbeiten nutzen. Die Verwendung von KNX im Labor half auch bei der Unterstützung behinderter Kunden, die die Steuerung der Umgebung testen und unseren Forschern helfen konnten, passende assistive Technologien zu entwickeln.

Die Vorteile von KNX

Haussteuerung für Menschen, die Unterstützung benötigen, erfordert ein breites Spektrum an Technologie, die kontinuierlich angepasst werden kann. KNX ist hierfür ideal, da es uns die Flexibilität bietet, Geräte verschiedener Hersteller nahtlos und frei zu kombinieren, während wir gleichzeitig Nicht-KNX-Geräte integrieren und alles mit einer übersichtlichen Benutzeroberfläche unter Kontrolle halten können. Die Verwendung eines einzigen Werkzeugs zur Inbetriebnahme, nämlich der ETS, gibt uns auch die Möglichkeit, unsere Lösungen auf einfache Weise kontinuierlich zu verbessern und offen für zukünftige Entwicklungen zu bleiben.

Ausstattungsliste

Hersteller: ABB, Berker, Busch-Jaeger, ekey, euro unitech, Hager, Jung, Merten, Netx Automation, Schneider Electric, Siblik, Siemens, Somfy, Theben

Technologie: Touch-Regler mit Temperatur-, Feuchtigkeits- und CO2-MessungRaumbediengeräteTouch PanelsFingerabdruckscannerSchalt- und JalousieaktorenPräsenzmelderTaster-SchnittstellenEnOcean/KNX-GatewayNETxAutomation-GMSSmart MeterA1-Smart-Home-SystemDyson Pure Cool TowerFibaro drahtlose Komponenten wie Wasserleck- und Rauchmelder, Universaleingänge für TrittmattenE-Steiermark-Homee-System Liebherr-KühlschrankWeinzierl-KNX-RF/TP-KopplerDALI elektronische Vorschaltgeräte für die BeleuchtungssteuerungBosch-KüchengeräteNUKI-TüröffnersystemRECORD automatischer TüröffnerAV-Komponenten von Yamaha, Panasonic, Sonos und Klipsch Sprachsteuerungen von Amazon (Echo, Echo Show) und Google (Home)Tablets (Android und iPad) für die SteuerungGUI-Integration mit OpenHab Benutzerdefinierte GUIs oder barrierefreie Benutzeroberflächen über AsTeRICS und AsTeRICSGrid

Projekt: The Smart Living Lab

Ein projekt von: FH Technikum Wien

Kontakt: Friedrich Praus