Seit zehn Jahren forscht und lehrt die Fachhochschule Wien im Bereich Smart Home und Active Assistive Living (AAL) Technologien. Im Mai 2019 haben wir das Smart Living Lab eröffnet, das auf einer Fläche von 250 m² einen Wohnbereich, einen Kochbereich, ein Bad, einen Schlafbereich und einen Vortragsraum umfasst. Ziel des Labors ist es, neue Wege zu finden, um Smart Homes für Menschen mit Behinderungen leicht steuerbar zu machen. Dieses Projekt ist der Gewinner des KNX Awards 2020 in der Kategorie "Special"
Der Auftrag
Der Auftrag bestand darin, eine Umgebung zu schaffen, die es Forschern und Studenten ermöglicht, modernste Smart-Home-Technologien und Hilfstechnologien für Aktivitäten wie Benutzertests mit behinderten Menschen und das Testen und Integrieren neuer Technologien zur Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit und Energieeffizienz zu nutzen.
Lösung
Zunächst wurde das Labor mit typischen Unterhaltungskomponenten wie Fernseher, Radio und DVD-Player sowie mit Küchengeräten wie einem intelligenten Kühlschrank und einem intelligenten Ofen ausgestattet. Dann wurde das Labor mit Eyetrackern, Lippenmäusen und Sprachsteuerung ausgestattet, die es behinderten Menschen ermöglichen, mit Tablets oder PCs zu interagieren. KNX-Geräte wurden zur Steuerung von Beleuchtung, HLK, Jalousien, Sicherheitsvorrichtungen und Visualisierungsmöglichkeiten eingebaut.
Die Verwendung vieler verschiedener Technologien für eine Vielzahl von Funktionen ist immer noch eine Herausforderung im Labor, und wann immer möglich, integrieren wir Geräte über Gateways in das KNX-System. Der KNX Standard erlaubt es uns dann, diese verschiedenen Funktionen in ein einziges System zu integrieren, das eine klare Benutzerschnittstelle und Kontrolle über die Umgebung bietet. Wo kein Gateway zu KNX existiert, kommt openHAB zum Einsatz. Es ermöglicht die Ausführung von Automatisierungsaufgaben, zeitgesteuerten und logischen Funktionen auf eine hersteller- und technologieunabhängige Open-Source-Basis.
Installation
Die Ideen für das Labor entwickelten sich 2017, und die eigentliche Planung begann Anfang 2018 auf der Grundlage jahrelanger Erfahrung in der Forschung und Lehre von AAL an der Universität. Zunächst galt es, das Raumkonzept zu vervollständigen. Ziel war ein offener Raum, der sich nicht nur für Vorträge und Präsentationen mit bis zu 20 Teilnehmern eignet, sondern auch für Projektarbeit in einer typischen Heimumgebung. Um die Integrationsmöglichkeiten von KNX zu demonstrieren, wurden gezielt Komponenten verschiedener Hersteller ausgewählt.
Die Studenten hatten dann im Rahmen ihrer regulären Lehrveranstaltungen im 5. Semester die Möglichkeit, das Projekt durch ETS-Inbetriebnahme und physikalische Adressprogrammierung zu unterstützen. Die Geräte wurden dann von den verschiedenen Sponsorenfirmen installiert. Während der Testphase wurde die Inbetriebnahme angepasst und verbessert, um den Bedürfnissen der dort arbeitenden Menschen besser gerecht zu werden. Insbesondere die Automatisierungsregeln mussten angepasst werden, ebenso wie die Benutzeroberfläche, um die Tatsache zu beheben, dass dem Benutzer ursprünglich zu viele Funktionen präsentiert wurden. Durch die Flexibilität von KNX konnten diese Probleme im laufenden Betrieb behoben werden und auch anstehende IT-Sicherheitsaspekte, wie z.B. ein sicherer Fernzugriff, konnten nachträglich integriert werden.
Seit dem Wintersemester 2019 wird das Labor intensiv für Lehrveranstaltungen zum Thema KNX und Smart Home genutzt. Darüber hinaus konnten bereits rund 30 Studierende das Labor im Rahmen ihrer KNX-bezogenen Projekte und Bachelorarbeiten nutzen. Die Verwendung von KNX im Labor hat auch dazu beigetragen, behinderte Kunden zu unterstützen, die die Steuerung der Umgebung testen konnten und unseren Forschern bei der Entwicklung geeigneter Hilfstechnologien geholfen haben.
Die Vorteile der Verwendung von KNX
Die Haussteuerungsfunktionalität für Menschen, die auf Unterstützung angewiesen sind, erfordert eine breite Palette von Technologien, die ständig angepasst werden können. KNX ist dafür ideal, da es uns die Flexibilität gibt, Geräte verschiedener Hersteller nahtlos zu kombinieren, aber auch Nicht-KNX-Geräte zu integrieren und alles unter der Kontrolle einer klaren Benutzeroberfläche zu halten. Die Verwendung eines Inbetriebnahmewerkzeugs, nämlich der ETS, gibt uns außerdem die Möglichkeit, unsere Lösungen auf einfache Weise kontinuierlich zu verbessern und für zukünftige Entwicklungen offen zu bleiben.
Geräteliste
Hersteller: ABB, Berker, Busch-Jaeger, ekey, euro unitech, Hager, Jung, Merten, Netx Automation, Schneider Electric, Siblik, Siemens, Somfy, Theben.
Technik: Touch-Controller mit Temperatur-, Feuchte- und CO2-Messung.Raumregler.Touch-Panels.Fingerprint-Scanner.Schalt- und Jalousieaktoren.Präsenzmelder.Tasterschnittstellen.EnOcean/KNX-Gateway.NETxAutomation BMS.Smart Meter.A1 Smart Home System.Dyson Pure Cool Tower.Fibaro Funkkomponenten wie Flut- oder Rauchsensoren, Universaleingänge für Trittmatten.E-Steiermark Homee System. Liebherr-Kühlschrank.Weinzierl KNX RF/TP-Koppler.DALI-Vorschaltgeräte zur Lichtsteuerung.Bosch-Küchengeräte.NUKI-Türöffnersystem.RECORD-Türöffnerautomatik.AV-Komponenten von Yamaha, Panasonic, Sonos und Klipsch. Sprachsteuerung von Amazon (Echo, Echo Show) und Google (Home).Tablets (Android und iPad) zur Steuerung.GUI-Integration mit OpenHab. Kundenspezifische GUIs oder barrierefreie Benutzeroberflächen über AsTeRICS und AsTeRICSGrid.
Projekt: The Smart Living Lab
Ein Projekt von: FH Technikum Wien
Kontakt: Friedrich Praus
