Unter Hausautomation versteht man die automatisierte Steuerung von Hausfunktionen ohne Benutzereingriff. Vorgaben des Anwenders werden mit Istwerten verglichen und zur Steuerung benutzt. Für eine Heizungsregelung, müssen aktuelle Raumtemperatur und Solltemperatur bekannt sein, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen.

Das gesamte System soll installiert werden können, ohne dass man neue Leitungen verlegen oder teure Powerline-Adapter verwenden muss. Es bietet sich an, das in fast jedem Haushalt vorhandene WLAN zu verwenden oder die Daten mit preiswerten Funkmodulen im ISM-Band zu übertragen (868 MHz). Das System soll sich von Endgeräten wie Smartphones, Tablets und Notebooks innerhalb des Hauses und auch von außen über das Internet bedienen lassen (siehe linke Seite des Diagrammes):

HomeAutomation Überblick

Im Bild (rechts von der Internet-Wolke) ist die Infrastruktur im Haus zu sehen. Der DSL-Router mit WLAN bildet die Schnittstelle ins Internet. Im Haus-LAN wird ein Webserver (Internal Webserver) installiert, der die Mess- und Steuerdaten in einer Datenbank sammelt und auf Anforderung als HTML-Seiten mit Grafiken auf den Endgeräten bereitstellt. Hier bietet sich ein Raspberry Pi an, der preisgünstig ist und nur wenig Energie (etwa 3W) verbraucht. Ganz rechts im Bild sind die Sensoren und Aktuatoren zu sehen. Diese sind über WLAN (WeatherStation) oder ISM-Funk (EnergyCounter, RoomSensor) mit der BaseStation verbunden. Die Sensoren und Aktoren werden in den nächsten Monaten erweitert.

Die BaseStation dient der Umsetzung der ISM-Funksignale der Sensoren in HTML-Aufrufe (GET-Methode) an den Webserver, um Daten vom Sensor in die Datenbank bzw. umgekehrt zu übertragen. Sie ist also eine LAN/FUNK-Bridge.

Gegenüber meinen ersten Versuchen mit einem externen Webserver bei einem professionellen Provider, habe ich in der neuen Version 2.0 Wert darauf gelegt, dass die Webseiten auf einem Raspberry Pi ausgeführt werden können.

Alle Komponenten sind Arduino- und Raspberry Pi-kompatibel, um die Vorteile der Programmierumgebung und die verfügbaren zahlreichen Sensoren und Aktuatoren nutzen zu können. Folgende Module sind in aktuell verfügbar:

  • HomeAutomation-Webserver
  • WeatherStation: Aufzeichnung von Wetterwerten
  • EnergyCounter: Erfassung von bis zu 12 Verbrauchszählern (Gas, Wasser, Strom...) und den Energiegewinn einer thermischen Solaranlage
  • RoomSensor: Erfassung von Raumdaten wie Temperatur, Feuchte, Licht, Anwesenheit etc. und Steuerung eines Heizkreises (in Entwicklung)
  • Display: Drahtloser Empfang aktueller Messwerte und Darstellung auf dem LCD-Display (in Entwicklung)

In der aktuellen Version gibt es folgende Funktionen des Webservers:

  • Es wird ein interner Webserver (Raspberry Pi) im Haus-LAN eingesetzt, um die Messwerte abzuspeichern und auszuwerten
  • Mess- und Steuerdaten können mit der CCU von HomeMatic per Schnittstelle ausgetauscht werden. Dadurch können die eigenen Sensoren um Sensoren und Aktoren der HomeMatic erweitert werden.

Aus diesen Funktionsbereichen können beliebige Kombinationen gebildet werden. Auf dem Webserver läuft die Open Source Lösung "OpenHAB", lediglich die Konfigurationen werden angepasst. Die ersten Versuche zeigen eine sehr gute Performance des Raspberry Pi.