Computer, adjust the lights I wanna read this article

"Bill Gates hat das Top-Model, Typ "State-of the-Art". In den Wohnheimen des Massachusetts Institute of Technology MIT findet sich die Variante "Flohmarkt meets Cyber Space". Und in Musterhäusern wird weltweit vorgeführt, wie es sein könnte - das Wohnen der Zukunft.

Intelligentes Haus, Home Automation, Connected Home oder Easy Living - der Mensch der Zukunft soll bequem leben dank moderner Technologie.

Das Leben der Zukunft von Computern gestaltet? Die Experten wollen uns davon überzeugen, dass unser Leben viel einfacher und bequemer werden kann. Die Heizung erkennt, wer im Haus ist, und regelt die Wärme entsprechend. Der Fernseher bietet selbständig die Lieblingsprogramme zur Auswahl an. Der Kühlschrank bestellt neue Tiefkühlpizza, wenn die alte aufgebraucht ist. (K)eine ferne Utopie?!

Auch in Deutschland forscht man, um das intelligente Haus Wirklichkeit werden zu lassen. In Braunschweig entwickelt das kleine mittelständische Unternehmen DomoLogic in Zusammenarbeit mit der Abteilung Entwurf integrierter Schaltungen der TU Braunschweig seit Jahren Computeranwendungen für den Heimbereich.

Björn Heggemanns Diplomaufgabe klingt einfach: Licht anmachen mit dem Computer. Trifft man Björn Heggemann in seinem (Wohn-)Büro, so glaubt man, dass das vernetzte Haus bereits Wirklichkeit ist. Überall liegen Kabel, im Flur steht der WG-eigene Server, anstatt Videos werden DVDs direkt vom Computer auf dem Fernseher ausgegeben. Das Problem ist jedoch, dass heute nur technisch sehr interessierte Menschen in der Lage sind, ihren Haushalt selbständig zu vernetzen und zu verwalten.

Die Hardware, das heißt die (Haushalts-)Geräte, sind vielfach bereits gut vorbereitet auf das "Computerhaus". Viele Geräte arbeiten mit Mikroprozessoren, um Leistung und Service zu optimieren. Zum Beispiel hat die Firma Miele eine zentrale Steuerung auf den Markt gebracht, so dass die Waschmaschine eigenständig per Telefonkabel Fehlerdaten an den Kundendienst übermitteln kann. Auch die Kooperation zwischen Electrolux und Ericson war fruchtbar. Daraus entstanden ist der erste Kühlschrank, der nicht nur kühlt, sondern auch Nachrichten in Audio und Video aufnehmen kann, als Fernseher funktioniert, weckt und an Termine erinnert.

Dabei handelt es sich aber immer um Einzellösungen. Für die Zukunft muss es möglich sein, dass alle Geräte im Haushalt miteinander kommunizieren und Daten austauschen. Um auch wirtschaftlich interessant zu sein und eine Gerätevielfalt anbieten zu können, sollte dabei jede Komponente eines Herstellers mit jeder Komponente eines anderen Herstellers zusammenarbeiten können.

Die großen Firmen Europas haben sich vor einigen Jahren für Netzwerke auf den gemeinsamen Übertragungsstandard EIB verständigt. Inzwischen hat sich die Computertechnik aber bereits weiterentwickelt, so dass die Leistungsfähigkeit dieses Systems nicht ausreichend ist. Zukünftig müssen schnellere Datenübertragungsmechanismen zur Verfügung stehen, um auch komplizierte Netze realisieren zu können.

Weltweit gibt es verschiedene Lösungsansätze für dieses Problem. In Braunschweig versucht man, das Konzept JINI für Home Automation weiterzuentwickeln. Das der Name phonetisch nah sowohl am Genie als auch der (bezaubernden) Jeanne liegt, ist sicherlich kein Zufall. Das Konzept wurde 1999 von der Firma Sun Microsystems vorgestellt. Will man aufgezeichnete Videokameradaten bearbeiten, so muss die Kamera zunächst an den Computer angeschlossen werden. Zum Anschauen werden dann der Rechner mit dem Fernseher verbunden.

Bereits heute können Computer selbständig neue Geräte erkennen und entsprechende Software bereitstellen. JINI stellt nicht nur die notwendige Software bereit, sondern sucht in einem angeschlossenen Netzwerk auch nach passenden Ausgabegeräten. Die Verbindung zwischen Kamera und Fernsehgerät könnte also automatisch und direkt aufgebaut werden. Gibt es mehrere (gleichartige und/oder gleichberechtigte) Geräte im System, so sucht JINI sich ein beliebiges aus. Im Fall der Kamera könnte dies bedeuten, dass die Ausgabe auf dem Fernseher im Schlafzimmer erfolgt anstatt auf dem im Arbeitszimmer.

Dieses Problem galt es für Björn Heggemann zu lösen. Bisher war es einem Benutzer nicht möglich, selbst zu entscheiden, welche Geräte wie miteinander verknüpft werden sollten. Im Rahmen der Diplomarbeit entstand eine Software, über die Geräte dauerhaft miteinander verbunden werden können. Die einzelnen Komponenten werden vom Nutzer auf der zugehörigen Benutzeroberfläche zusammengeklickt und automatisch vom Netzwerkrechner konfiguriert.

Schema: jini als zentrale SteuerungseinheitDer Benutzer kann jederzeit sehen, welches Gerät mit welchem zusammenarbeitet und diese Beziehungen beliebig ändern. Die Oberfläche kann auch dazu genutzt werden, die Geräte zu steuern: im Fall eines Fernsehers kann zum Beispiel der Kanal gewählt werden, im Fall einer Glühlampe deren Helligkeit.

Lichtschalter und Lampen im Netzwerk sind ein weiteres Beispiel, wie wichtig es ist, dass der Benutzer bestimmt, welche Geräte zusammenarbeiten. Wenn man den Lichtschalter im Schlafzimmer betätigt, wäre es wenig befriedigend, wenn die Lampe im Keller angeht. Mit dem entstandenen Programm kann die gewünschte Verbindung erstellt werden, die erst auflöst, wenn der Nutzer sie ändert.

Das Beispiel des Lichtschalters macht ein zweites Problem deutlich: Grundsätzlich kann JINI verschiedene Geräte und Netzwerk integrieren. Wichtig ist, dass alle Geräte JINI-fähig programmiert sind. Wenn man nun in jeden Schalter einen programmierbaren Microprozessor einbauen müsste, würden die Kosten sehr hoch werden. Eine zweite Aufgabe war es deshalb für Björn Heggemann, sich ein Konzept zu überlegen, wie man dies umgehen kann.

Der Lichtschalter, der ihm für seine Arbeit zur Verfügung stand, wird nun über Software gesteuert. Diese befindet sich auf dem zentralen Netzwerkrechner und steuert nicht nur einen, sondern alle Lichtschalter im Haus. Der Lichtschalter der Zukunft kann deshalb weiterhin einfach (und preiswert) sein. Das gleiche Prinzip funktioniert auch mit andere, einfachen Geräten wie zum Beispiel Rollläden.

Die entstandene Software konnte am Institut der TU Braunschweig getestet werden. Die bereits in einem Netzwerk vorhandenen Geräte Fernseher, Videorekorder und Lichtanlage konnten dank des neuen Programms einfach und komfortabel bedient werden. Grundsätzlich kann jedes (auch ältere) Geräte in das Netzwerk aufgenommen und zentral gesteuert werden. Bedingung ist, dass die Geräte JINI-fähig gemacht werden können (d.h. das ihre Software angepasst wird) und für jede neue Komponente eine Eingabeoberfläche geschaffen wird.

Neben JINI werden weltweit auch andere Netzwerksysteme auf ihre Eignung für Home Automation untersucht. Ob sich JINI durchsetzen kann, muss abgewartet werden. Ein großes Problem ist die hohe Komplexität des Programms. Eigentlich ein Vorteil, macht es die Arbeit für den Programmierer aufwendig und schwierig und damit wenig populär.

Björn Heggemann wird sich in der nahem Zukunft eher weniger mit Home Automation beschäftigen können. Zusammen mit drei Freunden - zwei Informatikern und einem Grafiker - hat er bereits vor einiger Zeit begonnen, sich mit der Entwicklung von Webapplikationen auseinander zu setzen. Nachdem alle vier im letzten halben Jahr ihr Studium beendet haben, wollen sie sich nun ganz ihrer Firma neonaut widmen.

Wem das alles jetzt zu kompliziert war, und wer glaubt, dass es sich dabei sowieso nur um Zukunftsmusik für Freaks handelt, der wird sich wundern. Eines der ersten Projekte in Deutschland hat eine ganz andere Zielgruppe. Entstanden ist ein Wohnhaus für ältere Menschen, in dem mit Hilfe von Netzwerken das Wohnen sicherer gemacht wird. Das Computersystem überwacht verschiedene Geräte und reagiert, wenn es zu ungewollten und potentiell gefährlichen Situationen kommt. So können etwa die Herdplatten automatisch abgestellt werden, wenn Sie zu lange an oder zu heiß sind. Wer weiß, vielleicht ist das Ziel nicht, dass Leben einfacher sondern sicherer zu machen.

Computer, shut down everything. I am going to bed..

Beitrag von Birgit Milius

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Themen: Computertechnik | Mikroelektronik
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