Warum soll die Haustür mit dem Lichtschalter oder dem Rollladen sprechen? Und was bedeutet das für die Elektroinstallation?
Über Smart Home, Smart Building und das Internet der Dinge (engl.: Internet of Things IoT) wird in den Medien, Fachzeitschriften und Voltimum seit geraumer Zeit berichtet. Doch was heißt das eigentlich?
Hier ist unsere Zusammenfassung: Das Internet der Dinge ist ein weltweites Netzwerk physikalischer Objekte (eben der Dinge oder „things“) mit Elektronik, Sensoren, Software und Schnittstellen, die über das Internet intelligent miteinander vernetzt sind. Dadurch können die Objekte Informationen untereinander und mit Nutzern, Herstellern und Dienstleistern austauschen. Neue Funktionen und Dienste entstehen.
Eine andere Betrachtungsweise bezeichnet das IoT als ein Netzwerk aus zahlreichen, eindeutig identifizierbaren Geräten, die – meistens drahtlos – mit dem Internet verbunden sind. Diese „Dinge“ werden auch als Knoten bezeichnet, die Informationen ohne menschliches Zutun senden und/oder empfangen können.
Smart Home und Smart Building beschreiben im Grunde genommen dasselbe, nur das die intelligente Vernetzung nicht weltweit, sondern in der eigenen Wohnung oder in gewerblichen bzw. öffentlich genutzten Gebäuden stattfindet.
Um eine intelligente Vernetzung zu erreichen, muss jedes „Ding“ –beispielsweise ein LED-Leuchte, ein Thermostat oder eine Zutrittssteuerung – eindeutig identifizierbar sein und unkompliziert mit dem Internet vernetzbar sein. Solche Geräte gibt es bereits.
Obwohl das IoT schon länger existiert, wird es erst jetzt von vielen richtig verstanden. Das liegt in seiner Natur, denn die Möglichkeiten des IoT sind schier unbegrenzt. Selbst Fachleute beginnen erst jetzt langsam, das eigentliche Potential des IoT zu begreifen.
Das IoT integriert zahlreiche Bussysteme, Protokolle und Anwendungen und ermöglicht so die Vernetzung zahlreicher Geräte, Systeme und Dienstleistungen. Dabei geht es weit über eine reine Maschinenkommunikation hinaus. Das IoT macht innovative Anwendungen erst möglich, wie beispielsweise das „Smart Grid“ zur intelligenten Energieverbrauchssteuerung.
Diese neuen Geräte, Funktionen und Anwendungen eröffnen Industrie und Elektroinstallateuren hervorragende Geschäftsmöglichkeiten.
Was bringt das Internet der Dinge (IoT) den Nutzern?
Über das Internet der Dinge angebundene Geräte können den Biorythmus anzeigen und das Einschlafen fördern. Spezielle Lichtsysteme wechseln je nach Situation Helligkeit, Lichtfarbe oder schalten es ganz aus. All dies wird von den Menschen immer stärker nachgefragt.
Beispiele für aktuelle Smart-Home-Geräte sind Googles Themostat Nest, Kühlschränke, Waschmaschinen und Fernseher mit WLAN sowie automatische Beleuchtungssysteme wie Lightify von Osram und Hue von Phillips. Entwickelt werden gerade selbstfahrende Autos, die selbstständig einparken und Gefahrensituationen vorhersehen. Bereits heute sind in der Industrieautomation unzählige Sensoren und Controller über Ethernet miteinander vernetzt und tauschen Daten aus.
In Smart Homes und Smart Buildings werden zukünftig vernetzte Geräte arbeiten, die fernsteuerbar sind oder sogar eigene Entscheidungen treffen. Vernetzte Klimaanlagen beispielsweise passen ihre Kühlleistung an die aktuelle Personenzahl im Gebäude an. Oder optimieren ihren Energieverbrauch in Abhängigkeit vom Wetter und den aktuellen Energiepreisen.
Intelligente Stromzähler („Smart Meter“) werden eine wichtige Rolle in Smart Homes und Smart Buildings spielen. Alle über das Internet vernetzte Geräte tauschen ihre Energieverbrauchsdaten aus und geben Prognosen über ihren kommenden Energieverbrauch ab. Durch dieses intelligente Stromnetz („Smart Grid“) kann viel Energie gespart werden. Erneuerbare Energien aus Wind und Sonne lassen sich problemlos einbinden.
Sie mögen sich nun fragen, was das für die Elektroinstallation bedeutet? Wahrscheinlich wird es bereits im Jahr 2020 weltweit zwischen 50 und 200 Milliarden Geräte geben, die intelligent miteinander vernetzt sind. Und alle müssen installiert, gewartet und instandgehalten werden.
Obwohl viele Geräte „plug & play“ fähig sind und von den Verbrauchern selbst installiert werden können, wird es für Installateure, Groß- und Einzelhandel sowie Systemintegratoren und Hersteller viel zu tun geben. Allein die schiere Anzahl vernetzbarer Geräte und die zahllosen Möglichkeiten, individuell angepasste Systeme aufzubauen, werden dafür sorgen.
Viele Elektroinstallateure kritisieren zurzeit die komplizierte und zeitraubende Installation von Smart Home und Smart Building Geräten. Die einzige Antwort darauf ist die Einführung einheitlicher Standards und Normen, die eine herstellerunabhängige Vernetzung aller Geräte erlaubt. Damit werden Installation und Betrieb vernetzter Geräte genauso einfach wie von heutigen WLAN-Geräten. Nichtsdestotrotz wird Trainings und Schulungen für Elektroinstallateure einen hohen Stellenwert besitzen.
Datenschutz und Datensicherheit im Internet der Dinge
Neben fehlenden Standards und Normen sind im Internet der Dinge noch etliche Fragen nicht abschließend beantwortet, so zum Beispiel zu Datenschutz und Datensicherheit. Wie kann der Schutz persönlicher Daten gewährleistet werden? Smart Home Geräte sammeln automatisch Daten wie Anwesenheitsprofile oder Ortsinformationen. Die Vernetzung vieler Sensoren und Datenquellen könnte auch dazu genutzt werden, ein umfassendes Persönlichkeitsprofil anzulegen.
Die Sicherheit von Daten wird immer wichtiger. Wenn alles digital über das Internet vernetzt ist, steigt sowohl die Gefahr von Hackerangriffen als auch der mögliche Schaden bei erfolgreichen Attacken. Die weltweit tätige Datenschutzorganisation Online Trust Alliance OTA mit Sitz in Washington hat drei grundlegende Faktoren identifiziert, die Sicherheit und Zuverlässigkeit von vernetzten Geräten, Anwendungen oder Dienstleistungen gewährleisten sollen.
Die beiden ersten sind Datenschutz und Datensicherheit, der dritte ist Nachhaltigkeit. Gerade Letzterer wird den Autoren zufolge häufig übersehen. Im Zusammenhang mit vernetzten Systemen definiert die Studie Nachhaltigkeit als „Support von Geräten während der gesamten Lebensdauer inklusive Schutz der Daten nach Ende der Gewährleistung“. Für Craig Spiezle, Geschäftsführer und Präsident der Allianz, gibt es gerade da noch große Lücken: „Stellen Sie sich vor, jemand verkauft ein Haus mit einer intelligenten Heizungssteuerung oder einem smarten Garagentor. Wie kann der neue Eigentümer sicherstellen, dass der alte Besitzer keinen Zugriff mehr auf diese Geräte hat? Wie können Hersteller das Eindringen in Smart-TVs mit Zugriff auf die Daten von Mikrofonen und Kameras verhindern?“
Aber es gibt noch weitere, viel gefährlichere Schreckensszenarien. Sicherheitsfachleute gehen davon aus, dass die Zahl der Angriffe auf vernetzte Systeme und die Schadenshöhen deutlich zunehmen werden, wenn die Verbreitung in Unternehmen und im privaten Sektor weiter steigt.
Tatsächlich werden sich die Sicherheitsprobleme schneller entwickeln, als das Internet der Dinge selbst. Dies gilt vor allem, wenn man die Vernetzung von Smart Home und Smart Building Geräten mit Wasser- und Gasversorgungsunternehmen, Energieversorgern sowie Transportmitteln berücksichtigt. Stromzähler im Smart Home werden mit den Kraftwerken vernetzt sein. Das Potenzial für eine große Katastrophe in unseren kritischen Infrastrukturen ist damit gegeben, sei es durch einen Unfall, eine Virusattacke oder durch das unbefugte Eindringen von Hackern.
Wenn wir nicht aufpassen und die Sicherheitsvorkehrungen im Smart Home und Smart Building schnell und umfassend umsetzen, drohen uns eines Tages massive Probleme.
Einheitliche Normen und Standards im Internet der Dinge werden intensiv diskutiert und sind eine unabdingbare Voraussetzung für weiteres Marktwachstum. Zurzeit sind wir noch weit davon entfernt.
Eine branchenübergreifende Open Source Organisation, die AllSeen Alliance, geht sogar so weit, dass das volle Potenzial von Smart Home und Smart Building nur mit einer herstellerunabhängigen Interoperabilität auf einer offenen Plattform erreicht werden kann.
Zu einem Quasi-Standard entwickelt sich gerade Zig Bee. Die Unternehmensberatung ON World hat herausgefunden, dass dieser drahtlose Standard seinen Marktanteil weiter ausbauen wird. Nach dieser Studie wird Zig Bee bis 2020 in acht von zehn Chipsätzen eingebaut sein. Andere Hersteller setzen auf andere Lösungen. So hat die Thread Group angekündigt, dass die Spezifikation und Dokumentation für ein IP-basiertes drahtloses Netzwerkprotokoll für die stromsparende Anbindung von Smart Home Komponenten fertiggestellt wurde.
Diese Beispiele zeigen, dass es noch ein langer Weg zu einheitlichen Standards ist. Um das zu beschleunigen, arbeiten Organisationen wie DIN/DKE, VDE, ZVEI,ZVEH, VDMA, Bitcom und andere Verbände intensiv an einheitlichen Normen und Standards, die sowohl die Vernetzung zwischen Geräten als auch geeignete Sicherheitsmaßnahmen beschreiben.