Kühlschrank von morgen - moderne Küche - Gebäudeautomatisation / Smart Home

KNX – Bussystem für Gebäudeautomation

KNX (abgeleitet von Konnex) ist ein Datenbussystem, das gezielt für die Gebäudeautomation – Stichwort: „Intelligentes Haus“ oder „Smart Home“ – entwickelt worden ist; siehe auch: http://www.knx.de/. Als intelligentes Haus (Smart Home) bezeichnet man ein Haus, dessen Geräte informationstechnisch vernetzt sind und dadurch Fernsteuerbarkeit und Zusatzfunktionen bieten. Die Hauptzwecke sind Komfortgewinn und Energieeffizienz. Beispielsweise sind die Vorräte in der Küche von morgen (siehe hier auf www.kaeuferportal.de) auch von unterwegs per Smartphone App abrufbar, so dass Speise- und Einkaufspläne auch kurzfristig änderbar sind.

Kühlschrank von morgen -  moderne Küche - Gebäudeautomatisation / Smart Home
Kühlschrank in der Küche der Zukunft – das Smart Home hilft, den Überblick zu behalten. | Foto: colourbox.com

Bussystem – mit einem Kabel viele Geräte steuern

In einer herkömmlichen Verdrahtung werden alle Geräte direkt mit einem zentralen Schaltkasten verbunden. Dies wird sternförmige Verdrahtung genannt und hat zwei wesentliche Nachteile. Erstens sind sehr viele Kabel parallel zu verlegen; beispielsweise entsteht ein dicker Kabelbaum vom Schaltkasten zu den angeschlossenen Geräten in jedem oberen Stock. Zweitens sind jedes Mal, wenn ein Gerät hinzugefügt wird, für dieses neue Drähte einzuziehen. Ein Buskabel kann hingegen die Daten für mehrere Geräte transportieren. Deswegen dürfen alle Geräte eines Gebäudes an dasselbe Kabel angeschlossen werden, und es muss nur ein einziges Kabel verlegt werden. Abzweigungen sind allerdings gestattet. Ein Bussystem ist dadurch flexibel erweiterbar. Sofern das Kabel durch das gesamte Gebäude verlegt wurde, können neue Geräte einfach angeschlossen werden.

KNX-Bus: Nachfolger des Europäische Installationsbus (EIB)

In den neunziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts wurden Bussysteme auch für den Bereich der Gebäudetechnik marktreif. Anfangs konkurrierten herstellerspezifische Systeme, doch schnell wurde der Vorteil von interoperablen Komponenten erkannt, und erste herstellerübergreifende Standards entstanden. Einer dieser Standards, der auch zur europäischen Norm erhoben wurde, war der Europäische Installationsbus (EIB). Dieser konnte sich schließlich in einem weiteren Standardisierungsschritt gegenüber seinen europäischen Konkurrenten durchsetzen und wurde 2006 als ISO/IEC 14543-3 weltweit genormt. Daneben existiert nur noch ein anderes ISO-genormtes System namens Local Operating Network (LON).

Das KNX-Buskabel ist üblicherweise grün ummantelt und fungiert als reines Datenkabel. Die Energieversorgung der Geräte erfolgt getrennt über das Stromnetz des Gebäudes. Dies erfordert zwar zwei parallele Kabelstrukturen, doch keine davon muss sternförmig ausgeführt werden, wodurch sich die oben angesprochene Ersparnis bei der Verkabelung ergibt. Soll ein bestehendes Gebäude mit KNX-Technologie nachgerüstet werden, kann mit der Variante KNX Power Line gearbeitet werden. Dabei werden die Datensignale auf das Stromnetz aufmoduliert, was jedoch zusätzliche Kosten bei den Komponenten verursacht und störungsanfälliger ist. Weitere Möglichkeiten sind die Funkübertragung und der Anschluss an eine Ethernet-Verkabelung.

Youtube-Video der Deutschen Welle zum Thema Smart Home

Haustechnik mit PC, Tablet oder Smartphone steuern

Eine wichtige Frage in der Gebäudeautomation betrifft die Sicherheit gegen unberechtigte Eingriffe. Die Datenübertragung auf dem KNX-Bus ist nicht verschlüsselt und auch nicht mit einer kryptographischen Prüfsumme versehen, sodass jemand, der direkten Zugriff auf das Buskabel hat, die Gebäudesteuerung manipulieren kann. Dies ist bei Mehrfamilienhäusern und besonders bei Hochhäusern zu beachten und durch eine Trennung in Teilnetze einzuschränken. Der zweite Angriffspunkt entsteht, wenn das hausinterne Netz über ein Gateway mit dem Internet verbunden wird. Die ist nicht notwendig, bietet jedoch die zusätzlichen Funktionen der Fernsteuerung und der Fernüberwachung. In diesem Fall ist auch die Sicherheitsarchitektur des Gateways zu beachten, und selbstverständlich sollen die Zugangsdaten vertraulich behandelt werden.

Weltweit bieten mittlerweile mehr als 180 Firmen Komponenten für KNX an, sodass Auswahl und Preise für den Konsumenten sowie für Gebäudeplaner ansprechend sind.

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