System for Automation and Remote Interaction
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Ausgabe: 20.07.2011      (C) 2011 P.Fiesser, alle Rechte vorbehalten
Das Smart-House Projekt

2.3.4  Front-End-Prozessor, FEP

Front-End-Prozessoren (FEP) dienen dazu, das Netzwerk um separate Segmente zu erweitern, das Netzwerk um ein anderes Medium (z.B. Funk, Powerline) zu ergänzen oder um fremde Geräte in das Netzwerk zu integrieren. Ein FEP kann dabei folgende Aufgaben übernehmen:
Abb.2.3.4   Front-End-Prozessor im Netzwerk
  • Netzwerk in Segmente aufteilen
  • Netzwerk über anderes Medium erweitern
  • Fremde Protokolle umsetzen
  • Fremde Geräte einbinden
Erweiterung des Netzwerks:
An ein einzelnes Netzwerk-Kabel können bis zu 30 Geräte angeschlossen werden, die über das Kabel kommunizieren und auch ihre Energie-Versorgung erhalten. Ein solches Kabel-Segment kann dabei bis zu 50 Meter lang sein. Kleine Anlagen mit weniger als 250 Sensoren, können damit problemlos mit nur einem Kabel-Segment aufgebaut werden. Bei größeren Anlagen mit tausenden Sensoren und hunderten von Steuergeräten ist es jedoch sinnvoll, das Netzwerk in Segmente aufzuteilen.
Jedes einzelne Steuergerät (RTU) muss dabei ständig abgefragt und diagnostiziert werden, um die Daten der Sensoren in kurzen Zeitabständen zu erhalten. Der FEP kommuniziert autonom mit den untergeordneten Steuer-Geräten (RTU) und gibt die Daten gebündelt an den übergeordneten Smart-House Controller weiter. Damit wird die Last im Netzwerk auf mehrere Prozessoren verteilt und die Reichweite des Netzwerks erheblich vergrößert.
Der Front-End-Prozessor kann sowohl an das Smart-House Netzwerk angeschlossen werden, als auch direkt an das Multimedia-Netzwerk (Ethernet LAN).

Integration fremder Geräte:
Zudem kann ein FEP dazu verwendet werden, um fremde Geräte in ein Smart Home einzubinden z.B. ältere Komponenten die nicht zum Internet-Protokoll kompatibel sind oder die nicht an ein Netzwerk angeschlossen werden können. Als Beispiel sei die Integration einer Heizungsanlage genannt, die über den FEP in das Netzwerk eingebunden werden kann und die damit die Möglichkeit erhält, auch über den Web-Browser eines Computers bedient zu werden. Es soll an dieser Stelle jedoch erwähnt werden, dass eine Integration fremder Geräte nur durch eine umfassende Unterstützung durch den jeweiligen Hersteller möglich wird und dazu zusätzliche Software erstellt werden muss.

Das Smart-House Projekt

2.3.5  Der Smart-House Web-Server

Der Zugriff auf moderne Geräte oder Systeme erfolgt heute über Internet-Seiten. Auch das Smart-House System wird über Internet-Seiten gesteuert, die als Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) dienen.
Der Web-Server ist mit dem Smart-House Controller verbunden und erhält damit Zugang auf die Steuerung des Gebäudes. Der Web-Server ist zudem mit dem LAN-Switch des Multimedia Netzwerks verbunden. Hierdurch kann jeder Computer mit einem modernen Web-Browser auf die Internet-Seiten des Smart-House Systems zugreifen. Der Zugriff erfolgt, indem über den Web-Browser eines Computers die lokale Internet-Adresse des Web-Servers eingegeben wird. Um den Zugriff komfortabler zu machen, kann die Adresse in die Favoriten-Liste des Browsers eingetragen werden und lässt sich dann per Maus-Klick auswählen.

2.3.6  Fernsteuerung per Funk

Über einen Funk-Adapter können elektrische Verbraucher, wie beispielsweise Lampen, auch kabellos gesteuert werden. Dies macht eine Erweiterung des Smart-Home Systems sehr einfach und flexibel.
Eine typische Anwendung hierfür sind beispielsweise sogenannte Funk-Steckdosen, wie sie recht preisgünstig im Handel erhältlich sind.
Sicherheitsrelevante Geräte oder Sensoren, wie beispielsweise Rauchmelder, Bewegungsmelder, Glasbruchmelder oder Alarm Sirenen, sollten jedoch niemals über Funk betrieben werden !
Eine Funk-Kommunikation kann durch einen Angriff mit einem Störsender erheblich beeinträchtigt werden, so dass ein Schutz gegen Einbrecher unter Umständen völlig nutzlos wird. Dies gilt leider ausnahmslos für alle Produkte, selbst für die Anwendung bekannter Standards wie WLAN (Wireless Local Area Network, IEEE 802.11) oder Bluetooth (© Ericsson, IEEE 802.15.1).
Obwohl der Einsatz von Störsendern illegal und damit strafbar ist, können solche Geräte problemlos im Internet bezogen werden und das nicht nur für Einbrecher. Auch ein technischer Laie kann eine jede Funkübertragung und jedes Funk-Netzwerk mit einem solchen Störsender gezielt und sehr wirkungsvoll außer Kraft setzen.
Die Anwendung von Funk sollte deshalb auf Aufgaben beschenkt werden, die nicht sicherheitsrelevant sind und die nicht zum permanenten Betrieb des Smart-Home Systems benötigt werden, wie z.B. das Schalten unwichtiger Lampen oder die manuelle Fernbedienung des Systems mit einem Smartphone per Wireless LAN.

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Eigenschaften von Geräten und Software können sich ändern, so lange der Entwicklungsprozess noch nicht abgeschlossen ist.
Alle abgebildeten Geräte repräsentieren lediglich eine symbolische Darstellung einer technischen Komponente, die in der hier gezeigten bildlichen Form so nicht existiert.
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