Smart Home

Mit Hilfe der vorgestellten Technik im Projekt Internet können unkompliziert einfache Daten wie Sensor- oder Steuerinformationen in Textform zwischen elektronischen Geräten übertragen werden. Das werden wir im Folgenden anwenden.


Bild von Sabine Kroschel auf Pixabay

Als Smart Home werden Gebäude bezeichnet, die über vernetzte und fernsteuerbare Geräte und Sensoren verfügen. So lassen sich zum Beispiel Heizung, Beleuchtung, Sonnenschutz über eine App am Smartphone aus der Ferne steuern.

In diesem Projekt soll ein solches virtuelles Smart Home erstellt werden. Dazu wird als Beispiel die Steuerung einer Lampe vorgestellt, die als Grundlage für weitere Ideen dienen kann.

Notwendige Kenntnisse:

virtuelles Smart Home

Zunächst erstellen unser virtuelles Haus. Wir zeichen dazu als Hintergrund der Bühne ein einfaches leeres Haus zeichnen. Den rechten Teil der Bühne nutzen wir für die App.

Zunächst hinterlegen wir ein Skript für den Hintergrund, so dass beim Anklicken der grünen Fahne eine Verbindung mit dem Server hergestellt wird und alle Nachrichten abonniert werden, die zum Thema haus1 gehören. Das Thema kannst du später noch ändern, damit dein Haus nicht von anderen unberechtigt ferngesteuert wird.

Für die Lampe verwenden wir ein Sprite, das zwei verschieden Kostüme (Aussehen) besitzt:

Das Kostüm soll sich ändern wenn die Nachricht lampeOG_ein bzw. lampeOG_aus innerhalb des Snap-Projekts empfangen wird:

Für die App im rechten Teil des Bildschirms verwenden wir für den Schalter ein Sprite mit rechteckiger Grafik, das zwei Kostüme besitzt:

Der Schalter besitzt eine lokale Variable , die als Wahrheitswert speichert, ob der Schalter ein- oder ausgeschaltet ist. Beim Anklicken des Schalters, also des Sprites, wird je nach momentanen Zustand der Variable das Kostüm gewechselt und der Wert der Variable geändert. Außerdem wird an den MQTT-Server eine Nachricht mit dem Thema haus1 gesendet:

Verwende die folgende Vorlage für das Smart Home, und erstelle mit Hilfe der vorgegebenen Blöcke die Skripte für die Bühne, die Lampe und den Schalter.
Starte die Verbindung mit dem Server und teste die Funktion.

Das besondere an dieser Steuerung ist, dass der Befehlt zum Ein- und Ausschalten der Lampe zunächst an einen Server im Internet und von dort wieder zurück an das Programm geschickt wird.
Das bedeutet, dass die Lampe von jedem internetfähigen Gerät bedient werden kann.

Du kannst das Probieren, indem du das Projekt abspeicherst oder exportierst und von einem anderen Computer oder zweiten Browser startest. Alternativ kannst du das auch einfach mit einer zweiten Person testen oder du verwendest dein Smartphone.

App für das Smart Home

Dazu vereinfachen wir die Darstellung noch etwas und entfernen das Haus. Das Programm besitzt als Hintergrund nur noch das Smartphone und ein Sprite für den Schalter. Beim Starten des Programm wird eine Verbindung mit dem Server hergestellt. Mehr ist nicht zu tun.

Scanne den folgenden QR-Code mit deinem Smartphone.
Klicke im folgenden Programmfenster auf die Fahne und steuere das virtuelle Smart Home mit deinem Handy.
Beachte, dass das virtuelle Smart Home alle bedienen können, die die entsprechenden Befehle über den MQTT-Server mit dem Theme (topic) haus1 senden. Um das zu verhindern, musst du ein eigenes geheimes Thema wählen, z. B. haus_9jdKdlg. Alle unter diesem Topic gesendeten Nachrichten können aber abgehört werden. Unter Umständen könnte ein Mithörer versuchen ähnliche Nachrichten zu verschicken.
Für das gezeigte Smart Home sind noch viele Erweiterungen denkbar:
Eine weitere Verbesserung der Steuerung per App wäre es, wenn es von den Aktoren (Lampe, Tür, Markise, etc.) per MQTT-Nachricht eine Rückmeldung gäbe, ob die gewünschte Aktion auch wirklich ausgeführt wurde. Eine solche Verbindung zwischen App und dem Haus nennt man bidirektional, also in beide Richtungen verlaufend.
Außerdem wäre es sinnvoll, wenn alle Nachrichten, die vom Haus empfangen oder versendeten werden, mit Angabe der Zeit protokolliert werden. Dazu eignet sich eine Liste.
Ein Smart Home ermöglicht erhöht nicht nur den Komfort der Bewohner, sonder hilft durch intelligente Stuerungen Energie zu sparen.
Gleichzeitig spielt die Sicherheit aber eine große Rolle. So ist es theoretische denkbar, das Unbefugte Zugang zum Steuerungssystem erhalten und unter Umständen großen Schaden anrichten.
Weitere Informationen: dazu z. B. auf der
Bewerte die Vor- und Nachteile von Smarthome-Systemen.
Erkläre, wie Sprachassistenzsystem grundsätzlich funktionieren und welche Daten dabei übertragen werden.