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AR SmartHome

WebGate gewinnt KNX Award

AWS IoT vernetztes SmartHome

WebGate Projekt gewinnt den KNX Award 2018

Unser Innovationsprojekt im Bereich Smart Home hat den internationalen KNX Award 2018 in der Kategorie 'Special' gewonnen. Das Projekt kombiniert AWS IoT Cloud Services, Maschinelles Lernen und Augmented Reality mit dem KNX-Kommunikationsprotokoll für die Gebäudeautomation

Revolutionäres Wohnen

KNX passt perfekt in die moderne Welt des IoT, Cloud-Computing, maschinellen Lernens und der augmented reality, auch wenn es schon seit Jahrzehnten existiert. In diesem SmartHome haben wir den KNX-Bus mit einem lokalen MQTT-Hub sowie einem Gateway verbunden, um mit dem AWS (Amazon Web Services) Cloud IoT Hub zu kommunizieren. KNX- und MQTT-Nachrichten haben vieles gemeinsam; ihre bidirektionale Kombination eröffnet endlose Möglichkeiten.

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Sprich mit deinem Haus

Sobald der KNX-Bus über MQTT mit AWS kommunizieren kann und umgekehrt mithilfe der von WebGate entwickelten Schnittstellensoftware, ist das Erstellen benutzerdefinierter Alexa Skills zur Steuerung Ihrer KNX-verbundenen Geräte kinderleicht. Mit Ihrer Stimme und Alexa können Sie Beleuchtung, Lüftung, Dachfenster, Jalousien, das Multimedia-System, Fernseher, Küchenlüfter und vieles mehr steuern. Ein lokales Node.js-Gateway leitet die von der AWS-Cloud empfangenen Intents an den KNX-Bus weiter und empfängt Befehle aus der Cloud.

AWS Machine Learning

Willkommen in der intelligenten Zukunft

Entdecken Sie die Intelligenz unseres SmartHomes, unterstützt durch AWS Machine Learning. In unserem zukunftsorientierten Zuhause ist das Öffnen eines Fensters fast unnötig geworden. Dank der automatisierten Belüftung und dem energieeffizienten "Minergie®"-Standard genießen Sie stets frische Luft und ein angenehmes Raumklima, ohne Energie zu verschwenden.

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Proaktive Mustererkennung

Unser System nutzt die Leistungsfähigkeit von AWS Machine Learning, um aus den umfangreichen Daten des KNX-Bus-Systems zu lernen. Anstatt auf starre Regelsätze und zahllose Abhängigkeiten angewiesen zu sein, erkennt unsere Technologie Muster und Anomalien selbstständig. So kann unser SmartHome erkennen, wenn ein Fenster länger als üblich geöffnet bleibt, und informiert die Bewohner proaktiv, damit sie handeln können. Diese intelligente Erkennung beschränkt sich nicht nur auf offene Fenster; das System kann auch auf andere wichtige Ereignisse hinweisen, beispielsweise wenn ein Teil der Lüftungsanlage ausfällt.

Sicherheit und Komfort durch Innovation

Durch die Integration von AWS Machine Learning in unser SmartHome setzen wir neue Masstäbe in puncto Wohnkomfort und Sicherheit. Geniessen Sie die Zuverlässigkeit und den Komfort eines Hauses, das aktiv zu Ihrem Wohlbefinden beiträgt und gleichzeitig energieeffizient bleibt. Willkommen in der Zukunft des Wohnens – intelligent, sicher und nachhaltig.

Kleinigkeiten mit grosser Wirkung

Trotz dieser fortschrittlichen Technologie kam es vor, dass ein Fenster versehentlich offen gelassen wurde – ein kleines Detail, das leicht übersehen werden kann, aber dennoch wichtig ist. Um solche Situationen in Zukunft zu vermeiden und die Sicherheit sowie Energieeffizienz unseres SmartHomes zu erhöhen, haben wir eine innovative Lösung implementiert: Machine Learning.

Die mit KNX verbundenen Jalousien des Hauses werden durch eine cloud-basierte, individuelle Logik gesteuert, die auf NodeJS basiert. Sensordaten werden an die Cloud gesendet, und die Jalousien werden nicht nur auf Basis der Raumtemperatur und des Energiebedarfs gesteuert, sondern auch der Winkel der Jalousien wird präzise unter Verwendung von GPS-Koordinaten, Sonnenazimut und -höhe angepasst, um die Jalousien so weit wie möglich zu öffnen, aber dennoch direkte Sonnenstrahlen aus dem Raum fernzuhalten. Die Lüftung wird ebenfalls durch die AWS-Cloud gesteuert, basierend auf VOC- und Rauchmeldern kann sie erkennen, wenn die einströmende Luft durch Rauch aus dem Schornstein der Nachbarn oder einen starken Geruch durch das Düngen der Felder durch Landwirte verschmutzt ist.

Die Verbindung von KNX zu MQTT ermöglicht es buchstäblich, dass jedes Gerät mit jedem anderen Gerät kommunizieren kann. Die Jalousien im Wohnzimmer wissen, ob der Fernseher eingeschaltet ist, und passen die Jalousien entsprechend der Sonnenposition und -intensität an. Bei einem eingehenden Anruf werden Fernseher und Audio stummgeschaltet, die VoIP-Telefone klingeln. Wenn die Türklingel läutet, wird nicht nur ein Bild des Besuchers auf allen Info-Panels angezeigt, sondern auch das Bild des Besuchers an den AWS Rekognition Bildanalyse-Service gesendet, um den vollständigen Namen des Besuchers zu erkennen und zu melden. Der Name des Besuchers wird mit der AWS Polly Sprachsynthese angekündigt, wenn der Besucher zuvor in der Datenbank registriert wurde.

Cloud-basierte Steuerung

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AWS Sprachsynthese für Sprachankündigungen

In jedem Raum gibt es einen kleinen Einbau-Lautsprecher für Sprachausgaben, betrieben von AWS Polly. Das Haus kann verschiedene Arten von Ereignissen von KNX-verbundenen Geräten in einer freundlichen deutschen weiblichen Stimme ankündigen, z.B. wenn ein Brief in den Briefkasten geliefert wurde, wenn das Garagentor nach einer längeren Zeit noch offen ist und automatisch geschlossen wird, wenn die Dachfenster öffnen oder schließen, oder sogar warnen, wenn die mit KNX verbundene Wetterstation einen Windalarm ausgelöst hat, sodass Sie sofort wissen, warum die Jalousien in einem solchen Fall öffnen.

Augmented Reality

Mit den AR-Brillen von Microsoft können Sie noch einen Schritt weitergehen und beispielsweise traditionelle Wandschalter eliminieren oder Ihre Umgebung mit erweiterten Objekten bereichern. Wir haben eine HoloLens-App erstellt, die auch über MQTT mit dem KNX-Bus verbunden ist. In dieser App können Sie virtuelle Schalter an den Wänden platzieren, wo immer Sie möchten, oder Sensormessungen und den Status von Geräten anzeigen. Es gibt auch einen kleinen virtuellen Klon des Hauses, den Sie mit einem Fingertipp erweitern und Echtzeit-Sensormessungen des KNX oder Lichtschalter sehen können. Die Entwicklervorschau-Hardware der HoloLens ist derzeit noch ein sperriges Gerät, aber in der Zukunft werden Geräte kleiner werden und traditionelle Bildschirme und Smartphones ersetzen. Die Möglichkeiten sind wirklich endlos, und der KNX-Bus ist eine wertvolle Komponente eines modernen SmartHomes. Dies ist nur ein Auszug aus allen implementierten Funktionen in diesem SmartHome. 

Hier finden Sie ein Showcase Video der Microsoft-HoloLens.

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SOFTWARE STACK

HARDWARE STACK

  • KNX Bus-System with Ethernet Gateway
  • Multiple Raspberry Pi
  • Arduino / ESP8266 / ESP32
  • LoRaWAN Chirpstack App Server
  • LorixONE LoRa Gateway
  • Amazon Echo

Fazit

Das preisgekrönte WebGate SmartHome kombiniert KNX-Standard mit AWS IoT, Machine Learning und Augmented Reality, um eine fortschrittliche Gebäudeautomation zu ermöglichen. Es bietet innovative Funktionen wie Sprachsteuerung über Alexa, energieeffiziente Raumüberwachung durch Machine Learning und interaktive Erlebnisse mittels Microsoft HoloLens.