Internet der Dinge im Bereich Smart House

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1 Leif Brand ; Bonn

2 Klischeebeispiel: intelligenter Kühlschrank großer Touch Screen Verbindung zu Internet / Mobilfunknetzen Fernabfrage erkennt seinen Inhalt erkennt Verfallsdaten / Frischegrad erstellt Einkaufslisten bestellt Nachschub autonom per Internet macht Menüvorschläge gemäß Inhalt bietet Multimediafunktionen kühlt Lebensmittel Quelle: DFKI, SPIEGEL Online 2

3 Internet der Dinge Internet der Dinge Begriffsklärung Ist-Zustand: Klassisches Internet verbindet Personen versenden von Information / Datenpakete finden ihren Weg selbständig durchs Netz Generelle Trends: Internet durchdringt alle Lebensbereiche Zunehmende Ausstattung unbelebter Objekte mit technischer Intelligenz Zukunftsperspektive: Internet der Dinge verbindet sowohl Personen als auch intelligente Objekte (Dinge) miteinander versenden von Information und Objekten 3

4 Internet der Dinge Vernetzung autonomes Handeln Technologische Konvergenz Internet Mobilfunknetze drahtgebundene Bussysteme Nahbereichsfunk (WLAN, Bluetooth, ZigBee etc.) physische Vernetzung (z. B. Logistik) eingebettete Logik sensorische Elemente Selbstwahrnehmung Datenverarbeitung aktorische Elemente auslösen selbständigen Handelns Internet der Dinge keine geschlossene, eigenständige Technologie Zusammenführung zahlreicher Technologien aus unterschiedlichen Feldern zu einem an der Anwendung orientierten Gesamtsystem 4

5 Internet der Dinge Internet der Dinge ist eines der weitreichendsten Zukunftsfelder national und international zunehmende Forschungs- und Innovationsförderung EU-Kommission etc. 5

6 Internet der Dinge Kommerziell aussichtsreichste Gebiete Quellen: Casio; Deister Electronics Quelle: CAR 2 CAR Logistik, Lagerwirtschaft, Retail, Einzelhandel industrielle Produktionstechnik Verkehrstelematik Gesundheitstelematik Haus- und Gebäudeautomation ( Smart Home ; Smart House ) Quelle: Phoenix Contact Quelle: BMWi-Förderprojekt PfH Quellen: MMC Hamburg, Westhafentower Frankfurt 6

7 Grundmotivationen Smart House ( Smart Home Smart Building ) : Optimierung der Wirtschaftlichkeit (Verbrauchseffizienz, Flexibilisierung von Arbeitsprozessen, Optimierung von Betriebsabläufen etc.) Steigerung des Komforts (Wohnkomfort, Lebens und Arbeitsqualität etc.) Erhöhung der Sicherheit altersunterstütztes Wohnen (AAL; Unterstützung im Lebensalltag) 7

8 Anwendungsfelder Haustechnik Facility Management FhG- inhaus, Duisburg SmartHome, Paderborn Asimo, Honda Haushaltsgeräte Servicerobotik (Haushalts- und Pflegerobotik) Unterhaltungselektronik Sicherheitstechnik Technologieprofile 8

9 Anwendungsfeld Haustechnik Energie-, Wärme-, Wassertechnik: Versorgungsmanagement, Instrumentenkontrolle, Heizungs-, Lüftungs-, Klima-, Lichtsteuerung, Jalousien, Blenden, Aufzüge etc. Hintergrundinformation Im Fokus: Primärenergieverbrauch in der EU (Quelle: "Green Paper on Energy Efficiency or Doing More with Less", März 2006) Dämmung situationsangepasste, intelligente Steuerung (Einsparpotenzial %) 9

10 Anwendungsfeld Haustechnik Trends: Einzelraumregelungen nutzungs-, bedarfs-, präsenzabhängig sensor- und aktorgesteuert Heizungssteuerung assisto ; Quelle: Techem GmbH Fernzugriffe auf die Haustechnik (Internet, Mobilfunk, Nahbereichsfunk) Fernkontrolle und -steuerung durch den Nutzer (Kurz- und Ferndistanz) Fernablesung durch Versorgungsunternehmen Fernwartung durch Fachbetriebe Fernalarmierung (des Nutzers, von Fachbetrieben, von Sicherheitsdiensten) 10

11 Anwendungsfeld Haustechnik Trends: Smart Metering Elektrizität, Gas, Wasser, Wärme etc. Einsatz digitaler Zähler zeitnahe Verbrauchs- und Kostentransparenz Digitaler Stromzähler Quelle: Yello Induzierung von Verhaltensänderungen beim Verbraucher (Einsparpotenzial mind. 10 % ) Im Fokus: u. a. Standardisierungen und Beseitigung v. Protokollinkompatibilitäten zahlreiche Innovationen sind bereits marktverfügbar, setzen sich aber nur langsam durch Hauptaugenmerk: intelligente Interaktion bestehender technologischer Potenziale 11

12 Anwendungsfeld Facility Management Planung, Steuerung, Durchführung von Unterstützungsprozessen in Unternehmen Organisationen etc. Hintergrundinformation Betrieb / Unterhalt von Unternehmensimmobilien und öffentlichen Gebäuden: bedeutender Wirtschaftssektor in Deutschland deutscher Markt >50 Mrd. (2009) jährliches Wachstum: ~5 % FM gliedert sich in Lebenszyklusmanagement Thermographische Aufnahme; Quelle: ISFM GmbH Informationstechnik Gebäudemanagement (technisch, kaufmännisch, infrastrukturell) 12

13 Anwendungsfeld Facility Management Trends: Steigerung der Energieeffizienz ganzheitliches FM Bürogebäude mit Energieampel ; Quelle: LAS Leipzig; Ennovatis GmbH Betrachtung des gesamten Gebäudes als Energieverbraucher Gebäudeautomation als wichtigstes Werkzeug ; CAFM simultaner, gewerkeübergreifender Einsatz von Mess-, Steuer- u. Regelungstechnik standardisierte Gebäudeautomationssysteme Nutzungsplanungen, Visualisierungen, Störungsmanagement etc. Vernetzung von Dienstleistungsgewerken; Koordination d. Abläufe zunehmendes Outsourcing 13

14 Anwendungsfeld Haushaltsgeräte Weiße Ware, Waschmaschine, Herd, Kühlschrank etc. Hintergrundinformation derzeit etwa 150 Mio. Hausgräte in Deutschland deutscher Markt ~7 Mrd. (2008) stabiler Markt Wachstum wegen hohen Durchschnittsalters des Gerätebestandes und durch Trend zu Kleinhaushalten Verbrauchsreduktionen (Wasser, Strom) bis zu 75 % seit 30 Jahren Energieeffizienz Prüfplakette EN

15 Anwendungsfeld Haushaltsgeräte Trends: Energieeffizienz; Umweltfreundlichkeit Potenzialerschließung und Komfortsteigerung durch intelligente Steuerung SmartGrid -Modelle, situationsangepasster Betrieb Vernetzung (informationstechnisch, thermisch) Steuerung über zentrale Tablet-PCs Fernzugriffsoptionen Sprach-, Mimik-, Gestiksteuerung Fernzugriff auf vernetzte Hausgeräte; Quelle: Siemens Hausgeräte häusliche Assistenzsysteme (Kochassitent, Energieassitent etc. ) Probleme: mangelnde Standardisierung, Kundenakzeptanz 15

16 Anwendungsfeld Servicerobotik Haushaltsroboter, Unterhaltungs- und Freizeitroboter, Überwachungsroboter Hintergrundinformation in den kommenden Jahren wird starkes Wachstum erwartet, vor allem in Fernost und USA bis 2011: neue Serviceroboter für professionellen Gebrauch : 4,6 Mio. Haushaltsroboter für persönlichen Gebrauch; 3,3 Mrd. US$ technisch anspruchsvoller als Industrierobotik Greifen von Alltagsgegenständen derzeit viele propotypische Laborentwicklungen 16

17 Anwendungsfeld Servicerobotik Trends: Umgebungswahrnehmung flexible, intelligente, autonome Reaktion auf dynamische Veränderung der Umgebung Optimierung der Interaktion durch KI Erkennung von Personen sprach-, mimik-, gestikbasierte Interaktion Entwicklung humanoider Roboter, Android Serviceroboter Care-O-bot ; Quelle: Siemens Fraunhofer IPA weltweit z. Zt. 97 große Forschungsprojekte aufrechter Gang Entwicklung rasant, aber insgesamt noch im Stadium der angewandten Forschung 17

18 Anwendungsfeld Unterhaltungselektronik TV, Video, Audiosysteme, digitales Entertainment, Videospiele, Online-Games, Infotainment, E-learning etc. Hintergrundinformation Unterhaltungselektronik wesentlicher Teil der häuslichen Wohnumgebung wichtiger Wirtschaftssektor deutscher Markt TV-Bereich 4 Mrd. (Q1-Q3, 2009) deutscher Markt Audiobereich 1 Mrd. (Q1-Q3, 2009) globales Marktvolumen für Computer- und Videospiele: 20 Mrd. (2008) erwarteter globaler IPTV-Markt: 19 Mrd. US$ (2012; Verachtfachung gegenüber 2008) 18

19 Anwendungsfeld Unterhaltungselektronik Trends (TV, Video): HDTV 3D-TV Internet Protocol Television (IPTV) über Computer, moderne Fernseher, Mobiltelefone zeitliche Unabhängigkeit, Interaktionsmöglichkeiten Verbreitung von Mediatheken Video-on-Demand ; Video-Podcasts Quelle: F&E-Projekt SerCHo Fernseher als Steuerzentrale des intelligenten Hauses zentraler Visualisierungs- und Steuerknoten der häuslichen IuK und Gebäudetechnik Streaming / Download Handy-TV Hybrides TV (Internet über Fernseher) VIERA Cast Quelle: Panasonic 19

20 Anwendungsfeld Unterhaltungselektronik Trends (Audio): Internetradio / Audio-on-Demand ; Podcasts BITKOM erwartet Mio. Webradio-Nutzer in Europa Funklautsprecher / Funkkopfhörer Flachlautsprecher iradio auf dem Mobiltelefon Quelle: Radioszene.de fokussierte Beschallung zunehmende Integration in die Umgebung; neue Raum-Klang-Konzepte aktive Schallreduktion Richtlautsprecher AudioBeam Quelle: Sennheiser Integration v. Flachlautsprechern Quelle: Pursonic 20

21 Anwendungsfeld Unterhaltungselektronik Trends (Digital Entertainment): Onlinespiele zunehmende Vernetzung Spiele für mobile Endgeräte wachsende Zahl von Gelegenheitsspielern 50+ Frauen, Mädchen, Familien EEG-Helm; Gedankensteuerung Quellen: Emotiv Systems; NeuroSky neue Mensch-Maschine-Schnittstellen Serious Games (Bildung, Infotainment, E-Learning) Genereller Trend: Zunehmende Verschmelzung von Internet und Unterhaltungselektronik 21

22 Anwendungsfeld Sicherheitstechnik Überwachungs- und Präventionstechnologie, Gebäudealarmanlagen, Zugangskontrollen, Legitimation etc. Hintergrundinformation Gefahrenprävention Kriminalität unfallbedingte od. nicht-vorsätzliche Schadenereignisse (Brand, Wassereinbruch etc.) Zugangskontrolle per SmartCard Bedarf an Gebäude-Sicherheitstechnologie im letzten Jahrzehnt stark gestiegen (auch im Privat- und Wohnbereich) US-Markt f. elektronische Sicherheitssysteme 10,7 Mrd. US $ (2007) globaler Markt f. Videoüberwachungssysteme 13 Mrd. US $ (2009) 22

23 Anwendungsfeld Sicherheitstechnik Trends: Überwachungstechnologien Videoüberwachung Einsatz digitaler Kameras und IP-basierter Systeme (z. B. Webcams, Internet-Upload etc.) Videoüberwachung per Internet od. Mobiltelefon automatisierte Bildauswertung Vernetzung von Sensoren (Minimierung v. Fehlalarmen) Fernzugriffe auf die Gebäudesicherheitstechnik Videoüberwachung per Handy Quelle: Provitek Fernüberwachung und Fernwartung Fernalarmierung (z. B. auf das Mobiltelefon) 23

24 Anwendungsfeld Sicherheitstechnik Trends: Anwesenheitssimulation programm-, sensor- oder ferngesteuerte Betätigung sichtbarer haustechnischer Systeme Aufschaltung d. häusl. Gegensprechanlage auf das Mobiltelefon Alarmanlagen / Zugangskontrollen Einsatz kostengünstiger funkbasierter Anlagen Funkanlage mit Fernbedienung Quelle: IDG GmbH Entwicklungsfokus: automatische Erkennung berechtigter Nutzer Einsatz von SmartCards Einsatz biometrischer Verfahren (Fingerabdruck, Irismuster, Venenmuster, Gesichtserkennung, Spracherkennung etc.) Schwerpunkt: Erhöhung der Zuverlässigkeit durch Kombination v. Methoden 24

25 Übergeordnete Trends Gebäude-Kommunikationssysteme in Privat- und Wohngebäuden kabel-, powerline-, funkbasiert erhöhte Modularität und Interoperabilität durch standardisierte Systeme aktive Energieeffizienz; SmartMetering Quelle: Siemens Building Technologies Fernzugriffe / Fernwartung / Fernablesung / Fernalarmierung Mobiltelefon als Monitor-, Steuerungs- und Entertainmenttool Angebot häufig noch technologiegetrieben schleppende Kundenakzeptanz bislang nur langsame Verbreitung Quelle: T-Systems 25

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