Der Einstieg ins Smart Home – Installation des Razberry und Raspberry Pi

Fünf Millionen Exemplare des Raspberry Pi sind in drei Jahren verkauft worden. Zu verdanken ist das – neben dem geringen Preis – zu großen Teilen auch seiner Erweiterbarkeit und einfachen Handhabung. Das Razberry Zusatzmodul, das den generischen Mini-PC zu einem Z-Wave basierten Smart Home Controller macht, baut auf diesen Prinzipien auf: Der Hersteller liefert ein passendes Betriebssystem gleich mit und sorgt für einen fast konfigurationslosen Start.

Dies ist der zweite von vier Teilen zum Thema Smart Home mit Z-Wave. Links zu den anderen Teilen finden Sie am Schluss dieses Posts. Dieser Abschnitt richtet sich am ehesten an technisch versierte oder ambitionierte Leser.

Dank der Vorarbeiten sowohl auf Seiten der Raspberry Pi Foundation als auch bei Z-Wave.me ist die Installation sowohl des Raspberry Pi als auch des Z-Wave Moduls namens Razberry sehr einfach. Dass das Betriebssystem nicht standardmäßig von der Raspberry Pi Foundataion stammt, gerät zur Nebensache. Beim genauen Hinsehen erkennt man, dass es sich nur um eine erweiterte Version der Raspbian Linux Distribution handelt.

Bei den folgenden Anweisungen gehe ich davon aus, dass der Raspberry Pi unter Zuhilfenahme eines Windows PCs installiert wird. Kommt hingegen ein Linux oder Mac zum Einsatz, dann finden sich entsprechende Anleitungen hier.

Es existieren zwei alternative Wege, um mit der Installation zu starten. Wenn Sie auf der einen Seite bereits einen Raspberry Pi mit aufgespieltem Raspbian Betriebssystem haben, müssen Sie lediglich noch das Razberry Modul anbringen und die Software dazu installieren. Haben Sie stattdessen einen neuen Raspberry Pi und eine leere SD-Karte vor sich, dann rate ich Ihnen, gleich die Betriebssystem-Version von Z-Wave.me zu verwenden. Ersteres hat bei mir mit einem Raspberry Pi 2 einwandfrei funktioniert, letzteres mit dem Vorgängermodell (beide Model B).

Exkurs: Raspberry Pi Modelle

Das Modell spielt natürlich keine Rolle bei der Installation der Software. Sollten Sie aber vor der Wahl stehen, einen Raspberry Pi für Ihre Experimente mit Smart Home anzuschaffen, sind hier einige nützliche Hinweise:

Der Raspberry Pi 2 unterscheidet sich in einigen Belangen von seinem Vorgängermodell. Zum ersten im Format der verwendeten SD-Karte. In das neue Modell passen nur microSD Karten hinein, während das alte Modell noch Speicherkarte herkömmlicher Größe verwendet. Zum zweiten ist die Leistungsaufnahme des neuen Modells höher. Ich betreibe ihn mit einem Netzteil mit 2000mA, das alte hingegen mit lediglich 1000mA. Beide jedoch bei einer Spannung von 5 Volt. Prüfen Sie vorab die Leistungsdaten, wenn Sie beispielsweise ein Netzteil eines alten Handys verwenden wollen.

Der dritte, aber eher untergeordnete Unterschied besteht in der GPIO Schnittstelle. Den alten Modelle stehen insgesamt 26 Pins zur Verfügung (Dokumentation liegt hier), während der Pi 2 mit 40 Pins aufwartet (Dokumentation). Für das Razberry Modul macht das jedoch keinen Unterschied, da die Belegung der verwendeten zehn ersten Pins bei beiden Varianten identisch ist.

Die Z-Wave Software, der so genannte Z-Way-Server, läuft auf beiden Modellen. Mit dem Raspberry Pi 2 macht die Handhabung allerdings deutlich mehr Spaß, zumal deutlich mehr Power in dieser Hardware-Version steckt. Das macht sich besonders dann bemerkbar, wenn Sie die webbasierten Oberflächen zur Einrichtung Ihres Smart Home Netzwerks nutzen.

Anbei eine Liste mit Komponenten, die in meinen Tests zum Einsatz kamen:

Alternative 1: Installation des Raspberry Pi bei vorinstalliertem Raspbian

Gehen wir erst einmal davon aus, dass Sie mit Raspbian starten wollen, bevor Sie Razberry hinzufügen.

Wenn Sie noch kein Raspbian installiert haben, die aber noch vor dem Aufbau des Smart Homes tun wollen, nutzen Sie als Anleitung das Video „Getting Started with NOOBS“ von Carrie Anne Philbin. NOOBS ist der Name des Betriebssystem-Managers des Raspberry Pi, mit dem Sie neben Raspbian weitere kompatible Betriebssysteme wie Ubuntu installieren können. Windows 10 IoT läuft ebenso auf dem Raspberry Pi (2), ist aber noch nicht in NOOBS zu finden.

Sind Sie ein Fan stattdessen von Anleitungen in Textform? Die Raspberry Pi Foundation liefert diese frei Haus in Ihrer Dokumentation.

Ist Raspbian erst einmal lauffähig, fahren Sie den Mini-Rechner herunter, entfernen Sie das Stromkabel und drücken Sie das Razberry Modul auf die ersten 10 GPIO Pins. Das sind diejenigen, die am weitesten von den USB Ports entfernt sind. Das Modul sitzt dann richtig, wenn es nicht seitlich über die Hauptplatine hinausragt.

Raspberry Pi mit Razberry Modul im Gehäuse
Raspberry Pi mit Razberry Modul im Gehäuse

Das Razberry Modul wird vom Z-Way-Server angesprochen. Die Software gibt die Steuerungsbefehle über die passenden GPIO Pins an das Modul weiter. Allerdings umfasst das Programm noch mehr, nämlich mehrere webbasierte Benutzeroberflächen, darunter auch Versionen für mobile Endgeräte. Damit soll veranschaulicht werden, wie leicht die Programmierschnittstellen / APIs des Servers angesprochen werden können. Mehr dazu erfahren Sie in den weiteren Abschnitten dieser Artikel-Reihe.

Fahren Sie vorerst jedoch den Rechner mit aktiver Internetverbindung hoch, loggen sich wie gewohnt ein (Standarduser: pi, Passwort: raspberry) und nutzen Sie folgenden Befehl zur Installation

wget -q -O - razberry.z-wave.me/install | sudo bash

Wenn Sie lieber eine grafische Benutzeroberfläche nutzen, öffnen Sie diese optional mit dem Befehl startx. Bei der Installation des Z-Way-Servers wird Ihnen das aber nicht helfen, denn um obigen Befehl abzufeuern, brauchen Sie selbstverständlich wieder ein Terminalfenster.

Die gute Nachricht ist: dies der Punkt mit dem größten Nerdfaktor! Denn ist der Raspberry mit der Verarbeitung des obigen Befehls fertig – was einige Minuten und mehrere Bildschirmseiten mit vorbei fliegendem Text in Anspruch nehmen kann – sind die Komponenten installiert und eingerichtet. Nach einem erneuten Reboot sollten sie im Bootlog am Bildschirm einen Eintrag wie diesen sehen:

Z-Way-Server gestartet
Z-Way-Server gestartet

Neben der Erfolgsmeldung, dass der Z-Way-Server läuft, finden Sie auch eine IP-Adresse für Ihr lokales Netzwerk. Diese Adresse sollte konstant bleiben, damit Sie Ihren Server nicht ständig unter neuen Adressen suchen müssen. Ggf. müssen Sie Ihren Router entsprechend auf fixe IP-Vergabe konfigurieren (oder den Raspberry Pi nie wieder runter fahren). Notieren Sie sich die am besten die angezeigte IP-Adresse, denn diese werden Sie im nächsten Abschnitt zur Konfiguration noch einmal brauchen.

Alternative 2: Installation des Z-Way-Servers mit einem Image von z-wave.me

Haben Sie keinen lauffähigen Raspberry Pi, nutzen Sie am besten ein vorgefertigtes Image der nötigen Software inklusive Betriebssystem. Von Vorteil ist, dass Sie nach dem ersten Booten sofort zur Einrichtung des Smart Home Netzwerks schreiten können, ohne einen Umweg über ein Terminal wie bei Alternative 1 machen zu müssen. Der Nachteil an dieser Alternative ist: um bis dahin zu kommen, müssen Sie einige neue Tools auf Ihrem Windows-PC installiert und bedient haben.

Folgen Sie diesen einzelnen Schritten, die auch in der Dokumentation der Raspberry Pi Foundation beschrieben ist, um den Razberry zum Laufen zu bringen. Obiges Video aus der Alternative 1 gibt Ihnen zur Not Hilfestellung:

  1. Formattierung der SD-Karte mit Hilfe des Tools SD Formatter von http://www.sdcard.org [Aus der Download Sektion]. Dadurch werden alle Inhalte der SD-Karte unwiderbringlich gelöscht.
  2. Download des Razberry Betriebssystems unter http://razberry.z-wave.me/ [Aus der Download Sektion]. Das Betriebssystem liegt als einzelne Image-Datei vor, die zuerst entpackt und dann übertragen werden muss.
  3. Übertragen des Betriebssystem-Images auf die SD-Karte mit dem Tool Win32 Disk Imager von Sourceforge. Das Kopieren der Datei nimmt einige Minuten in Anspruch. Achten Sie darauf, das Tool als Administrator auszuführen, um einen fehlerfreien Vorgang zu gewährleisten.

Ist die Software erst einmal auf der SD-Karte, schieben Sie diese in den passenden Schacht des Pi, schließen die Kabel an und Booten Sie den Rechner. Sobald der Prompt zum Login erscheint, sehen Sie sich die letzten Lognachrichten davor an. Nicht nur, dass dort eine Nachricht zum erfolgreichen Start des Z-Way-Servers erscheinen sollte, sondern auch eine so genannte Access-ID und ein Passwort.

Diese Daten sind dafür da, von außerhalb Ihres WLAN auf den Server zuzugreifen. Merken Sie sich diese Daten und die angezeigte IP-Adresse also am besten für später.

Passwort ändern – zur eigenen Sicherheit

Welche der beiden alternativen Installationswege Sie auch gewählt haben, Sie sollten nun einen funktionierenden Z-Way-Server haben. Geben Sie als Test in die Adresszeile Ihres Browsers http://*ihre-lokale-ip*:8083 ein. Es sollte eine Weboberfläche erscheinen und keine Fehlermeldung. Über diese Oberfläche werden wir im Weiteren die Aktoren wie Thermostate, Schalter und Sensoren bedienen.
Vorher sollten Sie jedoch noch das Passwort für den Fernzugriff über find.zwave.me abändern. Das initiale Passwort wurde Ihnen beim Booten nach der Installation in der Kommandozeile angezeigt. Um dies auf einen anderen Wert zu setzen, öffnen Sie einen Browser und gehen zu http://*ihre-lokale-ip*:8084. Zu sehen ist die ID Ihres Razberry und ein Eingabefeld für das Passwort. In meinem ersten Versuch war ich aufgeschmissen, bis ich merkte, dass der mitgelieferte Raspbery Pi Standardbrowser Midori den Submit-Button für das Formular zur Passwort-Änderung nicht anzeigte. Letztlich habe ich einen alternativen Browser installieren müssen, um mein Passwort zu ändern:

Nächste Schritte

Als nächstes steht die Konfiguration des Z-Wave Netzwerks an. Alle Aktoren müssen mit den Controller verbunden werden. Zudem lässt sich das Smart Home alternativ über eine Android oder iOS App im WLAN bedienen. Diesen Themen widmen wir uns im dritten und nächsten Abschnitt.

  1. Der Einstieg ins Smart Home – Hausautomatisierung mit Z-Wave
  2. Installation des Razberry und Raspberry Pi
  3. Aufbau des Z-Wave Netzwerks und Zugriff
  4. Erweiterungen – Apps und Automatisierung

Hinweis: Deutsche Tastatur für den Raspberry Pi

Wenn Sie Besitzer einer deutschen QWERTZ-Tastatur sind, werden Sie bereits beim Einloggen mit dem Passwort raspberry gemerkt haben, dass der Raspberry Pi standardmäßig auf ein englisches Tastaturlayout eingestellt ist. Dies können Sie sofort nach dem ersten Booten beheben. Eine Anleitung in Form eines Youtube-Videos finden Sie hier:

Der Einstieg ins Smart Home – Hausautomatisierung mit Z-Wave

Die Kaffeemaschine springt an, sobald man einen Fuß aus dem Bett setzt, Lichter und Heizung werden automatisch runtergeregelt, wenn man zur Arbeit aufbricht, und die Überwachungskamera streamt Bilder aus der Wohnung aufs Handy, wenn Einbrecher vorbeischauen. All das ist keine Utopie mehr, das Thema Smart Home ist im Markt angekommen. Ein Erfahrungsbericht.

Wer aber nun im Elektrohandel nach einer intelligenten Kaffeemaschine sucht, wird nur selten fündig werden. Der Einstieg in das Thema Smart Home erfordert bislang einiges an Recherche. Welche Geräte (und Standards) gibt es am Markt? Welche Anwendungsfälle sind für mich persönlich sinnvoll? Welche Informationsquellen sind nützlich, um in Bezug auf Smart Home weiter auf dem Laufenden zu bleiben? Ich habe die Probe aufs Exempel gemacht, dies sind meine Ergebnisse – Vorn weg: Und es gibt ihn doch, den intelligenten Kaffeeautomaten!

Marktüberblick

Beim Thema Smart Home fallen einem sofort mindestens die folgenden drei Anwendungen ein:

  • Sicherheit: Einbruchssicherung durch Tür-/Fensterkontakte, Bewegungsmelder und Kameras
  • Energiesparen: intelligente Schaltungen für Heizung, Beleuchtung und Steckdosen
  • Komfort: Sich öffnende Garagentore bei der Ankunft zu Hause oder Rolläden, die sich abends selbständig schließen

Für alle genannten Szenarien gibt es Geräte am Markt. Sehr viele unterschiedliche Geräte sogar. Es fällt dabei bereits auf, dass die Hersteller und Anbieter häufig aus den Bereichen Infrastruktur/Energie (z.B. RWE), Telekommunikation (Telekom mit Qivicon, Mobilcom mit SFR) oder Netzwerktechnik (AVM, D-Link, Devolo) stammen. Diese Anbieter erweitern lediglich ihr Portfolio, um im jungen Markt Fuß zu fassen. Aber auch Spezialanbieter (z.B. Fibaro, Nest) bieten ihre Geräte an.

Bei den Produkten handelt es sich entsprechend um Zwischenstecker oder Schaltungen für Steckdosen, Heizungsthermostate, Fenster-/Türkontakte, LED-Leuchtmittel sowie eine breite Masse von Sensoren (für Licht, Temperatur, Bewegung, Rauch…). Meist sind dies extra Geräte. Zudem gibt es Erweiterungen der eigentlichen Produktpaletten, die fürs Smart Home um Sensoren erweitert worden sind, beispielsweise Thermometer in PowerLan-Modulen.

Man erkennt, dass man sich auf dem Weg zum wirklich intelligenten Zuhause in der ersten Welle von Produkten befindet, die grundlegende Infrastruktur schafft. Mit dem Zwischenstecker lässt sich eine handelsübliche Kaffeemaschine starten. Ein guter Anfang ins Smart Home, ohne einen Kaffeeautomaten mit IP-Adresse für 2500€ anzuschaffen.

Es gibt sie aber dennoch, die Kühlschränke, Kaffeeautomaten, Kochfelder und Backöfen, die sich per Smartphone steuern lassen. Deren Nachfrage und Absatz wird sich sicherlich steigern, wenn man mit dem Thema der Hausautomatisierung warm geworden ist – und dessen Nutzen erkannt hat. Die Anbieter dieser Geräte sind auch keine Unbekannten, beispielsweise Miele oder Bosch.

Auswahl von Komponenten

Sobald man sich einen Überblick über Smart Home Produkte verschafft, offenbaren sich bereits die derzeitigen Widrigkeiten im jungen Markt. Die vielen Hersteller und Anbieter nutzen keinesfalls kompatible Geräte, sondern es existieren viele parallele „Standards“. Der Kampf um Marktanteile ist im vollen Gange und ein Verdrängungs- bzw. Konsolidierungsprozess lässt noch auf sich warten. Ins Hintertreffen gerät dabei derjenige Kunde, der sich in diesem Stadium schon ein Smart Home aufbauen will. Ihm ist es erst einmal überlassen, sich mit Vor- und Nachteilen von DECT, KNX, WLAN, Bluetooth, HomeMatic und ähnlichen auseinander zu setzen. Näheres kann man beispielsweise bei Connected Home nachlesen.

Hochgradig interessant sind zudem Allianzen von Herstellern, die sich hinter allgemeinen Produktstandards versammeln, die eigens für das Smart Home geschaffen sind. Allen voran Zigbee und Z-Wave. Diesen beiden Alternativen räumt man aufgrund des breiten Sortiments gute Chancen zur Marktdurchdringung ein. Golem hat die beiden Protokolle gelungen gegenübergestellt.

Der Fairness halber muss man sagen, dass diese Standards nicht neu sind, nun aber allmählich in den Fokus des Privatkunden rücken. Der Fachhandel ist in dieser Situation der richtige Ansprechpartner. Meine Wahl ist letzlich auf eine Z-Wave basierte Lösung gefallen. Nicht zuletzt nach Einschätzung mehrerer unabhängiger Marktbeobachter. Als zentrale Schalteinheit kommt ein Raspberry Pi zum Einsatz. Der Mini-Rechner wird dank des Aufsteckmoduls Razberry zum Smart Home Controller und funkt dann problemlos mit Komponenten (so genannten Aktoren), unabhängig vom Hersteller. Im Test kommen Komponenten von Fibaro, Danfoss und DüWi zum Einsatz:

Die Lösung mittels Raspberry Pi hat natürlich Vor- und Nachteile. Auf der einen Seite obliegt es dem Anwender, das System zu installieren und zu konfigurieren. Dieser Aufwand entfällt bei Controllern, die man vorgefertigt kauft und Out-of-the-box nutzen kann. Darüber hinaus summieren sich die Anschaffungskosten inklusive SD-Karte und Razberry Pi auch auf 100€ – ein Bereich, in dem man auch andere Controller bekommt.

Auf der anderen lernt man sein Smart Home System bei der Konfiguration genau kennen und versteht die Zusammenhänge der Komponenten. Zudem erweist sich der modifizierte Raspberry Pi als einzig sinnvolle Lösung, wenn man das Z-Wave Netzwerk erweitern will – siehe den folgenden Teil zur Erweiterung der Funktionalitäten.

  1. Teil 1: Der Einstieg ins Smart Home – Hausautomatisierung mit Z-Wave
  2. Teil 2: Installation des Razberry und Raspberry Pi
  3. Teil 3: Aufbau des Z-Wave Netzwerks und Zugriff
  4. Teil 4: Erweiterung der Funktionalitäten – Apps und Automatisierung

Der Einstieg ins Smart Home – Aufbau des Z-Wave Netzwerks

Mit dem installierten Raspberry Pi /Razberry als Controller aus dem vorigen Abschnitt sind weitere Programmierkenntnisse nicht mehr vonnöten, um das Smart Home einzurichten. Stattdessen rückt die Planung und Aufbau der Komponenten in den Vordergrund. Meiner Erfahrung nach der spannendste Teil der Arbeit: Welche Komponenten sind notwendig, um den verfolgten Anwendungsfall umzusetzen. Wie sichert man sein Eigenheim ab? Wie verhindere ich, dass meine Dachfenster bei Regen automatisch aufgehen? Und vor allem: Wie bringe ich fertig, die Kaffeemaschine beim Klingeln meines Weckers loslaufen zu lassen?

Während die Instruktionen in den vorigen Teilen sehr spezifisch auf den Raspberry Pi als Controller bezogen haben, ist der Großteil dieses Abschnitts davon unabhängig. Die Art und Weise, wie die Komponenten des Smart Homes interagieren, sind so oder ähnlich auch auf andere Produkte anzuwenden.

Netzwerk-Grundlagen

Ein Z-Wave Netzwerk besteht aus einer zentralen Schalteinheit, dem so genannten Controller – in unserem Fall der Raspberry Pi -, und einer Vielzahl von Komponenten wie Thermostaten, Schaltern, Sensoren, Lampen etc. Die Kompontenen werden im Smart Home Sprachgebrauch als Aktoren bezeichnet. Die Aktoren bekommen ihre Anweisungen vom Controller, alles über das Z-Wave Funkprotokoll. Außerdem sind weitere statische oder portable Controller im Netzwerk möglich. Alle Komponenten des Netzwerks bilden dabei ein so genanntes vermaschtes Netz. Das bedeutet im Endeffekt: ein Befehl vom Controller kann auch indirekt bei einem Aktoren ankommen – auch wenn diese aufgrund ihrer Entfernung oder baulich bedingt keinen Funkkontakt haben. Ein Signal vom Controller wird dazu von verschiedenen Komponenten an andere weitergeleitet bzw. an ihr Ziel geroutet, wenn es nicht für ihn bestimmt ist.

Manche Aktoren eines Z-Wave Netzwerks sind direkt mit dem Stromnetz verbunden, z.B. Aufsteckdosen oder Unterputz-Module für Lichtschalter. Viele Aktoren besitzen jedoch eine Batterie, etwa Heizungsthermostate oder Sensoren. Vergewissern Sie sich also regelmäßig, ob die Komponenten noch funktionieren. Dies können Sie übrigens auch über die Web-Oberfläche des Controllers tun: Aktoren, die mehrfach nicht erreichbar waren, werden entsprechend gekennzeichnet.
Das Fähigkeiten, Signale im Netzwerk weiterzuleiten oder zu routen, hängt dabei auch von der Tatsache ab, woher eine Komponente seinen Strom bezieht. Batterie-gestützte Komponenten nehmen im Netzwerk weniger Funktionen war (im wesentlichen das Weiterleiten), Komponenten am Stromnetz unterstützen entsprechend mehr Funktionen. Zudem befinden sich Aktoren mit Batterien in der Regel in einem stromsparenden Schlafmodus und werden in definierten Intervallen oder bei bestimmten Ereignissen aktiv. Nach dem Erwachen und der Abarbeitung seiner Aufgabe (z.B. das Vermelden der Temperatur), verfällt der Aktor wieder in den Schlafmodus. Dieses Verhalten lässt sich pro Aktor einstellen. Und natürlich gilt: je häufiger ein Aktor aufwacht, desto mehr Strom verbraucht er und desto kürzer ist seine Batterie-Lebensdauer.

Inklusion

Die Aufnahme eines Aktors ins Netzwerk wird als Inklusion bezeichnet. Der Prozess der Inklusion kann sich je nach Aktor unterscheiden und ist in der jeweiligen Bedienungsanleitung beschrieben. Es kann sein, dass Sie z.B. bei einer Aufsteck-Steckdose lediglich auf einen Schalter klicken müssen. Bei Unterputz-Schaltern und -Dimmern, die in herkömmliche Lichtschalter in der Wand eingebaut werden, reicht in der Regel das Betätigen des Lichtschalters selbst. Sensoren, gerade diejenigen, die Wert auf Optik legen, müssen ggf. aufgeschraubt werden, um den Schalter für die Inklusion zu finden.

Egal, wie der Aktor dazu gebracht werden kann, sich ins Smart Home zu inkludieren: Ihr Controller muss sich gleichzeitig in einem speziellen Inklusions-Modus befinden und bereit sein, neue Aktoren ins Netzwerk aufzunehmen. Diesen Modus starten und beenden Sie über die Software – so auch bei unserem Aufbau mit dem Raspberry Pi – oder alternativ über einen Knopf am Controller. In den meisten Fällen beendet sich der Inklusionsmodus des Controllers aus Gründen der Sicherheit selbst nach einer gewissen Zeitspanne.

In allen Fällen gilt: Erst den Controller in den Inklusions-Modus versetzen, damit er nach neuen Aktoren sucht. Danach den Aktor mit einem Klick auf den jeweiligen Schalter dazu bringen, sich beim Controller anzumelden. Manchmal wird die erfolgreiche Inklusion vom Aktor angezeigt, z.B. über eine LED oder eine entsprechende Anzeige im Display (so etwa bei Heizungsthermostaten). Dieser Prozess funktioniert in dem Testaufbau mit dem Rasperry Pi makellos und geht schnell von der Hand, sobald man erst einmal bei neuen Aktoren den Inklusions-Schalter gefunden hat.

Die Benutzer-Oberfläche(n) des Z-Way Servers

Die Inklusion und Verwaltung der Aktoren in unserem Z-Wave Beispiel wird über eine Web-Oberfläche erledigt. Dafür umfasst der Z-Way Server auch einen Webserver, dessen Einstiegsseite Sie unter http://*ihre-lokale-ip*:8083 erreichen. Statt einer einheitlichen Verwaltungsoberfläche sind gleich mehrere vorhanden, die man alternativ verwenden kann. Unter anderem gibt es eine Oberfläche, die speziell für die Anzeige auf Mobiltelefonen angepasst ist.

Auswahl der Benutzeroberflächen

Die Vielzahl an Oberflächen mag beim unbedarften Anwender erst einmal für Verwirrung bis Verärgerung sorgen, weil es den Einstieg erschwert. Wer sich im Einzelhandel einen Smart Home Controller kauft, wird darauf eine komfortable  und vor allem einheitliche Benutzeroberfläche erwarten. An dieser Stelle zeigt sich, dass die Z-Way-Anwendungen vornehmlich für Demonstrationszwecke gemacht ist. Der Hersteller weist in seinen Dokumentationen explizit auf die Existenz einer REST-Programmierschnittstelle hin, die man über eigene Web-Anwendungen ansprechen kann. Die vorhandenen Oberflächen sollen demnach nicht der Weisheit letzter Schluss sein, sondern vielmehr ein Ansporn, aufbauend auf den Schnittstellen eigene Anwendungen zu erstellen und zu vermarkten. Unter anderem ermöglichen die Schnittstellen auch mobile Anwendungen für Android und iOS – mehr dazu später.

Mein Rat: Obwohl die BlueUI (Old Expert UI) einen älteren Stand hat als die Expert UI, gefällt sie mir persönlich besser. Folglich nutze ich sie für die folgenden Instruktionen. Wenn Ihnen die Lust fehlt, alle Oberflächen zu testen, nutzen Sie einfach die einfach zu handhabende BlueUI im Einsteiger-Modus. Sobald Sie sich darin zurecht finden und mehr Funktionalität benötigen, wechseln Sie in den Experten-Modus. Mit der BlueUI können Sie unter anderem:

  • Aktoren ins Netzwerk aufnehmen oder daraus entfernen
  • Aktoren benennen und deren individuelle Einstellungen der Aktoren verwalten
  • Einen Grundriss Ihres Hauses / Ihrer Wohnung hochladen und „Zonen“, z.B. einzelne Zimmer, einrichten
  • Aktoren einzelnen Zonen zuorden.

Die Home Automation UI Oberfläche eignet sich allerdings eher dafür, Regeln zu erstellen, die Abläufe im Netzwerk verwalten. Damit werden also die Ergebnisse und die Fähigkeiten von Aktoren logisch verknüpft. Zum Beispiel: Der Sensor A liefert die Information, dass die Helligkeit unter 100 Lux gefallen ist. Daraufhin werden die Lampen im Raum eingeschaltet.

Da der Raspberry Pi in Ihr lokales Netzwerk eingebunden ist, können Sie die Bedien-Oberflächen auch über einen anderen PC im gleichen Netzwerk nutzen, z.B. von Ihrem normalen Laptop oder Tablet aus.

Testaufbau

Die Inklusion der Testaktoren geht immer von der BlueUI aus. Unter dem Menüpunkt „Network/Netzwerk“ findet sich die Schaltfläche „(Re-)include device“. Der aktivierter Inklusions-Modus bleibt nach dem Klick auf die Schaltfläche 20 Sekunden bestehen. Lesen Sie also zuerst in der Bedienungsanleitung eines Aktors nach, wie die Inklusion im Einzelfall vonstatten geht. Bei Aktoren, die über das Haus verteilt sind, lohnt sich ein Laptop oder ein Tablet, auf dem die BlueUI gestartet wird. Bei den Geräten im Testaufbau läuft die Inklusion wie folgt ab:

1. Der Düwi IP20 hat einen Schalter an der Vorderseite. Also: In die Steckdose stecken, Inklusion über BlueUI starten, Knopf auf dem Düwi IP20 drücken. Erfolg wird über LED vermeldet.
2. Der Danfoss Thermostat hat eine Batterie. Es wird empfohlen, den Thermostat erst am Heizkörper anuzbringen und zu justieren. Die Steuerung erfolgt über 3 Knöpfe und ein monochromes Display an der Vorderseite. Die Inklusion nach der Installation des Thermostats wieder über die BlueUI starten, danach den Schalter am Thermostat betätigen. Es erscheint eine Anzeige im Display bei Erfolg des Prozesses, die die Verbindung anzeigt.
3. Der Fibaro Sensor läuft ebenfalls über eine Batterie. Der Inklusionsschalter ist im Inneren des Gehäuses. Also nach dem Einlegen der Batterie nicht zuschrauben. Die Inklusion wieder ausgehend von der Web-Oberfläche starten und über den Schalter am Sensor bestätigen. Der Erfolg wird über ein Blinken der LED vermeldet.

Nach der Inklusion sind die Geräte in der Oberfläche unter dem Menüpunkt „Devices configuration/Gerätekonfiguration“ zu finden. Jedes Gerät hat seine eigenen Einstellungsparameter. Direkt nach der Inklusion stehen diese nicht unbedingt sofort zur Verfügung. Die Details (NIF) lassen sich aus einer Online-Datenbank für Z-Wave Geräte per Knopfdruck herunterladen. Gleichzeitig mit den Spezifikationen kommt dankenswerterweise in der Regel ein Bild des Geräts mit. Wenn Sie gleichzeitig mehrere Geräte in einem Rutsch ins Netzwerk aufnehmen, sind diese standardmäßig als Device1, Device2, etc. benannt. Erst durch das Herunterladen der Spezifikationen mit Bild gibt sich ein Gerät manchmal als solches zu erkennen. Einfacher wird die Sache jedoch nicht, wenn Sie am Stück ein Dutzend gleichartige Steckdosen am Netzwerk anmelden. Da hilft nur, die Geräte einzeln aufzunehmen und gleich zu benennen, wenn man nicht im Nachhinein mit einer Schreibtischlampe von Steckdose zu Steckdose gehen will, um durch Ein-/Ausschalten zu prüfen, welche Dose welchem Eintrag in der Web-Oberfläche entspricht.

Aktoren auslesen und steuern

Sind alle Aktoren aufgenommen, lassen sie sich unter dem Menüpunkt „Device control/Gerätesteuerung“ ansprechen. Bei Sensoren wie dem Fibaro sieht man die einzelnen Werte wie Temperatur, Helligkeit und die Aktivität des Bewegungssensors. Diese Werte lassen sich nicht über die Oberfläche beeinflussen, nur regelmäßig oder per Knopfdruck auslesen. Die Temperatur eines Thermostats und der Status einer Steckdose lassen sich natürlich neu setzen.

Für Bedienkomfort des Smart Home sorgen mobile Anwendungen. In den Stores von Google und Apple finden sich Z-Way Apps für die Smartphone Betriebssysteme. Zur Konfiguration genügt die Eingabe der IP Adresse des Raspberry PI sowie Login und Passwort des Z-Way Servers (siehe voriger Abschnitt), schon lassen sich die Aktoren des Netzwerks steuern und Sensorwerte auslesen. Die Apps sind erstaunlich gut und funktionieren einwandfrei.

Z-Way Android App
Z-Way Android App
  1. Einstieg – Hausautomatisierung mit Z-Wave
  2. Installation des Razberry und Raspberry Pi
  3. Aufbau eines Z-Wave Netzwerks
  4. Erweiterungen – Apps und Automatisierung

Warum Google sein Geld besser anlegen kann als für Twitter

[Kommentar] Das Gerücht ist alt, bekommt heute aber wieder neue Nahrung: Google soll Interesse an dem Kurznachrichtendienst Twitter haben. Um eine fremde Übernahme abzuwehren, hat Twitter angeblich entsprechende Finanzexperten engagiert. Wie wahrscheinlich ist Googles Interesse? Bei näherem Hinsehen macht eine Übernahme nicht wirklich Sinn.

Unter anderem das Handelsblatt vermutet heute hinter einerm Übernahmeversuch den Suchgiganten aus Kalifornien (http://www.handelsblatt.com/finanzen/maerkte/aktien/neue-uebernahmegeruechte-greift-google-nach-twitter/11607568.html). Hintergrund sei der Versuch, Google+ neues Leben einzuhauchen. Das soziale Netzwerk des Suchmaschinenbetreibers hat derzeit einen großen Wandel zu verkraften. Bradley Horowitz, der nach dem Ausscheiden seines Vorgängers gerade die Verantwortung für Google+ übernommen hat, nimmt es gerade in seine Bestandteile wie Stream und Photos auseinander. Kent Walker, Anwalt des Unternehmens, führt Google+ sogar als Beispiel ins Felde, wenn es darum geht, Miserfolge des Konzerns zur Abwendung einer Wettbewerbsklage aufzuzählen.

Hilfe hätte Google+ also bitter nötig – sofern das Netzwerk noch als solches fortgeführt wird.

Twitter hat eine aktive Nutzerbasis, 280 Millionen, und die Zahlen steigen sogar noch. Aber das Wachstum lässt nach (http://blogs.wsj.com/digits/2015/02/05/twitters-user-growth-falls-below-facebooks-for-the-first-time/), die besten Zeiten für das Kerngeschäft scheinen auch vorüber. Hinzu kommt, dass Twitter und Google+ sich wohl einen beträchtlichen Anteil der Nutzer teilen. Beim Aufbau einer postwütigen Nutzerschaft scheint der Kurznachrichtendienst also kein guter Kandidat.

Auch die Aussicht auf die Tweet-Daten macht das Interesse von Google unwahrscheinlich. Es gab bereits mehrfach Abkommen zwischen den beiden Konzernen, so dass die Tweets in Echtzeit in den Suchergebnissen erscheinen. Aber dieses Abkommen ist gerade erst erneuert worden (http://www.bloomberg.com/news/articles/2015-02-05/twitter-said-to-reach-deal-for-tweets-in-google-search-results). Wozu also sollte Google noch mehr Geld ausgeben für eine Firma ausgeben, wenn man dessen kostbarsten Schatz schon im Zugriff hat.

Jedoch sticht Twitter derzeit in neue Geschäftsfelder vor. Die Zukunft liegt in Videos, heißt es. Und so baut Twitter an einem Videodienst, der in Konkurrenz zu Youtube treten könnte. Hinzu der Hype um den Livestreamingdienst Periscope. Darauf könnte Google es abgesehen haben: Einen Konkurrenten auszuschalten, bevor sich Erfolg einstellt.

Kommen wir zum Finanziellen: Die Marktkapitalisierung von Twitter liegt bei etwas mehr als 30 Milliarden Dollar. Selbst ohne einen Preisaufschlag müsste Google also tief in die Tasche greifen. Zum Vergleich: Facebook hat sich den Messenger Whatsapp mit seinen 600 Millionen Usern knapp 22 Milliarden Dollar (!) kosten lassen. Da wird sich doch etwas finden lassen, was Google weiter voran bringt.

EuGH: Programmfunktionen unterliegen nicht dem Urheberrecht

SAS Institute hatte World Programming Ltd (WPL) verklagt, weil diese schon vor Jahren eine eigene Software auf den Markt gebracht hatten, die die Skriptsprache BASE SAS interpretierte und ausführte. SAS sah sein Urheberrecht verletzt und klagte. Der zuständige Generalanwalts Ives Bots plädiere wortreich zugunsten der Briten, weder die Programmiersprache, noch die Funktionen von Programmen seien durch Urheberrecht geschützt. Das Gericht (EuGH) folgte dem Urteil.

Im Kern bedeutet das, dass jedes Unternehmen Interpreter für bestehende Programmiersprachen erstellen kann. Diese Erkenntnis wirft gegebenenfalls weite Schatten, etwa in die USA, wo Google derzeit von Oracle vor den Richter gezerrt wird. Dabei geht es um die Dalvik VM von Android, die Java-Code interpretiert; Oracle ist durch den Kauf von Sun Microsystems mittlerweile Java-Eigner. Wie der amerikanische Richter im Falle Oracle/Google entscheidet, wird sich in den kommenden Wochen herausstellen. Gut möglich aber, dass Google sich schon einmal mit dem EuGH-Urteil auf den nächsten Prozesstag vorbereitet. Sicher ist, dass bei WPL heute gefeiert wird.

Was Google Werbekunden wert sind

Wir wissen es alle. Und jede Pressekonferenz zum Quartalsergebnis führt es uns wieder vor Augen: Werbung ist das Brot- und Buttergeschäft von Google. Nicht mit einer Suchmaschine wird man reich, auch nicht mit einem sozialen Netzwerk oder Tabellenkalkulation oder Emaildiensten oder, oder, oder. Mit Werbung macht man Geld, die heißgeliebten Services, die ich vorher aufgezählt habe und zu denen sich noch so viele andere gesellen, sind nur das Mittel, um die Werbung an den Mann zu bringen. Besser noch, der Kunde kommt ganz von alleine, solange man ihm die Services kostenlos vor die Füße wirft. Der Kunde holt sich die Werbung quasi selber ab.

Und da verwundert es auch nicht, dass man nie mit Google Mitarbeitern direkt in Berührung kommt. Während andere Unternehmen Werbefiguren erfinden, damit Marcel D’Avis z.B. jedem aktuellen und zukünftigen 1&1 Kunden alle Fragen beantworten kann, herrscht beim Internetgiganten das Motto vor, jeder Kunde nimmt sich einfach soviel er tragen kann.

Werbetreibende investieren dort, wo sie ihre Kunden vermeindlich erreichen

Dass jeder einzelne Kunde mit der Aufgabe seiner Privatsphäre bezahlt, ist hinlänglich bekannt. Die Aktualisierung der Datenschutzerklärung, die die Zusammenführung der Profildaten aller Google Services ermöglicht, ist nur eines der Beispiele. Jahrelang konnte man sich an die Google Services gewöhnen. Erst hat man die Suchmaschine so ausgiebig genutzt, dass sich das Wort „googeln“ im deutschen Sprachgebrauch synonym für „suchen im Internet“ etabliert hat. Mit jeder Suchanfrage erfährt der US-Konzern damit, welche Themen gerade „heiß“ sind. Sofern der Suchende eingeloggt ist, lässt sich über die Zeit ein lückenloses Webprotokoll bzw. Interessenprofil erstellen. Es folgten Maps, Youtube, GMail und Google+. In Summe weiß Google, wo sich bevorzugte Restaurants und Hotels befinden, welche Musik oder Videos man toll findet, welchen Leuten man Emails schreibt und dank des sozialen Netzwerks auch Geschlecht, Alter und Wohnort.

Das Problem aber bleibt: Wissen macht die Kuh nicht fett, harte Währung kann man nur verdienen, wenn man dieses Wissen ausnutzt und Werbung schaltet. Das Wissen über den Nutzer dient allein dazu, Werbetreibenden das glaubwürdige Versprechen geben zu können, dass die eigene Anzeige genau den Nutzer erreicht, der das Beworbene zu kaufen bereit ist. Und dafür kassiert Google.

Jedes werbetreibende Schäfchen ins Trockene bringen

Damit die Geldquelle nicht versiegt, kümmert man sich um jeden einzelnen Werbetreibenden. Das erfährt man am einfachsten, wenn man sich bei Google Adwords anmeldet und nach der Registrierung nicht sofort eine Werbekampagne schaltet. Das ist mir eher zufällig widerfahren. In einer Computerzeitschrift prangte Anfang des Jahres ein 75 Euro Gutschein für Onlinewerbung. Das konnte ich mir als Betreiber eigener Webseiten nicht entgehen lassen. Letztlich hielt mich aber meine eigene Faulheit und die Tatsache von meiner ersten Kampagne ab, dass ich mir bis zum Ende nicht sicher war, wo ich meinen Gutscheincode hätte eingeben müssen.

So bleibt mein Konto bislang unbenutzt. Das will Google offenbar aber nicht hinnehmen. Schon einige Tage nach meiner Adwords Registrierung bekam ich per Mail die erste Erinnerung: Online-Werbung ist jetzt noch einfacher und schneller. Um meine Motivation für einen erneuten Anlauf zu steigern, lag der Mail ein 50 Euro Gutschein bei.

Zu einem persönlichen Gespräch eingeladen wurde ich nach zwei weiteren Tagen resoluten Schweigens. Eine nett klingende Mitarbeiterin eines Dienstleistungsunternehmens, das für Google tätig ist, möchte sich telefonisch mit mir unterhalten. Sie ist Adwords Spezialistin und möchte mir bei meinen ersten Schritten helfen, Google mit zu finanzieren…

Update: sich selber nicht so wichtig nehmen

Nachdem ich von dem Angebot eines Telefongesprächs auch keinen Gebrauch gemacht habe, scheint Google mitsamt Dienstleistern vorerst das Interesse an mir verloren zu haben. So wichtig scheine ich für die Bilanz des Internetriesen doch nicht zu sein. Stattdessen meldet sich aber höflich der Personalchef der nett klingenden Dienstleistermitarbeiterin mit der Bitte, ihren Namen aus meinem Blog zu entfernen. Zwei Dinge dazu: 1. ich wollte mit diesem Blogpost niemanden diffamieren oder anprangern. Und 2. scheinbar gibt es doch Leute, die mein Blog lesen. Vielleicht lohnt es sich doch, hier Werbung zu schalten.

 

Kostenloses Nutzungskontingent für Amazon Web Services

Die Vielfalt der Amazon Web Services ist gelinde gesagt abschreckend, wenn man sich dem Thema Cloud Computing das erste Mal nähern will. Das liegt aber auch daran, dass die Nutzung sofort mit Kosten verbunden ist. Damit nicht allzu viele potentielle Kunden zu Konkurrenten mit kostenlosen Einstiegstarifen abwandern – beispielsweise phpfog.com -, bietet Amazon Neukunden ein Jahr lang einen Teil seiner Infrastruktur-Ressourcen kostenlos an.

Enthalten ist zuerst einmal eine Micro EC2 (Elastic Cloud) Instanz mit 750 Stunden Rechenkapazität. Wie bei Amazon üblich wird nur die Nutzung bezahlt, d.h. wenn der Server nichts zu tun hat bzw. die CPU nicht belastet wird, geht das nicht zu Lasten des Stundenkontingents. Passend dazu gibt es einen 750 Stunden Load Balancer, der sich natürlich nur lohnt, wenn man mehr als eine Instanz am Laufen hat.

Zur Speicherung von Daten und Ressourcen (Dateien) steht eine Vielzahl von Services bereit, u.a. Amazon Elastic Block Store (EBS), Amazon Simple Storage Service (S3) oder auch Amazon SimpleDB, das sich noch im Betastatus befindet. Eine Übersicht findet man auf AWS in der Rubrik EC2 – Preise:

Eine detailliertere Übersicht findet sich hier.

SPDY hält Einzug in den Firefox

SPDY ist schon seit längerem im Chrome im Einsatz – hält sich dort aber im Hintergrund. Der Browser schaltet automatisch von HTTP um, wenn Daten von einem Google Server abgerufen werden. Da SPDY wie HTTP auf TCP aufsetzt, bedarf es in der Infrastruktur keiner Anpassung, allerdings muss der Webserver das Anfrageprotokoll unterstützen. Bisher tun das die wenigsten Webserver. Aber das könnte sich bald ändern.

Wie bekannt gegeben wurde, wird SPDY in den Mozilla Sourcecode aufgenommen und soll ab Version 11 freigegeben werden – also im ersten Quartal 2012. Damit kommt der potentielle HTTP-Nachfolger weltweit schlagartig auf 50% Marktanteil. Das macht es für die Hersteller von Webservern attraktiv, sich mit dem neuen Protokoll zu beschäftigen. Google hat bereits vorgelegt und ein bislang wenig verbreitetes Modul für den Apache Webserver und auch für NodeJS veröffentlicht.

Im Wesentlichen ist SPDY dem Hypertext Transfer Protocol überlegen, weil es sich besser an den aktuellen Anforderungen orientiert. Durch die steigende Komplexität von Webseiten werden pro Seitenaufruf mehr unterschiedliche Ressourcen (Text, Grafiken, Styles, Skripte…) benötigt. SPDY kann pro Anfrage mehrere Ressourcen auf einmal anfragen, führt eine Priorisierung ein und sorgt durch Komprimierung für weniger Traffic bei gleichzeitig hoher Sicherheit (durch Verschlüsselung). Darüber hinaus kann der Webserver den Client kontaktieren, um Ressourcen nachzuliefern.

Für Neugierige: Wie Golem berichtet, lässt sich SPDY im Tree „mozilla-inbound“ bereits aktivieren. Über about:config reicht dazu ein Eintrag true bei network.http.spdy.enabled.

SAS: Streit um Programmiersprache

EU-Generalanwalt bedient sich einer Methapher, die auch schon bei der Klageschrift Pate gestanden hat: Computerprogramme sind nach EU-Recht wie Literatur anzusehen und fallen damit unter das Urheberrecht. Das Kopieren von Programmcode ist damit eine Straftat. Soweit ist das unbestritten, aber gilt das nach Ansicht von Bot nicht für die Sprache selbst: BASE SAS ist öffentlich zugänglich und vergleichbar mit der Sprache, in der ein Roman geschrieben ist – nicht mehr als ein Hilfsmittel.

Das bedeutet im Klartext: wer immer eine Software schreibt, die eine allgemein zugängliche Programmiersprache interpretiert bzw. kompiliert und darauf basierende Funktionalität ausführt, macht sich nicht strafbar. Das gilt auch dann, wenn die interpretierte Sprache bislang nur von der kommerziellen Software des Spracherfinders eingesetzt wird – solange das Programm selbst keinen Quellcode des kommerziellen Vorbild kopiert. SAP wäre demnach machtlos gegen einen ABAP-Interpreter, Oracle könnte sich erst einmal nicht gegen Java-Implementierungen wehren – die Patent-Debatte lassen wir mal aussen vor.

Dass das US-Unternehmen SAS Institute dagegen vor Gericht zieht, ist allerdings allzu verständlich: Die Exklusivität der hauseigenen Software in Bezug auf die verwendete Sprache ist ein gewichtiges Argument in der Preispolitik. Jeder Konkurrent, der BASE-PRogrammierer mit preisgünstiger Alternativ-Software versorgt, macht den lukrativen Markt der Unternehmenskunden kaputt. Allerdings gehen SAS nach dem Votum des Generalanwalts die juristischen Mittel aus. Was bleibt noch? Zum einen könnte man die Dokumentation von BASE SAS exklusiv für Kunden zugänglich machen. Damit macht man sich aber vielleicht den Markt kaputt, wo man doch traditionell auch mit Universitäten zusammenarbeitet und offenherzig Dokumente veröffentlicht. Zum anderen könnte man World Programming aufkaufen. Aber damit macht man sich erpressbar. Jedes beliebige Softwarehaus könnte auf die Idee kommen, BASE SAS zu interpretieren und auf ein Kaufangebot aus Cary zu warten. Wenn die ersten beiden Alternativen ausfallen, kann man noch mit der Patentklatsche kommen und den Konkurrenten zur Kasse bitten. Wie das geht, kann man sich von Larry Ellison von Oracle im Detail erklären lassen. Oder aber man ignoriert den britischen Konkurrenten…

Native Windows-Unterstützung für Node.js

Node 0.6 kommt für Windows mit einem MSI-Installer, der im wesentlichen nichts anderes tut, als die zentrale node.exe in den Standard-Programm Ordner zu kopieren und den Verzeichnispfad in die Umgebungsvariabel PATH einzutragen, damit der Server von jedem Pfad aufrufbar ist, ohne auf der Kommandozeile zum Standort zu wechseln. Vielleicht gerade weil die Installation so leicht ist, sieht der Wizard auch keine Notwendigkeit, dem Installateur eine Wahlmöglichkeit zu lassen, ob das PRogramm gegebenenfalls in ein anderes Verzeichnis installiert werden soll – aber wir wollen von der ersten Installerversion nicht zu viel erwarten. Nach der „Installation“ lässt sich der Server über die Kommandozeile starten.

Wer sich noch nicht mit serverseitigem JavaScript auskennt und noch eine Anleitung braucht, wie man erste Programme mit Node.js schreibt, ist bei dem Video-Tutorial von Christopher Roach bei Nettuts+ gut aufgehoben. Das Video bezieht sich bei der Installation der Software zwar zuerst auf die Unix; in Anbetracht der oben beschriebenen einfachen Installation kann man diesen Teil (die ersten 6:10 Minuten) aber getrost übrspringen. Danach implementiert Christopher in aller Kürze einen Webserver, der „Hello World“ ausgibt – ein Beispiel, das ursprünglich von der Node.js Webseite stammt – bevor er noch auf Umgebungsvariablen von Node.js eingeht. Sehenswert und eingänglich!

Fazit: Der Sprung von einem altbekannten LAMP Umfeld zu Node.js fällt erstaunlich leicht. Gerade weil JavaScript clientseitig allseits bekannt ist, ist die Einarbeitung extrem schnell. Wer jetzt Blut geleckt hat, findet weitere Video-Tutorials zum Thema bei nettuts@blip.tv.