Raspberry Pi &
Z-Wave mit Razberry
Von Peter Eulberg für
28.06.2014
Peter Eulberg
Kurzvorstellung
» Peter Eulberg – Freiberuflicher IT Berater in Mainz
» Leistungsspektrum umfasst u.a.
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Peter Eulberg
Agenda
28.06.2014
Hausautomatisation: Anforderungen und Basistechnologien
Hands on
Z-Wave: Vorteile, Einführ...
Hausautomatisation
Anforderungen und Basistechnologien?
Credits: http://www.der-werftverein.de/images/jumo205/jumo205_getr...
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Hausautomatisation &
Smart Home
» Oder auch Intelligentes Wohnen, Intelligent Home, Internet of Things (IoT)...
Peter Eulberg
Beispielhafte Ziele & Aspekte
eines „klugen Hauses“
» Komfort:
Einzelraumtemperaturregelung bspw. bei An- un...
Peter Eulberg
Realität
» Teuer: Je smarter das Haus, desto teurer die Installation
» Kompliziert: Es existieren verschiede...
Peter Eulberg
Basistechnologien
Subjektive Auswahl, nur die m.E. aktuell relevanten
» EIB/KNX
» Wohl der Standard mit den ...
Peter Eulberg
Basistechnologien II
Subjektive Auswahl, nur die m.E. aktuell relevanten
» WLAN & TCP/IP
» Sehr offen, verbr...
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Z-Wave
Vorteile, Einführung, Geräte
http://hdwallsource.com/wave-wallpaper-12053.html/wave-wallpaper-12053
Peter Eulberg
Warum Z-Wave
Warum ich mich für diesen Funk-basierten Standard entschieden
habe:
» Relativ preiswert (und im...
Peter Eulberg
Über Z-Wave
» Entwickelt vom dänischen Start-Up Zen-Sys, 2008 von Sigma Designs übernommen
» 9600 bit/s bis ...
Peter Eulberg
Z-Wave Geräte – einige Beispiele
Controller
» USB-Sticks bspw. f. Windows, Razberry, Vera 3, …
Sensoren
» Ta...
Peter Eulberg
Mitgebrachte Geräte
Fibaro Tür/Fenster Sensor (Reedkontakt)
» Feuert bei Statusänderung Event: offen/zu
» St...
Razberry
Z-Wave Hard- & Software für den RPi
http://images6.fanpop.com/image/photos/34600000/Red-Raspberries-3-colors-3461...
Peter Eulberg
Razberry
» http://razberry.z-wave.me/
http://forum.z-wave.me/
» razberry.z-wave.me/docs/razberry.pdf
» Koste...
Peter Eulberg
Externe Antenne
» Erhöhung der Reichweite durch den Anbau einer externen Antenne
» Muss für 868 MHz geeignet...
Hands on
Razberry Interfaces
http://monsignormonk.blogspot.de/2011/08/holiness-of-dirty-hands.html
Peter Eulberg
Hands on / Demo
Web Interfaces
» Flug über das Expert Interface
» Switch & LED an/aus
» Reed Kontakt Status ...
Peter Eulberg
Z-Wave Mesh Netzwerk
28.06.2014
» Routing Tabelle eines Z-Wave Mesh Netzwerks
Folie 20 von 22
Peter Eulberg
Z-Way Device API Data Model
28.06.2014 Folie 21 von 22
Von der Entwicklerdokumentation: razberry.z-wave.me/d...
Peter Eulberg
Vielen Dank!
http://eulberg.info
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Raspberry Pi und Z-Wave - Razberry - Eine Einführung

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Dies ist die Präsentation zu einem Vortrag, den ich am 28.06.2014 auf der Veranstaltung "Pi and more" in Trier gehalten habe. Nachdem kurz auf Ziele, Standards und weitere Bussysteme für Hausautomatisation eingegangen wird, werden Z-Wave, das Razberry Board (Z-Wave Adapter), dessen Linux Service und die entsprechenden Webinterfaces gezeigt und die Funktionsweise beispielhaft erklärt.

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Raspberry Pi und Z-Wave - Razberry - Eine Einführung

  1. 1. Raspberry Pi & Z-Wave mit Razberry Von Peter Eulberg für 28.06.2014
  2. 2. Peter Eulberg Kurzvorstellung » Peter Eulberg – Freiberuflicher IT Berater in Mainz » Leistungsspektrum umfasst u.a. » Digitalisierung von Geschäftsprozessen, bspw. Online-Marketing, -Interessentenmanagement, -Vertrieb » Webtechnologien, Enterprise Applications,…. » Anforderungsspezifikationen & Konzeption » IT Beratung generell, auch im Auftrag von Agenturen » …. » Seit 2008 zertifizierter Project Management Professional® » Mehr zu mir & Kontaktinfos auf http://eulberg.info 28.06.2014 Folie 2 von 22
  3. 3. Peter Eulberg Agenda 28.06.2014 Hausautomatisation: Anforderungen und Basistechnologien Hands on Z-Wave: Vorteile, Einführung, Geräte Razberry: Z-Wave Hard- & Software für den Raspberry Pi Folie 3 von 22
  4. 4. Hausautomatisation Anforderungen und Basistechnologien? Credits: http://www.der-werftverein.de/images/jumo205/jumo205_getriebe_2.jpg
  5. 5. Peter Eulberg Hausautomatisation & Smart Home » Oder auch Intelligentes Wohnen, Intelligent Home, Internet of Things (IoT), … » Definition Wikipedia: Smart Home dient als Oberbegriff für technische Verfahren und Systeme in Wohnräumen und -häusern, in deren Mittelpunkt eine Erhöhung von Wohn- und Lebensqualität, Sicherheit und effizienter Energienutzung auf Basis vernetzter und fernsteuerbarer Geräte und Installationen sowie automatisierbarer Abläufe steht. » Generell sind meist folgende Elemente im Einsatz: » Sensoren: Wandeln Prozesszustände in Informationen um und sind dadurch Informationsquellen. bspw. Licht, Temperatur, Reed, Bewegungsmelder, Taster, … » Aktoren: wandeln Informationen in Prozessenergie um bspw. Rolladen- und Garagenmotor, Licht (inkl. Helligkeit und Farbe), Heizung, … » Schaltzentralen: Ist oft „Herr über die Geräte im Netz“; notwendig für Logik: „Wenn - dann…“ bspw. Computer, Appliances, z.B. Gira Homeserver für EIB » Gateways: Verbindet Netze, bspw. Philips Hue Box: WLAN <-> ZigBee » Kabel- und Funkverbindungen » Stromquelle(n): ggf. mit unterbrechungsfreier Stromversorgung (USV/UPS). 28.06.2014 Folie 5 von 22
  6. 6. Peter Eulberg Beispielhafte Ziele & Aspekte eines „klugen Hauses“ » Komfort: Einzelraumtemperaturregelung bspw. bei An- und Abwesenheit Lichtszenen per Fernbedienung oder automatisch nachts auf dem Weg zur Toilette Jalousien- und Rollladensteuerung mit Fernbedienung und (teil-)automatisch Bewässerung des Gartens » Sicherheit: Innenraumüberwachung auf Bewegung bei Abwesenheit, ggf. Benachrichtigung eines Wachdienstes Aufzeichnung von Video bei Bewegung im Garten » Energie sparen: Einzelraumtemperaturmessung und -regelung Heizkörper schließen bei geöffnetem/gekipptem Fenster Heizung bei Abwesenheit herunterfahren und vor erwarteter Anwesenheit wieder hochfahren » Vernetzung von Haushaltsgeräten, bspw. Waschen mit preiswertem Strom » Vernetzung von Unterhaltungselektronik, nutzen gemeinsamer Quellen, … 28.06.2014 Folie 6 von 22
  7. 7. Peter Eulberg Realität » Teuer: Je smarter das Haus, desto teurer die Installation » Kompliziert: Es existieren verschiedenste, nicht kompatible Standards » Teuer und ahnungslos: Der Elektriker will Konstrukteur und Händler sein, er ist kein Berater, der vielleicht nur eine Abnahme macht » Heizungsfachmänner sind noch weniger interessiert als Elektriker » Aktuelle Smart Meter und smarte Heizungssteuerungen schicken ihre Informationen oft ins Internet auf ein Portal. Ein direkter Zugriff auf die Daten durch den Nutzer ist nicht vorgesehen. Es existiert kein API. » Der Nutzer soll nur Nutzer sein, nicht selbst eingreifen können oder gar selbst etwas dazu installieren. » Meines Wissens kein „Schlüssel System“ verfügbar. » Kein klarer Favorit für eine „Basistechnologie“. 28.06.2014 Folie 7 von 22
  8. 8. Peter Eulberg Basistechnologien Subjektive Auswahl, nur die m.E. aktuell relevanten » EIB/KNX » Wohl der Standard mit den meisten Mitgliedern und den meisten Geräten » Teuer, geschützter Markt, Bus soll vom Fachmann installiert und parametrisiert werden » Mitglieder und Hersteller sind bspw.: Busch Jäger, Gira, ABB, Warema, Somphy, … » EnOcean » Ein „aufsteigender Stern“; Spin-Off von Siemens 2001; Batterielose Funksensorik » Einsatz von kleinen Solarzellen und Piezotechnologie als Energiequelle um Datagramme zu senden » Ähnlich teuer und geschützt wie EIB/KNX » ZigBee (Pro) » ZigBee spezifiziert verschieden Layer. Die Standards sind verschieden alt und verschieden weit verbreitet. ZigBee Home Automation Standard ist relativ jung. Prominentestes Beispiel ist Philips Hue. » Aktuell verfügbares Ökosystem ist klein und relativ teuer. 28.06.2014 Folie 8 von 22
  9. 9. Peter Eulberg Basistechnologien II Subjektive Auswahl, nur die m.E. aktuell relevanten » WLAN & TCP/IP » Sehr offen, verbraucht viel Strom » Kein Standard oberhalb von TCP/IP für Hausautomatisation, vielleicht UPnP für Multimedia » Es gibt einzelne Geräte, bspw. Steckdosen » Bluetooth (LE) » Ein „aufsteigender Stern“, da besonders Bluetooth Low Energy Profile (LE) in die Handys Einzug gehalten hat » Es gibt aber meines Wissens nach noch keine Bluetooth LE Steckdose o.ä. in Europa » HomeMatic » Proprietärer Standard von eQ-3 (Conrad und ELV) » Relativ preiswert, viele Geräte verfügbar » Alles graue Boxen von einem Hersteller » Z-Wave » Etwas preiswerter als EIB/EnOcean, gerade ausreichend großes Ökosystem » Mein aktueller Favorit 28.06.2014 Folie 9 von 22
  10. 10. Peter Eulberg Z-Wave Vorteile, Einführung, Geräte http://hdwallsource.com/wave-wallpaper-12053.html/wave-wallpaper-12053
  11. 11. Peter Eulberg Warum Z-Wave Warum ich mich für diesen Funk-basierten Standard entschieden habe: » Relativ preiswert (und immer noch nicht absolut preiswert), bspw. ein Schalter 30-40 Euro » Chinesen produzieren auch Produkte – Preisdruck » Viele Module in Deutschland jetzt verfügbar » Relativ offen – Hackability ist ziemlich gut mit Razberry für Raspberry Pi » Relativ gute Softwareunterstützung von zwave.me 28.06.2014 Folie 11 von 22
  12. 12. Peter Eulberg Über Z-Wave » Entwickelt vom dänischen Start-Up Zen-Sys, 2008 von Sigma Designs übernommen » 9600 bit/s bis 100 kbit/s » Frequenz in Europa 868,42 MHz, USA 908,42 MHz, Australien/Neuseeland 921,42 MHz » Ein Netzwerk kann bis zu 232 Nodes haben » Es gibt immer einen Controller, es können Sub-Controller & Gruppen existieren » Maximale Distanz zwischen 2 Nodes etwa 30 Meter im offenen Raum » Nodes mit permanenten Stromanschluss können Mesh-Routing betreiben » Sehr stromsparend » Typischerweise schläft eine Node und wacht alle 15 Minuten auf und sendet ihren Status zum Controller » Bei Events sendet die Node direkt » Um eine Node in ein Netzwerk einzubinden, muss der Controller im „Lern-Modus“ sein und an der Node ein Taster gedrückt werden (ähnlich DECT) » Das Netzwerk ist statisch und muss explizit in einen lernenden Routing-Modus gebracht werden 28.06.2014 Folie 12 von 22
  13. 13. Peter Eulberg Z-Wave Geräte – einige Beispiele Controller » USB-Sticks bspw. f. Windows, Razberry, Vera 3, … Sensoren » Taster, Reedkontakte, Bewegungsmelder, … » Fernbedienungen » Temperatur, Feuchtigkeit, Rauchmelder … » Türschlösser Aktoren » Stromschalter, Dimmer, … » LED Controller, Lampen, … » Thermostate » Türschlösser, Jalousiesteuerungen 28.06.2014 Folie 13 von 22
  14. 14. Peter Eulberg Mitgebrachte Geräte Fibaro Tür/Fenster Sensor (Reedkontakt) » Feuert bei Statusänderung Event: offen/zu » Statusabfrage beim nächsten Aufwachen » Kann nach Einbau von DS18B20 Temperatur messen Fibaro 2fach Schalter » 2x 1,5 kW Schalter – Aktor » 2x Schalter anschließbar – Sensor Zipato RGBW LED Licht » E27 dimmbares LED Licht » RGB Farbe einstellbar (aktuell nicht in Software implementiert) 28.06.2014 Folie 14 von 22
  15. 15. Razberry Z-Wave Hard- & Software für den RPi http://images6.fanpop.com/image/photos/34600000/Red-Raspberries-3-colors-34611042-640-480.jpg
  16. 16. Peter Eulberg Razberry » http://razberry.z-wave.me/ http://forum.z-wave.me/ » razberry.z-wave.me/docs/razberry.pdf » Kostet bei http://store.zwaveeurope.com/product_info.php?products_id=12362 etwa 60 Euro » Installation: wget -q -O – http://razberry.z- wave.me/install|sudo bash » http://<rpi-ip-address>:8083 » Lässt sich komplett über Webinterface bedienen » Hat Javascript & JSON API » Kann auch über Javascript an der Shell programmiert werden » Hat Hooks an der Shell für beliebige Programme 28.06.2014 Folie 16 von 22
  17. 17. Peter Eulberg Externe Antenne » Erhöhung der Reichweite durch den Anbau einer externen Antenne » Muss für 868 MHz geeignet sein » Bspw. PSKN3 mit entsprechendem Pigtail 28.06.2014 Folie 17 von 22 Signal Ground/Shield
  18. 18. Hands on Razberry Interfaces http://monsignormonk.blogspot.de/2011/08/holiness-of-dirty-hands.html
  19. 19. Peter Eulberg Hands on / Demo Web Interfaces » Flug über das Expert Interface » Switch & LED an/aus » Reed Kontakt Status Änderung / Temperatur Automation / Interface » Licht an/aus bei Reedkontakt öffnen Javascript API » http://192.168.178.54:8083/JS/Run/zway.devices[16].instances[1].commandClass es[0x26].Set(0) Remote Control Interface » http://192.168.178.54:8084 Shell » Server z-way-server » Logfile 28.06.2014 Folie 19 von 22
  20. 20. Peter Eulberg Z-Wave Mesh Netzwerk 28.06.2014 » Routing Tabelle eines Z-Wave Mesh Netzwerks Folie 20 von 22
  21. 21. Peter Eulberg Z-Way Device API Data Model 28.06.2014 Folie 21 von 22 Von der Entwicklerdokumentation: razberry.z-wave.me/docs/zway.pdf
  22. 22. Peter Eulberg Vielen Dank! http://eulberg.info eulberg@prodyco.com

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