{"id":528440,"date":"2021-05-04T17:48:42","date_gmt":"2021-05-04T15:48:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.enocean-alliance.org\/?p=528440\/"},"modified":"2021-05-07T00:13:10","modified_gmt":"2021-05-06T22:13:10","slug":"funkstandards-fuer-intelligente-gebaeudeautomation","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.enocean-alliance.org\/de\/funkstandards-fuer-intelligente-gebaeudeautomation\/","title":{"rendered":"Funkstandards f\u00fcr intelligente Geb\u00e4udeautomation"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/p>\n

Bei der Auswahl von Funkstandards f\u00fcr Geb\u00e4udeautomation und -steuerung gibt es mehrere Alternativen. Welche ist die beste f\u00fcr Ihre Anforderungen? <\/strong><\/em><\/h2>\n

von Pete Smith<\/a>, Leiter Vertrieb und Marketing bei iaconnects<\/strong><\/p>\n

Die beiden beliebtesten Funkstandards f\u00fcr die Geb\u00e4udeautomation sind Zigbee und EnOcean. Daneben gibt es noch Bluetooth, Bluetooth Low Energy (BLE) und Z-Wave. Zigbee wird in der Geb\u00e4udeautomation f\u00fcr eine Vielzahl von Anwendungsbereichen eingesetzt. Die Hauptvorteile ergeben sich aus der Nutzung der weltweiten 2,4-GHz-Frequenz, die Daten\u00fcbertragungsrate, Reichweite und Latenzzeit innerhalb der erforderlichen Frequenz bietet. Zigbee ist kompatibel zu Mesh-L\u00f6sungen, so dass eine End-to-End-Kommunikation \u00fcber eine Vielzahl von Schnittstellen erfolgen kann. Es verwendet herstellergebundene Anwendungen, und die neueste Version 3.0 soll die Funktionsf\u00e4higkeit von Ger\u00e4ten verschiedener Anbieter verbessern. Dies schlie\u00dft auch die Unterst\u00fctzung energieautarker Module durch Zigbee Green Power ein. Mit zahlreichen Komponentenlieferanten und einer Allianz von mehr als 300 Mitgliedsunternehmen ist es auf dem globalen Markt f\u00fcr Endverbraucherprodukte wie dem Philips Hue-System gut etabliert.<\/p>\n

Bluetooth neigt zu Frequenzspr\u00fcngen und hat im Vergleich zu anderen IoT-Protokollen eine tendenziell geringere Reichweite. Es ist jedoch eines der bekanntesten Protokolle, da Hersteller von Autos, Smartphones, Tablets und Wearable-Technologien (z.B. Kopfh\u00f6rer) Bluetooth in ihre Ger\u00e4te integrieren. Das Standard-Bluetooth-Protokoll verwendet ebenfalls 2,4-GHz-Funkwellen, wobei die Datenpakete an einen von 79 Kan\u00e4len gesendet werden. Eine neuere Technologie namens Bluetooth Low Energy (BLE) eignet sich f\u00fcr IoT-L\u00f6sungen und bietet geringeren Stromverbrauch sowie h\u00f6here Flexibilit\u00e4t und Skalierbarkeit. BLE basiert auf dem Bluetooth 4.0-Standard und verf\u00fcgt \u00fcber 40 Kan\u00e4le mit einer Bandbreite von 2MHz. Diese gew\u00e4hrleisten eine Daten\u00fcbertragung von bis zu 3Mb\/s.<\/p>\n

Z-Wave wird als IoT-Protokoll immer beliebter. Es handelt sich hierbei um eine drahtlose Hochfrequenz-Kommunikationstechnologie, die vor allem f\u00fcr IoT-Heimanwendungen zum Einsatz kommt. Da Z-Wave in seinem eigenen Frequenzbereich arbeitet, kommt es nur selten zu nennenswerten Interferenzproblemen. Allerdings ist die Frequenz der Z-Wave-Ger\u00e4te ortsabh\u00e4ngig. Sie eignet sich vorzugsweise f\u00fcr Nachr\u00fcstungen im Privatbereich und nicht f\u00fcr kommerzielle Zwecke.<\/p>\n

Eine \u00fcberzeugende Alternative<\/strong><\/h1>\n

Im Gegensatz zu Zigbee, Bluetooth, BLE und Z-Wave wurde das EnOcean-Funkprotokoll von Anfang an mit Blick auf energieautarke Ger\u00e4te und Geb\u00e4udeautomation entwickelt.<\/p>\n

In Europa nutzt EnOcean die 868,3MHz-Frequenz, die sich gut f\u00fcr die \u00dcbertragung kurzer Datenpakete mit einer Rate von 125 kbit\/s eignet. EnOcean profitiert von extrem kurzen Latenzzeiten, die in der Praxis selbst bei zeitkritischen Ger\u00e4ten wie Schaltern nicht zu erkennen sind. Die Reichweite in Innenr\u00e4umen ist mit rund 30 m deutlich gr\u00f6\u00dfer als bei Zigbee. Dar\u00fcber hinaus ist das EnOcean-Protokoll als ISO\/IEC-Standard international anerkannt, so dass eine hohe Interoperabilit\u00e4t mit Ger\u00e4ten verschiedenster Anbieter aus der EnOcean Alliance \u2013 einer offenen Non-Profit-Organisation \u2013 mit mehr als 400 Mitgliedern, darunter viele aus dem Bereich der Geb\u00e4udeautomation, gew\u00e4hrleistet ist.<\/p>\n

Innerhalb einer \u00fcbergreifenden Infrastruktur k\u00f6nnen EnOcean-Ger\u00e4te direkt untereinander kommunizieren. Zudem wird die Integration von EnOcean-Ger\u00e4ten in Regler der Geb\u00e4udeautomation (DDC-System) durch die Bereitstellung von EnOcean-Schnittstellen durch viele Hersteller erleichtert; alternativ stehen weitere Gateway-L\u00f6sungen (z. B. EnOcean-IP, EnOcean-KNX, EnOcean-DALI etc.) zur Verf\u00fcgung. Verschiedenste Sensoren f\u00fcr die Geb\u00e4udeautomation sind von vielen Anbietern verf\u00fcgbar.<\/p>\n

\u00dcber die Heimautomation f\u00fcr Endverbraucher hinaus bietet EnOcean ein \u00d6kosystem, das sich ideal f\u00fcr den professionellen, qualitativ hochwertigen und zuverl\u00e4ssigen Betrieb eignet, der zudem jahrzehntelang wartungsfrei ist. In den 20 Jahren seit der Standardisierung des Protokolls wurde es in Millionen von Geb\u00e4uden installiert und h\u00e4lt, was es verspricht: niedrige CO2<\/sub>-Belastung und wenig Elektrosmog.<\/p>\n

Anwendungsf\u00e4lle stecken das Spielfeld ab<\/h1>\n

Die beiden etablierten Schl\u00fcssel-\u00d6kosysteme sind objektiv vergleichbar, wenn man ihre Eignung im Hinblick auf die verschiedenen Anwendungsbereiche ebenso bewertet wie die Herausforderungen, die sich aus Aufbau, Betrieb und Wartung der notwendigen Infrastruktur ergeben.<\/p>\n

Prof. Dr. Michael Kr\u00f6del vom IGT (Institut f\u00fcr Geb\u00e4udetechnik) stellt in seiner wegweisenden Studie zu Automatisierungs- und Steuerungstechnologien fest, dass Funkstandards zur Einbindung von Sensoren in entsprechende Anwendungen immer wichtiger werden. Ausgangspunkt seiner Studie sind die Anforderungen an die Raum- und Geb\u00e4udeautomation auf der einen Seite und diejenigen an „Smart Buildings“ auf der anderen Seite. Prof. Kr\u00f6del ber\u00fccksichtigte acht Kriterien, um eine Gesamtnote von 0 bis 2 f\u00fcr die Eignung zu vergeben.<\/p>\n

Auf dieser Basis erhielten Technologien, die auf ungeeigneten Frequenzb\u00e4ndern basieren (KO-Kriterium), die Note 0. EnOcean und Zigbee schafften die maximal m\u00f6gliche Bewertung, da Daten\u00fcbertragungsraten, Reichweite und Latenzzeiten weit im geforderten Bereich liegen.<\/p>\n

Da Zigbee jedoch auf 2,4 GHz l\u00e4uft, ist es anf\u00e4llig f\u00fcr St\u00f6rungen durch Wi-Fi-Netzwerke (die ebenfalls 2,4 GHz verwenden) und durch Mikrowellenherde. Dar\u00fcber hinaus hegen akademische Studien wie die von Prof. Axel Sikora und Prof. Voicu F. Groza Bedenken \u00fcber Zigbee in der Praxis und stellen fest: „Es gibt eindeutig ein Koexistenzproblem im 2,4-GHz-ISM-Band. … Besonders die Auswirkungen von IEEE 802.11 („Wi-Fi“)-Stationen mit hohem Tastverh\u00e4ltnis gegen\u00fcber IEEE802.15.4 („Zigbee“)-Stationen k\u00f6nnen \u00e4u\u00dferst kritisch sein, wenn die gleichen Tr\u00e4gerfrequenzen gew\u00e4hlt werden.“ (Quelle: https:\/\/computingonline.net\/computing\/article\/view\/318)<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen in Zigbee-Netzwerken Paketfehlerraten (Ausf\u00e4lle) von \u00fcber 90 % auftreten, wenn sie sich in der N\u00e4he eines Wi-Fi-Netzwerks auf demselben 2,4-GHz-Kanal befinden. Im Gegensatz dazu ist die EnOcean-Frequenz taktbegrenzt und praktisch frei von St\u00f6rungen.<\/p>\n

Standards f\u00fcr Herstellerabh\u00e4ngigkeit<\/h1>\n

Zigbee schneidet bei der Bewertung der Herstellerabh\u00e4ngigkeit schlechter ab, da das Protokoll nur teilweise standardisiert ist. Seine herstellerspezifische Implementierung und die geringe Multivendor-Interoperabilit\u00e4t stellen ebenfalls negative Bewertungspunkte dar. Erstens gibt es Dutzende verschiedener Zigbee-Versionen, zweitens verwenden viele Hersteller den Zigbee-Stack und modifizieren ihn leicht, so dass viele L\u00f6sungen nicht hersteller\u00fcbergreifend interoperabel sind. So ist es oft nicht m\u00f6glich, Lichtschalter oder Gl\u00fchbirnen von Hersteller A durch die von Hersteller B zu ersetzen, auch wenn beide die gleiche Zigbee-Version verwenden.<\/p>\n

EnOcean verf\u00fcgt \u00fcber ein standardisiertes Protokoll und eine hohe Bedienbarkeit, was es deutlich unabh\u00e4ngiger von Herstellern macht und die h\u00f6chste Punktzahl einbringt<\/p>\n

Infrastrukturen entsprechen Anforderungen<\/h1>\n

Beide Protokolle befinden sich im Mittelfeld, was die Leistungsf\u00e4higkeit ihrer Infrastruktur angeht. Bei Zigbee erfordert die Integration von Sensordaten eine eigene Infrastruktur, wenngleich die Mesh-Technologie zur Kostensenkung beitragen kann. EnOcean hingegen ben\u00f6tigt eine externe Backbone-Infrastruktur zur Einbindung von Sensordaten.<\/p>\n

\"\"Die Integration von Sensordaten in Geb\u00e4udeautomationssteuerungen (DDC-Systeme) zeigt weitere Unterschiede zwischen den beiden Protokollen auf. Mit EnOcean lassen sich Sensordaten mit IoT-Infrastrukturl\u00f6sungen wie MobiusFlow\u00ae, Geb\u00e4udeautomationsreglern (DDC-Systemen) entweder direkt oder \u00fcber IP-basierte Netzwerke integrieren. Zigbee hingegen verf\u00fcgt \u00fcber keine \u00e4quivalente Option f\u00fcr eine direkte Verbindung, kann also nur \u00fcber ein IP-Netzwerk integriert werden.<\/p>\n

MobiusFlow\u00ae ist eine IoT-Edge-Plattform, die in den letzten 15 Jahren von IAconnects Technology Ltd (iaconnects) entwickelt wurde, um eine herstellerunabh\u00e4ngige Konnektivit\u00e4t des Internets der Dinge (IoT) mit der Cloud oder lokalen Computern zu erm\u00f6glichen. Es kann in der Cloud, in geschlossenen sicheren Netzwerken, in Wi-Fi-basierten Systemen arbeiten oder eine eigene Datenverbindung (3G\/4G) nutzen, sofern es in Verbindung mit der kundenspezifischen Hardware von IA verwendet wird. Mehr \u00fcber MobiusFlow\u00ae erfahren Sie hier<\/a>.<\/p>\n

Energy Harvesting \u2013 ein entscheidender Vorteil<\/strong><\/h1>\n

Die konsequente Ausrichtung von EnOcean auf energieautarke Ger\u00e4te bringt einen weiteren Vorteil gegen\u00fcber dem Wettbewerb im Bereich der Geb\u00e4udeautomation mit sich. Denn s\u00e4mtliche EnOcean-Ger\u00e4te erf\u00fcllen das entsprechende Kriterium, w\u00e4hrend andere Protokolle, einschlie\u00dflich Zigbee, haupts\u00e4chlich auf Netz- oder Batteriestrom angewiesen sind. So ben\u00f6tigt etwa Zigbee zus\u00e4tzliche Energie f\u00fcr Mesh-Netzwerke, bidirektionale Kommunikation und verschiedene Overheads. Das verschlechtert den \u00f6kologischen Fu\u00dfabdruck und bringt zudem die Notwendigkeit mit sich, Leitungen zu verlegen oder Batterien zu warten. Teilweise ausgenommen hiervon ist Green Power Zigbee, das allerdings einen Gro\u00dfteil des Zigbee-Funktionsumfangs (Mesh etc.) nicht beinhaltet.<\/p>\n

Ganz gleich, ob f\u00fcr einzelne Sensoren oder komplette Geb\u00e4udeautomationsl\u00f6sungen \u2013 beide Protokolle m\u00fcssen sicher sein. Sowohl Zigbee als auch EnOcean eignen sich f\u00fcr die Datenverschl\u00fcsselung und sorgen damit f\u00fcr effektive Sicherheit im gesamten Geb\u00e4udenetzwerk.<\/p>\n

Was die Marktverf\u00fcgbarkeit angeht, so lassen sich mit Zigbee durchaus auch Geb\u00e4udeautomationsl\u00f6sungen realisieren. Im Gegensatz dazu bietet die EnOcean Alliance mit ihrer breiten Palette an Sensoren weit mehr Optionen in diesem Bereich. Bei der Bereitstellung von Mess- und Testger\u00e4ten und der dazugeh\u00f6rigen Dokumentation punkten sowohl EnOcean als auch Zigbee: Beides ist leicht verf\u00fcgbar und einfach zu bedienen.<\/p>\n

Das Gesamtergebnis lautet: \u201eEnOcean eignet sich hervorragend f\u00fcr Anwendungen in der Geb\u00e4udeautomation\u201c. Lediglich die erforderliche Backbone-Infrastruktur tr\u00fcbt die perfekte Bewertung. Der Einsatz von EnOcean-Sensoren in Kombination mit MobiusFlow\u00ae von iaconnects schafft leistungsstarke IoT-L\u00f6sung f\u00fcr intelligente Geb\u00e4ude.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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