Energieeffizientes Funkprotokoll Bluetooth Low Energy | Bluetooth Smart

Der bekannte Industriestandard Bluetooth hat sich als kabellose Funkverbindung zwischen Computern und einzelnen Geräten sowie besonders im mobilen Bereich längst einen Namen gemacht. Mit der Einführung von Bluetooth Smart oder Bluetooth Low Energy wurde das System auch für die Hausautomation interessant, da diese Version auch die Nutzung batteriebetriebener Komponenten ermöglicht, ohne deren Energie übermäßig schnell zu verbrauchen. Trotzdem steckt die Kurzstreckenfunkverbindung im Bereich der Hausautomation noch in den Kinderschuhen. Wer sein Smart Home jetzt mit entsprechenden Geräten ausrüstet, ist dafür noch hautnah bei der Entwicklung dabei.

Das Logo von Bluetooth

Entwicklung von Bluetooth

Bevor wir hier auf die Einsatzbereiche von Bluetooth im Smart Home zu sprechen kommen, gibt es hier ein paar Hintergrundinformationen zu dieser Kurzstreckenfunkverbindung. Der Industriestandard ist den meisten Personen, die sich für das Thema Hausautomation interessieren, zumindest namentlich bekannt. Es handelt sich dabei um ein Funksystem zur Datenübertragung zwischen verschiedenen Geräten. So können zum Beispiel Dateien von einem Mobilfunkgerät auf ein andere Smartphone übertragen oder eine Tastatur mit einem Tablet verbunden werden.

Die ursprüngliche Entwicklung des Funkstandards geht auf die 1990er Jahre zurück. Die hauptsächliche Entwicklungsarbeit entfiel dabei auf den Schweden Sven Mattisson und den Niederländer Jaap Haartsen (Informatikprofessor), die für das Unternehmen Ericsson tätig waren. Die Unternehmen Intel und Nokia ergänzten Bluetooth, sodass der Standard heute Kabelverbindungen zwischen mobilen Kleingeräten und der Computerperipherie quasi überflüssig macht. Die genannten Unternehmen bilden, zusammen mit weiteren Big Playern der Branche, die Bluetooth Special Interest Group (kurz SIG). Die Bezeichnung des Standards geht auf den dänischen König Harald Blauzahn zurück (im Englischen Harald Bluetooth). Das Logo setzt sich daher aus zwei altnordischen Runen für die Buchstaben B und H zusammen.

Das Funksystem hinter Bluetooth

Der Industriestandard Bluetooth ist den meisten Personen, die sich für das Thema Hausautomation interessieren, zumindest namentlich bekannt. Es handelt sich dabei um ein Funksystem zur Datenübertragung zwischen verschiedenen Geräten. So können zum Beispiel Dateien von einem Mobilfunkgerät auf ein anderes Smartphone übertragen oder eine Tastatur mit einem Tablet verbunden werden. Das hinter Bluetooth stehende Funkprotokoll ist ein sogenanntes Wireless Personal Area Network (kurz WPAN). Bluetooth ist nur zur Überbrückung kürzerer Distanzen geeignet. Der Funkstandard überbrückt dabei Entfernungen zwischen ca. 0,2 und 50 m. Die Bezeichnung des Funkstandards leitet sich daher davon ab, dass mit diesem nur der eigene persönliche Bereich, also das unmittelbare Umfeld, abgedeckt werden kann.

Bluetooth Smart auf dem Weg ins Smart Home

Einen Bezug zur Hausautomation kam mit Bluetooth 2.0 auf. Ab dieser Version gab es erstmals Geräte für das Smart Home bzw. Alarmsysteme, die mit diesem Funkstandard arbeiteten. Allerdings zeigte sich als Nachteil der hohe Energieverbrauch dieses Systems. Der Einsatz von batteriebetriebenen Smart Home Geräten war so kaum möglich, da deren Kapazität zu schnell erschöpft wurde. So konnte Bluetooth in der Hausautomation zunächst nur in kabelgebundenen Geräten eingesetzt werden, etwa in Lampen und Leuchten.

Der notwendige Schritt, den Industriestandard auch in der Hausautomation zu etablieren, ergab sich durch die Einführung einer Ergänzung zum Bluetoothstandard. Die neue Protokoll.Architektur Bluetooth Low Energy (BLE) wurde im April 2009 in Tokio vorgestellt (Vorgängerversionen bereits seit 2006) und steht für eine besonders energiesparende Betriebsweise. BLE sendet im Bereich von 2,4 GHz und ist daher mit der Version 2.1 verträglich. Geräte, die mit dem heutigen Bluetoothstandard von 4.0 und höher agieren, sind allerdings nicht alle nach unten kompatibel. Die Übertragungsrate liegt bei Bluetooth Low Energy bei maximal 1 MBit/s. Für das Smart Home ist dies allerdings ausreichend, da für die Hausautomation oft nur kurze Datenpakete übertragen werden müssen.

Aktueller Stand in der Hausautomation

Hersteller wie Elgato Eve und Archos System bieten heute Smart Home Produkte an, die auf dem Bluetooth BLE Standard basieren. Archos ist ein französisches Unternehmen und hat Anfang 2014 eine Serie von Bluetooth-Produkten mit der Bezeichnung Connected Home für das Smart Home auf den Markt gebracht. Zu der Serie gehört ein mit einer Steuerungsapp ausgestattetes Tablet, welches somit als Steuerzentrale dient. Dazu kommen eine Überwachungscam im Miniformat, eine Wetterstation (Weather Tag) sowie ein Kontrollinstrument für Fenster und Türen (Movement Tag). Über das Tablet und einen Internetzugang kann der Nutzer aus der Ferne feststellen, ob Zuhause alles ok ist. Weitere Smart Home Komponenten sind der sogenannte Smart Plug sowie der Motion Ball. Beim Smart Plug handelt es sich um einen Zwischenstecker, mit dem elektrische Geräte aus der Entfernung aus- oder eingeschaltet werden können. Beim Motion Ball handelt es sich um einen Bewegungssensor, der sich den Sicherheitskomponenten einer Smart Home Ausstattung zuordnen lässt. Insgesamt bietet Archos mit der Hausautomation über Connected Home die Verwaltung von bis zu 35 einzelnen Komponenten an. Davon können gleichzeitig bis zu 13 Geräte aktiviert sein. Das zugehörige Tablet muss nicht zwangsweise verwendet werden. Die Steuerungsapp kann auch auf anderen Geräten installiert werden.

Vor- und Nachteile des Bluetoothstandars im Smart Home

Bluetooth Low Energy (Smart) zeichnet sich durch einen niedrigen Energieverbrauch aus. Das System arbeitet sehr zuverlässig und sicher. Es ist für den Anwender recht einfach konzipiert, zumal dieser das System ja in der Regel nicht erst durch die Hausautomation kennenlernt, sondern bereits auf dem Smartphone oder zur kabellosen Verbindung von Peripheriegeräten (Drucker, Scanner, Tastatur usw.) mit dem Computer, Notebook oder Tablet einsetzt. Die Preise variieren noch recht deutlich, sodass man diesen Smart Home Funkstandard weder als besonders günstig, noch als überteuert darstellen kann.

Den Vorteilen gegenüber stehen die Nachteile des Systems. Ähnlich wie bei ZigBee bestehen verschiedene Protokolle, die eine Interoperabilität verhindern. Mit Android ist die energiesparende Bluetooth Technik für die Hausautomation beispielsweise erst ab der Version 4.3 kompatibel. Die Reichweite der Signale ist außerdem recht begrenzt und liegt bei etwa 10 Metern innerhalb von Gebäuden.

Fazit - Bluetooth Smart im Smart Home noch etwas Zeit geben

Wer gern bei neuen Entwicklungen mit dabei ist, der kann diese bei BLE in der Hausautomation noch hautnah miterleben. Interessenten, die sich ein erprobtes System wünschen und ihr Smart Home mit diversen Komponenten ausstatten möchten, sollten sich derzeit eher einem erprobteren System zuwenden und dem Bluetooth Smart Standard noch etwas Spielraum zur Entwicklung lassen.

Weitere Informationen zu Bluetooth finden Sie auf Bluetooth.com

homeandsmart Redaktion Alina Günder

Als Redakteurin der ersten Stunde hat Alina viele Themenformate des home&smart-Teams mitgeprägt. Ihre kreativen Ideen beschränken sich dabei nicht nur auf aktuelle Smart-Home-Trends – sie ist ihrer Zeit immer einen Schritt voraus. Dabei im Fokus: Wie kann smarte Technik unseren Alltag verbessern?

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