Open Source im professionellen Einsatz
Linux-Magazin 02/2016
© Dennis van de Water, 123RF

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Mit dem Z-Wave-Protokoll auf dem Weg zum Smarthome

Licht gestalten

Ob Lampen per Fernsteuerung übers Internet angehen oder eine Pumpe die Topfpflanzen wässert: Home Automation erobert die Heime der Bastler. Die Z-Wave-Technologie bietet Geräte, die zuverlässig steuern und regeln – mit Hilfe von Perl.

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Im Screencast demonstriert Michael Schilli das Beispiel: http://www.linux-magazin.de/Ausgaben/2016/02/plus

Mit dem Einzug preiswerter Mini-Rechner wie dem Raspberry Pi schießen mir die Ideen zur Heim-Automatisierung gleich dutzendweise durch den Kopf: Wie kann ich auf meinem Mobiltelefon von unterwegs sehen, ob daheim der Trockner für meinen Surfanzug noch an ist, und ihn notfalls abschalten? Ist die Wohnungstür zu? Dergleichen treibt mich schon seit geraumer Zeit um. Treue Leser werden sich vielleicht an die in die Jahre gekommenen Artikel zum Internet-gesteuerten Lampenschalter [2] und über die wettergesteuerte Pflanzenbewässerung [3] erinnern.

Letztlich ergibt sich bei diesen und ähnlichen Anwendungen immer der gleiche Ablauf, dass nämlich ein Sensor einen Wert wie etwa Helligkeit oder Feuchtigkeit an einen Controller meldet, der wiederum einen Aktor anwirft, zum Beispiel ein Relais, das eine Lampe oder Pumpe anschaltet. Dort stellt sich dann oft das Problem, dass die Steuereinheit weit weg ist und das Signal drahtlos zum Aktor gelangen muss, denn wer hat den steuernden Rechner schon direkt am Blumentopf stehen?

Standard-Wirrwarr

Eine ganze Reihe mehr oder weniger standardisierter Technologien widmet sich diesem Thema [4]. Nach Jahren des Verdrusses mit dem in den USA gängigen X10-Verfahren, das unzuverlässig über die Stromleitung kommuniziert, fand ich neulich heraus, dass die so genannte Z-Wave-Technik sowohl in Europa als auch in Amerika weit verbreitet ist und mit Hilfe eines drahtlosen Handshake-Protokolls nicht nur tadellos zuverlässig funktioniert, sondern auch noch relativ preiswert ist.

Zum Einstieg erwarb ich einen Z-Wave-zertifizierten Mini-Controller namens "Z-Stick" der Firma Aeon Labs ([5], Abbildung 1) für 35 Dollar und einen "Smart Energy Switch" zum Anschalten von elektrischen Verbrauchern für 24 Dollar ([6], Abbildung 2).

Abbildung 1: Der Controller Z-Stick von Aeon Labs zum Einstöpseln in den USB-Port eines PCs.
Abbildung 2: Der Z-Wave-Smart-Energy-Switch empfängt drahtlose Signale und schaltet elektrische Verbraucher ein und aus.

Der Z-Stick ist ein USB-Dongle, der in den USB-Port eines PC passt. Der empfängt dann über den Stick drahtlos Werte von Sensoren und sendet Signale an Aktoren aus. Anzumerken ist, dass Z-Wave in den USA auf dem ISM-Frequenzband sendet, was in Deutschland der Bundesnetzagentur missfällt. Es empfiehlt sich, auf eine europäische Version der Aeon-Labs-Geräte zu achten.

Installation auf Ubuntu

Die Installation des USB-Dongle ging praktisch geräuschlos vonstatten, denn Ubuntu 14.04 erkannte ihn sofort und legte, wie aus dem Syslog-Eintrag in Abbildung 3 ersichtlich, ein neues Device unter »/dev/ttyUSB0« an. Da der Device-Eintrag dem User »root« und der Gruppe »dialout« gehört und die Zugriffsrechte »crw-rw----« hat, muss ein darauf zugreifendes Skript unter einem User laufen, der zur Gruppe »dialout« gehört. Wer sich nicht darum schert, welcher User damit Geräte ein und ausschaltet, darf die Zugriffsrechte auch mit »sudo chmod a+rw /dev/ttyUSB0« lockern.

Abbildung 3: Ubuntu erkennt den Z-Wave-USB-Stick sofort nach dem Einstöpseln.

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