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Hauptvorteile sind leitungsfreie, kostengünstige Netze mit großer Flexibilität

Drahtlose Beleuchtungssteuerung steht vor einer rosigen Zukunft

23. März 2012, 9:54 Uhr | Peder Rand, Texas Instruments Inc.

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Verfügbare Technologien

ZigBee und 6LoWPAN sind zwei frei verfügbare, stromsparende Funk-Standards, die die populäre 2,4-GHz-Funktechnik nach dem Standard IEEE 802.15.4 unterstützen. Von dieser Technik wurden seit der erstmaligen Einführung im Jahr 2004 einige zehn Mio. Einheiten ausgeliefert. Ihre Betriebssicherheit, ihre geringe Stromaufnahme und ihre Einfachheit haben dieser Technik den Weg in verschiedenste Anwendungen geebnet - vom Smart Metering (ZigBee Smart Energy) über Consumer-Fernbedienungen (ZigBee RF4CE) bis zu Industriesteuerungen (Wireless HART und ISA 100).

Die ZigBee-Technologie

ZigBee ist ein Software-Stack für Mesh-Netzwerke. Er basiert auf dem IEEE-Standard 802.15.4 mit einer Reihe darauf aufsetzender Profile, die der Anwendungsschicht des OSI-Modells angehören.

Diese Profile stellen sicher, dass standardmäßige Geräte definiert sind, die mit standardmäßigen Telegrammen Befehle wie zum Beispiel »ein« oder »aus« (im Falle von Schaltern) senden. Auch für Aspekte wie die Inbetriebnahme und die Sicherheit halten diese Profile Lösungen bereit. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass beispielsweise Leuchten von einem Anbieter mit den Schaltern eines anderen Anbieters interoperabel sind.

Die ZigBee Alliance hat eigens einen Zertifizierungs-Prozess definiert, der die Konformität der Spezifikationen und die Interoperabilität zwischen verschiedenen Anbietern sicherstellt und es dem Käufer beispielsweise erlaubt, bei Bedarf eine Wandsteckdose oder einen PIR-Sensor vom Hersteller seiner Wahl zu beziehen. Heimautomatisierung und Gebäudeautomatisierung sind derzeit die Profile, die die größte Relevanz für Beleuchtungsapplikationen haben. Für andere Aspekte der Beleuchtungssteuerung befinden sich allerdings bereits weitere Profile in der Entwicklung.

6LoWPAN

6LoWPAN ist ein Header-Kompressionsverfahren für IPv6-Pakete. Im Verbund mit dem Routing-Protokoll RPL für Mesh-Netzwerke stellt es einen effizienten IPv6-basierten Stack für stromsparende Drahtlosnetzwerke bereit. Diese offenen Standards sind von der IETF (Internet Engineering Task Force) definiert und werden von der IPSO Alliance gefördert. 6LoWPAN schafft außerdem die Grundlage für den ZigBee IP-Stack, auf dem die Spezifikation des Smart Energy 2.0 Profils aufbaut.
Aufgrund der nativen IP-Adressierung können Gateways von einem 6LoWPAN-Netzwerk zum Internet einfach und transparent realisiert werden. Auf diese Weise lassen sich weitgehend nahtlose Schnittstellen zum Internet, zu Tablets und zu Mobiltelefonen sowie zu bestehenden IP-basierten Beleuchtungs und Gebäudesteuerungs-Applikationen implementieren.

Die Herausforderung, die sich beim Einsatz der 6LoWPAN-Technik in Beleuchtungssteuerungs-Lösungen heute stellt, hat damit zu tun, dass bis dato noch keine Anwendungsschichten definiert wurden. Obwohl also die Netzwerktechnik selbst umfassend definiert ist und auf offenen Standards basiert, steht die Entwicklung standardbasierter Lösungen für Aspekte wie die Kommissionierung und die Sicherheit noch aus. Weil aber zurzeit keine Spezifikation für die Anwendungsschicht existiert und es auch keine Zertifizierungs-Lösungen eines Standardisierungs-Gremiums gibt, fehlt es momentan an einem vorgezeichneten Weg zur Herstellung von Produkten, die mit den Erzeugnissen anderer Hersteller interoperabel sind.