Das Konzept

Bei der Hausautomatisierung setze ich auf komplette Eigenentwicklung, alle Komponenten und auch die Software, Datenprotokolle sollen perfekt in das System integriert werden.

Dazu verwende ich zwei 0815 PCs auf Windows Basis mit einer .Net fähgigen Clustersoftware (Eigenentwicklung). Alle Endgeräte, Schalter, Steckdosen und Sensoren sollen Plug & Play ohne Konfigurationsaufwand  in das System eingefügt werden können.

Einer der wichtigsten Punkte ist die Datenerfassung und Auswertung. Jedes „Device“ egal ob Schalter, Steckdose, Dimmer und Co soll mit Sensoren ausgestattet werden.  Geplant sind derzeit pro Device:

• Temperatur
• Feuchtigkeit
• Lautstärke
• Luftqualität (nur bei Schaltern)
• Helligkeit (nur bei Schaltern)
• Bewegung (nur bei Schaltern)
• Strom (optional nur bei Steckdosen)
• Spannung (optional nur bei Steckdosen)

Wenn nun im Haus 50 Schalter, 50 Steckdosen 25 Dimmer und 25 Sonstige Devices online sind wären das 150 x 6 (900) Messungen die pro Sekunde zum Server geschickt werden. Weiters soll aber auch noch die Steuerungen der Lichter (RGB Animationen, Rolläden, Türschlösser,… darüber erfolgen. Es gilt also ein effizentes Datenübertragunsprotokoll und auch ein Datenformat zu finden das für diese Werte und eine Speicherung von 30 oder mehr Jahre ausgelegt ist. Besonders die Lichtsteuerung der RGB LED Leisten ist sehr Datenintensiv und wird später noch gesondert behandelt.

Datenübertragungsprotokolle:
KNX Spezielle Busverkabelung großer overhead und langsam aber gleichzeitig werden die Geräte mitz Strom versorgt.
MQTT schon besser aber recht komplex.
HA-CP IP basierend, simpel und effizient …

HA-CP

HA-CP setzt auf IP(UDP) Ebene auf und arbeitet aber auf MAC-Adressen Basis, kann aber durch Vergabe von IP-Adressen optimiert werden.  Es ist effizent und leicht zu implementieren.

Grobablauf der Kommunikation HA-CP:
Neues Gerät kommt ins Netz und schickt auf den Server 255.255.255.255 (Broadcast), der Server nimmt das Paket und vergleicht die Absende MAC-Addresse mit seiner Datenbank, kennt er sie nicht dann handelt es sich um ein neues Device. Danach registriert man das Gerät  und Kategorisiert es (zB.: Schalter, 1 Stock Küche, ….) dann wird dem Schalter eine IP-Adresse zugesendet die er zu verwenden hat (ähnlich wie bei DHCP).

Paketstruktur:
Device MAC            6 Bytes
Sequenz Number    2 Bytes
Packet Flags            2 Bytes
Data                max. 53 Bytes

Device MAC: die Mac Addresse des Devices auch wenn die Nachricht vom Server kommt!

Sequenz Number: eine fortlaufende Nummer 0-65535 die zur Paketidentifizierung verwendet wird um ein optionales ack auf ein Datenpaket zu schicken.

Packet Flags: Diese 2 Byte bestehen aus folgenden Bits:
1 Bit     0= Nachricht vom Client, 1=Nachricht vom Server
2 Bit     0= Normal, 1=dies ist ein Ack Bit als Antwort auf ein Paket
3 Bit     0= Normal, 1= Dieses Paket hat Priorität
4-11 Bit Versionsnummer 0-255 mögliche Versionen
12-16 Bit 5 Bytes für den Message Typ von 00000 -11111

Data: ist abhängig von Message Type

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