Hausautomation openHAB 2 - Neues Level für die Smart-Home-Steuerung

Die Softwarelösung openHAB hilft dabei, eine der wichtigsten Herausforderungen in einem zeitgemäßen Smart Home zu meistern: Sie versucht, Brücken zwischen den einzelnen Systemen zu spannen. Die unabhängige Plattform ermöglicht die Verbindung einer Vielzahl von Geräten - unabhängig vom Hersteller und den zur Datenübermittlung verwendeten Funkprotokollen. Bislang erforderte dies ein gewisses Engagement bei den Nutzern der Open-Source-Lösung. Mit dem Release von openHAB 2.0, gleichzeitig die erste offizielle Version aus dem Eclipse SmartHome Project, steht neben der Integration von neuen Technologien auch die Benutzerfreundlichkeit im Vordergrund. Die Konfiguration kann nun komplett über eine grafische Bedienoberfläche durchgeführt werden.

openHAB Software für Smart-Home-Steuerung

Was kann die openHAB Software?

Die Softwarelösung openHAB zur Hausautomation ist eine Smart-Home-Software zur Steuerung von unterschiedlichen Komponenten diverser Hersteller. Mit diesem Ansatz öffnen sich die Grenzen der einzelnen Smart-Home-Systeme. Dadurch können Geräte verbunden werden, obwohl sie unterschiedliche Funkfrequenzen zur Datenübertragung benutzen. Solche Systeme werden auch Integratoren genannt. Diese Software wird beispielsweise auf einem embedded PC wie dem Raspberry Pi installiert und ersetzt dann die Steuerzentralen der jeweiligen Systeme, indem sie Komponenten direkt anbindet und als Vermittler dazwischen fungiert. Dieser Ansatz, mehr Kompatibilität und mehr Funktionalität in den Smart-Home-Bereich zu bringen, wird von vielen Herstellern begrüßt. Somit verwundert es nicht, dass sich bereits Branchengrößen wie Z-Wave, KNX, Homematic, EnOcean oder Insteon dem openHAB öffneten, um eine reibungslose Konnektivität diverser Devices im Smart Home zu unterstützen.

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Neuerungen in openHAB 2.0 gegenüber der alten Version

Das Komplettpaket der gesamten Neuerungen richtet sich vornehmlich an Einsteiger, denen bislang der Zugang in diese doch etwas anspruchsvollere Welt der Smart-Home-Steuerung verwehrt blieb. Hier wurde an verschiedenen Stellen nachgebessert, um den Einstieg zukünftig möglichst einfach zu gestalten. Aber es wurde nicht nur an die Einsteiger- sondern auch an Bestandskunden gedacht. Nachfolgend findet sich ein Überblick der wichtigsten Neuerungen:

Einsteigerfreundliches und umfassendes User Interface

Die größte Neuerung, die openHAB 2 mit sich bringt, ist auf den ersten Blick zu erkennen: die grafische Benutzeroberfläche, über die man sich jetzt bereits im Setup- und Konfigurationsprozess freuen darf. Sie wurde so konsequent implementiert, dass nun von der Initialisierung angefangen bis hin zur späteren Bedienung das System komplett grafisch umgesetzt wurde:

  • Der Installationsprozess beginnt mit der Auswahl vordefinierter Installationspakete: Simple, Standard oder Expert, sowie einem zusätzlichen Demopaket. Diese Pakete sind inhaltlich auf die Zielgruppen zugeschnitten. Sollte sich herausstellen, dass dem gewählten Paket noch gewünschte Funktionen fehlen, können diese einfach über Add-ons nachinstalliert werden. 
  • Das Einbinden von Smart-Home-Komponenten beim openHAB 2 erfolgt mithilfe einer Gerätesuche, ausgehend von den Bindings – ähnlich wie bei einer Bluetooth Device Search.
  • Eine neue sogenannte Rule Engine erlaubt, IFTTT nachempfunden, das Erstellen von übergeordneten einfachen Regeln über die Benutzerschnittstelle – dabei ist jedoch kein Cloud-Zugriff nötig.
  • Auch neue und modernere Benutzeroberflächen wie Basic UI und HABPanel (ins besonders für Tablets geeignet) sind für die Bedienung des openHAB 2 hinzugekommen und ergänzen das weiterhin verfügbare, aber mittlerweile altmodisch wirkende Classic UI.
  • Das bislang als eigenständig geführte Projekt HABmin ist ab sofort inkludiert und bietet ein umfangreiches Administrationstool, das vor allem Z-Wave-Nutzern gefallen dürfte.
  • Paper UI bezeichnet das grafische Konfigurations- und Setup-Tool.
  • Neben iOS und Android gibt es nun auch einen nativen Client für Windows Mobile 10.
Das openHAB Installation- & Setup-Menü als UI

Trotz der umfassenden UI-Integration kann diese nicht die schier unendlichen Möglichkeiten und Funktionalitäten von openHAB abdecken, so muss für viele Einstellungen nach wie vor auf die bekannte Textkonfiguration von openHAB 1.x zurückgegriffen werden. Die aktuelle Version 2.0 stellt aber nur den Anfang einer neuen Benutzerführung dar, an der zukünftig auf jeden Fall festgehalten wird.

OpenHAB2 HABpanel Dashboard zur Hausautomation im Tablet Modus

Das openHABian ist ein selbstinstallierendes Betriebssystem für den Raspberry Pi

Bereits vor dem erstem Start der Software dürfte vielen die Lust auf openHAB vergangen sein, da bereits das Installieren von Linux auf einem Raspberry Pi und die zusätzlichen nötigen Schritte für ein laufendes System für Schweißperlen auf der Stirn sorgen können. Aber auch dieses Hindernis wurde nach dem Motto angegangen: „Ein Smart Home Enthusiast muss kein Linux-Kenner sein!“ Mit openHABian wurde ein selbstinstallierendes Betriebssystem für den Raspberry Pi erstellt, das neben der openHAB 2 Software hilfreiche zusätzliche Programme wie Java oder Samba mitinstalliert. Daneben wird es noch für einige andere Plattformen, wie die NAS-Systeme von Synology und QNAP, oder dem PINE64 System, sowie Ubuntu und der Container-Laufumgebung Docker entsprechende Images geben.

Neue und mehr Bindings als zuvor

Etwa die Hälfte der in openHAB 2.0 enthaltenen 130 Bindings (in openHAB integrierte Geräte, Systeme und Webdienste) unterstützen bislang die grafische Konfiguration. Darunter befinden sich beispielsweise Geräte von digitalSTROM, LIFX, Sonos, Google Chromecast und viele weitere. Einige Komponenten müssen jedoch noch auf die alte Verfahrensweise eingebunden werden. Enthalten sind auch neue Bindings, die ausschließlich von openHAB 2.0 unterstützt werden, bis Ende 2017 werden noch weitere Bindings hinzukommen

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openHAB in Amazon Echo oder Apple HomeKit integrieren

Wenn man von Bindings spricht, versteht man darunter vor allem Geräte und Systeme, die in openHAB eingebunden werden und innerhalb des Systems nutzbar sind. Aber auch umgekehrt funktioniert die Einbindung, beispielsweise kann durch das Philips Hue Add-on bei einem Amazon Echo eine Philips Hue Bridge imitiert werden, sodass über den Sprachassistenten Befehle in die openHAB-Welt gelangen. Zudem gibt es die Möglichkeit, über das HomeKit Add-on in die sonst so abgeschirmte Systemwelt von Apple einzudringen, obwohl openHAB nicht zertifiziert ist. Dadurch lassen sich die openHAB angedockten Geräte auch über das Apple HomeKit nutzen. Mit dem myopenHAB Projekt der openHAB Foundation wird ein kostenloser openHAB Cloud-Service als Ergänzung zur Hausautomationssoftware angeboten. Damit können neben dem Remote-Zugriff auf das eigene System auch Push-Nachrichten an Mobile Apps auf Basis von Android, iOS oder Pebble versendet werden. Auch die Integration von Drittanbieter-Anwendungen wie beispielsweise IFTTT wird dadurch möglich. Noch in Bearbeitung ist gerade ein openHAB Skill für den Amazon Echo, das zukünftig den Umweg über das Philips Hue Add-on überflüssig macht.

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openHAB Cloud Service im Funktionsdiagramm

Die Architektur von openHAB

Grob ist das Software-Projekt in die Java Runtime als technische Basis von openHAB sowie den OpenHAB-Designer zur Entwicklung und Anpassung der Benutzeroberfläche unterteilt. Als reine Java-Lösung mit OSGi-Framework ermöglicht ein modularer Aufbau die flexible Hinzunahme bzw. Aufgabe einzelner Funktionen während der Programmlaufzeit. Für die Kommunikation kommen ein zentraler Event-Bus und ein Item Repository zum Einsatz, mit denen die verschiedenen Einzelfunktionen der Software überwacht und angezeigt werden.

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Als User Interface lassen sich verschiedene Widgets anlegen, um beispielsweise auf die unterschiedlichen Darstellungsvorlieben bei mobilen Geräten einzugehen. Die Programmierung einzelner Widgets reicht von einfachen Statusanzeigen bis hin zu Schaltern und Bedienflächen, um aktiv in die Steuerung des Smart Homes einzugreifen. Die Widgets lassen sich außerdem dynamisch generieren, etwa um die aktuell wichtigsten Funktionen in der Smart-Home-Technik anzuzeigen.

Mit Bindings openHAB flexibel erweitern

Abhängig vom jeweiligen Smart Home und den vorhandenen Geräten und Technologien hat die eingesetzte Software ein variables Funktionsspektrum zu erfüllen. Unter openHAB wird dies durch eine Vielzahl von Bindings realisiert, mit denen Hub-Entwickler unterschiedliche Gerätetypen maßgeschneidert ausstatten können. Das Spektrum unter openHAB reicht von gängigen Protokollen für die Konnektivität wie Bluetooth über Technologien wie SamsungTV oder FritzBox bis zu funktionellen Ergänzungen wie einer fortwährenden Sonnenstandsberechnung.

Neben den Bindings steht die Integration weiterer Funktionen und Anwendungen offen, die als eigenständige Features konzipiert sind. Hierzu gehören beispielsweise die Sprachsteuerung des Smart Homes durch HABDroid, die Unterstützung von Dropbox oder die Nutzung des Google Calendars. Für das Speichern von Zuständen einzelner Items werden verschiedene Technologien von mySQL bis zur Java-Objektdatenbank db4o bereitgestellt. Hierdurch lassen sich nicht nur vergangene Zustände des Systems zu einem späteren Zeitpunkt abfragen, auch bei einem Systemneustart von openHAB müssen nicht sämtliche Einstellungen des Systems erneut durchgeführt werden.

Ursprünge und Weiterentwicklung der Smart Home Software openHAB

Den Startschuss für die Entwicklung von openHAB (open Home Automation Bus) wurde 2010 von Kai Kreuzer angestoßen, der schon bald viele begeisterte freiwillige Mitentwickler um sich sammelte, mit denen er gemeinsam dieses Open-Source-Projekt vorantreiben konnte. Zu diesem Zeitpunkt waren Softwarelösungen im Smart-Home-Bereich noch nicht weit entwickelt. Die Software ist java-basiert und aufgrund der OSGi-Architektur (Open Services Gateway initiative) unkompliziert erweiterbar. 2013 wurde die Anwendung als offizielles Eclipse-Projekt übernommen und unter dem Namen Eclipse Smarthome fortgeführt. Die parallele Weiterentwicklung von openHAB fand jedoch weiterhin auf einem GitHub-Server statt und erfreut sich nach wie vor einer großen Community. Neben der reinen Weiterentwicklung der Plattform selbst widmen sich zusätzlich verschiedene Entwicklergruppen einzelnen Aspekten der Software, beispielsweise um die Usability für den jeweiligen Nutzer komfortabler zu gestalten, spezielle Anpassungen vorzunehmen oder zusätzliche Funktionen bereitzustellen. Diese optionalen Pakete können als Add-ons separat hinzugefügt und eingebunden werden. Architektur und Funktionen wurden dabei überwiegend im Eclipse SmartHome Project weiterentwickelt, wohingegen die Add-ons insbesondere die Bindings für das laufende System openHAB 1 programmiert wurden.

openHAB2 ist ein Projekt der Eclipse Smarthome Plattform

OpenHAB wurde als Java-Projekt von Anfang an unabhängig von bestimmten Betriebssystemen entwickelt, die Erweiterbarkeit um zahlreiche Protokolle und Technologien ist gegeben. Für die Anwendung stehen standardmäßig verschiedene Interfaces bereit, die wichtigsten sind der klassische Webbrowser sowie mobile Systeme unter iOS oder Android. Spätestens mit der Auszeichnung durch den Duke's Choice Award 2013 konnte sich openHAB branchenweit einen Namen machen und das Interesse renommierter Hersteller von Smart-Home-Hubs wecken. Vor allem als Eclipse SmartHome wird die Plattform mittlerweile massentauglich kommerziell vermarktet, z. B. als Basis von QIVICON der Deutschen Telekom.

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Mit dem ersten offiziellen Release von openHAB 2.0 auf Basis des Eclipse SmartHome Frameworks, soll auch die Weiterentwicklung der Java Runtime für openHAB nur noch hier stattfinden. Damit wurde die Version 1.8.3 von openHAB als letzte runtime eingefroren und alle zukünftigen 1.x-Releases, angefangen mit Version 1.9, sollen nur noch für diese Runtime kompatible Add-ons beinhalten. Damit erhalten alle Benutzer, die weiterhin openHAB 1.x verwenden wollen oder müssen, nach wie vor neue Add-ons für ihr laufendes System.

“Starting with this 1.9 release, there is no runtime and designer available anymore - this release (and all further 1.x releases) only contains add-ons.” Quelle: Github/Kai Kreuzer

Die beiden Hauptgründe für die Entwicklung von openHAB 2 waren zum einem die bessere Unterstützung von leistungsschwacher Hardware, zum anderen die Möglichkeit einer einfacheren Konfiguration und Installation des Systems, um auch weniger technikversierte Interessenten anzusprechen. Die Hardware wurde durch die schnelle Entwicklung der Rechenleistung quasi obsolet. Viele Anwender, die ursprünglich den noch recht schwachen Raspberry Pi 1 einsetzten, stiegen zwischenzeitlich auf dessen Nachfolger Raspberry Pi 2 und 3 um oder tauschen diesen durch andere performante Hardware aus. Leistungsengpässe kann es eigentlich nur noch bei kommerziellen Plattformen wie der QIVICON geben, die ebenfalls das Eclipse SmartHome Framework nutzen. Deshalb wird hier jedoch oftmals eine spezielle abgespeckte Version, bestehend aus einem Kern-Framework von Eclipse SmartHome, eingesetzt. Interessenten für diese Lösung können sich z.B. das Eclipse Concierge ansehen, das ebenfalls das OSGi-Framework nutzt. Somit blieb neben der Implementierung neuer Funktionen die Herausforderung, das System einsteigerfreundlicher zu gestalten.

Weitere Funktionen und Besonderheiten von openHAB

Aktuell stehen knapp 130 Bindings zur Auswahl, eine stetige Erweiterung des Systems findet statt und geht auf die neuesten Entwicklungen der Branche ein. Angefacht durch das Release von openHAB 2.0 sollen Ende 2017 bereits 200 Bindings zur Verfügung stehen. Durch den modularen Charakter ist die Ausstattung von Hubs und weiterer Smart-Home-Software typenabhängig und nach persönlichen Vorlieben möglich, um den idealen Weg zwischen technischer Komplexität und attraktiven Vermarktungskosten zu gehen. Als großer Vorteil für Entwickler erweist sich die Möglichkeit, die Plattform im Heimsystem über Textdateien zu konfigurieren, ein Eingriff in die Automatisierungstechnik und ihre Erweiterbarkeit gestaltet sich so vergleichsweise einfach.

Positiv zu erwähnen sind die Bemühungen von openHAB im Bereich Datenschutz. Grundsätzlich ist openHAB so konzipiert, dass keine Verbindung zum Internet für eine Nutzung des gesamten Automatisierungsspektrums notwendig ist. Gerade für Einsteiger, die keine Statusabfragen über Smartphone und Tablet vornehmen möchten und openHAB alleine für die hausinterne Steuerung nutzen, wird über diese technische Umsetzung keine unnötige Schnittstelle nach außen geschaffen. Falls ein Eingriff ins System von außen gewünscht ist, stehen verschiedene Technologien wie eine Port-Weiterleitung des Routers, die Programmierung eines eigenständigen VPNs oder die Nutzung des kostenlosen Cloud-Dienstes myopenHAB zur Auswahl.

Markteinschätzung zu openHAB 2

Mit openHAB haben Kai Kreuzer und sein Entwicklerteam eine Anwendung geschaffen, die über die Jahre hinweg zu den wichtigsten Standards der Branche geworden ist. Durch die damalige Entscheidung zu einer parallelen Entwicklung konnte sowohl eine tiefergreifende Änderung vollzogen als auch das bestehende System weiterentwickelt und damit eine laufende produktive Software für das Smart Home angeboten werden. Das Ergebnis kann als behutsam, aber doch revolutionär bezeichnet werden: der Spagat zwischen einer völlig neuen Art der überspannenden UI und Altbewährtes ist gelungen. Nach wie vor bleibt openHAB seinen Veteranen der ersten Stunden treu und belässt nicht nur weitestgehend den gewohnten Funktionsumfang, sondern erweitert diesen. Die Möglichkeit der Textkonfiguration ist etwa ein zentraler Bestandteil, der von den Entwicklern gepflegt wird. Damit kann jeder seine präferierte Lösung wählen. Mit openHAB 2 macht das Projekt einen wichtigen Schritt in die richtige Richtung - so werden aus den Neueinsteigern vielleicht weitere Enthusiasten, die das Projekt am Leben halten.

Ein großer Vorteil von openHAB ist der modular erweiterbare Charakter und die Unabhängigkeit der Plattform durch die OSGi-Architektur und die ausschließliche Programmierung in Java. Dies ist gerade für die anstehenden Jahre essenziell, in denen sich Smart Homes noch deutlich weiterentwickeln dürften. Immer mehr Akteure werden auf den Markt treten, sodass eine unkomplizierte Integration zusätzlicher Funktionen in ein vorhandenes System notwendig wird. Die branchenweite Anwendung unterschiedlicher Standards wie Z-Wave und Homematic deutet den mittlerweile unverzichtbaren Charakter der Plattform an, wobei zukünftig noch weitere Gateways auf openHAB zurückgreifen dürften. Zur eigenständigen Modifikation sollten Entwickler der Branche allerdings über etwas Erfahrung verfügen.

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Michael Artmann

Ausbildung in Kommunikationselektronik und Informationstechnik. Mehrere Jahre bei einem internationalen PC-Hersteller tätig – Lieblingsaufgabe: Prototypen-Tests für den Europäischen Markt. Schwerpunkte: Video/3D/Netzwerke. Nachgelegt: Studium Energiemanagement. Sieht die Welten von IT und Energiewirtschaft zusammenwachsen. Heute business developer bei einem Energiekonzern und unersetzliche Unterstützung der homeandsmart.de-Redaktion.