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smarthome-presence-detect
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Smart-Home am Beispiel der Präsenzerkennung im Raum Projektarbeit Lennart Heimbs, Johannes Krug, Sebastian Dohle und Kevin Holzschuh bei Prof. Oliver Hofmann SS2019
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  1. \section{Hardware der Smarthome Umgebung}

  2. \label{blog}

  3. Den Startpunkt des Projekts stellt der Blogeintrag ``Homematic mit Node-Red über homegear'' von Patrik Mayer \cite{mayer2017smarthomesetup} dar, in dem eine Smarthome Struktur basierend auf einem Raspberry Pi beschrieben wird.

  4. Im Folgendem wird das Aufsetzen der Gateway unter Berücksichtigung des Blogartikels beschrieben.

  5. Begonnen wird mit der Hardware, die für die Gateway benötigt wird und deren Konfiguration.

  6. 

  7. \paragraph{}

  8. \label{raspberry-pi}

  9. Als Basis für die Gateway wird der Einplatinencomputer \emph{Raspberry Pi} aufgrund seiner guten Verfügbarkeit und seines günstigen Preises gewählt.

  10. Mit LAN, WLAN und diversen weiteren Schnittstellen  wie UART und SPI und dank seiner geringen Größe ist dieser Computer sehr gut geeignet für den Einsatz als Smarthome Zentrale.

  11. 

  12. Für das Betriebssystem des Raspberry Pi wird Raspbian Stretch Lite gewählt.

  13. Dies ist ein für den Dauerbetrieb geeignetes Betriebssystem basierend auf der Linux-Distribution Debian Stretch.

  14. Es ist speziell für den Raspberry Pi konfiguriert und verzichtet auf eine Desktop Umgebung, wodurch der Speicher- und Rechenleistungsverbrauch minimiert wird.

  15. Die Installation des Betriebssystems erfolgt über die bereits auf dem Raspberry Pi vorinstallierte Installationsanwendung NOOBS, welche das Betriebssystem automatisch auf der SD-Karte des Raspberry Pi herunterlädt und installiert.

  16. 

  17. \paragraph{}

  18. \label{funkmodul}

  19. Um mit Sensoren von kommerziellen Herstellern kommunizieren zu können wird zusätzlich ein Funkmodul benötigt.

  20. Üblicherweise werden dabei die ISM-Bänder 433MHz und 868MHz verwendet.

  21. Da Homematic das 868MHz-Band zur Kommunikation nutzt, wird der Bausatz \textit{HM-MOD-RPI-PCB} von dem Hersteller ELV verwendet.

  22. Das Funkmodul wird auf die GPIO-Pins des Raspberry Pis gesteckt und benutzt das UART-Protokoll, um mit dem Raspberry Pi zu kommunizieren.

  23. Mit dem Befehl \inline{sudo raspi-config} kann UART unter dem Menüpunkt \inline{5 Interfacing Options} und anschließend \inline{P6 Serial} aktiviert werden.

  24. Ist UART einmal aktiviert, ist das Modul Einsatzfähig.