Anwesenheitserkennung

Vorüberlegungen

Generell gibt es mehrere Ansätze um Anwesenheitserkennung mit Handys/Smartphones durchzuführen.

• via PING Checks im gesamten WLAN
• Aktivitätsprüfung auf einer FritzBox
• Bluetooth Checks in der gesamten Wohnung
• eigene Perl-Funktion
• aktive Benachrichtigung des Smartphones, ausgelöst z.B. über Geo-Lokation/Geofence

Dabei gilt bei der Auswahl der Art darauf zu achten wie sich das jeweilige Device verhält. Aufgrund der Vielfältigkeit kann man hier keine allgemeine Vorgehensweise empfehlen. Als einfacher Start (zumindest für Nicht-Apfel Telefone) eignet sich die Ping-Überprüfung und die FritzBox-Abfrage sehr gut.

Eine mögliche Lösung für diesen Effekt, ist die Verwendung von Blocking Call in eigen entwickelten Anwesenheitserkennung

Viele Benutzer führen bereits eine eigen entwickelte Anwesenheitserkennung durch. Diese basiert in den meisten Fällen auf Ping Checks oder bei FritzBoxen auf dem Befehl ctlmgr_ctl. Diese Lösungen können aber je nach Aufbau und Funktion FHEM massiv beeinträchtigen. Aufgrund des Aufbaus vom FHEM kann dieses dadurch für mehrere Sekunden zum völligen Stillstand gebracht werden.

Da es in FHEM aber mittlerweile mehrere Module gibt, die eine zuverlässige Anwesenheitserkennung bieten, ohne dabei FHEM bei der Ausführung zu beeinträchtigen, empfiehlt sich deren Einsatz.

Eine erweiterte Funktion der Anwesenheitserkennung ist die Standortverfolgung, die sich nicht nur auf ein oder sehr wenige mit (eigenem) WLAN versorgte Gebiete beschränkt.

Randbedingungen

Es gibt Geräte, die ihr WLAN/Bluetooth auch im Standby ständig aktiv haben und auf Anfragen antworten können (fast alle Android-Geräte). Gerade bei Tests über WLAN kann sich das aber signifikant auf die Akku Leistung auswirken.

Andere Geräte wiederum schalten WLAN im Standby Betrieb aus, um Akkukapazität zu sparen. Bluetooth hingegen bleibt weiterhin aktiviert und kann auf Anfragen reagieren. (iPhone)

Wenn man bei einem iPhone die Funktion "über WLAN synchronisieren" aktiviert hat, so ist dies auch im Standby jederzeit pingbar, wenn der Recher auf dem iTunes zum synchroniseren läuft auch an ist. Ansonsten ist bei iPhone Geräten nur die Aktivitätsprüfung mit einer FritzBox oder das überwachen der DHCP Lease auf einer Airport Basestation wirklich zuverlässig.

Auch wenn Bluetooth aktiviert ist, so bleiben einige Mobiltelefone erst dann empfangsbereit, wenn sie bereits zu irgend einem Bluetoothgerät gekoppelt wurden. Sind diese Geräte noch nie gekoppelt worden, deaktivieren diese ihren Bluetooth Empfänger beim verlassen des Bluetooth-Menüs im Gerät (iPhone).

Hier gilt es vor allem auszuprobieren, wie stark der Akku durch eine Anwesenheitserkennung belastet wird. Entscheidend ist hier, in welchem Abstand man eine Anwesenheitserkennung durchführt. Viele Abfragen wirken sich stärker auf den Akku aus als wenige. Wenige Abfragen bieten aber keine zuverlässige und zeitnahe Erkennung.

Als Alternative, unabhängig vom WLAN und der Erkennung, ob ein Gerät dort eingebucht ist oder nicht, bzw. unabhängig von Bluetooth kann zumindest bei einem iPhone die seit iOS 7 nochmals stark verbesserte Geo-Lokation (Geofencing) genutzt werden. Die iPhone Apps Geofency oder Geofancy werden über das FHEM-Modul GEOFANCY angebunden und übertragen ihren Status immer dann, wenn ein definierter Standort betreten oder verlassen wird. Gekoppelt mit entsprechenden Notify und/oder Watchdog Kommandos ist so ebenfalls eine sehr zuverlässige Anwesenheitserkennung möglich (und das nicht nur für das eigene Zuhause).

PRESENCE-Modul

Das PRESENCE Modul bietet für die Anwesenheitserkennung mehrere Varianten an. Diese sind aktuell folgende:

• lan-ping - Das Überwachen via PING Checks, die durch den FHEM Server versandt werden.
• fritzbox - Das Überwachen von Geräten auf einer FritzBox via ctlmgr_ctl (Nur auf einer FritzBox möglich) Abgekündigt
• Bluetooth

- local-bluetooth - Das Überwachen via Bluetooth Checks, die vom FHEM Server direkt durchgeführt werden (angeschlossener Bluetooth-Stick und die Software bluez voraussgesetzt)

- lan-bluetooth - Das Überwachen von Bluetoothgeräten, über Netzwerk. Auf einer oder mehreren Maschinen im Netzwerk (z.B. Raspberry Pi) läuft ein Presence-Daemon, der nach Bluetooth-Geräten sucht. Um mehrere Presence-Daemon mit FHEM zu verbinden, gibt es den Collector-Daemon, der sich zu allen Presence-Damons im Netzwerk verbindet und das Ergebnis von allen zusammenfasst.

• function - Das Überwachen mithilfe einer selbst geschrieben Perl-Funktion, die den Anwesenheitsstatus zurückgibt (0 oder 1)
• shell-script - Das Überwachen mithilfe eines selbst geschriebenen Shell-Programms/Skript, das eine 0 oder 1 ausgibt, um den Anwesenheitsstatus mitzuteilen.

Für eine bessere Übersicht befinden sich die Details zur Einrichtung und Benutzung von PRESENCE auf folgende Seite PRESENCE

Im Forum [1] findet man eine Lösung zum Problem des "deep standby" Modus von den neuen iPhones und Android Geräte. Mittels hping3 werden Packete an das Gerät geschickt, damit die "wach" bleiben. Dann werden die Mac-Adressen via 'arp' gelesen.

GEOFANCY-Modul

Das Modul ermöglicht über einen sogenannten Webhook Mechanismus (umgangssprachlich oft auch als "Push" benannt) das aktive Melden des aktuellen Standortes. Die iPhone Apps Geofency und Geofancy können dann aktiv und quasi in dem Moment, wo man den Wohnbereich betritt oder verlässt, benachrichtigen. Android Nutzern können EgiGeoZone Geofence nutzen. Das geht nochmals um einiges schneller, als die Erkennung im WLAN, bei der die Anwesenheit nur in (engen) Zyklen aktiv geprüft werden muss. Gleichzeitig werden Ressourcen in FHEM geschont. Die aktuelle Implementierung im iPhone 5S mit dediziert für das Tracking zuständigem Chip ist so gut, dass der Akku ebenfalls sehr geschont wird.

Für eine bessere Übersicht befinden sich die Details zur Einrichtung und Benutzung von GEOFANCY auf folgende Seite GEOFANCY

livetracking-Modul

Das livetracking Modul baut auf der App Owntracking auf. Wird sie installiert, so kann man via MQTT oder HTTP an FHEM Angaben über den eigenen Standort, die Batteriestärke und die Entfernung zum Heimatort senden.

Livetracking ist unter Linux (RPi) wie folgt zu installieren. Zuerst sind zwei Perl-Module zu holen

sudo apt-get -y install libnet-oauth-perl
sudo apt-get -y install libmath-round-perl

Das Modul selbst wird ohne weitere Angaben durch

define <name> livetracking

in FHEM angelegt. Es erhält ein Attribut, das auf das owntracking-Gerät in FHEM verweist durch

attr owntracksDevice <hier-owntracking-device-angeben>

Das owntracking-device selbst ist ein MQTT-Gerät, das in der App entsprechend anzulegen ist. Eine beispielhafte Installation (hinter einem VPN) sieht hier so aus

defmod <hier-owntracking-device-angeben> MQTT_DEVICE
attr <hier-owntracking-device-angeben> IODev Mosquitto
attr <hier-owntracking-device-angeben> subscribeReading_OWNTRACKS owntracks/<nutzer-und-app-spezifische-angaben>

Beispiele für die Nutzung der Anwesenheitserkennung

Hier sollen Beispiele für den Nutzen von Anwesenheitserkennung aufgezeigt werden.

Abschalten aller Verbraucher (Licht, Musikanlage) beim Verlassen der Wohnung

Typisches Szenario: Man geht ausser Haus, aber hat vergessen im Bad das Licht aus zu machen. Allerdings geht man heutzutage fast gar nicht mehr ohne Handy aus dem Haus.

Nun soll FHEM in der gesamten Wohnung das Licht, sowie sonstige Verbraucher ausschalten, wenn ich länger als 15 Minuten ausser Haus bin. Dazu benötigt man zuerst eine structure, die alle Verbraucher und sonstigen Devices, die das betrifft, zusammenfasst.

define Gesamte_Wohnung structure Gesamtes_Licht Licht_Wohnzimmer Licht_Kueche LED_Kueche Licht_Bad Licht_Schlafzimmer AV_Receiver TV_Steckdose
attr Gesamte_Wohnung room Wohnung

Nun kann man mittels eines watchdogs eine Überwachung für sein Handy anlegen:

# Überwachen der gesamten Wohnung mittels collectord sowie presenced in jedem Raum
define Handy PRESENCE lan-bluetooth XX:XX:XX:XX:XX:XX 127.0.0.1:5222
attr Handy event-on-change-reading state  # Ein Event soll nur bei der Änderung des Anwesenheitsstatus (Reading: status) erfolgen. Wichtig für den watchdog!!!

# Nach 15 Minuten Abwesenheit (Handy im Status "absent") soll die gesamte Wohnung ausgeschaltet werden.
define watchdog_Anwesenheit watchdog Handy:absent 00:15 Handy:present set Gesamte_Wohnung off ; trigger watchdog_Anwesenheit .
attr watchdog_Anwesenheit regexp1WontReactivate 1

Benachrichtigung bei Batteriewechsel

Mit Hilfe des PRESENCE-Moduls kann man auch bei batteriebetriebenen Geräten eine Meldung ausgeben, sobald ein Batteriewechsel ansteht. Hier im Beispiel wird der Eve-Room-Sensor von Elgato eingebunden und anschließend mit einer DOIF-Nachricht ausgestattet. Die Bluetooth-Adresse des Sensors kann mittels eines BLE-Scanners ermittelt werden.

# PRESENCE-Modul für Elgato Eve Room Sensor mit Aktualisierung alle 6 Minuten
define Eve_Room_BLE lan-bluetooth <Bluetooth-Adresse> 127.0.0.1:5333 360

Anschließend wird eine DOIF-Regel definiert, die eine Nachricht an die installierte FHEM App absendet:

define Eve_Room_BLE_Battery_Msg DOIF ([Eve_Room_BLE] eq "absent") (set Msg_iPhone message 'Batteriewechsel beim Eve Room Sensor im Wohnzimmer.')
attr Eve_Room_BLE_Battery_Msg wait 600

Die Aktualisierung des PRESENCE-Eintrages sollte nicht größer sein als das WAIT-Attribut der DOIF-Regel. Ansonsten könnte eine kurze Systemstörung zum Fehlalarm führen.