Systemübersicht
Ein FHEM System besteht im Prinzip aus den in der nachfolgenden Übersicht aufgeführten Bestandteilen.
Server
Bei der Komponente Server muss unterschieden werden zwischen dem eigentlichen FHEM Hausautomations-Server (implementiert in der Perl-Datei fhem.pl) und der Hardware, auf der dieser Server ausgeführt wird.
Als Server Hardware sind (z. B.) möglich:
FHEM kann zwar prinzipiell auch auf einem Router (z. B. FritzBox) betreiben werden, in der Regel ist jedoch heute der Einsatz einer anderen Hardwarebasis zu empfehlen- Windows Rechner
- Linux Rechner
- OS X Rechner
- Einplatinencomputer, wie Raspberry Pi, BeagleBone Black
- DockStar, PogoPlug, etc.
- diverse NAS Systeme wie Buffalo Linkstation, Synology Diskstation
- Virtualisierungslösungen einschließlich Docker sind ebenfalls möglich
(Diese Aufstellung ist nur eine unvollständige Auswahl; Details zu unterstützten Server Systemen finden sich in der Kategorie Server Hardware).
Perl
Auf dem Server muss Perl installiert sein. Zur erforderlichen Version gibt es widersprüchliche Aussagen, die vor allem daraus resultieren, dass verschiedene FHEM-Module von verschiedenen Entwicklern stammen und daher unterschiedliche Anforderungen stellen. Laut FHEM-Webseite wird mindestens Version 5.6 benötigt, faktisch setzen aber viele Module 5.10 oder sogar 5.12 voraus. Der Betrieb mit Grundfunktionen ist jedoch zumindest ab Version 5.8.8 mit Einschränkungen möglich.
Konfiguration
Das Hausautomations-System wird definiert über die Konfiguration, die im Regelfall aus der
- reinen Textdatei
fhem.cfg(Standard nach der Erstinstallation) oder alternativ einer - SQL-Datenbank
besteht.
Die Konfiguration enthält Definitionen für die Bestandteile (Geräte) und Funktionen des jeweiligen Hausautomations-Systems. Die verfügbaren Befehle und deren Syntax sind in der Befehlsreferenz (commandref) aufgeführt und beschrieben. Zu einigen Hilfsmodulen gibt es detaillierte Beschreibungen mit Beispielen.
Benutzeroberfläche
Der Zugriff auf FHEM erfolgt mittels Webbrowser oder App über die verfügbaren FHEM Benutzeroberflächen.
Vor featurelevel 5.9 wurden in der Regel mehrere FHMWEB-Instanzen für unterschiedliche Geräteklassen angelegt: Desktop-Darstellung = Port 8083,
Smartphone-Darstellung = Port 8084 und Tablet-Darstellung = Port 8085. Dies ist immer noch möglich, insbesondere, wenn man in FHEMWEB einen anderen Style einstellt, der die Seite nicht automatisch auf die Bildschirmgröße anpaßt.In den FHEM Server integriert ist ein Webserver (PGM2), der im Prinzip immer zur Verfügung steht. Diese häufig als FHEMWEB bezeichnete Schnittstelle ist über
serverhostnameoderIP:8083/fhem
erreichbar.
Eine Auswahl der Benutzeroberflächen:
- PGM2/FHEMWEB - das Standardinterface, das ebenfalls viele Möglichkeiten bietet, die Darstellung an die eigenen Bedürfnisse anzupassen
- FLOORPLAN
- FHEM Tablet UI, mit der Erweiterung FUIP
- SmartVISU
- diverse Apps für iOS und Android (Auswahl unter: FHEM Benutzeroberflächen)
Beispielhafte Screenshots diverser Benutzeroberflächen: http://fhem.de/fhem.html#Screenshots
Module
Die Funktionalität von FHEM kann über Module erweitert werden. Module können die unterschiedlichsten Aufgaben übernehmen vom Anbinden eines Hardwaresystems über die Bereitstellung eines Frontends bis zur Automatisierung von Aufgaben. Beispiele für Module:
- 00_CUL.pm - Implementierung der Unterstützung für den CUL
Sehr häufig stehen mehrere Varianten zur Verfügung, mit denen eine bestimmte Hardware in FHEM eingebunden werden kann, aber nicht immer alle Module der einen Variante einer Einbindung mit den Modulen der weiteren Variante kompatibel sein müssen. Entsprechende Hinweise, welche sog. Client-Module zu den jeweiligen Interface-Modulen (s.u.) passen, sind in der Regel der commandref zu entnehmen.- 00_ZWDongle.pm und 10_ZWave.pm zur Einbindung von Geräten der in der ZWave-Alliance verbundenen Hersteller
- 00_HMUARTLGW.pm oder 00_CUL.pm zur Einbindung von HomeMatic-Geräten
- 88_HMCCU.pm und 88_HMCCUDEV.pm oder 88_HMCCUCHN.pm zur Einbindung von HomeMatic und/oder HomeMatic-IP-Geräten (benötigt eine CCU2 oder CCU3)
- 57_Calendar.pm zur Einbindung von ical-Dateien
- 95_FLOORPLAN.pm - Grundriss (oder Ähnliches) als Benutzeroberfläche
- uvm.
Module können unterteilt werden in
- Befehlsmodule (FHEM-Befehle sind teilweise eigenständige Module)
- Hilfsmodule
- Gerätemodule
Die offiziell in FHEM enthaltenen Module sind in der commandref beschrieben. Sie werden über den Update-Befehl von FHEM verteilt und aktualisiert. Voraussetzung für die Aufnahme als offizielles Modul sind Supportwille durch den Entwickler und Dokumentation des Moduls.
Zusätzlich existiert eine Vielzahl von inoffiziellen Modulen, die manuell in FHEM installiert werden können. Auch die Aktualisierung erfolgt nicht über den Update-Befehl, sondern muss durch den Nutzer selbst erfolgen. Inoffizielle Module sind an den verschiedensten Stellen zu finden:
- Contrib-Verzeichnis im offiziellen FHEM-Sourcecode-SVN [1]
- Beiträge im FHEM-Forum
Bei Quellen außerhalb der von FHEM e.V. bereitgestellten Infrastruktur erhalten Sie jedoch in der Regel wenig Support von der FHEM-Community.- private Homepages
Interfaces
Die Verbindung zu den angeschlossenen Geräten der Hausautomation wird im Allgemeinen - geräteabhängig - über Interfaces (manchmal auch als Gateway bezeichnet) hergestellt. Das kann z. B. im Falle von HomeMatic ein HMLAN Konfigurator sein, ein mittels LAN mit dem FHEM Server verbundenes Gerät, das die FHEM Steuerbefehle in das HomeMatic Funkprotokoll umsetzt - und auch die Funktelegramme der HomeMatic Komponenten an FHEM zurückgibt. Bei HomeMatic-Komponenten ist der Einsatz von Interfaces des Hersteller dieser Geräte (eQ-3) zu empfehlen, da bei CUL und seinen Derivaten Probleme mit dem Timing auftreten können. Eine Übersicht hierzu ist hier zu finden.
Entsprechende Interfaces gibt es auch für andere Funkprotokolle und für die drahtgebundenen Systeme.
Eine (unvollständige) Liste solcher Interfaces (siehe auch Kategorie Interfaces):
- CUL - je nach Einstellung für die Kommunikation mit FS20, FHT und andere SlowRF Protokolle, MAX! Heizungssteuerung oder HomeMatic und, mit Einschränkungen, InterTechno (nur senden)
- CUNO, ähnlich CUL, jedoch nicht per USB sondern per IP angebunden (z.Zt. -Stand Juli 2019 - nicht für HomeMatic empfohlen)
- HomeMatic LAN Konfigurations-Adapter - HomeMatic
- HomeMatic Funkmodul für Raspberry Pi - Homematic
- Homematic CCU2 - HomeMatic und HomeMatic IP
- MAX! Cube LAN-Gateway
- Schnittstellen(karten) für 1-Wire
- TCM(120/310) zur Anbindung von EnOcean
- Arduino mit Firmata über USB oder Netzwerk
- panStamp als Möglichkeit Arduinos mit diversen Sensor- und I/O- Boards per 868MHz Funk über das SWAP protokoll anzubinden
- JeeLink, ein weiteres USB-Stick Interface (ebenfalls arduino basiert) für diverse 433MHz und 868MHz Komponenten
- RFXtrx für InterTechno, RSL, ELRO etc., Wetter-Sensoren (Oregon-Scientific, Cresta, La Crosse, TFA, UPM) und andere 433 Mhz Geräte.
- manche Komponenten (IP Komponenten) können über TCP/IP (LAN) direkt vom FHEM Server aus angesprochen werden; hier ist dann kein weiteres Interface im eigentlichen Sinne erforderlich. Dies gilt auch für diverse Module die Geräte über WEB Dienste des Herstellers anbinden (z. B. Withings, netatmo, MQTT).
Protokolle
Der Kommunikation zwischen Interfaces und Geräten liegt jeweils ein bestimmtes Protokoll zugrunde. Unterstützte Protokolle mit ihren Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle aufgelistet.
| Name | rfMode | Frequenz | Modulation | Datenrate | Interfaces | Modul | Geräte (Beispiel) | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FS20 | SlowRF | 868,35MHz | AM | 1kHz | CU*, FHZ | FS20 | - | - |
| FHT | SlowRF | 868,35MHz | AM | 1kHz | CU*, FHZ | FHTTK, FHT | Heizungsregelung | - |
| S300 | SlowRF | 868,35MHz | AM | 1kHz | CU*, FHZ | CUL_WS | Temperatur-/Feuchtesensoren | - |
| HMS | SlowRF | 868,35MHz | AM | 1kHz | CU*O, FHZ | - | ?? | - |
| EM | SlowRF | 868,35MHz | AM | 1kHz | CU*, FHZ | CUL_EM | Energiemonitore (Strom, Gas) | - |
| HomeMatic | HomeMatic | 868,3MHz | FM | 10kHz | CU*, HMLan, HMUsb, HomeMatic Funkmodul für Raspberry Pi | CUL_HM, HMUARTLGW | diverse | - |
| HomeMatic-IP | HomeMatic-IP | 868,3MHz | FM | 10kHz | HMCCU | HMCCUDEV, HMCCUCHN | diverse | - |
| MAX! | MAX | 868,3MHz | FM | 20kHz | CU*, MAXLAN | MAX | Wandthermostat, Heizkörperthermostate, Fensterkontakt, Zwischenstecker | - |
| IT u.a. 433MHz-Protokolle | - | 433MHz | AM? | 1kHz | CU*433, SIGNALDuino | - | - | - |
| Firmata WiFi | - | 2,4/5 GHz | FRM | Arduino | - | |||
| SWAP | - | 868 (433/915) MHz | GFSK | 38.3835 Kbps | panStamp (+panStick) | SWAP | RGB LED Driver, diverse Sensoren und Aktoren | - |
| EnOcean | - | 315 / 868 / 902 / 928MHz | ASK | 125 kbit/s | TCM | EnOcean | Batterielose Funksensoren, diverse Aktoren | - |
| PCA | - | 868,35MHz | ?? | ?? | JeeLink | PCA301 | PCA301 | - |
| La Crosse | - | 868,35MHz | ?? | ?? | JeeLink, LGW | Lacrosse | LaCrosse IT+ (Technoline) Sensoren | - |
| ZigBee Light Link | - | 2,4 GHz | HUE Bridge (RaspBee), alternative Methoden | HUEBridge | Philips HUE und LightLink Lampen (auch Osram LIGHTIFY an der HUE-Bridge) | [2] | ||
| MySensors | - | 2,4 GHz, 868/433 MHz, RS485 (2-Draht) | MySensors Gateway, MQTT | MYSENSORS_DEVICE | Selbstbau-Sensoren | auch LoRa möglich | ||
| Z-Wave | - | 868MHz | 2-FSK | 9.600 bit/s oder 40 Kbit/s | ZWDongle, (experimentell: ZWCUL) | ZWave, Z-Wave | - | - |
| WMBUS | WMBus_T, WMBus_S, WMBus_C | 868MHz | ?? | 100 kbit/s / 32.768 kbit/s | CU* | WMBUS | Wasseruhren, Wärmezähler, Elektrozähler | - |
| Tabelle muss noch vervollständigt werden | ||||||||
| Legende: | CU* = CUL, CUN, CUNO / | |||||||
| Name | Interfaces (Hardware) | Modul | Geräte (Beispiel) | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|
| 1-Wire | diverse | OWX, OWServer | 1-Wire | - |
| EIB/KNX | TUL | KNX | EIB/KNX | - |
| Firmata | RS-232, USB, Ethernet | FRM | Arduino | - |
| HomeMatic Wired | HM485 LAN Gateway | HM485_LAN | Präfix HMW | - |
| MySensors | MySensors Gateway | MYSENSORS_DEVICE | Selbstbau-Sensoren | Zu Funk: s.o. |
| Tabelle muss noch vervollständigt werden | ||||
Komponenten
Der eigentliche Zweck eines Hausautomatisierungs-Projekts sind dann letztendlich die Geräte (Komponenten / Aktoren / Empfänger), die automatisch gesteuert werden sollen, bzw. auch Auslöser für Aktionen (Sender) und Lieferant von Datenmaterial (Sensoren) sind.
Diese Geräte sind, sofern es eine detaillierte Beschreibung dazu gibt, in den jeweiligen Unterseiten der Hardwareliste aufgeführt.