Huis van de toekomst wordt eerst gestandaardiseerd

Wordt het nog wat met het intelligente huis? Want je zult ze echt met een lantaarntje moeten zoeken: Het Huis van de Toekomst in Rosmalen, de woning Xanadu in Florida of het met honderden sensoren uitgeruste TRON-huis in Tokio. Stuk voor stuk onbewoond, want zelfs voor de vermogende consument onbetaalbaar.

Drie jaar geleden wisten de fabrikanten van huishoudelijke apparatuur het nog zeker: het intelligente huis zou het helemaal gaan maken. Huishoudelijke apparaten worden immers steeds slimmer. De meeste wasmachines hebben al aparte programma's voor gekleurde synthetische stoffen, bonte was en gemengde weefsels. Via de telefoon zou een dergelijke machine heel goed allerlei instructies kunnen ontvangen. Sensoren zouden volautomatisch lekkages of brandhaarden kunnen opsporen. Ruikt zo'n sensor onraad, dan zou de brandweer gewaarschuwd kunnen worden, de gastoevoer kunnen worden afgesloten of de deuren worden ontgrendeld.

De Europese elektronica-industrie is al wel een heel eind gevorderd met de ontwikkeling van home bus-systemen die de koppeling van huishoudelijke apparatuur mogelijk moeten maken. Als alles naar wens verloopt, zal straks een Duitse videorecorder via een Deens infraroodcircuit kunnen communiceren met een Frans televisietoestel, terwijl een Italiaanse vaatwasmachine zou kunnen worden geprogrammeerd met behulp van een Nederlandse autotelefoon.

Veel te optimistisch

Tot dusverre zijn de verwachtingen ten aanzien van huisautomatisering veel te optimistisch geweest: dat in het jaar 2003 veertig procent van de Europese woningen zal zijn voorzien van een multifunctionele wandcontactdoos is zeer onwaarschijnlijk. "De kosten van huisautomatisering zijn veel te hoog,' constateert Barry Haaser, de woordvoerder van het Californische bedrijf Echelon, dat de huisautomatiseringsmarkt niet leven wil inblazen. "Aan bekabeling en apparatuur ben je toch al gauw een halve ton kwijt.'

Toch is de belangstelling voor deze technologie volgens Haaser erg groot: "Neem energiemanagement in en rond de woning. Aan de Amerikaanse oostkust hebben ze te weinig elektriciteitscentrales. Als 's zomers iedereen tegelijk zijn air conditioning aanzet, kan het energiebedrijf de vraag nauwelijks aan. Op dit moment kun je niet eens controleren wat huishoudelijke apparaten precies aan energie verbruiken. Laat staan dat je het verbruik kunt matigen.' Homebus-systemen zouden hierin verandering kunnen brengen. Terwijl meetinstrumenten het verbruik bijhouden, zorgen computers ervoor dat er niet meer energie wordt verbruikt dan strikt noodzakelijk is.

Veel homebus-systemen worden op dit moment centraal bestuurd: een computer verbindt leeslampen, keukenapparatuur, thermostaten en alarminstallaties. Dat is niet verstandig: met zo'n alles-controlerende computer kan er makkelijk iets fout gaan. En dat is niet het enige bezwaar: in de vloer van het Huis van de Toekomst in Rosmalen moest een enorm netwerk van kabelgoten en aansluitpunten voor datacommunicatie en elektra wordt aangelegd. De meeste huizen hebben daar helemaal geen ruimte voor. Je kunt het dataverkeer ook via de leidingen van het elektriciteitsnet laten lopen, maar erg "schoon' zijn die communicatielijnen niet.

De Amerikaanse telefoonmaatschappij Bell Atlantic heeft een aangepast bedradingssysteem ontwikkeld dat niet alleen wisselstroom levert, maar ook telefoon-, geluids- en videosignalen doorgeeft naar elk stopcontact in huis. Het nadeel hiervan is dat men eerst het hele elektriciteitsnet zal moeten vervangen.

Neuronchip

Het Amerikaanse bedrijf Echelon heeft voor een andere aanpak gekozen. Samen met Motorola ontwikkelde het een "neuronchip' die samen met andere neuronchips in een netwerk als het ware één grote (virtuele) computer vormen. Omdat de chips met elkaar kunnen "praten', hoeft het gegevensverkeer niet meer door één computer geregeld te worden. Ook kunnen de chips van Echelon zonder enig probleem in een elektriciteitsnetwerk worden opgenomen. Een algoritme zorgt ervoor dat de communicatie niet wordt onderbroken als iemand koffie gaat malen.

Echelon werd in 1988 opgericht door Mike Markkula, een van de oprichters van het computerbedrijf Apple. Markkula probeerde het concept van zijn pratende neuronchips eerst aan zijn voormalige werkgever te verkopen, maar die had er geen oren naar, zodat hij uiteindelijk met Toshiba en Motorola in zee ging. Van meet af aan zag Markkula een groot aantal toepassingen voor zijn chips. Haaser: "Marktanalisten waarschuwden ons: jullie moeten je op één bepaalde markt richten. Maar dat hebben we nooit gewild. Wij maken componenten en die kun je overal voor gebruiken. Het is net zoals met microprocessoren. Die vind je ook niet alleen in computers. Achteraf hebben we gelijk gekregen, want door de vele toepassingsmogelijkheden hebben we heel snel een zeer brede markt kunnen aanboren. Dit soort technologie leent zich immers bij uitstek voor allerlei industriële toepassingen, zoals het aansturen van fabrieksrobots en lasers.'

Echelon ontwikkelt die toepassingen niet zelf. Het levert alleen de bouwstenen: de neuronchips en netwerkapparatuur. Er passen wel 32.000 neuronchips in een netwerk. Zo'n LON (local operating network) kan uit kabels, maar ook uit infrarood- en radiografische verbindingen bestaan. Anders dan bij een LAN (local area network), waar sprake is van dataverkeer, worden in een LON alleen boodschappen uitgewisseld tussen de chips en de meetinstrumenten of sensoren. Hiervoor is een speciaal communicatieprotocol, LONtalk, ontwikkeld. De boodschappen bevatten geen instructies, de chips nemen zelf beslissingen.

De mogelijkheden van deze technologie zijn onbeperkt. Sensoren in de tuin zouden bij droogte automatisch de sproei-installatie aan kunnen zetten. Afwasmachines zouden hun werk kunnen doen op tijden dat de energietarieven het laagst zijn. Met het door Schlumberger en Lyonnaise des Eaux-Dumez ontwikkelde TIPI-systeem hoeft de meteropnemer niet meer aan te bellen; hij kan aan de voordeur alle noodzakelijk gegevens aftappen. ECS (Energy Conservation Systems) uit Engeland heeft op basis van de Echelon-technologie lampen ontwikkeld die met behulp van computers geprogrammeerd kunnen worden. Een infraroodsysteem dat bewegingen registreert laat het licht overdag aan, terwijl buiten kantooruren het alarm in werking kan worden gesteld. En in Nevada controleren neuronchips het drankverbruik in een café: de inventarislijst hoeft niet meer te worden ingevuld.

Bandbreedte

Tussen het Amerikaanse en het Europese elektriciteitsnetwerk bestaan overigens wel verschillen. In de Verenigde Staten is meer bandbreedte voor gegevensuitwisseling beschikbaar, minimaal 100 KHz. Is Europa varieert de bandbreedte daarentegen van 3 tot 95 KHz. Het Europese netwerk is daarmee gevoeliger voor storingen. Maar ook daar heeft Echelon nu een oplossing voor gevonden. "Je kunt nu ook via het Europese elektriciteitsnet berichten versturen,' zegt Haaser. "Sterker nog: het zou zelfs via de electriciteitskabels van treinen kunnen. Je hoeft dan geen bekabeling naast de baan meer aan te leggen.'

Iedereen is het er over eens dat Echelon een technologische voorsprong heeft op zijn concurrenten. Er is alleen één nadeel: de technologie van het bedrijf is als zodanig nog niet als "standaard' geaccepteerd. Dit in tegenstelling tot concurrerende systemen als Batibus (gesteund door Philips, Thorn, Nokia en Moulinex), EIB (European Installation Bus) van Siemens, Fieldbus (voor industriéle toepassingen) en CEBus (Consumer Electronics Bus, een Amerikaanse standaard).

Veel van deze systemen zijn echter nog niet commercieel leverbaar. CEBus is een papieren tijger en Batibus bevindt zich nog in een experimentele fase. In Frankrijk worden al wel 10.000 woningen voorzien van Batibus-aansluitingen. Siemens is het verst: die levert sinds kort een complete produktielijn voor toepassingen in woningbouw (o.a. rolluik- en jaloeziebesturing, verwarming en ventilatie). Het netwerk bestaat uit kabels met twee paar getwiste aders, waarvan één paar wordt gebruikt voor communicatie en spanningsvoorziening en het andere voor intercom en telefonie. Die kabels zullen dus speciaal moeten worden aangelegd. De bus kan wel lokaal worden georganiseerd zodat de systemen onafhankelijk van elkaar voor kleinere toepassingen gebruikt kunnen worden.

Enkele weken geleden is de Nederlandse vestiging van de EIBA (European Installation Bus Association) opgericht, die het gebruik van domotica (informatica en telecommunicatie in en om het huis) in ons land wil stimuleren. Prof. dr. Ben A. Bakker van de Erasmus Universiteit Rotterdam voorspelt domotica een gouden toekomst, ondanks allerlei knelpunten zoals het gebrek aan standaardisatie en de onbekendheid met de technologie. "De oprichting van een Nederlandse organisatie is in elk geval een belangrijke stap voorwaarts,' sprak Bakker tijdens de presentatie van EIBA Nederland. "Een groep belanghebbenden steekt de nek uit om de impasse van de afgelopen jaren te doorbreken.' Volgens secretaris mr. L.F. Dijkstra van EIBA Nederland wordt er gepraat over samenwerking met Batibus, zodat er in de toekomst wellicht één Europese standaard voor huisautomatisering zal ontstaan.

Wordt de witte raaf Echelon daarmee buiten spel gezet? Het bedrijf zegt niet bang te zijn voor de Europese concurrentie: Batibus bijvoorbeeld heeft vergeleken met Echelon's netwerk LON works een beperkte verwerkingscapaciteit (4.8 kilobits/s tegen 1.25 Megabit/s bij Echelon) en een geringe netwerkomvang. LON works is bovendien makkelijk uit te breiden zonder dat daarvoor de configuratie gewijzigd hoeft te worden. "De beste standaards zijn gecreéerd door systemen die zich al op de markt hebben bewezen,' zegt Barry Haaser van Echelon. "En de belangstelling voor LON works is groot, ook in Europa, waar een kwart van onze klanten zit.'

Tijdens de industriebeurs Hannover Messe, die van 21 t/m 28 april wordt gehouden, zullen verschillende toepassingen van LON Works en EIB worden gedemonstreerd. Leden van EIBA Nederland zijn dit najaar ook vertegenwoordigd op de beurs Elektrotechniek (van 4 t/m 8 oktober in de Jaarbeurs in Utrecht).