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Contents vi

1. Introduction 1

1.1. Motivation, Goals and possible Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2. Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. Related Work/Fundamentals 3

2.1. Intelligent Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.2. Home Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2.1. Possibilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2.2. Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2.3. Transmission media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.4. Example Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.3. Home Automation Gateways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.1. Example Gateways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.2. Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.4. Middleware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.4.1. Example Middleware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.4.2. Robot Operating System (ROS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3. Concept 27

3.1. Basic structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.2. Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.3. Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.4. Device Management and Abstraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.5. Requirement Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4. Implementation 36

4.1. Gateway . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.1.1. Brief technical introduction of WiﬁControl 433 . . . . . . . . . . . . . . 36

4.1.2. Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

4.1.3. USB-serial-bridge Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

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