Smart Home App Entwicklung - Wenn Weniger nicht Mehr ist

Intro - SARAH Smart Home System

Nach mehr als 7’000 Design- und Entwicklungsstunden ist sie da, die all in one Smart Home Lösung - SARAH von hubware.house in Ittigen bei Bern. Dieser Blog Post wirft einen Blick hinter die Kulissen dieses Projektes und zeigt einige Erfolgsfaktoren auf.

Projekt Kick-Off einmal anders

Alles begann mit einem unverbindlichen Treffen mit Christian Moser und Tobias Kluge bei Apps with love im Spätherbst 2015. “Wir möchten mit euch eine Smart Home App machen”. So sehr unkompliziert und pragmatisch die Beziehung mit hubware seit dem Projektstart ist, umso komplexer und umfangreicher sollte diese mobile Applikation werden.

Nun, noch vor Weihnachten 2015 durfte ich als Projektleiter seitens Apps with love feststellen, dass dies nicht ein “normales” App Projekt werden würde. Die Anzahl und Komplexität der geforderten Funktionen war überwältigend. Um den gesamten Umfang dieser App zuerst einfach fassen zu können, haben Res (unser Head of Design) und ich erst mal den ganzen Projektraum mit den Anforderungen und bereits existierenden Beispielen solcher Anwendungen zugepflastert. Mir wurde fast schwindlig beim Gedanken für dieses Projekt sämtliche Spezifikationen zu schreiben, jede dieser unzähligen Funktionen zu designen und dann auf mehreren Plattformen und Gerätegrössen zu entwickeln.

Screen Skizzen zur Grundrissplan Ansicht von Res Finger

Wenn Mehr mehr ist

Bei diesem Projekt musste ich merken, dass weniger nicht immer mehr ist. Wir empfehlen den meisten Kunden sich auf wenige Funktionen zu konzentrieren und sich auf den Kernnutzen zu fokussieren. Bei der Idee sein eigenes Haus mit einer App zu steuern, kommt man schnell darauf, dass der User hierfür nicht zehn verschiedene Apps sondern eine sehr umfangreiche Applikation nutzen möchte. Das Problem der Inkompatibilität von vielen bestehenden Smart Home Teillösungen ist bekannt. Wenn ich zu Hause Sonos für die Musik, ein Nest für die Steuerung meiner Heizung, Netatmo für das Wetter, Velux für die Steuerung meiner Fenster und den intelligenten Kühlschrank von Samsung habe, muss ich für jedes Gerät eine eigene App installieren. In dem hier beschriebenen Projekt wurden all diese Dinge in einem einzigen App vereint. Man kann also sowohl das Nest, die Sonos, sein Netatmo aber auch die HUE Lampe oder die Anwesenheitssimulation mit EINER App namens SARAH steuern.

Komfort ohne Grenzen

SARAH ist eine intuitive Smart Home App und wird zugleich Herz und Intelligenz deines Zuhause. Durch die Vereinigung unzähliger elektrischer Geräte auf nur einer App kannst du damit neue Dimensionen in Sachen Wohnkomfort, Energieeffizienz und Sicherheit erleben. Hier eine kleine Übersicht zu den wichtigsten Funktionen:

  • Dashboard - Zugang zu den wichtigsten Infos und Aktivitäten zum Haus
  • Favoriten - personalisierter Schnellzugang zu den wichtigsten Funktionen, Geräte, Räume, Services, Szenen, Automationen
  • Raum Übersicht und Navigation - Navigation zwischen Stockwerk und Zimmer sowie Direktzugang zu den jeweiligen Devices und Szenen welche diese Orte betreffen
  • Floorplan - Auf den Grundrissplänen kann der User Devices direkt steuern, neue hinzufügen oder bestehende smart devices herumschieben. 
  • Szenen - "One Click to Romance". Selbst definierte Stimmungen, welche mit einem Tab ausgelöst werden können.
  • Automationen - du definierst die Konditionen à la If this than that (IFTTT) und SARAH übernimmt den Rest für dich.
  • Services - z.B. Aktivitätensimulation, Energiemanagement, Wetterdienste, Gegensprechanlage, Multimedia, Multiroom Audio, u.v.m.

Stimmungen - One Click to Romance

Das Spezielle von dieser App ist die Möglichkeit mit nur einem Knopfdruck mehrere Geräteeinstellungen zu manipulieren und somit eine vordefinierte Stimmung zu erhalten. Dies kann z.B. die Stimmung - Aufstehen - sein. Hier würde das Licht langsam aufhellen, leise Musik gestartet, allenfalls die Jalousien geöffnet, die Kaffeemaschine aufgewärmt und im Bad das Licht eingeschaltet.

Automationen - Smartness für dein Haus

Noch komplexer für unsere Entwickler war die Funktion “Automation”. Selbstdefinierte Aktionen (if this, than that), welche mit beliebigen Auslösern und Kriterien kombiniert und somit komplett flexibel definiert werden können. Wie beim Dienst “IFTTT - if this than that” können in der App eigene Automationen definiert werden wie z.B.: Falls es regnet und das Dachfenster geöffnet ist, soll dieses automatisch geschlossen werden oder falls bis 21:00 niemand zu Hause ist, soll die “Activity Simulation” automatisch gestartet und sämtliche Dachfenster geschlossen werden.

Schlaue Aktivitäten Simulation

Da die App sämtliche wichtigen Gerätschaften des Hauses im Griff hat, lernt sie die Gewohnheiten der User in Bezug auf die Nutzung der Geräte kennen. Durch dieses Wissen kann die App personalisierte Aktivitäten als Simulation umsetzen, welche den wirklichen Gewohnheiten des Users entsprechen und nicht irgendwelche Standart-Lichtmanipulationen, welche sehr rasch durch geübte Einbrecher als solches entlarvt werden. In diesem Bereich des "Machine Learning und künstlicher Intelligenz" hat SARAH noch grosses Potential. Wir freuen uns sehr in den nächsten Monaten SARAH noch mehr Smartness zu verleihen, um dem Endnutzer einen aussergewöhnlichen Komfort bieten zu können. 

Services - die Zukunft für externe Entwickler

SARAH wird laufend weiterentwickelt und optimiert und reagiert somit flexibel auf die aktuellen Veränderungen im Markt mit den entsprechenden Schnittstellen. Für Nachfolgeversionen ist bereits geplant, dass der Benutzer auf zahlreiche Drittanbieter-Services zugreifen kann. Das können z.B. News-Abos der NZZ, Reinigungsdienste, Wetterdienste oder Überwachungsdienste sein. Die Vision ist es, irgendwann diese Plattform auch für externe Entwickler zu öffnen, damit den bestehenden SARAH und SVEN Nutzer digitale Services über einen Marktplatz in der App angeboten werden können. Erste Beispiele dafür sind die Wetteralarm Services, welche abonniert werden können.

SVEN - der kleine Bruder von SARAH

Etwa in der Hälfte der Umsetzung von SARAH kam Chris, der CEO von hubware zu mir und fragte, ob wir noch zusätzliche Design und Android Entwicklungs-Ressourcen hätten, denn er brauche zusätzlich zu SARAH eine ganz einfache Variante der App für fixe Installationen vor allem in Mietwohnungen. Klar! Rund drei Monate später war SVEN designed, entwickelt und somit ready go live.

SVEN vereint die Smart Home Funktionen wie die Regelung von Temperatur und Licht, mit Services wie online- und Wetterdienste. Klingelt es an der Tür, wird SVEN automatisch zur Gegensprechanlage und somit zum digitalen Assistenten der Wohnung. Verlässt der Bewohner seine Wohnung, kann er mit einer Berührung des ‘Gehen’ Buttons alle elektrischen Geräte ausschalten und gleichzeitig eine Anwesenheitssimulation auslösen.

Einfach zu installieren - ohne zusätzliche Kabel

Deine SARAH kommuniziert über die digitalSTROM Architektur und kommt somit ganz ohne zusätzliche Kabel aus. Smart Home wird damit auch für Renovationen und nachträgliche Anpassungen jederzeit einfach möglich. 

Eine Besonderheit dieses Systems ist die Möglichkeit, für die digitalSTROM Partner eine für sie individualisierte Version (Whitelabeled) von SARAH zu vertreiben. Somit kann die eigene Marke im regionalen Markt gestärkt werden. Dank dieser Individualisierungsmöglichkeiten sind auch die ganz grossen Smart Home Anbieter sehr an dieser Lösung interessiert.

Agile Software Entwicklung

Es wäre gar nicht möglich gewesen dieses grosse Projekt wie im “Wasserfall-Modell” nötig, vorab genau zu spezifizieren und dann eine Anforderung nach der anderen abzuarbeiten. Ein paar Zahlen der Entwicklung von SARAH V1 (iOS, Android):

  • 1200 Stunden Design für mehr als 300 Screens
  • 2600 Stunden iOS Frontend Entwicklung (iPad und iPhone)
  • 1700 Stunden Android Frontend Entwicklung (Smartphone only)
  • 1500 Stunden Backend Development (via Tobias Kluge CTO von hubware)

Total wurde für dieses Projekt mehr als 7000 Stunden innerhalb eines Jahres geleistet und in dieser Zeit ein vollumfängliches Smart Home System auf die Beine gestellt. Dies war nur mit einem sehr guten Design- und Entwicklungsteam sowie einer guten Kommunikationskultur möglich.

Zurück zur gewählten Entwicklungsmethodik. Wir haben für die Entwicklung dieser App V1 eine kontinuierliche parallele Entwicklung von App-Konzept, Screen-Design, Backend-Entwicklung, Frontend-Entwicklung und Testing aufgegleist und über rund ein Jahr so gehalten bis die Version SARAH v1 mit einem definierten Funktionsumfang im Markt gelaunched wurde (September 2016). Während diesem Jahr haben wir ein wöchentliches Statusupdate mit allen Verantwortlichen durchgeführt um sowohl die letzte Woche Revue passieren zu lassen und die Aufgaben für die nächste Woche zu besprechen. Details wurden dann via Hipchat diskutiert, über Jira die Tasks verteilt und durch das Team abgearbeitet. In Spitzenzeiten waren zwei Designer und je zwei Entwickler pro Plattform sowie mindestens ein Backend-Entwickler voll im Einsatz für dieses Projekt.

The biggest challenge for us as designer was to make great UI/UX & keep convenience, beauty and style through over 300 screens of the project.
— Res & Sergey, Senior Designer von SARAH

Fullservice vom Corporate Design bis zur Vermarktung

Für hubware hat Apps with love nicht nur das App Design und die Frontend Entwicklung für iPhones, iPads und Android Smartphones von SARAH übernommen, sondern auch:

  • Entwicklung des Corporate Design, Logo, Visitenkarten, Packaging und Factsheets von hubware
  • Marketing Strategie B2B und B2C für hubware, Social Media Marketing Planung und Umsetzung, Leitidee und Kampagnen-Umsetzung
  • Umsetzung SARAH Produkte-Filme

Für das Corporate Design haben wir mit Joël Weber und für die Entwicklung und Umsetzung von massgeschneiderten Marketingkampagnen mit Kasper Kobel aus unserem Partnernetzwerk zusammen gearbeitet. 

Your Home, Your Castle - Sicherheit als oberstes Gebot

SARAH Smart Home gehört dir. Die Daten des Hausautomationssystems werden bei dir Zuhause abgelegt und finden nicht den Weg in Cloudsysteme. SARAH speichert sämtliche Daten nicht im Internet, sondern lokal in deinem Zuhause.

Datenschutz und Sicherheit ist auch in der Mobile-App das oberste Gebot. Ende-zu-Ende authentisierte Kommunikation aller Teilnehmenden sowie eine Verschlüsselung zwischen SARAH und der App garantieren höchste Sicherheitsstandards, sodass nur deine Geräte und Bewohner darauf zugreifen können.

We have a lot of defense levels in the app so we had to generate csr files, save and generate certificates, and always use encrypted messages. It is a big effort to support all of this.
— Tomasz, Android Lead Entwickler

Learnings aus dem Projekt

  • ich (Michael Schranz) weiss jetzt was MQTT ist
  • Testing für Homeautomation Projekte ist um einiges komplexer als für “normale” Apps. Nebst dem Fakt, dass die App alleine nicht zum Testen reicht, sondern ein ganzes Test-Haus benötigt wird, kann leicht vergessen werden.
  • Die sehr hohen Sicherheitsvorkehrungen waren sozusagen die Tüpfchen auf dem i in Sachen Komplexität für dieses Projekt. 
  • Die Integration und perfekte Umsetzung auf sehr vielen verschiedenen Gerätetypen und Screengrössen des Videostream (Überwachungskamera)  war eine Knacknuss.
  • Gutes Teamwork war der wichtigste Erfolgsfaktor bei diesem Software Projekt

Goodnews - Finalist am BOSA 2016 (Update 4. Nov. 2016)

SARAH ist unter den Top Ten Apps 2016 und nimmt somit als Finalist am Best of Swiss App Award 2016 teil. Für den Award haben wir mit Rise & Shine Films ein kurzes Promovideo umgesetzt. 

I think, the best thing that has helped us to make such a huge project in such a short time is PASSION & TEAMWORK. Smart home is a really interesting topic and I think if we make something with a lot of heart’s blood, it can’t be bad.
— Ravil, iOS Frontend Entwickler

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