SmartBulb

SmartBulb ist eine fortschrittliche smarte Beleuchtungslösung, die darauf ausgelegt ist, die Schlafqualität zu verbessern, indem sie die negativen Auswirkungen von blauem und grünem Licht am Abend reduziert.

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3 Entwickler

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USA

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Projektvorstellung

SmartBulb ist eine fortschrittliche Smart-Lighting-Lösung, die darauf ausgelegt ist, die Schlafqualität zu verbessern, indem sie die negativen Auswirkungen von blauem und grünem Licht am Abend reduziert. Wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass künstliche Beleuchtung – insbesondere durch herkömmliche LED- und Glühbirnen – den zirkadianen Rhythmus des Körpers stören kann, was das Einschlafen erschwert und erholsamen Schlaf beeinträchtigt.

Um dieses Problem zu lösen, bietet SmartBulb ein spezielles Lichtspektrum, das Emissionen von blauem und grünem Licht minimiert und gleichzeitig eine angenehme, warme Beleuchtung für abendliche Aktivitäten ermöglicht. Nutzer können ihre herkömmlichen Leuchtmittel durch SmartBulb ersetzen, um eine gesündere Umgebung für die Nacht zu schaffen – ohne völlige Dunkelheit.

Für eine optimale Benutzerfreundlichkeit benötigte SmartBulb eine cloudbasierte Infrastruktur, die es ermöglicht, die Beleuchtungseinstellungen bequem über eine mobile App aus der Ferne zu steuern. Dafür waren eine nahtlose Kommunikation zwischen Gerät und App, Gerät und Cloud sowie App und Cloud erforderlich – ebenso wie eine reaktionsschnelle, intuitive Benutzeroberfläche und eine sichere, skalierbare Backend-Architektur.

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Projektumfang

Unser Team war für die vollständige Entwicklung und Integration verantwortlich und stellte eine nahtlose sowie effiziente Verbindung zwischen den SimpleBulb-Geräten und den mobilen Anwendungen sicher. Die zentralen Aspekte des Projekts umfassten:Unser Team war für die vollständige Entwicklung und Integration verantwortlich und stellte eine nahtlose sowie effiziente Verbindung zwischen den SimpleBulb-Geräten und den mobilen Anwendungen sicher. Die zentralen Aspekte des Projekts umfassten:

1. Embedded-Entwicklung

Fordewind realisierte erfolgreich die Entwicklung von Embedded-Firmware für ein Projekt auf Basis der ESP32-Architektur.
Das Team implementierte eine robuste, sichere und funktionsreiche Lösung, die folgende zentrale Ergebnisse umfasste:

Cloud-Konnektivität: Ermöglichung einer nahtlosen Kommunikation mit der Cloud über WLAN – inklusive bidirektionaler Kommunikation mit geringer Latenz.
Cybersicherheit und Zuverlässigkeit: Entwicklung einer Firmware, die einen sicheren, stabilen und zuverlässigen Betrieb der Geräte gewährleistet.
Gerätekommunikation: Implementierung von WLAN für die Cloud-Anbindung sowie des Matter-Protokolls über Wi-Fi und Thread für eine effektive, schnelle und sichere lokale Kommunikation.
Firmware-Management: Umsetzung von Over-the-Air (OTA)-Updates und Optimierung der Prozesse zur Firmware-Verwaltung.

Ein zentraler Aspekt der Firmware-Entwicklung war die Nutzung des modernen Matter-Protokolls.
Matter ist der neueste Standard im Bereich Smart-Home-Kommunikation und wurde entwickelt, um die Gerätekommunikation zu vereinfachen und zu vereinheitlichen. Unterstützt von Technologieriesen wie Apple, Google und Amazon verfolgt Matter das klare Ziel, einen nahtlosen, offenen Standard zu schaffen, der Interoperabilität, Sicherheit und Skalierbarkeit in den Vordergrund stellt.

Durch den Einsatz IP-basierter Netzwerke ermöglicht Matter die Verbindung von Geräten über Wi-Fi und Thread – was das Protokoll vielseitig und leicht in bestehende Systeme integrierbar macht.

Für dieses Projekt setzte das Team von Fordewind auf die Matter-Kommunikationsarchitektur:

2. Mobile App-Entwicklung

Fordewind entwickelte robuste mobile Anwendungen für Android und iOS, die eine nahtlose Kommunikationsfunktionalität sowie ein intuitives Benutzererlebnis gewährleisten.

Nutzer können die Geräte lokal (über Matter) sowie aus der Ferne über die Cloud-Kommunikation steuern.
Nutzer können das Licht ein- und ausschalten, die Helligkeit anpassen und vordefinierte Lichtmodi auswählen, die für einen erholsamen Schlaf optimiert sind.
Echtzeit-Updates zwischen der mobilen Anwendung des Nutzers und der Smart Bulb.
Individuell konfigurierbare Zeitpläne zur automatisierten Lichtanpassung basierend auf der Schlafroutine

3. Entwicklung einer cloudbasierten Infrastruktur

Entwicklung einer serverlosen Architektur mit AWS Lambda und API Gateway zur Minimierung der Wartungskosten bei gleichzeitiger Gewährleistung der Skalierbarkeit
Implementierung von AWS IoT Core zur nahtlosen Kommunikation zwischen den Geräten und der Cloud
Entwicklung eines latenzarmen Nachrichtensystems unter Verwendung von MQTT und WebSockets, um sofortige Rückmeldungen bei Lichtänderungen zu ermöglichen

4. Sicherheit und Benutzerauthentifizierung

Integration sicherer Authentifizierungsmechanismen (OAuth 2.0 und Firebase Authentication) zum Schutz der Benutzerkonten
Sicherstellung einer Ende-zu-Ende-Verschlüsselung für die Datenübertragung zwischen den Geräten und der Cloud
Implementierung einer rollenbasierten Zugriffskontrolle (RBAC) zur Unterstützung mehrerer Benutzer – z. B. Familienmitglieder, die dieselben Glühbirnen steuern

5. Leistungsoptimierung und Skalierbarkeit

Entwicklung einer skalierbaren Architektur, die zukünftige Produkterweiterungen unterstützt, einschließlich der Integration mit Sprachassistenten wie Alexa und Google Assistant
Optimierung der Backend-Verarbeitung zur Handhabung von Tausenden gleichzeitigen Verbindungen ohne Leistungseinbußen
Implementierung von Caching-Mechanismen (Redis oder AWS ElastiCache), um API-Antworten zu beschleunigen

Projektdetails

Ergebnisse

Die erfolgreiche Implementierung des SmartBulb-Ökosystems führte zu:

Nahtloser Fernsteuerung – Nutzer können die Lichteinstellungen bequem über die mobile App von überall auf der Welt anpassen.
Verbesserter Schlafqualität – Durch die Reduzierung von blauem und grünem Licht bietet SimpleBulb eine wissenschaftlich fundierte Lösung für besseren Schlaf.
Skalierbarer Cloud-Infrastruktur – Das auf AWS basierende Backend gewährleistet Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit für Tausende von Geräten.
Kommunikation mit geringer Latenz – Echtzeitanpassungen über MQTT/WebSockets ermöglichen ein reibungsloses und unmittelbares Nutzererlebnis.
Erhöhte Sicherheit – Verschlüsselte Gerätekommunikation und robuste Authentifizierungsmechanismen schützen die Nutzerdaten

Durch die Kombination von intelligenter Beleuchtungstechnologie mit modernen IoT-Kommunikationslösungen sowie einer sicheren und skalierbaren Cloud-Architektur unterstützten wir SimpleBulb dabei, eine innovative, benutzerfreundliche und gesundheitsorientierte Lichtlösung bereitzustellen.

Dieses Projekt unterstreicht unsere Expertise in den Bereichen IoT-Entwicklung, Cloud-Infrastruktur und Echtzeit-Gerätekommunikation – und schafft eine solide Grundlage für zukünftige Innovationen im Smart-Home-Bereich.

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