DE10114314A1 - Method for radio transmission in a hazard detection system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Funkübertra gung in einem Gefahrenmeldesystem mit einer Hauptstation und mehreren Nebenstationen, wobei die Hauptstation und die Ne benstation jeweils eine Sende- und Empfangseinrichtung auf weisen.The invention relates to a method for radio transmission in a hazard detection system with a main station and several secondary stations, the main station and the Ne benstation each have a transmitting and receiving device point.
Gefahrenmeldesysteme, bei denen Meldungen über Funk übertra gen werden, bieten dem Anwender viele Vorteile. Die Gefahren meldesysteme umfassen dabei Meldesensoren als Nebenstationen, die im Fall einer detektierten Gefahr (Brand, Einbruch) eine Gefahrenmeldung über eine Funkverbindung an eine Zentrale oder Hauptstation (worunter auch Repeater verstanden werden sollen) übermitteln, in der zur Beseitigung der Gefahr weite re Maßnahmen (Alarmierung der Feuerwehr bzw. der Polizei) eingeleitet werden. Die Meldesensoren umfassen dabei jeweils eine Sende- und Empfangseinrichtung und sollen für einen Ein satz an unzulänglichen Orten möglichst autark, d. h. mit einer Batterie, betrieben werden.Hazard detection systems in which messages are transmitted via radio offer the user many advantages. The dangers alarm systems include alarm sensors as secondary stations, the one in the event of a detected danger (fire, burglary) Hazard notification via a radio link to a control center or main station (which also includes repeaters should transmit) in the range to eliminate the danger Right measures (alerting the fire department or the police) be initiated. The signal sensors each include a transmitting and receiving device and are intended for an on as self-sufficient as possible in inadequate places, d. H. with a Battery operated.
Aus EP 0 911 775 ist beispielsweise ein Gefahrenmeldesystem und ein Verfahren zur Funkübertragung in einem solchen System bekannt, welches bidirektional aufgebaut ist und dessen Kom ponenten energiesparend ausgelegt sind. Störungen in einem solchen System können in weniger als 100 s sicher erkannt werden, allerdings führen sog. Fading-Löcher zu unnötigen Störungsmeldungen.EP 0 911 775, for example, is a hazard detection system and a method for radio transmission in such a system known which is bidirectional and whose com components are designed to save energy. Disorders in one Such systems can be safely recognized in less than 100 s fading holes lead to unnecessary Fault messages.
Für kleine Anlage sind diese Phänomene fast bedeutungslos. Zum einen gilt für sie eine Vorschrift, die statt 100 s vier Stunden zuläßt. Zum anderen stört es nicht sehr, wenn bei zum Beispiel drei Meldern im System alle drei Jahre eine von selbst vorübergehende Störung, wie sie bei Fading-Löchern auftritt, vorhanden ist. These phenomena are almost meaningless for small systems. On the one hand, one rule applies to them, four instead of 100 s Hours. On the other hand, it doesn't really bother if at Example three detectors in the system one every three years even temporary disruption, as is the case with fading holes occurs, is present.
Eine Teillösung wird erzielt durch eine Steigerung der Emp findlichkeit des Empfängers. Damit sinkt die Störungswahr scheinlichkeit ab, verschwindet aber nie ganz. Somit ver bleibt gerade bei großen Anlagen immer eine bestimmte Stö rungswahrscheinlichkeit.A partial solution is achieved by increasing the emp sensitivity of the recipient. This reduces the likelihood of interference probability, but never completely disappears. Thus ver there is always a certain disturbance, especially in large systems approximately probability.
Eine weitere Lösung des Problems besteht darin, die Empfangs stationen zu verdoppeln oder zu verdreifachen. Diese, als Empfänger- oder Raumdiversity bezeichnete Variante ist ohne Zweifel wirkungsvoll. Sie zieht jedoch einen erheblichen Auf wand nach sich und kommt deshalb nur in Frage, wenn die Gerä te- und Montagekosten von untergeordneter Bedeutung sind.Another solution to the problem is reception double or triple stations. This, as Variant designated receiver or room diversity is without Doubt effective. However, it does raise a significant amount turned to itself and is therefore only possible if the Gerä te and assembly costs are of minor importance.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Funkübertragung in Gefahrenmeldesystemen anzugeben, welches kostengünstig arbeitet und dennoch die Störungsquote wegen des Auftretens von Fading-Löchern reduziert.It is therefore the object of the invention to provide a method for Radio transmission in hazard detection systems indicate which works inexpensively and still because of the failure rate the occurrence of fading holes is reduced.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by a method with the features of claim 1.
Dabei ist vorgesehen, daß die Sende- und/oder Empfangsanten nen der Haupt- und/oder der nicht erreichbaren Nebenstation beeinflußt werden, da sich dadurch die Ausbreitungsverhält nisse zwischen Haupt- und nicht erreichbarer Nebenstation verändern und somit ein Fading-Loch überwunden werden kann. Vor allem in Gebäude, wo es keine Sichtverbindungen zwischen Haupt- und Nebenstation gibt, gewinnen Reflexionen einen ent scheidenden Einfluß. Diese immer mehrfach auftretenden Refle xionen führen dazu, daß sich deren Signale am Ort der Emp fangsantenne so interferieren, daß sich diese auslöschen. Än dern sich nun am Sender oder am Empfänger die Phasenverhält nisse, so ändern sich die Ausbreitungswege, d. h. die Länge der einzelnen Umwege durch Reflexionen. Daraus resultieren dann andere Empfangspegel. It is provided that the senders and / or receivers the main and / or the unreachable slave station be influenced, as this affects the spreading ratio nisse between main and unreachable secondary station change and thus a fading hole can be overcome. Especially in buildings where there is no line of sight between There are reflections in the main and secondary stations outgoing influence. These reflections, which always appear repeatedly xions cause their signals to be at the location of the emp Interfer the catch antenna so that they cancel each other out. än change the phase relationship on the transmitter or receiver nisse, so the propagation paths change, d. H. the length of the individual detours through reflections. Result from it then other reception levels.
In der vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach An spruch 2 wird dazu die Richtcharakteristik von mindestens ei ner der Antennen verändert.In the advantageous embodiment of the method according to An saying 2 becomes the directional characteristic of at least egg ner of the antennas changed.
Dies kann in einfacher Weise durch Zu- oder Abschalten ein zelnen Antennenteile gemäß Anspruch 3, oder durch Variation der Abgleichelemente der Antenne gemäß Anspruch 4 geschehen.This can be easily switched on or off individual antenna parts according to claim 3, or by variation the adjustment elements of the antenna according to claim 4 happen.
Ein weiteres einfach zu realisierendes Verfahren gemäß An spruch 5 besteht darin, daß am Ort des Empfängers und oder des Senders auf eine weitere Antenne umgeschaltet wird, die gemäß Anspruch 6 um mehr als die Hälfte der Wellenlänge von der ursprünglichen Antenne versetzt angeordnet, gemäß An spruch 7 durch eine andere Ausrichtung als die ursprüngliche Antenne oder gemäß Anspruch 8 durch eine gegenüber der ersten Antenne gedrehte Polarisationsrichtung gekennzeichnet ist.Another easy to implement method according to An saying 5 is that at the location of the recipient and or the transmitter is switched to another antenna, which according to claim 6 by more than half the wavelength of staggered from the original antenna, according to An say 7 by a different orientation than the original one Antenna or according to claim 8 by a compared to the first Antenna rotated polarization direction is marked.
Besonders gravierend sind die Veränderungen der Ausbreitungs verhältnisse, wenn die weitere Antenne gemäß Anspruch 9 im wesentlichen senkrecht zur ursprünglichen Antenne ausgerich tet ist.The changes in the spread are particularly serious conditions if the further antenna according to claim 9 in aligned substantially perpendicular to the original antenna is.
In der Regel beeinträchtigen Fading-Löcher nur die Kommunika tion zwischen zwei Sende- und Empfangseinrichtungen. Ist nun die Kommunikation zwischen einer Hauptstation und einer Ne benstation gestört, so sind in der Regel die Kommunikationen zwischen der Hauptstation und anderen Nebenstationen wie auch zwischen einzelnen Nebenstationen untereinander dennoch pro blemlos möglich. Nach Anspruch 10 kann eine Nebenstation da her ihre Daten über eine weitere Nebenstation an die Haupt station senden.As a rule, fading holes only affect the communication tion between two transmitting and receiving devices. Is now the communication between a main station and a ne As a rule, communications are disturbed between the main station and other slave stations as well between individual substations among themselves per easily possible. According to claim 10, a slave station there her data via another slave station to the main send station.
In der vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach An spruch 11 wird ein solches Fading-Loch zwischen einer Haupt station und einer Nebenstation im Rahmen einer Routineprüfung erkannt, die Nebenstation kann dann über die weitere Neben station an die Hauptstation melden, daß diese - nicht erreichbare - Nebenstation nach wie vor funktionsfähig ist und von der Hauptstation aus über die weitere Nebenstation er reicht werden kann.In the advantageous embodiment of the method according to An saying 11 becomes such a fading hole between a main station and a secondary station as part of a routine check detected, the slave station can then be used via the other slave report to the main station that this - unreachable - substation is still functional and from the main station via the other secondary station can be enough.
Gemäß Anspruch 12 wird eine solche, nicht direkt, aber über Umwege erreichbare Nebenstation als nicht gestört geführt, so daß sich die Anzahl der Störungsmeldungen entscheidend redu zieren läßt.According to claim 12, such is not direct, but over Detourable secondary station managed as not disturbed, see above that the number of fault reports decreased significantly decorates.
Nach Anspruch 13 sendet die Nebenstation ihre Daten so lange über die weitere Nebenstation an die Hauptstation, so lange die direkte Verbindung zur Hauptstation gestört ist. Dadurch läßt sich ein solcher Umweg nicht nur einmalig, sondern stän dig zur Kommunikation zwischen Haupt- und Nebenstation ver wenden.According to claim 13, the slave station sends its data for so long over the further secondary station to the main station, as long the direct connection to the main station is disturbed. Thereby such a detour can not only be done once, but also dig for communication between main and secondary station ver turn.
Da eine Frequenzänderung häufig die effektivste Methode ist, eine Verbindung zwischen Haupt- und Nebenstation herzustel len, ist es gemäß Anspruch 14 in vorteilhafter Weise vorgese hen, zunächst die Frequenz der Übertragung zwischen Haupt- und Nebenstation zu verändern und erst bei einem Fehlschlagen dieser Methode die Umleitung über eine weitere Nebenstation einzusetzen.Since frequency change is often the most effective method, to establish a connection between the main and secondary station len, it is vorese advantageously according to claim 14 first, the frequency of transmission between main and substation to change and only when a failure this method, the diversion via another secondary station use.
Eine zusätzliche Veränderung der Ausbreitungsverhältnisse zwischen Sender und Empfänger läßt sich gemäß Verfahren gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 15 dadurch erzielen, daß die Frequenz der Übertragung geän dert wird. Dadurch verändern sich die Wege der Wellen etwas und diese werden anders interferiert. Eine Variation inner halb des 2 MHz breiten SRD-Bandes (868 MHz bis 870 MHz) reicht aus, um die Phase um mehr als 10° auf dem Übertra gungsweg zu schieben.An additional change in the spreading conditions between sender and receiver can be according to the procedure the advantageous embodiment of the method according to claim 15 achieve that geän the frequency of the transmission is changed. This changes the ways of the waves a little and these are interfered differently. A variation inside half of the 2 MHz wide SRD band (868 MHz to 870 MHz) is sufficient to move the phase by more than 10 ° on the transfer push path.
Um von vornherein den Einfluß der Frequenzveränderung zu nut zen, ist es ebenfalls sinnvoll, die Frequenz der Übertragung in vorgegebenen Zeitabständen zu verändern gemäß Anspruch 16, ohne vorher auf das Auftreten von Fading-Löchern zu warten.To take advantage of the influence of the frequency change from the outset zen, it also makes sense to change the frequency of the transmission to change at predetermined time intervals according to claim 16, without waiting for fading holes to appear.
Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigtUsing the exemplary embodiments shown in the figures the invention is explained in more detail. It shows
Fig. 1 schematisch die Kommunikation zwischen einer Haupt station und einer Nebenstation mit mehreren Antennen, Fig. 1 shows schematically station the communication between a master and a slave station with multiple antennas,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Kommunikation zwi schen einer Hauptstation und mehreren Nebenstationen, und Fig. 2 is a schematic representation of the communication's between a main station and several slave stations, and
Fig. 3 die Kommunikation zwischen einer Hauptstation und ei ner Nebenstation durch die Nutzung mehrerer Frequenzen. Fig. 3 shows the communication between a main station and egg ner sub-station through the use of several frequencies.
In Fig. 1 ist dargestellt, wie eine Hauptstation N, bei spielsweise die Zentrale eines Gefahrenmeldesystems oder ein Repeater, mit einer Nebenstation S1 kommuniziert. Die Neben station S1 kann dabei beispielsweise Intrusions- oder Brand meldesensoren umfassen. Die Hauptstation M und die Nebensta tionen S1 weisen dabei jeweils nicht dargestellte Sende- und Empfangseinrichtungen auf, die eine drahtlose Kommunikation zunächst zwischen Hauptstation M und der Nebenstationen S1 gewährleisten. Die Nebenstation S1 weist neben einer ersten Antenne 1 eine weitere Antenne 3 auf, die im bezeichneten Beispiel räumlich versetzt und senkrecht zur ersten Antenne 1 angeordnet ist. Falls nun die Kommunikation zwischen der er sten Antenne 1 und der Antenne 2 der Hauptstation M gestört ist, was wiederum durch die gepunktete Verbindung dargestellt ist, so kann in der Nebenstation S1 auf die weitere Antenne 3 umgeschaltet werden, die dann die Kommunikation mit der An tenne 2 der Hauptstation M ermöglicht. Natürlich kann die weitere Antenne auch an der Hauptstation M angeordnet sein und durch eine entsprechende Steuerung können die den jewei ligen Stationen zugeordneten Antennen nicht nur wechselweise, sondern auch gleichzeitig betrieben werden, wodurch sich die Ausbreitungsbedingungen noch flexibler verändern lassen. In Fig. 1 it is shown how a main station N, for example the center of a hazard alarm system or a repeater, communicates with a slave station S1. The secondary station S1 can include intrusion or fire detection sensors, for example. The main station M and the substations S1 each have transmission and reception devices (not shown) which initially ensure wireless communication between the main station M and the substations S1. In addition to a first antenna 1, the secondary station S1 has a further antenna 3 which, in the example described, is spatially offset and is arranged perpendicular to the first antenna 1 . If now the communication between the first antenna 1 and the antenna 2 of the main station M is disturbed, which in turn is represented by the dotted connection, it can be switched to the additional antenna 3 in the secondary station S1, which then communicates with the operator tenne 2 of the main station M enables. Of course, the further antenna can also be arranged at the main station M and, by means of a corresponding control, the antennas assigned to the respective stations can be operated not only alternately, but also simultaneously, as a result of which the propagation conditions can be changed even more flexibly.
In Fig. 2 ist dargestellt, dass die in einer Anordnung mit einer Hauptstation M und insgesamt vier Nebenstation S1, S2, S3 und S4 die Kommunikation zwischen der Hauptstation M und der Nebenstation S1 gestört ist, was schematisch in Fig. 2 durch eine gepunktete Verbindung zwischen der Nebenstation S1 und der Hauptstation M dargestellt ist. In diesem Fall kommu niziert die Nebenstation S1 ihre Daten an die weitere Neben station S2 und diese übermittelt die Daten der Nebenstation S1 dann an die Hauptstation M. Die Hauptstation M kann somit über den Umweg über die weitere Nebenstation S2 mit der nicht erreichbaren Nebenstation S1 kommunizieren und Daten austau schen. Die Nebenstation S1 ist daher in der Hauptstation M nicht als gestört gekennzeichnet. Somit läßt sich die Anzahl der Störungsmeldungen entscheidend reduzieren.In Fig. 2 is shown that is disrupted in an arrangement with a master station M and a total of four sub-station S1, S2, S3 and S4, the communication between the master station M and the slave station S1, which schematically in Fig. 2 by a dotted connection between the secondary station S1 and the main station M is shown. In this case, the secondary station S1 communicates its data to the further secondary station S2 and this then transmits the data of the secondary station S1 to the main station M. The main station M can thus communicate via the further secondary station S2 with the unreachable secondary station S1 and exchange data. The secondary station S1 is therefore not identified as disturbed in the main station M. The number of fault messages can thus be significantly reduced.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie die Nebenstation S1 und die Hauptstation M über eine erste Frequenz F1 nicht miteinander kommunizieren können, was wiederum durch die gepunktete Linie dargestellt ist, während die Kommunikation über eine zweite Frequenz S2 problemlos möglich ist. Ein solcher Frequenzwech sel kann beispielsweise vorgesehen sein, wenn die Kommunika tion mit der ersten Frequenz S1 gestört ist, aber es kann auch eine in vorgegebenen Zeitabständen kontinuierliche Fre quenzänderung vorgesehen sein. FIG. 3 shows how the secondary station S1 and the main station M cannot communicate with one another via a first frequency F1, which in turn is represented by the dotted line, while communication via a second frequency S2 is possible without problems. Such a frequency change sel can be provided, for example, if communication with the first frequency S1 is disturbed, but a frequency change that is continuous at predetermined time intervals can also be provided.
Die Umwegschaltung über eine weitere Nebenstation, die Ände rung der Antennen sowie die Frequenzänderung können nun so kombiniert werden, daß, falls einer der Wege nicht funktio niert, automatisch einer der anderen angewendet wird. Bei bi direktionalen Systemen ist es empfehlenswert, zunächst einen Frequenzwechsel vorzunehmen. Nutzt dieser Frequenzwechsel nichts, dann sollte der Umweg über die weitere Nebenstation gewählt werden, um die Ausbreitungsverhältnisse der anderen Kommunikationen zwischen der Hauptstation M und den weiteren Nebenstationen S2, S3 und S4 nicht zu beeinflussen. The detour via another substation, the change tion of the antennas and the frequency change can now be combined that if one of the ways does not work one of the others is automatically applied. At bi directional systems, it is recommended to start with one Frequency change. Use this frequency change nothing, then the detour should go to the other substation be chosen to the spreading ratios of others Communications between the main station M and the others Secondary stations S2, S3 and S4 not to be influenced.
Zusätzlich ist zu beachten, dass die Kommunikation zwischen der Hauptstation und der Nebenstation unterschiedlich gestört sein kann. Empfängt die Hauptstation beispielsweise im Rahmen der Integritäts-Überprüfung zum vorgegebenen Zeitpunkt kein Signal von der Nebenstation, dann versuchen Haupt- und Neben station auf einer anderen Frequenz miteinander zu kommunizie ren. Gelingt eine Kommunikation über Frequenzwechsel nicht, dann kann die Hauptstation die Kommunikation über die Umlei tung über die weitere Nebenstation auslösen.It should also be noted that the communication between the main station and the slave station disturbed differently can be. For example, the main station receives in the frame the integrity check at the given time none Signal from the slave, then try main and slave to communicate with each other on a different frequency If communication via frequency change does not succeed, then the main station can communicate over the diversion Trigger the device via the additional substation.
Schwieriger ist der Fall, dass die Hauptstation das Signal von der Nebenstation zur Integritäts-Überprüfung empfängt und ihr Quittungssignal aussendet, welches nicht von der Neben station empfangen wird. In diesem Fall wird die Nebenstation versuchen, die Hauptstation auf einem anderen Weg zu errei chen, während die Hauptstation davon ausgeht, die Kommunika tio sei ordnungsgemäß abgeschlossen. Für diesen Fall ist ein Extra-Zeitschlitz vorgesehen, in dem eine Nebenstation, die kein Quittungssignal empfangen hat und auch sonst keine Kom munikation mit der Hauptstation aufbauen konnte, ein Tele gramm an die Hauptstation übermittelt. Diese empfängt dieses Telegramm im dafür vorgesehenen Zeitschlitz, erfährt somit, dass die Integritäts-Überprüfung nicht abgeschlossen war und kann zusätzliche Maßnahmen einleiten, beispielsweise die Kom munikation über eine weitere Nebenstation.More difficult is the case that the main station receives the signal received from the slave station for integrity checking and sends your acknowledgment signal, which is not from the side station is received. In this case the substation try to reach the main station in a different way while the main station expects the communica tio was duly completed. In this case there is a Extra time slot is provided in which a slave station that has not received an acknowledgment signal and no other com communication with the main station, a tele grams to the main station. This receives this Telegram in the time slot provided for this, thus learns that the integrity check was not completed and can initiate additional measures, for example the com communication via another slave station.
Claims (16)
jede Nebenstation (S1, S2, S3, S4) versucht, Daten über Funk direkt an die Hauptstation (M) zu senden
und falls die direkte Funkübertragung zwischen der Hauptsta tion (M) und einer der Nebenstationen (S1) gestört ist,
Sende- und/oder Empfangsantennen (1, 2, 3) der Sende- und Emp fangseinrichtungen der Hauptstation (M) und/oder der nicht erreichbaren Nebenstation (S1) beeinflusst werden.1. Method for radio transmission in a hazard detection system with a main station (M) and several secondary stations (S1, S2, S3, S4), the main station (M) and the secondary stations (S1, S2, S3, S4) each having a transmitting and receive device in which
Each slave station (S1, S2, S3, S4) tries to send data via radio directly to the main station (M)
and if the direct radio transmission between the main station (M) and one of the secondary stations (S1) is disturbed,
Transmitting and / or receiving antennas ( 1 , 2 , 3 ) of the transmitting and receiving devices of the main station (M) and / or the unreachable secondary station (S1) can be influenced.
dass die Hauptstation (M) und die Nebenstationen (S1, S2, S3, S4) in vorgegebenen zeitlichen Abständen miteinander im Rah men einer Integritäts-Überprüfung versuchen, miteinander zu kommunizieren,
dass die nicht erreichbare Nebenstation (S1), für die die In tegritäts-Überprüfung nicht funktioniert hat, über die weite re Nebenstation (S2) an die Hauptstation (M) meldet, dass sie funktionsfähig ist und von der Hauptstation (M) aus über die weitere Nebenstation (S2) erreicht werden kann.11. A method for radio transmission in a danger alarm system according to claim 10, characterized in that
that the main station (M) and the secondary stations (S1, S2, S3, S4) try to communicate with one another at predetermined time intervals as part of an integrity check,
that the unreachable slave station (S1), for which the integrity check did not work, reports via the further slave station (S2) to the main station (M) that it is functional and from the main station (M) via the further secondary station (S2) can be reached.
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