CN206402270U - 风机、包括该风机的网络以及用于设置该网络的系统 - Google Patents

风机、包括该风机的网络以及用于设置该网络的系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及风机、包括该风机的网络以及用于设置该网络的系统。在该网络中，风机能够处于未通电的非运行状态下或者在通电的运行状态下，其中风机经由总线系统有线和/或无线地与中心计算机通信，各风机具有可重写的存储器和用于与移动通信设备进行通信的RFID接口，在相应的风机的存储器中储存相应风机的序列号并且序列号在相应的风机未通电的非运行状态下可由通信设备读取，并且中心计算机根据读取的序列号给未通电的所述风机自动分配网络地址，其中，位置获取装置集成在通信设备中或直接设置在通信设备附近，位置获取装置具有如下仪器，所述仪器能够获取所述通信设备每个时刻的位置，以便将所获取的以位置数据(X、Y、Z)形式的位置传送给存储器。

Description

风机、包括该风机的网络以及用于设置该网络的系统
技术领域
本发明涉及风机、包括该风机的网络以及用于设置该网络的系统。特别地，本发明涉及一种用于分配网络地址给网络中的风机的系统，以及一种用于设置这种网络的方法。
此外，本发明涉及一种风机，其构造成，根据本发明的用于分配网络地址的设置获得明确的与其发送状态不同的网络地址。
背景技术
在使用多个风机时，例如为了给建筑物或无尘实验室通风产生了如下的需求，由中心计算机在中心监视并控制风机。为此，风机作为从机单元连接在网络中并且例如可经由总线协议与中心计算机通信。
然而，为了可有效地作用于网络中的各个风机，必须在网络中给每个风机分配明确的地址。
在无尘室设备的使用范围中，通常使用径向风机，其集成在所谓的过滤器风扇单元(FFU)中，以便实现预定的空气品质等级。为此设定，通常从盖板朝底部方向产生空气流，空气流不应携带所不希望的颗粒，以通过该方式产生确定的无尘环境。但是，这种无尘环境通常不借助单个FFU来实现。而是在建筑物中的不同位置运行多个风机，以达到所需要的空气品质等级。
为此，部分地中心计算机控制作为从机单元的成百上千个风机。为了可使运行软件根据指令执行这种控制和监视任务，必须已知建筑物中的每个风机的准确位置和其在总线上的明确的设备地址。
已知的是，在传统的总线协议中，具有总线能力的从机单元需要明确的并且彼此不同的从机地址。
然而缺点在于，出于制造技术的原因始终分配风机处于发送状态下具有的、相同的设备地址。
对于该情况在现有技术中已知，手动地依次接通风机，其中，在接通下一个风机之前，每个新接通的风机则分配有与之前的地址不同的、明确的地址。该过程持续重复，直至所有连接在网络中的风机可单独寻址。不利之处在于，为此，手动成本很高并且需要预定的装配流程，直至所有风机经由网络可由中心控制装置单独作用。
在现有技术中因此尝试，简化寻址方法。从专利文献EP 485 878 B1中例如已知一种总线系统，在其中，经由T型开关平行分支的从机单元联接在主从总线中，从机单元分别具有自己的序列号，以在初始化阶段可根据该序列号通过主机来识别。主机由此实施这一点，即主机识别相应的从机单元的所有的序列号。如果分别执行识别，则主机给相应的从机单元分配通信地址。该解决方案的缺点在于，必须测定所有的序列号以分配通信地址，这在初始化时意味着巨大的成本。
在公开文献DE 10 240 832 A1中提出了一种总线，其特征在于，其在主从运行模式中运行并且同样根据各个从机单元具有的序列号进行联接的从机单元的寻址。由此，尤其这样实施寻址，即，通过主从总线仅查询各个从机单元的序列号中的仅部分特征。只有当单个从机单元需要答复主机的查询时，则该从机获得地址。然而如果多个从机单元答复或没有从机单元答复，则简化了部分特征的查询。
从文献DE 10 2004 039 447 A1中已知另一种用于通过主机自动分配地址给系统的参与者的方法，其中，每个参与者具有可调节的地址存储器并且经由预定的线路接收就绪，并且其中，在方法开始时每个参与者选择随机地址。在此，主机对于总的有效的地址空间检查，两个参与者是否已随机选择相同的随机地址并且对于该情况，将使相应的参与者选择新的随机地址，其中排除参与者的之前已测得的明确的地址，不作为可能的新地址。
该方法的缺点在于，尤其在具有很多参与者的大网络中，地址空间可以很大，并且直至主从总线查询总的地址空间并且每个参与者具有有利的、单独的地址，该方法持续时间很长。
从文献EP 2503763 A1中已知一种用于给网络中的风机分配地址的方法。每个风机为此必须在序列号存储器中具有明确的、彼此不同的序列号(或设备号)以及在可调节的网络地址存储器中具有网络地址。控制单元给风机自动分配网络地址。所有风机在开始时分配以相同的起始地址作为网络地址并且将序列号查询以序列号掩码的形式发给起始地址。序列号掩码由确定和不确定位置组成，并且风机根据其序列号答复序列号掩码。控制单元根据风机的答复分配明确的地址和/或对于另外的序列号查询改变序列号掩码。
该方法的缺点在于，一方面通过中心计算机来记忆地址的成本太高，以及存在如下的问题，即在明确地给具有相应设备号的风机指派通信地址之后，仍然不清楚风机在网络、即在建筑物中位于何处。
在此，存在如下的问题，中心计算机必须记住所有存在于总线的风机序列号，并且迄今为止使用的自动寻址方法由于可能的混乱原因(可识别风机)并不适用。在总线连接之后存在不连续运行识别序列号的风险。在风机数量很多的情况下，问题日益严峻。
发明内容
因此本发明的目的在于，克服上述缺点并且提供一种用于建立并且给风机分配网络地址的方法，该方法能实现在具有多个参与者的网络中尽可能简单并且单独地给风机分配地址，并且能实现确定每个风机的位置。
本发明的基本思想在于，每个风机实施成具有外部的EEPROM，该EEPROM具有RFID接口，其中，EEPROM存储器用作参数存储器。EEPROM存储器(缩写EEPROM)为此一方面配备有串行接口，以与从机单元的微控制器通过导线连接进行通信，另一方面也配备有之前提及的RFID接口，以与合适的通信单元进行无线通信。
根据本发明，因此这样构造本方法，在未运行、即未通电状态下也可读取并且写入每个从机单元，其方法是，例如将RFID通信软件用于之前提及的通信单元。
因此，用于借助RFID建立网络的、根据本发明的方法规定，各个FFU分别装配在其安装位置处并且接下来分别借助优选为移动通信单元从安装在FFU中的风机的EEPROM读取序列号并且同时将几何位置参数写入EEPROM，以确定风机的安装位置。
优选可以以坐标数据的形式获取位置参数。因此，例如对于在建筑物中的平面的位置可将X、Y坐标，必要时将Z坐标写入EEPROM中，其中，Z坐标表示具有总线网络的建筑物的不同的楼层。根据需求，还可读入另外表示地址的数据，诸如第四坐标表示安装有总网络的多个建筑物中所涉及的建筑物。
因此，本发明的第一方面涉及网络，该网络由至少一个中心计算机和多个FFU或风机组成，风机优选地可经由共同的总线系统有线和/或无线地与中心计算机通信或连接。风机因此是网络中的从机单元，其中，每个风机具有可重写的存储器和用于与优选为移动通信设备通信的RFID接口，并且其中，在相应的风机的存储器中储存该风机的序列号S并且序列号S在相应的风机非运行、即未通电状态下可由通信设备读取。
在本发明的一种有利的设计方案中规定，在相应的风机的存储器中还储存了关于所涉及的风机的安装地点信息的对应的位置数据(例如坐标信息X、Y、Z)。
特别有利的是，设有具有RFID接口的EEPROM作为每个FFU或每个风机的内部或外部的存储器。从机单元的参数存储器优选实施成外部的EEPROM。这不仅提供了到从机单元的微处理器的串行接口，也提供了与合适的通信单元(如例如便携智能手机)直接通信的无线的RFID接口。
除了现有的并且由中心计算机使用的RS485接口之外，那么也可以在未通电的状态下直接借助RFID通信协议读取并写入从机单元或所涉及的风机。
更优选地，规定通信装置为移动通信装置，在其上设有软件，用于经由风机的相应的RFID接口读取和写入在风机的相应的存储器中的信息。
在本发明的有利的实施方案中规定，还将位置获取装置设置为集成在通信设备中或直接设置在通信设备附近，位置获取装置具有如下仪器，一旦读取到与通信设备最接近的风机的序列号，该仪器可获取通信设备每个时刻的位置，以便间接或直接地将所获取的、以位置数据形式的位置传送给存储器。
为此，位置获取装置可以具有GPS接收模块或者用于与信标、优选为蓝牙信标通信的收发器。
更优选地，在风机的安装位置的周围环境中相应还分布地设有多个信标、优选为蓝牙信标，并且通信设备的软件设置成在其发送射程内可识别每个信标并且获取信标的信号强度或信号延时。如果例如多个信标定位在射程的空间中，则通过测量信号延时可测定到相应的信标的距离。如果已知信标在空间内的位置，则通过测定相对于多个这种信标的相对位置可足够精确地测定风机自己的位置。因为GPS或其他定位系统在建筑内部局部并不足够可靠或者足够准确，在这种情况下使用信标是优选的选择。在此，在开始与风机的RFID-EEPROM开始通信的时刻测定位置数据。
本发明的另一方法涉及设置网络地址以识别从机单元、即在网络中的风机。根据本发明，因此一种用于设置优选的如之前说明的网络的方法规定，其中，在安装好相应的风机之后借助于移动通信设备经由RFID接口从风机的存储器读取所涉及的风机的序列号。
有利的是，在读取所涉及的风机的序列号之后，借助于移动通信设备将明确的网络地址分配给风机。
在根据本发明的方法的另一种有利的设计方案中规定，还将位置获取装置设置为集成在通信设备中或直接设置在通信设备附近，并且这样执行该方法，即，一旦读取到与通信设备最接近的风机的序列号，那么获取通信设备每个时刻的位置，并且其中间接或直接地将所获取的、以位置数据形式的位置传送给或写入存储器。
因此，原则上可按照任意次序安装风机。在将风机安装在其安装位置之后，装配工人可将通信设备保持在风机的附近并且起动通信软件，以经由RFID接口读取数据并且将位置数据传送给存储器。因此不加入中心存储器的情况下，可以在设备未通电的状态下已设置具有位置数据的数据存储器，以可在网络中进行简化并且迅速的寻址。在此，一旦主动接通网络，那么寻址是有利的。
在安装好所有风机并且给它们供电以后，中心的控制单元利用自动寻址方法借助于RS485通信记住所有风机的序列号。在记住所有序列号之后，经由总线线路可直接与风机中的每一个通信。在中心计算机处，现在可读取每个风机的位置坐标并且因此在显示器中显示风机，特别优选地相应于所有风机在按比例尺的建筑物平面中的位置数据示出所有风机。
根据本发明，在备选的实施方式中也规定，借助在通信设备处的接口读取(例如经由条形码)或手动输入对于每个风机的位置数据并且在读取所涉及的风机的序列号之后，借助于移动通信设备将读入或输入的位置数据分配给风机。为此，通信设备为了数据转换器应处于所述的风机的发送范围或接收范围中(优选地紧挨着)。
本发明的另一方面涉及给风机分配网络地址。为此按照本发明设定，控制单元、优选为中心计算机的控制单元自动地给风机分配网络地址(ID)，其方法是，风机根据中心计算机的查询(例如经由广播指令)答复明确的位置数据并且控制单元根据答复给风机分配明确的网络地址(ID)并且链接相应的风机的地址信息。
附图说明
在从属权利要求中表示本发明的其他有利的改进方案或者接下来连同本发明的有利的实施方案的说明根据附图对其进行详细阐述。
其中：
图1示出了在设置期间根据本发明的网络的实施方式的示意图。
具体实施方式
接下来根据示例性的实施例参考图1详细说明本发明，其中，相同的附图标记表示相同的功能和/或结构特征。
图1示出了根据本发明的网络10在建筑物100中的一种实施方式的示意图。
网络10在该实施方式中由具有中心控制装置21的中心计算机20以及多个风机30(仅示出其中四个)组成，风机安装在建筑物100中的分布的位置。每一个风机30具有一个独立的、彼此不同的序列号S(或者设备号)和标准网络地址，标准网络地址在工厂方面对于所有风机30显示相同的网络地址。
风机30经由总线系统11的总线线路与中心计算机20连接以通信。
安装在网络10中的风机30具有可重写的EEPROM存储器31，其具有RFID接口32以用于与示出的移动通信设备33通信，例如装配工人携有该移动通信设备。
在相应的风机30处于未运行、无电压的状态下，四个所示出的风机30的序列号S由通信设备33读取并且同时将利用位置获取装置40分别获取的位置数据X、Y、Z由通信设备33经由RFID接口32传送给EEPROM存储器31。
之后可由中心计算机20的控制单元21查询分别储存在EEPROM存储器31中的位置数据X、Y、Z并且经由总线线路11利用自动寻址方法可将各个网络地址ID传送给相应的风机30。
在当前的实施例中，通信设备33是智能手机，其具有软件应用和GPS模块以及用于接收来自蓝牙信标50的发送信号的蓝牙收发器，蓝牙信标分别分布地布置在建筑物100的在风机30的安装位置的周围环境中。
在智能手机33上的软件应用这样来设置，即，使得其能够在通信设备的发送射程内利用集成的蓝牙收发器识别相应的信标50并且获取其信号强度和信号延时。由此，可利用传统方法(例如通过三边测量)确定通信设备33的几何位置数据。为此，如在图1中示意性地示出的那样，通信设备33应位于每个风机30附近，应确定每个风机的安装位置，使得以足够的精确度将通信设备33的位置对应于风机30的位置。
备选地，在信号强度足够的情况下，同样可利用GPS接收模块测定位置数据X、Y、Z并且经由RFID接口32传送给EEPROM存储器31并且储存在此处。
本发明在其实施方案方面不限制于上文给出的优选的实施例。而是可考虑多种变型，这些变型在原则上不同的实施方案中也使用了示出的解决方案。

Claims (12)

1.一种由至少一个中心计算机(20)和多个风机(30)组成的网络(10)，所述风机能够处于未通电的非运行状态下或者在通电的运行状态下，其中所述风机能经由总线系统(11)有线和/或无线地与所述中心计算机(20)通信，其中，每个风机(30)具有可重写的存储器(31)和用于与通信设备(33)进行通信的RFID接口(32)，其中，在相应的风机(30)的存储器(31)中储存所述相应的风机的序列号(S)并且所述序列号(S)在相应的风机(30)未通电的非运行状态下能够由所述通信设备(33)读取，并且所述中心计算机(20)构造成根据读取的序列号(S)能够给未通电的所述风机(30)自动分配网络地址(ID)，其中，还将位置获取装置(40)设置为集成在所述通信设备(33)中或直接设置在所述通信设备附近，所述位置获取装置具有如下仪器，所述仪器能够获取所述通信设备(33)每个时刻的位置，以便间接或直接地将所获取的、以位置数据(X、Y、Z)形式的位置传送给所述存储器(31)。
2.根据权利要求1所述的网络(10)，其特征在于，在相应的风机(30)的存储器(31)中还储存了关于所涉及的风机(30)的安装地点信息的对应的位置数据(X、Y、Z)。
3.根据权利要求1或2所述的网络(10)，其特征在于，所述存储器(31)是具有RFID接口(32)的EEPROM。
4.根据权利要求1或2所述的网络(10)，其特征在于，所述通信设备(33)是移动的通信设备，用于经由所述风机(30)的涉及的RFID接口(32)读取和写入在风机(30)的相应的存储器(31)中的信息。
5.根据权利要求4所述的网络(10)，其特征在于，所述位置获取装置(40)是GPS接收模块。
6.根据权利要求1或2所述的网络(10)，其特征在于，在所述风机(30)的安装位置的周围环境中相应还分布地设有多个信标(50)，并且所述通信设备(33)设置成在其发送射程内能够识别每个信标(50)并且获取信标的信号强度或信号延时。
7.根据权利要求6所述的网络(10)，所述信标(50)是蓝牙信标。
8.一种用于设置根据权利要求1至7中任一项所述的网络(1)的系统，其中，在安装好相应的风机(30)之后借助于所述通信设备(33)从风机的存储器(31)读取所涉及的风机(30)的序列号(S)。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，在读取所涉及的风机(30)的序列号(S)之后，借助于所述通信设备(33)将明确的网络地址(ID)分配给所述风机(30)。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其中，还将位置获取装置(40)设置为集成在所述通信设备(33)中或直接设置在所述通信设备附近，所述位置获取装置能够获取所述通信设备(33)每个时刻的位置，其中所述通信设备(33)将所述位置获取装置(40)所获取的、以位置数据(X、Y、Z)形式的位置间接或直接地传送给所述存储器(31)或间接或直接地写入所述存储器(31)。
11.根据权利要求8或9所述的系统，其中，借助在所述通信设备(33)处的接口读取或手动输入对于每个风机的位置数据(X、Y、Z)并且在读取所涉及的风机(30)的序列号(S)之后，借助于所述通信设备(33)将其位置数据(X、Y、Z)分配给所述风机(30)。
12.一种用于在根据权利要求1至7中任一项所述的网络(10)中的风机(30)，其中，所述风机(30)配备有可重写和可读取的存储器(31)，所述存储器具有RFID接口(32)。
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