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Die
Erfindung betrifft ein Endgerät
einer sicherheitsrelevanten bidirektionalen Audioübertragungseinrichtung,
insbesondere eine Notrufeinrichtung, welches einen Lautsprecher
zur akustischen Wiedergabe eines diesem zugeführten Audiosignals, ein Mikrofon
zur Umwandlung eines empfangenen Schallpegels in ein elektrisches
Audiosignal und eine elektronische Schaltung zum Ansteuern von Lautsprecher
und Mikrofon aufweist. Die Erfindung bezieht sich jedoch vorrangig
auf ein Verfahren zum Prüfen
eines solchen Endgerätes,
wobei vom Lautsprecher ein akustisches Testsignal ausgegeben wird,
das vom Mikrofon wieder empfangen wird.
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Sicherheitsrelevante
bidirektionale Sprachübertragungseinrichtungen
kommen beispielsweise in der Gebäudetechnik,
etwa in Aufzugs- oder Brandmeldersystemen, aber auch an Straßen oder öffentlichen
Plätzen
in Form von Personen-Notrufeinrichtungen zum Einsatz. Typischerweise
sind an einer Zentrale eine Mehrzahl an dezentral angeordneten Endgeräten angeschlossen, über die
eine in Not geratene oder Hilfe suchende Person einen Notruf absetzen
kann. Dies löst
den Aufbau einer Hör- und Sprechverbindung
zwischen dem benutzten Endgerät
und einem Abfrage- und Bedienplatz in der Zentrale aus, über die
Audiomitteilungen übertragbar sind.
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Um
die Funktion der Hör-
und Sprechwege zu prüfen
und gegebenenfalls zu reparieren, werden die Endgeräte, beispielsweise
Notrufsäulen
einer Autobahn-Notrufeinrichtung, regelmäßig vom Fernmeldepersonal direkt
angefahren. Ein Mitarbeiter löst
in der Notrufsäule
an der Autobahn einen Notruf aus, wodurch eine Sprechverbindung
mit einem Wartungsfernsprecher hergestellt wird, der von einem zweiten
Mitarbeiter in der Zentra le bedient wird. Die Funktionsfähigkeit
der Hör-
und Sprechwege wird dann anhand des Gespräches der beiden Mitarbeiter geprüft.
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Um
auf eine Bedienungsperson an der zu prüfenden Notrufsäule verzichten
zu können,
offenbart die Offenlegungsschrift
DE 100 14 391 A1 ein Prüfverfahren für die Funktionsfähigkeit
von Hör-
und Sprechteilen von Notrufsäulen
einer Notrufanlage, bei welchem von einer Zentrale der Notrufanlage
aus eine Notrufsäule
kontaktiert wird, über
das Sprechteil der kontaktierten Notrufsäule von der Zentrale aus ein
akustisches Signal ausgegeben wird, über das Hörteil der kontaktierten Notrufsäule das über das Sprechteil
ausgegebene akustische Signal aufgenommen wird, von der kontaktierten
Notrufsäule
ein dem von ihrem Hörteil
aufgenommenen akustischen Signal entsprechendes Signal an die Zentrale
der Notrufanlage zurückgeleitet
wird, und das an die Zentrale zurückgeleitete Signal mit einem
Signalsollwert verglichen wird, der sich aus dem von der Zentrale über das
Sprechteil der kontaktierten Notrufsäule ausgegebenen akustischen
Signale ergibt. Hierdurch ist es möglich, eine Prüfung der
Funktionsfähigkeit der
Hör- und Sprechteile
einer Notrufsäule
von der Zentrale aus vorzunehmen.
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Dieses
bekannte Prüfverfahren
erfordert zentralenseitig eine Bedienungsperson, die ein Testsignal
von der Zentrale aus auslöst,
wobei es sich bei dem Testsignal um eine Sprachmitteilung der Bedienungsperson
handelt. Außerdem
setzt dieses bekannte Prüfverfahren
eine funktionsfähige
Zentrale sowie intakte Anschlüsse
und Verbindungsleitungen von der Zentrale zu den Endgeräten voraus,
auch wenn lediglich die Funktion des Endgerätes als solches überprüft werden
soll.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Endgerät sowie
ein Prüfverfahren
hierfür der
jeweils eingangs genannten Art bereit zu stellen, welches eine automatische
und autarke Überprüfung der
Funktion des Endgerätes
ermöglicht.
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Eine
Teilaufgabe wird durch ein Prüfverfahren
der eingangs genannten Art gelöst,
bei dem das akustische Testsignal im Endgerät erzeugt und der vom Mikrofon
empfangene Schallpegel des Testsignals auf Grundlage des erzeugten
Testsignals im Endgerät
elektronisch ausgewertet wird. Eine automatische Erzeugung des akustisches
Testsignals im Endgerät
macht die Präsenz
von Wartungspersonal am jeweiligen Standort des Endgerätes entbehrlich. Vor
allem entsteht das Testsignal dezentral, also unabhängig von
einer Zentrale, insbesondere wird es in einer solchen nicht ausgelöst. Dieses
Merkmal stellt die Grundlage für
einen automatischen Selbsttest eines Endgerätes einer sicherheitsrelevanten
Audioübertragungseinrichtung
dar. Wenn die Auswertung im Endgerät stattfindet, ist das Prüfverfahren
unabhängig
von der Zentrale und der Verbindung dazu. Das Endgerät führt somit
einen völlig
autarken Selbsttest durch, in welchem die Beurteilung hinsichtlich
der Funktionsfähigkeit
seiner Komponenten im Endgerät selbst
erfolgt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens
ist das Testsignal als Folge von Tonimpulsen ausgebildet. Im Gegensatz
zu einem Sprachsignal ist bei einer Folge von Tonimpulsen als Testsignal
keine Person erforderlich. Es steht ein Testsignal mit definierten,
physikalisch messbaren Eigenschaften, wie Tonfrequenz, Pulsdauer,
Pulsabstände
und Anzahl von Impulsen, zur Verfügung, mit dem sich der dadurch
erzeugte und vom Mikrofon empfangene Schallpegel gut – beispielsweise
mit Hilfe von elektronischen Datenverarbeitungsmitteln – auswerten
lässt.
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Vorzugsweise
liegt die Pulsdauer des Testsignals innerhalb vorgebbarer Intervallgrenzen.
Zum einen wird die Pulsdauer kürzer
gewählt
als die Periodendauer der am Standort des Endgerätes zu erwartenden Störgeräusche aus
der Umgebung. Zum anderen muss die Pulsdauer jedoch länger sein
als die Ansprechzeit der Signalübertragungsstrecke
vom Lautsprecher zum Mikrofon des zu prüfenden Endgerätes.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens
wird der empfangene Schallpegel des Mikrofons mit Testsignal mit
dem empfangenen Schallpegel des Mikrofons ohne Testsignal verglichen.
Der zu überprüfende Audioübertragungsweg
von Lautsprecher zu Mikrofon kann direkt über den Luftweg, mittels Übertragung
durch Reflexionen oder durch Körperschallübertragung
zurückgelegt
werden. Fallen beide Schallpegel während der Durchführung des
Prüfverfahrens
auf das gleiche Niveau ab, dann kann zu diesem Zeitpunkt das Mikrofon
ausgefallen sein. Ein Ausfall des Mikrofons ist ebenfalls wahrscheinlich, wenn
beide Schallpegel auf einen unteren Grenzbereich fallen. Dagegen
könnte
ein Lautsprecher ausgefallen sein, wenn beide Schallpegel noch Umgebungsgeräusche wiedergeben.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung wird bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren
das Testsignal zyklisch erzeugt. Ein automatisch wiederholter Selbsttest
des Endgerätes
in vorgebbaren Testperioden minimiert den Wartungsaufwand für erfindungsgemäße Endgeräte von sicherheitsrelevanten
Audioübertragungseinrichtungen.
Die Länge
der Testperioden ist dabei einstellbar und kann sich an vorliegende
Erfahrungswerte anlehnen.
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Bevorzugt
wird der Testzyklus nach einer erfolgreichen Audioübertragung
zwischen Endgerät und
einer mit dieser verbundenen Zentrale neu in Gang gesetzt. Hierbei
wird eine erfolgreiche Sprechverbindung als Test für eine fehlerfreie
Audioübertragung
herangezogen, so dass ein laufender Testzyklus unterbrochen und
neu in Gang gesetzt werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens
wird von einem fehlerhaften Endgerät eine Fehlermeldung an eine angeschlossene
Zentrale übertragen.
Die zentrale Erfassung von automatisch generierten Fehlermeldungen
defekter Endgeräte
ermöglicht
die Erstellung eines optimierten Wartungsplans für Reparaturarbeiten. Dabei
fährt das
Wartungspersonal nur Endgeräte
mit tatsächlichen
Fehlern an.
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Die
andere Teilaufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Endgerät der eingangs
genannten Art, bei dem Mittel zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Prüfverfahrens
vorgesehen sind. Hierzu gehören
Mittel zum Erzeugen eines Testsignals, Mittel zum Auswerten des
empfangenen Schallpegels sowie gegebenenfalls Mittel zum Übertragen von
Fehlermeldungen an eine Zentrale.
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Ein
Ausführungsbeispiel
sowie weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen
näher erläutert, in
deren
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1 ein
erfindungsgemäßes Endgerät einer-sicherheitsrelevanten
bidirektionalen Audioübertragungseinrichtung,
in
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2 der
Lautsprecherpegel eines vom erfindungsgemäßen Prüfverfahren erzeugten Testsignals,
und in
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3 der
Mikrofonpegel eines empfangenen Schallpegels des Testsignals aus 2,
schematisch
veranschaulicht sind.
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1 zeigt
als sicherheitsrelevante bidirektionale Audioübertragungseinrichtung 1 eine
Notrufeinrichtung, die eine Vielzahl an Notrufsäulen als Endgeräte 2 aufweist,
welche beispielsweise im Abstand von 2 km beiderseits der Fahrbahn 3 von
Autobahnen aufgestellt und über
Fernmeldeleitungen 4 mit einer Zentrale 5, beispielsweise
in einer Autobahnmeisterei, verbunden sind. Im Falle einer Panne oder
eines Unfalls kann ein Hilfe suchender Benutzer der Notrufsäule 2 eine
Hör- und Sprechverbindung mit
einem Bediener in der Notrufzentrale 5 aufbauen. Dabei
werden Sprachmitteilungen mittels elektrischer Audiosignale zwischen
der Zentrale 5 und dem Endgerät 2 übertragen.
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Die
Notrufsäule 2 umfasst
nach 1 ein auf einem Mast 6 aufsitzendes Gehäuse 7,
in welchem ein Lautsprecher 8, ein Mikrofon 9 sowie
eine Ansteuerschaltung 10 hierfür angeordnet sind. Die Ansteuerschaltung 10 umfasst
nicht dargestellte Mikrocontroller, Verstärker, DTMF-Empfänger/Sender, Speichermittel
und dergleichen. Ein dem Lautsprecher 8 zugeführtes elektrisches
Audiosignal wird von diesem in eine akustische Wiedergabe mit einem
gewissen Schallpegel PS gewandelt. Das Mikrofon 9 wandelt
einen empfangenen Schallpegel PS', etwa einer
Sprachmitteilung eines Benutzers der Notrufsäule 2, in ein elektrisches
Audiosignal, um zur Zentrale 5 übertragen zu werden.
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Erfindungsgemäß weist
das Endgerät 2 Mittel
zum Durchführen
eines erfindungsgemäßen Prüfverfahrens
für das
Endgerät 2 auf.
Hierzu gehören Mittel 11 zum
Erzeugen eines akustischen Testsignals, welches vom Lautsprecher 8 ausgegeben
und instantan vom Mikrofon 9 wieder empfangen wird. Des
Weiteren gehören
hierzu Mittel 12 zum Auswerten des vom Mikrofon 9 empfangenen
Schallpegels PS' des Testsignals S. Im in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
gehören
hierzu schließlich
noch Mittel 13 zum Übertragen
einer Fehlermeldung vom Endgerät 2 zur
Zentrale 5, falls in den Auswertemitteln 12 ein
Ausfall des Lautsprechers 8 und/oder des Mikrofons 9 festgestellt
wurde.
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Bei
dem nachfolgend beschriebenen Prüfverfahren
für ein
Endgerät 2 einer
sicherheitsrelevanten bidirektionalen Audioübertragungseinrichtung 1 handelt
es sich erfindungsgemäß um einen
automatischen, autarken – also
von der Zentrale 5 unabhängigen – Selbsttest der Funktionsfähigkeit
des Endgerätes 2.
Gemäß 2 ist
das im Endgerät 2 erzeugte akustische Testsignal
S als Folge von Tonimpulsen ausgebildet. Das Testsignal S umfasst
nach 2 fünf
im Abstand T aufeinander folgende Tonimpulse der Impulsdauer Δt mit vorgebbarer
Lautstärke
und Tonfrequenz. Damit wird ein Testsignal S erzeugt, welches durch
definierte physikalische Parameter gekennzeichnet ist und als Grundlage
für eine
elektronische Auswertung des vom Mikrofon 9 empfangenen
Schallpegels P dient. Die Pulsdauer Δt ist dabei kürzer gewählt als
die Periodendauer von am Standort des Endgerätes 2 zu erwartenden
Störgeräuschen;
sie muss jedoch länger
sein, als die Ansprechzeit der Signalübertragungsstrecke vom Lautsprecher 8 zum
Mikrofon 9. Hierbei werden drei verschiedene Signalwege
unterschieden Vom Lautsprecher 8 zum Mikrofon 9 kann
sich der Schall direkt über
die Luft SL, über Reflexionen SR an
Umgebungsobjekten oder über
Körperschall
SK fortbewegen (vergleiche 1).
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Von
dem in 2 über
die Zeit t aufgetragenen Schallpegel P des Lautsprechers 8 empfängt das Mikrofon 9 beispielsweise
einen in 3 über die Zeit t aufgetragenen
Schallpegel P. Der Mikrofonschallpegel P ist eine Überlagerung
des gedämpften Testsignals
S' und eines Umgebungsschallpegels
PU, der von Störgeräuschen aus der Umgebung des
Endgerätestandortes
herrührt.
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Bei
der im Endgerät 2 erfolgenden
Auswertung wird nun der Mikrofonschallpegel PS +
PU verglichen – und zwar einmal mit ausgegebenen
Testsignal S und einmal ohne. Wenn die beiden Pegel auf einen konstanten
unteren Grenzbereich fallen, kann auf den Ausfall des Mikrofons 9 geschlossen
werden. Sind beide Pegel gleich, jedoch auf ein Niveau abgefallen,
welches Umgebungsgeräusche
wiedergibt, so kann auf den Ausfall des Lautsprechers 8 geschlossen
werden. Das Testsignal S kann beispielsweise zyklisch erzeugt werden,
wobei eine erfolgreiche Audioübertragung
zwischen dem Endgerät 2 und
einer Zentrale 5 den Testzyklus neu in Gang setzt. Wird
der Ausfall einer Komponente des Endgerätes 2 festgestellt,
kann eine entsprechende Fehlermeldung an die Zentrale 5 übertragen
werden.
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Hierdurch
lässt sich
eine optimierte Wartungsstrategie durchführen, bei der nur tatsächlich reparaturbedürftige Endgeräte 2 vom
Wartungspersonal angefahren werden.