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Die
Erfindung betrifft eine Hausgeräte-Anordnung,
eine Schnittstellen-Kopplungseinrichtung sowie ein Verfahren zur
Steuerung genau eines Hausgerätes.
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Bei
der Automatisierungstechnik in vernetzten Umgebungen werden unterschiedlichste
Standards für
die Vernetzung von Endgeräten
eingesetzt. So können
beispielsweise die Standards EIB (European Installation Bus) im
Bereich der Heimautomatisierung und EHS (European Home System) für die Steuerung
von "Weißer Ware" eingesetzt werden.
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Insbesondere
in der modernen Heimautomatisierung sowie beim Einsatz von Haushaltsgeräten besteht
vielfach der Wunsch, eine Mehrzahl von Geräten, z.B. innerhalb eines Hauses,
zu überwachen und/oder
zu steuern. Zu diesem Geräten
zählen
beispielsweise Heizungsanlagen, Beleuchtungsanlagen, Alarmanlagen,
Rolläden,
aber auch Haushaltsgeräte
der Gruppe "Weiße Ware", wie Kühlschränke, Waschmaschinen,
Spülmaschinen
u.s.w.
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Zu
diesem Zweck wurden zunächst
Steuerungen zur Überwachung
einzelner, komplexerer Systeme entwickelt. So ist beispielsweise
die Steuerungseinrichtung einer Heizungsanlage derart eingerichtet,
dass an die Steuerungseinrichtung angeschlossene Temperatursensoren
einen Temperaturwert übermitteln
und die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit davon die Heizleistung
steuert.
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Eine
derartige Steuerung ist jedoch auf das eine System beschränkt und
lässt in
der Regel keine Einbindung weiterer Geräte zu.
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Um
eine flexible Vernetzung und Steuerung mehrerer Geräte bzw.
Gerätesysteme
im Sinne einer Heimautomatisierung zu ermöglichen, wurden verschiedene
Bussysteme mit darauf abgestimmten Protokollen entwickelt, die sich
bereits auch im praktischen Einsatz befinden. Bekannte Vertreter
derartiger Bussysteme sind der EIB (Europäischer Installationsbus, European
Installation Bus)/KNX, EHS (European Home System) und LCN (Local
Control Network).
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Die
auf unterschiedlichen Standards basierenden Netzwerke können getrennt
voneinander aufgebaut und angesteuert werden. Aufgrund der Vielzahl
von vorhandenen Standards, die in der Heimautomatisierung genutzt
werden, ist eine einheitliche bzw. zentrale Steuerung von und eine
Kommunikation bzw. Interaktion zwischen allen beteiligten Endgeräten, die
mit unterschiedlichen Standards ausgerüstet sind, erschwert.
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Eine
Anbindung von Geräten,
die gemäß einem
der oben genannten Standards (zum Beispiel EIB oder EHS) ausgerüstet sind,
an einen übergreifenden
Kommunikationsstandard, beispielsweise Universal Plug and Play (UPnP),
der eine semantische Beschreibung der einzelnen Geräte sowie
eine einheitliche Steuerung und Kommunikation zwischen den Geräten in unterschiedlichen
Netzwerken erlaubt, ist gemäß dem Stand
der Technik nur über
eine Gateway-Architektur möglich.
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Das
in 1 gezeigte Netzwerk 100 ist ein solches
Beispiel einer vernetzten Umgebung für unterschiedliche Automatisierungsstandards
gemäß dem Stand
der Technik. Wie in 1 gezeigt ist, können dezentralisierte
Bridges (in 1 sind beispielhaft eine EIB-UPnP-Bridge 107 und
eine EHS-UPnP-Bridge 110 gezeigt)
eingesetzt werden, um einen Netzwerkstandard auf einen anderen abzubilden.
An die Bridges 107 und 110 werden Geräte angeschlossen,
die mit einem bestimmten Standard (z.B. EIB oder EHS) kompatibel
sind, um sie in einem übergreifenden
Netzwerkstandard (z.B. UPnP, Universal Plug and Play) zur Verfügung zu
stellen.
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So
zeigt die in 1 dargestellte Konfiguration
ein UPnP-Netzwerk 101,
in welches zum einen ein Computer 102, ein Audio/Video-Center 103 und ein
Voice-over-IP-Gerät 104 eingebunden
sind, die von Haus aus in der Lage sind, gemäß dem UPnP-Standard zu kommunizieren.
Zum anderen sind an das UPnP-Netzwerk 101 eine Lampe 105 und
ein Fernsehgerät 106,
die gemäß dem EIB-Standard kommunizieren,
mittels der EIB-UPnP-Bridge 107, und
eine Waschmaschine 108 und ein Kühlschrank 109, die
gemäß dem EHS-Standard
kommunizieren, mittels der EHS-UPnP-Bridge 110 angeschlossen. Weiterhin
ist das UPnP-Netzwerk 101 mittels eines Gateways 111 mit
einem Wide Area Network (WAN), zum Beispiel dem Internet 112 gekoppelt,
wodurch das UPnP-Netzwerk 101 auch über seine Grenzen hinaus mit
anderen Netzen mittels des Internets 112 kommunizieren
kann.
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Die
oben erwähnten
Bridges 107 und 110 sind jedoch kostenintensiv
und erhöhen
die Komplexität
des zu installierenden Netzwerks. Weiterhin stellen sie aufgrund
der Tatsache, dass eine Mehrzahl von Geräten an einer Bridge angeschlossen
sind, einen Knotenpunkt dar mit der Folge, dass bei einer Funktionsstörung der
Bridge alle angeschlossen Geräte
funktionsuntüchtig
bzw. ausfallen würden.
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Auf
der anderen Seite ist nicht zu erwarten, dass die Haushaltsgeräte durchweg
alle derart ausgestattet werden, dass sie als Teilnehmer in einem höheren, auf
einem semantischen Protokoll beruhenden Kommunikationsnetz (z.B.
auf UPnP basierend) derart integriert werden können, dass sie beispielsweise über einen
Webbrowser, der auf einem in das Kommunikationsnetz integrierten
Computer läuft, verwaltet
und gesteuert werden können.
So müsste das
entsprechende Gerät
im Fall von UPnP beispielsweise in der Lage sein, XML-Daten (XML:
Extensible Markup Language) zu verarbeiten und entsprechende, von
UPnP verwendete Protokolle höherer
ISO-OSI-Schichten
zu verarbeiten. Dies verlangt eine erhebliche, von dem jeweiligen
Haushaltsgerät zu
erbringende Rechenleistung, was zu erhöhten Herstellungskosten und
einem erhöhten
Energieverbrauch führt.
Dies ist insbesondere für
Haushaltsgeräte
inakzeptabel, die aufgrund ihrer Ausstattung von Haus aus nicht
in der Lage sind, eine entsprechende Verarbeitungs-(Rechen-)leistung
zu erbringen, und die somit entsprechend zusätzlich mit Rechenleistung ausgestattet
werden müssten.
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DE 103 40 627 A1 offenbart
eine steuerbare Hausgeräte-Anordnung und/oder
steuerbare Industriegeräte-Anordnung
und Steuersystem zum Steuern einer Hausgeräte-Anordnung und/oder Industriegeräte-Anordnung,
die ein Hausgerät,
eine mit dem Hausgerät
gekoppelte Sende-/Empfangseinrichtung und eine externe Steuer-Vorrichtung
aufweist, wobei in der Sende-/Empfangseinrichtung
ein Steuerprogramm zur Steuerung des Hausgerätes gespeichert ist. Dieses
Steuerprogramm wird zu der externen Steuer-Vorrichtung übertragen
und in der externen Steuer-Vorrichtung ausgeführt, so dass die Steuerung
des Hausgerätes
durch Ausführung
des Steuerprogramms in der externen Steuer-Vorrichtung gesteuert
wird, wobei Sensorsignale von Sensoren des Hausgerätes an die
externe Steuer-Vorrichtung übermittelt
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einbindung eines Haushaltsgerätes, das
gemäß einem
bestimmten Kommunikationsstandard eingerichtet ist, in einen übergreifenden
Kommunikationsstandard, der eine Beschreibung und Steuerung des Haushaltsgeräts auf der
Basis semantischer Protokolle ermöglicht, zuverlässig und
kostengünstig
zu realisieren.
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Die
Aufgabe wird durch eine Hausgeräte-Anordnung,
durch eine Schnittstellen-Kopplungseinrichtung und ein Verfahren
zur Steuerung genau eines Hausgerätes gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Eine
Hausgeräte-Anordnung
weist genau ein Hausgerät,
welches zur Kommunikation gemäß einem
Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
eingerichtet ist, und eine dem genau einen Hausgerät zugeordnete
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
auf, die mit dem einen Hausgerät
gekoppelt ist. Dabei weist die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung eine erste Schnittstelle,
mittels der eine Kommunikation gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll bereitgestellt
wird, eine zweite Schnittstelle, mittels der eine Kommunikation
gemäß mindestens
einem semantischen Kommunikationsprotokoll bereitgestellt wird,
und eine Protokoll-Umsetzungseinheit auf zum Abbilden von Daten,
welche gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, auf Daten, welche gemäß dem mindestens einen semantischen
Kommunikationsprotokoll codiert sind, und/oder zum Abbilden von
Daten, welche gemäß dem mindestens
einen semantischen Kommunikationsprotokoll codiert sind, auf Daten,
welche gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind. Das semantische Kommunikationsprotokoll ist dabei
derart eingerichtet, dass mittels diesem ein Ermitteln von mindestens
einem an die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung angeschlossenen
Hausgerät
ermöglicht
ist, und dass Eigenschaften von mindestens einem an die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
angeschlossenen Hausgerät
semantisch beschreibbar sind.
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Ein
Aspekt der Erfindung kann darin gesehen werden, dass eine Kombination
aus einem Hausgerät,
welches gemäß einem
Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
kommuniziert und gesteuert wird, und einer Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
in einer Eins-zu-Eins-Zuordnung derart bereitgestellt wird, dass
genau einem Hausgerät
eine Schnittstellen-Kopplungseinrichtung zugeordnet ist, welche eine
Protokollumsetzung von dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
auf ein Semantik-Kommunikationsprotokoll
und umgekehrt vornimmt, wobei das Semantik-Kommunikationsprotokoll
derart eingerichtet ist, dass mittels diesem das angeschlossene
Hausgerät
ermittelt sowie semantisch beschreibbar ist, um es in einer Netzwerkumgebung,
in der gemäß dem Semantik-Kommunikationsprotokoll
kommuniziert wird, mit seinen Eigenschaften bekannt zu machen.
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Durch
eine solche Hausgeräte-Anordnung kann
ein über
die erste Schnittstelle an die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung angeschlossenes Hausgerät über die
zweite Schnittstelle der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung in
einer Netzwerkumgebung erkannt werden. Durch die Eins-zu-Eins-Zuordnung von
Hausgerät
und Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
ist sichergestellt, dass bei einer Störung in der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
lediglich das eine, mit dieser Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
gekoppelte Hausgerät
betroffen ist, beispielsweise in der Weise, dass es in der Netzwerkumgebung
nicht mehr erkannt wird.
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Eine
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung weist auf: eine erste Schnittstelle,
mittels der eine Kommunikation gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
bereitgestellt wird, eine zweite Schnittstelle, mittels der eine
Kommunikation gemäß mindestens
einem Semantik-Kommunikationsprotokoll bereitgestellt wird, und
eine Protokoll-Umsetzungseinheit zum Abbilden von Daten, welche
gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, auf Daten, welche gemäß dem mindestens einen Semantik-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, und/oder zum Abbilden von Daten, welche gemäß dem mindestens
einen Semantik-Kommunikationsprotokoll codiert sind, auf Daten,
welche gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind. Das Semantik-Kommunikationsprotokoll
ist dabei derart eingerichtet, dass mittels diesem ein Ermitteln
von mindestens einem an die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
angeschlossenen Hausgerät
ermöglicht
ist, und Eigenschaften von mindestens einem an die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
angeschlossenen Hausgerät
semantisch beschreibbar sind.
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Ein
Verfahren zur Steuerung genau eines Hausgerätes in einer Hausgeräte-Anordnung
aus dem genau einen Hausgerät
und einer dem genau einen Hausgerät zugeordneten Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
weist die folgenden Schritte auf:
Das Hausgerät wird mit
der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung über eine
Kommunikationsschnittstelle des Hausgerätes und eine erste Schnittstelle der
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung gekoppelt, wobei durch diese
Kopplung eine Kommunikation zwischen dem Hausgerät und der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
ermöglicht
wird.
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Weiterhin
werden mittels einer Kommunikation gemäß mindestens einem Semantik-Kommunikationsprotokoll über eine
an der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung bereitgestellte zweite
Schnittstelle mindestens ein an die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
angeschlossenes Hausgerät
ermittelt und Eigenschaften von mindestens einem an die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
angeschlossenen Hausgerät
semantisch beschrieben.
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Weiterhin
werden mittels einer Protokoll-Umsetzungseinheit Daten, welche gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, abgebildet auf Daten, welche gemäß dem mindestens einen Semantik-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, und/oder Daten, welche gemäß dem mindestens einen Semantik-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, abgebildet auf Daten, welche gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind.
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Schließlich wird
die Protokoll-Umsetzungseinheit mit der ersten Schnittstelle und
mit der zweiten Schnittstelle gekoppelt, und es wird eine Kommunikationsverbindung
zwischen dem Hausgerät
und der zweiten Schnittstelle über
die Kommunikationsschnittstelle des Hausgerätes und die ersten Schnittstelle
der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung hergestellt.
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Beispielhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein
Hausgerät
ist beispielsweise ein Haushaltsgerät, wie zum Beispiel ein Kühlschrank,
eine Stereoanlage, eine Spülmaschine,
eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner,
ein Mikrowellengerät, ein
Herd, eine Beleuchtungseinrichtung, oder eine Heizungseinrichtung.
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In
einer ersten Variante weist die Protokoll-Umsetzungseinheit eine Speichereinrichtung zum
Speichern eines Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes sowie einen Prozessor
auf, welcher derart eingerichtet ist, dass er den Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
ausführen
kann. Dabei realisiert die Ausführung
des Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes
das Abbilden von Daten, welche gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, auf Daten, welche gemäß dem mindestens einen Semantik-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, und/oder das Abbilden von Daten, welche gemäß dem mindestens
einen Semantik-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, auf Daten, welche gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind. Dies bedeutet eine softwaremäßige Realisierung der Protokollumsetzung
mit dem Vorteil, dass durch Neubeschreiben/Austauschen der Speichereinrichtung
eine Anpassung an unterschiedliche Protokollumsetzungen realisiert
werden kann. Wenn beispielsweise das mit der Protokoll-Umsetzungseinheit gekoppelte
Hausgerät
in einer neuen Netzwerkumgebung verwendet werden soll, in der gemäß einem Semantik-Kommunikationsprotokoll
kommuniziert wird, das sich von dem bisher verwendeten unterscheidet,
kann durch Austausch des Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes das
Hausgerät
an die neue Netzwerkumgebung angepasst werden.
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Auf
der anderen Seite können
Veränderungen,
die sich auf der Seite des Hausgeräte-Kommunikationsprotokolls
ergeben, durch eine daran angepasste Software, d.h. einen angepassten
Protokoll-Umsetzungs-Programmcode, berücksichtigt werden.
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Somit
wird eine hohe Flexibilität
der Protokoll-Umsetzungseinheit
gewährleistet.
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Als
Semantik-Kommunikationsprotokoll zur Realisierung der oben beschriebenen
Funktionalität wird
beispielsweise ein Protokoll gemäß dem Universal
Plug and Play (UPnP)-Standard verwendet. UPnP basiert auf einer
Reihe von standardisierten Netzwerkprotokollen und Datenformaten
und dient zur herstellerübergreifenden
Ansteuerung von Geräten über ein
IP-basiertes Netzwerk.
Gemäß diesem Standard
ist das mindestens eine Semantik-Kommunikationsprotokoll vorzugsweise
das Simple Service Discovery Protocol (SSDP). Mittels SSDP (z.B.
mittels einer ssdp:alive-Meldung) gibt ein Gerät seine Anwesenheit in einem
Netzwerk bekannt. Mittels HTTP (basierend auf TCP und IP) wird die
Beschreibung des angeschlossenen Gerätes geliefert, diese Beschreibung
stellt das Gerät
in Form eines XML-Dokumentes zur Verfügung.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Semantik-Kommunikationsprotokoll
ferner derart eingerichtet, dass mittels diesem mindestens eine
zusätzliche
Funktion zur Steuerung des Hausgerätes bereitgestellt wird. Neben der
Geräteerkennung
und semantischen Beschreibung (siehe oben) ist das Semantik-Kommunikationsprotokoll
somit in der Lage, eine Steuerung des Hausgerätes zu unterstützen.
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Das
mindestens eine Semantik-Kommunikationsprotokoll kann gemäß einem
UPnP-Standard eingerichtet sein, welches die Funktionen des Control
und des Eventing gemäß UPnP realisiert.
Diese beiden Funktionen realisieren in einer UPnP-Umgebung die eigentliche
Steuerung eines Gerätes.
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Hinsichtlich
der Control-Funktion wird dabei beispielsweise das Simple Object
Access Protocol (SOAP), hinsichtlich der Eventing-Funktion die XML-basierte
General Event Notification Architecture (GENA) verwendet.
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Mittels
SOAP werden Mitteilungen zur Steuerung eines Gerätes an die control-URL des
entsprechenden Gerätes
geschickt. Über
GENA werden Kontrollpunkte (andere Geräte) im Netzwerk über Ereignisse
auf dem Gerät
informiert. Somit erhalten die Kontrollpunkte bei jeder Änderung
einer Statusvariablen des zu steuernden Gerätes den jeweiligen neuen Wert.
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Ferner
kann die Protokoll-Umsetzungseinheit derart eingerichtet sein, dass
sie ein in der Speichereinrichtung gespeichertes Hausgeräte-Steuerprogramm
zum Steuern des Hausgeräts über die
erste Schnittstelle ausführen
kann.
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Das
Hausgeräte-Steuerprogramm
kann anschaulich eine Anwendungssoftware des jeweiligen Hausgerätes sein,
mit der der Funktionsablauf des Hausgerätes gesteuert wird. Die Speicherung
und Ausführung
des Hausgeräte-Steuerprogramms
außerhalb
des Hausgerätes
(in der Protokoll-Umsetzungseinheit)
hat den Vorteil, dass das Hausgerät selbst nicht mit aufwendiger
Rechentechnik ausgestattet werden muss und dass das Hausgeräte-Steuerprogramm
leicht aktualisierbar ist.
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Die
Speichereinrichtung in dieser Konstellation kann einen ersten Teilspeicher
und einen zweiten Teilspeicher aufweisen, wobei in dem ersten Teilspeicher
der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
und in dem zweiten Teilspeicher das Hausgeräte-Steuerprogramm gespeichert ist.
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Die
Verwendung von zwei getrennten Speichern erleichtert die unabhängige Aktualisierung
von Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
und dem Code des Hausgeräte-Steuerprogramms
bzw. den unabhängigen
Austausch des Speichers für
den Protokoll- Umsetzungs-Programmcode
und des Speichers für
das Hausgeräte-Steuerprogramm.
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In
einer zweiten Variante ist die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung derart eingerichtet,
dass die Protokoll-Umsetzungseinheit
eine Initialisiereinheit aufweist, die derart eingerichtet ist,
dass mittels dieser über
die zweite Schnittstelle ein Ermitteln von mindestens einem an die
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung angeschlossenen Hausgerät ermöglicht ist,
und Eigenschaften von mindestens einem an die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
angeschlossenen Hausgerät
semantisch beschreibbar sind.
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Weiterhin
weist die Protokoll-Umsetzungseinheit in der zweiten Variante eine
erste Speichereinrichtung zum Speichern eines Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes
auf. Weiterhin weist die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung in
dieser Variante eine erste Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle auf,
welche eingerichtet ist zum Übertragen
des Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes zu einer externen Protokoll-Umsetzungseinheit.
Das bedeutet anders ausgedrückt,
dass der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode, der für die Protokollumsetzung
zuständig
ist, nicht wie bei der ersten Variante in der Protokoll-Umsetzungseinheit
selbst ausgeführt
wird, sondern von der ersten Speichereinrichtung über die
erste Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle
zu einer externen Protokoll-Umsetzungseinheit
transportiert wird, wobei durch die Initialisiereinheit die Grundfunktionen
der Geräteerkennung
und der semantischen Gerätebeschreibung, wie
bei der ersten Variante, erhalten bleiben.
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Weiterhin
weist die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung in der zweiten Variante
eine dritte Schnittstelle auf, mittels der eine Kommunikation gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
zwischen der Schnittstellen- Kopplungseinrichtung
und einer externen Protokoll-Umsetzungseinheit
bereitgestellt wird.
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Das
heißt,
dass die in der hausgeräteseitige Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
angeordnete Protokoll-Umsetzungseinheit bis auf die oben erwähnten Funktionen
der Geräteerkennung
und der semantischen Gerätebeschreibung
gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
kommuniziert und eine Protokollumsetzung nicht selbst vornimmt. Dies
hat den Vorteil, dass die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung bzw.
die Protokoll-Umsetzungseinheit keine große Rechenleistung erbringen
muss und daher ein kleiner und energiesparender Aufbau der hausgeräteseitigen
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
realisiert werden kann.
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Die
erste Speichereinrichtung kann ferner ein darin gespeichertes Hausgeräte-Steuerprogramm
zum Steuern des Hausgerätes
aufweisen, und die erste Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle kann
ferner zum Übertragen
des Hausgeräte-Steuerprogramms
zu der externen Protokoll-Umsetzungseinheit eingerichtet sein.
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Mit
anderen Worten kann in der ersten Speichereinrichtung ein Hausgeräte-Steuerprogramm
gespeichert sein, wie es bereits oben im Zusammenhang mit der ersten
Variante erwähnt
wurde, welches aber nicht in der Protokoll-Umsetzungseinheit der hausgeräteseitigen
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung ausgeführt wird, sondern zu der externen
Protokoll-Umsetzungseinheit übertragen
wird.
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Ferner
weist die erste Speichereinrichtung beispielsweise einen ersten
Teilspeicher und einen zweiten Teilspeicher auf, wobei in dem ersten
Teilspeicher der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode und in dem zweiten Teilspeicher
das Hausgeräte-Steuerprogramm gespeichert
ist.
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Das
bietet den Vorteil, dass der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode und
das Hausgeräte-Steuerprogramm
in separaten Speichern gespeichert werden können und somit beispielsweise
die Speicher separat austauschbar sind.
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Als
Semantik-Kommunikationsprotokoll kann zur Realisierung der oben
beschriebenen Funktionalität
wie bei der ersten Variante ein Protokoll gemäß dem Universal Plug and Play
(UPnP)-Standard, vorzugsweise das Simple Service Discovery Protocol (SSDP)
verwendet werden. Diesbezüglich
kann auf die obigen Ausführungen
verwiesen werden.
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Ferner
weist die externe Protokoll-Umsetzungseinheit gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung eine zweite Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle,
welche zum Empfangen des Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes von
der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung eingerichtet ist, eine vierte
Schnittstelle, mittels der eine Kommunikation gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
bereitgestellt wird, und eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern
des empfangenen Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes auf.
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Weiterhin
kann die externe Protokoll-Umsetzungseinheit eine Verarbeitungseinrichtung
aufweisen, welche derart eingerichtet ist, dass sie den empfangenen
Protokoll-Umsetzungs-Programmcode ausführen kann,
wobei die Ausführung
des Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes das Abbilden von Daten, welche
gemäß dem einen
oder den mehreren Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll(en)
codiert sind, auf Daten, welche gemäß dem einen oder den mehreren
Semantik-Kommunikationsprotokoll(en) codiert
sind, und/oder zum Abbilden von Daten, welche gemäß dem einen
oder den mehreren Semantik-Kommunikationsprotokoll(en) codiert sind,
auf Daten, welche gemäß dem Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
codiert sind, realisiert, und wobei zumindest eines des einen oder
der mehreren Semantik-Kommunikationsprotokolle ferner derart eingerichtet
ist, dass mittels diesem mindestens eine zusätzliche Funktion zur Steuerung
des Hausgerätes bereitgestellt
wird.
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Weiterhin
kann die externe Protokoll-Umsetzungseinheit eine fünfte Schnittstelle
aufweisen, mittels der eine Kommunikation gemäß dem einen oder den mehreren
Semantik-Kommunikationsprotokoll(en)
bereitgestellt wird.
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Mit
anderen Worten wird mit der externen Protokoll-Umsetzungseinheit eine Auslagerung der Protokollumsetzung
aus der hausgeräteseitigen Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
in die externe Protokoll-Umsetzungseinheit realisiert. Durch diese Technik
werden rechenintensive Verarbeitungsvorgänge der Protokollumsetzung
in die externe Protokoll-Umsetzungseinheit
ausgelagert.
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Wie
oben bei der ersten Variante ist das mindestens eine Semantik-Kommunikationsprotokoll zum
Beispiel gemäß einem
UPnP-Standard eingerichtet, welches die Funktionen des Control und
des Eventing gemäß UPnP realisiert,
wobei das mindestens eine Semantik-Kommunikationsprotokoll beispielsweise
das Simple Object Access Protocol (SOAP) und die General Event Notification
Architecture (GENA) aufweist. Diesbezüglich wird auf die obigen Ausführungen
verwiesen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist die externe Protokoll-Umsetzungseinheit
ferner derart eingerichtet, dass die zweite Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle ferner
eingerichtet ist zum Empfangen des Hausgeräte-Steuerprogramms von der
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung, die zweite Speichereinrichtung
das empfangene Hausgeräte-Steuerprogramm
speichert, und die Verarbeitungseinrichtung das Hausgeräte-Steuerprogramm zum
Steuern des Hausgeräts über die
vierte, dritte und erste Schnittstelle ausführen kann.
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Mit
anderen Worten wird auch die Ausführung eines Hausgeräte-Steuerprogramms,
welches schon oben bei der ersten Variante erwähnt wurde, in die externe Protokoll-Umsetzungseinheit
ausgelagert.
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Die
externe Protokoll-Umsetzungseinheit ist zum Beispiel eine Workstation,
ein Personalcomputer, ein Laptop, ein Webpad, ein Personal Digital
Assistant oder ein Mobilfunktelefon.
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Allgemein
ist also die externe Protokoll-Umsetzungseinheit eine Vorrichtung,
die über
ausreichende Rechenleistung und Speicherkapazität verfügt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 ein
Beispiel einer vernetzten Umgebung für unterschiedliche Automatisierungsstandards
nach dem Stand der Technik;
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2 eine
erste Ausführungsform
einer Hausgeräte-Anordnung gemäß der Erfindung;
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3 eine
zweite Ausführungsform
als Modifikation der ersten Ausführungsform
einer Hausgeräte-Anordnung
gemäß der Erfindung;
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4 eine
dritte Ausführungsform
einer Hausgeräte-Anordnung gemäß der Erfindung;
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5 zeigt
ein Beispiel eines Netzwerkes, in welchem die Hausgeräte-Anordnung
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung Anwendung findet;
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6 eine
vierte Ausführungsform
als Modifikation der dritten Ausführungsform einer Hausgeräte-Anordnung
gemäß der Erfindung.
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Eine
erste, in 2 gezeigte beispielhafte Ausführungsform
einer Hausgeräte-Anordnung 201 weist
eine Waschmaschine 202 als ein exemplarisches Hausgerät und eine
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 auf.
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Die
Waschmaschine 202 weist eine Kommunikationsschnittstelle 203 und
eine Mehrzahl von Sensoren/Aktoren 204 auf, welche mit
der Kommunikationsschnittstelle 205 gekoppelt sind und
mittels dieser Signale senden und empfangen können.
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Die
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 weist eine erste
Schnittstelle 206, eine zweite Schnittstelle 207 und
eine Protokoll-Umsetzungseinheit 208 auf, welche ihrerseits
eine Speichereinrichtung 209 und einen mit der Speichereinrichtung 209 gekoppelten
Prozessor 210 aufweist. Der Prozessor 210 ist
weiterhin mit der ersten Schnittstelle 206 und mit der
zweiten Schnittstelle 207 gekoppelt. Die Speichereinrichtung 209 dient
zur Speicherung eines Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes, der von dem Prozessor 210 ausgeführt wird.
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Im
folgenden wird die Funktionsweise der so aufgebauten Hausgeräte-Anordnung 201 beschrieben.
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Zwischen
der Waschmaschine 202 und der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 erfolgt
eine Kommunikation gemäß einem
Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll,
welches das Hausgerät "versteht". In der vorliegenden
Anordnung entspricht das Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll
dem European Installation Bus(EIB)-Standard, der in der Hausinstallation
heute weit verbreitet ist. Es kann aber auch ein anderer Protokollstandard,
wie zum Beispiel ein solcher der Systeme EHS oder LCN, oder ein
proprietäres
Protokoll sein.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Waschmaschine 202 in ein UPnP-Netzwerk 211 integriert,
in der gemäß dem semantischen
UPnP-Standard kommuniziert wird. Diese Integration wird dadurch
realisiert, dass die Waschmaschine 202 mittels der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 über die
zweite Schnittstelle 207 in das UPnP-Netzwerk 211 eingebunden
wird. Zu diesem Zweck führt die
Protokoll-Umsetzungseinheit 208 der
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 eine Protokollumsetzung
von dem EIB-Standard auf den UPnP-Standard, d.h. eine Protokollumsetzung
von Daten, welche gemäß einem
Protokoll des EIB-Standards kodiert sind, auf Daten, welche gemäß einem
Protokoll des UPnP-Standards kodiert sind, und umgekehrt aus. Diese
Protokollumsetzung wird dadurch realisiert, dass der Prozessor 210 den
in der Speichereinrichtung 209 gespeicherten Protokoll-Umsetzungs-Programmcode ausführt, welcher
derart eingerichtet ist, dass Signale, die über die Kommunikationsschnittstelle 203 der
Waschmaschine 202 und die erste Schnittstelle 206 der
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 empfangen werden
und die gemäß einem
Protokoll des EIB-Standards kodiert sind, in geeigneter Weise in
entsprechende Signale umgewandelt werden, die einem Protokoll des
UPnP-Standards entsprechen und die über die zweite Schnittstelle 207 der
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 ausgegeben
und somit dem UPnP-Netzwerk 211 zur
Verfügung
gestellt werden. Bei diesen Signalen handelt es sich vorzugsweise
um Signale von Sensoren, die beispielsweise Informationen über die
Wasserzufuhr, den Wasserfüllstand,
die Drehzahl der Waschmaschinentrommel, den Verkalkungszustand der
Heizstäbe
u.ä. liefern.
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Umgekehrt
werden Signale, die aus dem UPnP-Netzwerk 211 über die
zweite Schnittstelle 207 empfangen werden, durch die Protokoll-Umsetzungseinheit 208,
genauer gesagt, durch die Ausführung
des Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes im Prozessor 210 der
Protokoll-Umsetzungseinheit 208, in entsprechende Signale
gemäß dem EIB-Standard umgewandelt,
die dann über
die erste Schnittstelle 206 der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 und die
Kommunikationsschnittstelle 203 an die Waschmaschine 202 ausgegeben
werden, wobei die an die Waschmaschine 202 übermittelten
Signale bestimmte Aktoren in der Waschmaschine 202 ansteuern können. Mittels
solcher Signale kann bespielsweise die Heizeinrichtung der Waschmaschine
ein- bzw. ausgeschaltet werden, die Drehzahl der Waschtrommel oder
die Wasserzufuhr bzw. -abfuhr (Betrieb der Laugenpumpe) gesteuert
werden.
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Durch
die beschriebene Technik der Protokollumsetzung erscheint die Kombination
aus Waschmaschine 202 und Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 an
der zweiten Schnittstelle 207 als ein vollwertiges UPnP-Gerät. Die Protokoll-Umsetzungseinheit 208 realisiert
gemäß der Funktionalität von UPnP
die Erkennung der Waschmaschine 202 (bzw. genauer der Kombination,
die aus der Waschmaschine 202 und der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 gebildet
wird) durch die entsprechenden UPnP-Funktionen Discovery (stellt
die Funktion der Lokalisierung eines UPnP-Gerätes über das Simple Service Discovery
Protocol (SSDP) bereit) und Description (semantische Beschreibung
der angebotenen Dienste über
XML-Beschreibungsdateien).
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Weiterhin
ist eine Steuerung der Waschmaschine 202 (bzw. anschaulich
des "UPnP-Gerätes", welches aus der
Waschmaschine 202 und der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 gebildet wird)
mittels der UPnP-Funktionen Control (Steuerung eines UPnP-Gerätes über Mitteilungen
gemäß dem Simple
Object Access Protocol (SOAP)) und Eventing (Mitteilung über den
Zustand eines Dienstes bzw. einer Statusvariablen eines UPnP-Gerätes mittels
der XML-basierten General Event Notification Architecture (GENA))
möglich.
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Da
die Waschmaschine 202 durch die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 mittels
deren zweiter Schnittstelle 207 als ein UPnP-Gerät erscheint,
kann die Waschmaschine 202 in der Hausgeräte-Anordnung 201 in
das UPnP-Netzwerk 211 eingebunden werden und in einem solchen
Netzwerk wie ein UPnP-Gerät
gesteuert werden, beispielsweise über einen in dem UPnP-Netzwerk
befindlichen Computer.
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Der
Prozessor 210 der Protokoll-Umsetzungseinheit 205 sollte
leistungsfähig
genug sein, um die beschriebene Protokollumsetzung sicher und ausreichend
schnell ausführen
zu können,
beispielsweise ist ein 16-Bit oder 32-Bit-Prozessor vorgesehen.
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Die
Speichereinrichtung 209 ist in diesem Ausführungsbeispiel
als nichtflüchtiger,
wiederbeschreibbarer Speicher, z.B. als EEPROM, ausgebildet. Dies
hat den Vorteil, dass, beispielsweise über eine Programmier-Schnittstelle
(nicht gezeigt) an der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung, der
Protokoll-Umsetzungs-Programmcode aktualisiert werden kann oder
für unterschiedliche
Standards des Hausgeräte-Kommunikationsprotokolls,
im Beispiel also für
unterschiedliche Waschmaschinen, angepasst werden kann.
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In
einer Modifizierung der ersten Ausführungsform ist in einer in 3 gezeigten
zweiten Ausführungsform
der Hausgeräte-Anordnung 201 die
Protokoll-Umsetzungseinheit 208 ferner derart eingerichtet,
dass die Speichereinrichtung 209 einen ersten Teilspeicher 301 und
einen zweiten Teilspeicher 302 aufweist, wobei in dem ersten
Teilspeicher 301 der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
und in dem zweiten Teilspeicher 302 der Speichereinrichtung 209 zusätzlich ein
Steuerprogramm zum Steuern der Waschmaschine gespeichert ist.
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Alternativ
können
sowohl der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
als auch das Steuerprogramm in einem gemeinsamen Speicher gespeichert sein.
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Das
Steuerprogramm zum Steuern der Waschmaschine kann von dem Prozessor 210 ausgeführt werden
und ist eine Anwendungssoftware für die Bedienung der Waschmaschine 202.
Zur Interaktion eines Benutzers mit dem Steuerprogramm ist die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 mit
einer Eingabeschnittstelle 303 und einer Ausgabeschnittstelle 305 versehen.
Die Eingabeschnittstelle 303 kann beispielsweise eine PS/2-Schnittstelle
sein, an die Eingabegeräte,
z.B. Tastatur und/oder Maus für die
Bedienung des Steuerprogramms angeschlossen sind. Die Eingabeschnittstelle 303 ist
mit einer Eingabe-Steuereinheit 304 gekoppelt, welche ihrerseits
mit dem Prozessor 210 gekoppelt ist. Die Ausgabeschnittstelle 305 ist
beispielsweise eine Monitorschnittstelle zum Anschließen eines
Monitors, wobei die Monitorschnittstelle mit einer Grafikeinheit 306 der
Protokoll-Umsetzungseinheit gekoppelt ist, wobei die Grafikeinheit 306 ihrerseits
mit dem Prozessor 210 gekoppelt ist.
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Mithin
dient die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 in dieser
modifizierten Ausführungsform neben
der oben beschriebenen Protokollumsetzung der Ausführung eines
Programms zur Steuerung der Waschmaschine 202, wobei zum
Beispiel Bedienungen, die ursprünglich
an den Schaltern/Tastern der Waschmaschine ausgeführt wurden,
nunmehr über das
Steuerprogramm ausgeführt
werden können. Somit
kann gemäß der zweiten
Ausführungsform
die Steuerung der Waschmaschine 202 direkt über die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 vorgenommen
werden, so dass eine Steuerung über
ein Gerät innerhalb
des UPnP-Netzwerks 211, an das auch die Waschmaschine mittels
der zweiten Schnittstelle 207 der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 angeschlossen
ist, nicht zwingend, aber weiterhin möglich ist.
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In
den bisher gezeigten Ausführungsformen war
die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 für die vollständige Protokollumsetzung
und – gegebenenfalls – für die Ausführung eines
Hausgeräte-Steuerprogramms
zuständig.
Aus diesem Grund sollte der Prozessor 210 in den bisher
gezeigten Ausführungsformen
eine erhebliche Leistungsfähigkeit
aufweisen, was auch einen erheblichen Energieverbrauch bedingt.
Da es wünschenswert
ist, die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 205 möglichst an
bzw. in einem Hausgerät
im Sinne eines "embedded
device" zu integrieren,
bedeutet dies, dass letztendlich das Hausgerät selbst mit einer leistungsfähigen Rechentechnik
ausgestattet werden muss, wodurch die Kosten für das betreffende Hausgerät erhöht werden,
was sich insbesondere bei an sich einfachen und preiswerten Hausgeräten bemerkbar macht.
Außerdem
kann es Fälle
geben, in denen es nicht erwünscht
bzw. gar nicht möglich
ist, das Hausgerät
mit leistungsfähiger
Rechentechnik auszustatten. Dies insbesondere bei Hausgeräten, die
kleiner und von ihrer Funktionalität her einfacher als die bisher
betrachtete Waschmaschine sind.
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Daher
ist gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung auch eine solche Hausgeräte-Anordnung vorgesehen,
bei der das Hausgerät
bzw. die möglichst
in oder an dem Hausgerät
angeordnete Schnittstellen-Kopplungseinrichtung nur eine reduzierte Funktionalität aufweist.
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Dementsprechend
weist eine dritte, in 4 gezeigte Ausführungsform
eine Hausgeräte-Anordnung 401 mit
einem Heizlüfter 402 als
ein exemplarisches Hausgerät,
einer Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 und einem
Computer 415 als eine exemplarische externe Protokoll-Umsetzungseinheit auf.
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Der
Heizlüfter 402 weist
eine Kommunikationsschnittstelle 403 und eine Mehrzahl
von Sensoren/Aktoren 404 auf. Ein Sensor kann beispielsweise die
Umgebungstemperatur erfassen, damit beispielsweise die Heizeinrichtung
(Heizwendel) des Heizlüfters
in Abhängigkeit
von der Umgebungstemperatur ein- bzw.
ausgeschaltet werden kann. Ein Aktor (Schalter) kann das Ein-/Ausschalten
ausführen.
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Die
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 weist eine erste
Schnittstelle 406, eine zweite Schnittstelle 407,
eine erste Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle 408,
eine dritte Schnittstelle 409 und eine Protokoll-Umsetzungseinheit 410 auf.
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Die
Protokoll-Umsetzungseinheit 410 weist eine Initialisiereinheit 411,
eine erste Speichereinheit 412 und einen 8-Bit-Mikroprozessor
als eine erste Steuereinheit 413 auf.
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Die
Kommunikationsschnittstelle 403 ist mit der Mehrzahl von
Sensoren/Aktoren 404 des Heizlüfters 402 gekoppelt.
Der Heizlüfter 402 kommuniziert mittels
der Kommunikationsschnittstelle 403 und der ersten Schnittstelle 406 mit
der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 gemäß einem
Hausgeräte-Kommunikationsprotokoll,
beispielsweise einem Protokoll gemäß dem EIB-Standard. Der Mikroprozessor 413 ist
mit der ersten Schnittstelle 406 und der dritten Schnittstelle 409 gekoppelt,
die Initialisiereinheit 411 ist mit der zweiten Schnittstelle 407 gekoppelt
und die erste Speichereinheit 412 ist mit der ersten Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle 408 gekoppelt.
In der ersten Speichereinheit 412 ist ein Protokoll-Umsetzungs-Programmcode gespeichert,
der, bei dessen Ausführung,
eine Protokollumsetzung von dem EIB-Standard auf den UPnP-Standard, d.h. eine
Protokollumsetzung von Daten, welche gemäß eines Protokolls des EIB-Standards
kodiert sind, auf Daten, welche gemäß eines Protokolls des UPnP-Standards
kodiert sind, und umgekehrt ausführt,
wie es bereits bei der ersten Ausführungsform erläutert wurde.
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Die
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 ist vorzugsweise
in oder an dem Heizlüfter 402 als embedded
device integriert.
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Der
Computer 415 als externe Protokoll-Umsetzungseinheit weist
eine zweite Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle 416,
eine vierte Schnittstelle 417, eine fünfte Schnittstelle 418,
eine sechste Schnittstelle 419, einen Prozessor 420 als
Verarbeitungseinheit, eine Festplatte 421 als zweite Speichereinheit
und eine zweite Steuereinheit 422 auf.
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Der
Prozessor 420 ist mit der vierten Schnittstelle 417 und
der sechsten Schnittstelle 419 gekoppelt, die Festplatte 421 ist
mit der zweiten Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle 416 gekoppelt,
und die zweite Steuereinheit 422 ist mit der fünften Schnittstelle 418 und
der sechsten Schnittstelle 419 gekoppelt.
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Die
so aufgebaute Hausgeräte-Anordnung 401 ist
eingerichtet, damit sie über
die sechste Schnittstelle 419 in das UPnP-Netzwerk 211 integriert
wird.
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Zur
Einbindung des Heizlüfters 402 in
das UPnP-Netzwerk 211 ist die Initialisiereinheit 411 derart
eingerichtet, dass zwischen dieser und der zweiten Steuereinheit 422 in
dem Computer 415 mittels der zweiten Schnittstelle 407 und
der fünften
Schnittstelle 418 eine Kommunikationsverbindung hergestellt
werden kann, mittels welcher der Heizlüfter 402 in dem UPnP-Netzwerk über die
sechste Schnittstelle 419 erkannt und semantisch beschrieben
werden kann. Die zweite Steuereinheit 422, die die Funktionalität eines
UPnP-Control-Points
hat, kann also die Existenz und die Eigenschaften eines entsprechenden
Hausgerätes,
hier also des Heizlüfters 402 bzw. genauer
der Heizlüfter-Schnittstellenkopplungseinrichtung-Kombination über die
Initialisiereinheit 411 in Erfahrung bringen.
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Das
heißt,
die Initialisiereinheit 411 realisiert gemäß der Funktionalität von UPnP
lediglich die Erkennung des Heizlüfters 402 durch die
entsprechenden Funktionen Discovery (Lokalisierung eines UPnP-Gerätes mittels
dem Simple Service Discovery Protocol (SSDP)).
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Im übrigen ist
in der ersten Speichereinheit 412 ein Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
gespeichert, der eine Protokollumsetzung vornehmen kann, wie sie
bereits bei den oben beschriebenen Ausführungsformen dargestellt wurde.
Der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode kann von der ersten Speichereinheit 412 der
hausgeräteseitigen Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 auf
die Festplatte 421 des Computers 415 heruntergeladen und
von dem Prozessor 420 ausgeführt werden. Mit anderen Worten
realisiert der Prozessor 420 jedwede Protokollumsetzung,
die – im
Rahmen von UPnP – über die
initiale Kommunikation (Discovery und Description) hinausgeht, die
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 führt also
in der ersten Speichereinheit 412 einen "Software-Proxy" mit, dessen Ausführung eine
Protokollumsetzung realisiert, wobei diese Ausführung jedoch nicht in der gerätenahen
Protokoll-Umsetzungseinheit 410, sondern in dem entfernten
Computer 415 stattfindet. Dementsprechend werden Signale,
die dem EIB-Standard entsprechen, von dem Heizlüfter 402 mittels der
Kommunikationsschnittstelle 403 und der ersten Schnittstelle 406 zu dem
Mikroprozessor 413 der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 und
von dort mittels der dritten Schnittstelle 409 und der
vierten Schnittstelle 417 zu dem Computer 300 übertragen.
Das heißt,
die Kommunikation zwischen der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 und
dem Computer 415 (zwischen der dritten Schnittstelle 409 und
der vierten Schnittstelle 417) entspricht dem EIB-Protokollstandard.
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Vorzugsweise
ist sämtliche
Kommunikation zwischen der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 und
der externen Protokoll-Umsetzungseinheit 415 auf physikalischer
Ebene drahtlos, z.B. als RF-Verbindung, ausgestaltet.
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In
diesem Ausführungsbeispiel,
in dem, wie oben erläutert,
die Protokollumsetzung in Software implementiert ist, die durch
den Prozessor 420 in dem Computer 415 ausgeführt wird,
werden an die Initialisiereinheit 411 und an den Mikroprozessor 413, der
hier als einfacher 8-Bit Mikroprozessor ausgestaltet ist, keine
großen
technischen Anforderungen gestellt.
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Im
Falle der bevorzugten drahtlosen Anbindung der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 an den
Computer 415 ist die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 insgesamt
als Transceiver ausgestaltet, wobei die Kommunikation über die
zweite Schnittstelle 407, die erste Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle 408 und
die dritte Schnittstelle 409 als eine drahtlose Kommunikation
physisch über
ein und dieselbe erste drahtlose Schnittstelle 414 (z.B.
RF-Schnittstelle, Infrarot-Schnittstelle) ausgestaltet ist. In gleicher
Weise sind die vierte Schnittstelle 417, die fünfte Schnittstelle 418 und
die zweite Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle 416 physisch vorzugsweise
alle als ein und dieselbe zweite drahtlose Schnittstelle 423 (z.B.
RF-Schnittstelle, Infrarot-Schnittstelle)
ausgestaltet.
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Die
rechenintensive Protokollumsetzung, welche – im Rahmen von UPnP – die Funktionen Control
und Eventing realisiert (Erläuterungen
zu diesen Funktionen siehe oben), findet in dem Computer 415 statt,
der unproblematisch mit einer ausreichend großen Rechenleistung durch Wahl
eines geeigneten Prozessors 420, beispielsweise eines 16-Bit-
oder 32-Bit-Prozessors,
versehen werden kann.
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Somit
kann die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 klein,
energiesparend und preiswert aufgebaut werden und bequem auch in
einem kleineren Haushaltsgerät
als "embedded device" integriert werden,
da die Protokollumsetzung, welche die eigentliche Steuerung des
Hausgeräts
betrifft (hier im Fall von UPnP also Control und Eventing), in dem
Computer 415 als der externen Protokoll-Umsetzungseinheit
stattfindet. Somit können
auch kleinere und preiswertere Hausgeräte in die UPnP-Umgebung integriert
werden, ohne dass diese selbst jeweils mit aufwendiger Rechentechnik
ausgestattet werden müssen.
Vielmehr werden die rechenintensiven Vorgänge der Protokollumsetzung
und damit der Anbindung eines Haushaltsgerätes, das gemäß einem
beliebigen, auch proprietären
Standard kommuniziert, in eine semantische Umgebung, wie hier UPnP,
von dem Computer 415 ausgeführt.
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5 zeigt
ein Beispiel eines Netzwerkes 500, in welchem die Hausgeräte-Anordnung 401 gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung Anwendung findet.
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Um
auf unterschiedlichen Netzwerkstandards basierende Endgeräte 501 bis 504,
die jeweils als ein Gerät
wie z.B. der Heizlüfter 402 aus 4 oder
die Waschmaschine 202 aus 2 oder 3 identifiziert
werden können, übergreifend
zu vernetzen, können
Mini-Bridges 505 bis 508, die auf der SindrionTM-Technologie beruhen, in jedem einzelnen Gerät eingesetzt
werden. Diese Mini-Bridges stellen auf der Geräteseite eine Anbindung an einen
speziellen Automatisierungsstandard zur Verfügung und sind über eine
drahtlose Verbindung mit einem Terminal (PC, Settop-Box) 509 verbunden,
auf den ein Software-Plugin heruntergeladen wird, mit dessen Hilfe
das Terminal nach außen
eine vollständige
UPnP-Funktionalität
des jeweiligen verbundenen Gerätes
im Netzwerk zur Verfügung
stellt. Diese SindrionTM-Mini-Bridges weisen
dementsprechend die Struktur und die Funktionalität der innerhalb
der dritten Ausführungsform
diskutierten Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 auf.
Somit können
die SindrionTM-Mini-Bridges 505 bis 508 jeweils
als eine Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 gemäß 4 identifiziert
werden.
-
Bezug
nehmend auf 5 sind an ein UPnP-Netzwerk 510 zum
einen ein Computer 511, ein Audio/Video-Center 512 und
ein Voice-over-IP-Gerät 513 angeschlossen,
die von Haus aus UPnP-fähig sind
und daher unmittelbar an das UPnP-Netzwerk 510 angeschlossen
werden können.
Weiterhin sind eine Lampe 501 und ein Fernseher 502,
die gemäß dem EIB-Standard
kommunizieren, mit SindrionTM-Mini-Bridges 505 bzw. 506 gekoppelt.
Weiterhin sind eine Waschmaschine 503 und ein Kühlschrank 504,
die gemäß dem EHS-Standard
kommunizieren, mit SindrionTM-Mini-Bridges 507 bzw. 508 gekoppelt. Die
SindrionTM-Mini-Bridges 505 bis 508 sind
mittels einer drahtlosen Verbindung, hier beispielsweise über eine
RF-Funkverbindung,
mit dem Terminal (PC, Settop-Box) 509 verbunden, das seinerseits
in das UPnP-Netzwerk 510 integriert ist. Dies bedeutet, dass
jede SindrionTM-Mini-Bridge 505 bis 508 (korrespondiert
jeweils mit der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 aus 4)
einen "Software-Proxy" (korrespondiert
mit dem Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
in der ersten Speichereinheit 412 in 4)
aufweist, der zu dem Terminal (Computer) 509 übertragen
und dort ausgeführt
wird, wie es oben im Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform der
Erfindung ausführlich
erörtert
wurde.
-
Weiterhin
ist das UPnP-Netzwerk 510 mittels des Gateways 111 mit
einem Wide Area Network (WAN), zum Beispiel dem Internet 112 gekoppelt, wodurch
das UPnP-Netzwerk 510 auch über seine Grenzen hinaus mit
anderen Netzen mittels des Internets 112 kommunizieren
kann.
-
Für einen
Gerätehersteller
ermöglichen
die programmierbaren SindrionTM-Mini-Bridges
eine einfache drahtlose Anbindung der bestehenden Geräteschnittstellen
an den UPnP-Standard. Die SindrionTM-Mini-Bridges
sind kostengünstig
und zeichnen sich durch einen geringen Leistungsverbrauch aus. Durch
den Einsatz von dezidierten Mini-Bridges wird darüber hinaus vermieden,
dass sich eine Funktionsstörung
auf das gesamte Netzwerk auswirken kann.
-
Somit
können
bereits bestehende, auf unterschiedlichen Geräteschnittstellen bzw. Automatisierungsstandards
beruhende elektrische oder elektronische Geräte durch den herstellerseitigen
Einbau von programmierbaren SindrionTM-Mini-Bridges in ein übergreifendes
UPnP-Netzwerk eingebunden werden. Damit wird eine direkt anzuwendende,
kostengünstige,
ausfallsichere, standardisierte und semantisch kontrollierbare Automatisierung
ermöglicht.
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6 zeigt
eine vierte Ausführungsform
der Erfindung als Modifizierung der dritten, in 4 dargestellten
Ausführungsform.
In der vierten Ausführungsform
weist die erste Speichereinrichtung 412 in der Protokoll-Umsetzungseinheit 410 der
hausgeräteseitigen
Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 einen
ersten Teilspeicher 601 und einen zweiten Teilspeicher 602 auf,
wobei in dem ersten Teilspeicher 601 der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
und in dem zweiten Teilspeicher 602 der Speichereinrichtung 412 zusätzlich ein
Steuerprogramm zum Steuern der Waschmaschine gespeichert ist.
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Alternativ
können
sowohl der Protokoll-Umsetzungs-Programmcode
als auch das Steuerprogramm in einem gemeinsamen Speicher gespeichert sein,
wie es bereits in der Modifikation der ersten Ausführungsform
in Verbindung mit 3 dargestellt wurde.
-
Das
Steuerprogramm kann, wie der Protokoll-Umsetzungsprogrammcode, mittels der
ersten Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle 408 und
der zweiten Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle 416 aus
der ersten Speichereinrichtung 412 der Protokoll-Umsetzungseinheit
der Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 in die zweite Speichereinheit 421 des
Computers 415 geladen und von dem Prozessor 420 ausgeführt werden.
Das Steuerprogramm ist wie in der zweiten Ausführungsform eine Anwendungssoftware
für die
Bedienung des Hausgerätes,
hier also des Heizlüfters 402.
Die Interaktion eines Benutzers mit dem Steuerprogramm erfolgt hier über entsprechende
Eingabegeräte
(Maus, Tastatur) und Ausgabegeräte
(Monitor), die Bestandteil des Computers 415 sind, oder über ein
anderes Gerät,
das in das UPnP-Netzwerk 211 eingebunden ist. Mithin dient
der Computer 415 als externe Protokoll-Umsetzungseinheit
in dieser modifizierten Ausführungsform
neben der oben beschriebenen, aus der hausgeräteseitigen Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 ausgelagerten
Protokollumsetzung auch der Ausführung
einer Software zur Steuerung des Heizlüfters, wobei Bedienungen, die
ursprünglich an
den Heizlüfter
selbst ausgeführt
wurden, nunmehr mittels dem Steuerprogramm ausgeführt werden können. Dabei
kann es sich beispielsweise um das Ein-/Ausschalten des Heizlüfters oder
um die Einstellung der Heizstufe handeln.
-
Auf
der anderen Seite kann der Heizlüfter 402 ein
Signal, das die Temperatur kodiert, über die Schnittstellen-Kopplungseinrichtung 405 an
den das Steuerprogramm ausführenden
Computer 415 melden, wobei das Steuerprogramm beispielsweise
den entsprechenden Temperaturwert anzeigen kann.
-
Somit
kann die Steuerung direkt mittels des Computers 415 ausgeführt werden,
ohne dass ein weiteres Steuergerät
innerhalb des UPnP-Netzwerkes 211 notwendig ist. Durch
Verwendung des im Computer 415 ausgeführten Steuerprogramms kann der
Heizlüfter 402 über die
vierte, dritte und erste Schnittstelle 417, 409 bzw. 406 sowie
die Kommunikationsschnittstelle 403 des Heizlüfters 402 gesteuert
werden.
-
Anstelle
des Computers 415 kann als externe Protokoll-Umsetzungseinheit
auch ein Laptop, ein Webpad, ein Personal Digital Assistant (PDA)
oder auch ein Mobilfunktelefon bzw. jede Vorrichtung eingesetzt
werden, die in der Lage ist, die für die Abarbeitung des Protokoll-Umsetzungs-Programmcodes und
gegebenenfalls des Steuerprogramms notwendige Verarbeitungsleistung
bereitzustellen.
-
- 100
- Netzwerk
- 101
- UPnP-Netzwerk
- 102
- Computer
- 103
- Audio/Video-Center
- 104
- Voice-over-IP-Gerät
- 105
- Lampe
- 106
- Fernsehgerät
- 107
- EIB-UPnP-Bridge
- 108
- Waschmaschine
- 109
- Kühlschrank
- 110
- EHS-UPnP-Bridge
- 111
- Gateway
- 112
- Internet
- 201
- Hausgeräte-Anordnung
- 202
- Waschmaschine
- 203
- Kommunikationsschnittstelle
- 204
- Sensoren/Aktoren
- 205
- Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
- 206
- erste
Schnittstelle
- 207
- zweite
Schnittstelle
- 208
- Protokoll-Umsetzungseinheit
- 209
- Speichereinrichtung
- 210
- Prozessor
- 211
- UPnP-Netzwerk
- 301
- erster
Teilspeicher
- 302
- zweiter
Teilspeicher
- 303
- Eingabeschnittstelle
- 304
- Eingabe-Steuereinheit
- 305
- Ausgabeschnittstelle
- 306
- Grafikeinheit
- 401
- Hausgeräte-Anordnung
- 402
- Heizlüfter
- 403
- Kommunikationsschnittstelle
- 404
- Sensoren/Aktoren
- 405
- Schnittstellen-Kopplungseinrichtung
- 406
- erste
Schnittstelle
- 407
- zweite
Schnittstelle
- 408
- erste
Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle
- 409
- dritte
Schnittstelle
- 410
- Protokoll-Umsetzungseinheit
- 411
- Initialisiereinheit
- 412
- erste
Speichereinheit
- 413
- Mikroprozessor
- 414
- erste
drahtlose Schnittstelle
- 415
- Computer
- 416
- zweite
Protokoll-Umsetzungs-Programmcode-Übertragungsschnittstelle
- 417
- vierte
Schnittstelle
- 418
- fünfte Schnittstelle
- 419
- sechste
Schnittstelle
- 420
- Prozessor
- 421
- Festplatte
- 422
- zweite
Steuereinheit
- 423
- zweite
drahtlose Schnittstelle
- 500
- Netzwerk
- 501
- Lampe
- 502
- Fernseher
- 503
- Waschmaschine
- 504
- Kühlschrank
- 505
- SindrionTM-Mini-Bridge
- 506
- SindrionTM-Mini-Bridge
- 507
- SindrionTM-Mini-Bridge
- 508
- SindrionTM-Mini-Bridge
- 509
- Terminal
- 510
- UPnP-Netzwerk
- 601
- erster
Teilspeicher
- 602
- zweiter
Teilspeicher