DE102007038595B3

DE102007038595B3 - System für integrierte Gebäudedienste

Info

Publication number: DE102007038595B3
Application number: DE200710038595
Authority: DE
Inventors: Ludger Prof. Dr. Hovestadt
Original assignee: RAUMCOMP ENTWICKLUNGS und VERT; RAUMCOMPUTER ENTWICKLUNGS- und VERTRIEBS GmbH
Current assignee: Berker GmbH and Co KG
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2027-08-17

Abstract

System (1) für integrierte Gebäudedienste, bei dem ein Switch (2) einerseits über ein Kabel (7) mit einer Gebäudeeinrichtung (5) verbunden und andererseits an das System (1) gekoppelt ist, um eine Verbindung zwischen dem System (1) und der Gebäudeeine Auswertelogik für durch das Kabel (7) übertragene Signale zum Erkennen des angeschlossenen Gebäudeeinrichtungstyps und eine mehrere Verbindungsprofile für verschiedene Gebäudeeinrichtungstypen umfassende Steuerung für die Verbindung des Systems (1) und der Gebäudeeinrichtung (5) entsprechend einem dem erkannten Gebäudeeinrichtungstyp zugeordneten Verbindungsprofil aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System für integrierte Gebäudedienste nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Gebäudeautomatisierungstechnik ist es bekannt, fest installierte Gebäudeeinrichtungen, beispielsweise Aktoren für Leuchtkörper, Rolläden, Heizkörper ad. dgl. und Sensoren in Form von Schaltern, Temperaturfühlern, Lichtschranken ad. dgl., über Kabel mit einem Switch und mehrere Switches netzwerkartig über Funk oder Kabel mit einer zentralen Systemsteuerung zu einem System für integrierte Gebäudedienste zu verbinden. Zum Anschluß einer Gebäudeeinrichtung an einen Switch ist dabei eine einheitliche Schnittstelle vorgesehen, die mit elektrischen Signalen entsprechend einem vorgegebenen Protokoll angesteuert wird. Hierdurch ist die Flexibilität hinsichtlich einer Erweiterbarkeit mit Gebäudeeinrichtungen, die eine andere Schnittstelle oder einen erweiterten Funktionsumfang aufweisen, eingeschränkt. Ferner ist eine manuelle Änderung der Konfiguration des Systems erforderlich, bevor eine neu angeschlossene Gebäudeeinrichtung in Betrieb genommen werden kann. Der erforderliche Systemzugriff ist fehlerträchtig, zeitaufwendig und bedarf besonderer Zugriffsrechte. Zudem sind nur Gebäudeeinrichtungen anschließbar. Somit muß z. B. ein gesondertes Kabel für eine Netzwerkverbindung z. B. nach dem Ethernet-Standard vorgesehen werden.
Ein System für integrierte Gebäudesystemdienste gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 ist beispielsweise bekannt aus ISSENDORFF Mikroelektronik GmbH: Systembeschreibung LCN Local Control Network. Ausgabe 05/2004. – Firmenschrift. URL: http://www.issendorff.de/downloads/lcn-systembeschreibung.pdf. Als "Switch" in dem in diesem Dokument beschriebenen System ist der darin beschriebene Segmentkoppler zu verstehen.
Ein weiterer gattungsgemäßer integrierter Gebäudedienst ist in DE 103 45 737 A1 beschrieben.
Eine automatische Konfiguration von derartigen Systemen unter Verwendung von Verbindungsprofilen ist aus US 2002/0152298 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System für integrierte Gebäudedienste nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das in Bezug auf den Anschluß von Geräten an das System flexibler, kostengünstiger und einfacher ist.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch wird ein System für integrierte Gebäudedienste geschaffen, bei dem ein Switch einerseits über ein Kabel mit einer Gebäudeeinrichtung verbunden und andererseits an das System gekoppelt ist und bei dem nach einer automatischen Erkennung des angeschlossenen Gebäudeeinrichtungstyps ein entsprechendes Verbindungsprofil für eine Verbindung zwischen dem Switch und der Gebäudeeinrichtung verwendet wird.
Infolge der automatischen Erkennung einer Vielzahl verschiedener Gebäudeeinrichtungen und Anpassung an die jeweilige Schnittstelle ergibt sich eine deutliche Vereinfachung und eine erhöhte Flexibilität hinsichtlich des Anschlusses von Gebäudeeinrichtungen. Zudem ergibt sich eine Kostenersparnis, da sich der Switch über ein geeignetes Verbindungsprofil auf die ohnehin vorhandene Schnittstelle der Gebäudeeinrichtung einstellt, die z. B. bei einem einfachen Geber aus zwei je nach Geberzustand miteinander verbundenen oder voneinander getrennten Anschlüssen und bei einem Bildtelefon aus einem Netzwerkanschluß bestehen kann.
Zur automatischen Erkennung weist der Switch eine Auswertelogik für durch das Kabel übertragene Signale auf. Die Auswertelogik kann dabei eine oder mehrere insbesondere vorgegebene Ader(n) des Kabels mit einem Testsignal, etwa einem konstanten oder sich periodisch ändernden Spannungspegel, einer Impulsfolge, einem Datenpaket od. dgl. beaufschlagen und Signale oder Signaländerungen an der- bzw. denselben oder auch anderen Ader(n) des Kabels beobachten und mit Erwartungswerten für bestimmte Gebäudeeinrichtungstypen vergleichen. Hierdurch ist eine große Zahl verschiedener Gebäudeeinrichtungen sicher erkennbar.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Gebäudeeinrichtung beim Anschluß an den Switch selbsttätig ein Erkennungssignal, beispielsweise einen bestimmten Spannungspegel, einen Gerätekode oder ein Verbindungsprofilauswahlsignal od. dgl. in das Kabel einspeist, wobei die verschiedenen Adern des Kabels in einem bestimmten Muster angesteuert werden können. Die Erkennung der angeschlossenen Gebäudeeinrichtung wird dadurch erleichert.
Die Auswertelogik des Switches kann die durch das Kabel übertragenen Signale kontinuierlich oder zyklisch überwachen. Hierdurch ist ein Abklemmen, ein Wechsel oder eine Betriebsstörung der Gebäudeeinrichtung erkennbar.
Eine Steuerung des Switches kann die erkannte Gebäudeeinrichtung bei einer Systemsteuerung anmelden, damit sie von dieser in Betrieb genommen werden kann. Ein Systemeingriff ist nicht mehr erforderlich.
Unabhängig davon kann der Switch bei bestimmten Gebäudeeinrichtung wie z. B. Telefonen oder Lichtanlagen autonom die Steuerung übernehmen. Insbesondere bei Unterbrechung der Verbindung zur Systemsteuerung oder bei Ausnahmezuständen wie einem Brand kann dadurch eine Basisfunktionalität z. B. für einen Notruf oder eine Notbeleuchtung sichergestellt werden, wodurch die Gebäudesicherheit erhöht wird.
Die Steuerung weist mehrere Verbindungsprofile für verschiedene Gebäudeeinrichtungstypen auf und stellt eine Verbindung des Systems und der Gebäudeeinrichtung entsprechend einem dem erkannten Gebäudeeinrichtungstyp zugeordneten Verbindungsprofil bereit, das zweckmäßigerweise eine Zuordnung eines Gebäudeeinrichtungstyps zu einer Anschlußbelegung für die Adern des Kabels und ein Signalprotokoll für die Spannungspegel, Taktung, etc. der Signale enthält. Hierdurch sind Gebäudeeinrichtungen mit verschiedenen Schnittstellen flexibel anschließbar.
Die Verbindung zwischen dem System und der Gebäudeeinrichtung kann dabei ein uni- oder bidirektionaler Daten- oder Schaltkanal sein. Hierdurch ergibt sich eine hohe Flexibilität bezüglich der anschließbaren Gebäudeeinrichtungen; gleichzeitig wird die Komplexität der jeweiligen Verbindung gering gehalten.
Das Kabel ist vorzugsweise ein RJ-45-Kabel. RJ-45-Kabel sind kostengünstig und erlauben aufgrund ihrer acht Adern eine flexible Nutzung. Ist an einem Switch keine Gebäudeeinrichtung angeschlossen, kann der Switch über das RJ-45-Kabel eine Netzwerkverbindung z. B. nach dem Ethernetstandard für einen Computer oder ein anderes Gerät bereitstellen.
Die Steuerung und Auswertelogik sind zweckmäßigerweise als entsprechend programmierter Microcontroller ausgeführt, der gegebenenfalls über einen nichtflüchtigen wiederbeschreibbaren Programm- und/oder Datenspeicher verfügt und somit ohne Demontage des Switches zumindest teilweise durch die Systemsteuerung updatebar ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigefügten Figur, die ein System für integrierte Gebäudedienste zeigt, dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Das in der Fig. gezeigte System 1 für integrierte Gebäudedienste umfaßt mehrere Switches 2, die hier über ein an sich bekanntes Netzwerk 3 mit TCP/IP Protokoll zum Austausch von Datenpaketen untereinander und mit einer Systemsteuerung 4 verbunden sind und von denen einige zum Steuern oder Überwachen von angeschlossenen Gebäudeeinrichtungen 5 vorgesehen sind. Das System 1 ist hier über mehrere Gebäudeabschnitte 6, beispielsweise Zimmer, eines Gebäudes verteilt.
Die Verbindung zwischen den Gebäudeeinrichtungen 5 und den Switches 2 ist dabei kabelgebunden und umfaßt vorzugsweise ein Kabel 7 vom RJ-45-Typ.
Hierzu weisen die Switches 2 und die Gebäudeeinrichtungen 5 zweckmäßigerweise entsprechende Buchsen auf. Das Kabel 7 kann dabei zumindest teilweise unter Putz verlegt sein und in wand- oder deckenmontierten Buchsen münden.
Beim Anschluß einer Gebäudeeinrichtung 5 an einen Switch 2 erfolgt zunächst eine Erkennung des Gebäudeeinrichtungstyps. Hierzu kann es vorgesehen sein, daß die Gebäudeeinrichtung 5 von sich aus ein bestimmtes Signal an eine Ader des Kabels 7 anlegt. Eine Auswertelogik des Switches 2 erfaßt das Signal und kann anhand gespeicherter Erwartungswerte den Typ der Gebäudeeinrichtung erkennen. Bei einer komplexen Gebäudeeinrichtung 5 mit einer eigenen Steuerung in Form eines Microcontrollers od. dgl. kann es vorgesehen sein, daß gegebenenfalls in Reaktion auf eine Abfrage durch den Switch eine Identifizierung durch Senden eines Gerätekodes an den Switch erfolgt. Das Kabel kann auch durch gebäudeeinrichtungsseitiges Kurzschließen bestimmter Adern kodiert sein, gegebenenfalls unter Verwendung eines vom Switch meßbaren Bauelements, das z. B. ein Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität oder ein Schwingkreis mit einer bestimmten Resonanzfrequenz od. dgl. sein kann.
Nach Erkennen der Gebäudeeinrichtung 5 wird diese hier vom Switch 2 bei der Systemsteuerung 4 angemeldet. Die Systemsteuerung 4 verwaltet eine Liste mit im Gebäude oder einem Gebäudeabschnitt angeschlossenen Gebäudeeinrichtungen und deren Typ und gegebenenfalls Seriennummer. Die Systemsteuerung 4 kann somit die einzelnen Gebäudeeinrichtungen 2 gemäß ebenfalls gespeicherter entsprechender Konfigurationsprofile steuern bzw. auswerten.
Wird kein Gerät erkannt, kann der Switch 2 das Kabel 7 als Netzwerkkabel z. B. gemäß dem Ethernetstandard betreiben, so daß ein Computer anschließbar ist, wobei eine im System 1 vorhandene Gebäudeeinrichtung 2 in Form einer ISDN-, DSL- oder ähnlichen Anlage gegebenenfalls unter Kontrolle der Systemsteuerung 4 die Verbindung zum Internet bereitstellen kann. Hierzu ist das Kabel 7 vorzugsweise ein RJ-45-Kabel. Werden für die Verbindung zur Gebäudeeinrichtung 5 nicht alle Adern des RJ-45-Kabels verwendet, kann das Kabel 7 gleichzeitig eine Netzwerkfunktionalität aufweisen und die Gebäudeeinrichtung 5 steuern. Das Kabel 7 kann hierfür in zwei parallel geschalteten z. B. wandmontierten Buchsen münden.
Die Verbindung zwischen der Systemsteuerung 4 und der Gebäudeeinrichtung 5 wird durch die Steuerung des Switches 2 hergestellt. Systemsteuerungsseitig erfolgt die Verbindung hier durch das TCP/IP-Netzwerk 3. Gebäudeeinrichtungsseitig erfolgt die Verbindung gemäß einem der Gebäudeeinrichtung 5 zugeordneten Verbindungsprofil. Das Verbindungsprofil enthält Daten betreffend die anzusteuernden und auszuwertenden Adern des Kabels, die zu verwendenden Signalpegel und -formen, die Verbindungsart (z. B. Schalten oder Datenaustausch), die Verbindungsrichtung (uni- oder bidirektional) usw. Das Verbindungsprofil ist vorzugsweise im Switch gespeichert, z. B. in einem ROM-, EEPROM- oder RAM-Speicher, wobei letztere ein einfaches Update durch die Systemsteuerung 4 ermöglichen.
Ist die Gebäudeeinrichtung 5 ein Bildtelefon, ist ein bidirektionaler Datenkanal erforderlich, auf dem Datenpakete vom Bildtelefon zum Switch 2 und von diesem z. B. zur Systemsteuerung 4 oder zu einem anderen Switch 2, an dem die Gegenstelle angeschlossen ist, und umgekehrt gesendet werden. Ist die Gebäudeeinrichtung 5 dagegen ein Geber, reicht ein unidirektionale Datenkanal in Richtung von der Gebäudeeinrichtung 5 zum Switch 2, wobei ein intelligenter Geber ein Datenpaket senden kann, während der Zustand eines einfachen Gebers vom Switch 2 gemäß dem zugehörigen Verbindungsprofil abgefragt und an das System 1, insbesondere die Systemsteuerung 4, übermittelt werden kann. Ist die Gebäudeeinrichtung 5 z. B. eine Lichtquelle, kann der Switch 2 diese entsprechend dem Verbindungsprofil in einem unidirektionalen Schaltkanal an- und ausschalten oder, sofern die Lichtquelle über Eigenintelligenz verfügt, ein entsprechendes Datenpaket in einem unidirektionalen Datenkanal an die Lichtquelle senden.

Claims

System (1) für integrierte Gebäudedienste, bei dem ein Switch (2) einerseits über ein Kabel (7) mit einer Gebäudeeinrichtung (5) verbunden und andererseits an das System (1) gekoppelt ist, um eine Verbindung zwischen dem System (1) und der Gebäudeeinrichtung (5) zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Switch (2) eine Auswertelogik für durch das Kabel (7) übertragene Signale zum Erkennen des angeschlossenen Gebäudeeinrichtungstyps und eine mehrere Verbindungsprofile für verschiedene Gebäudeeinrichtungstypen umfassende Steuerung für die Verbindung des Systems (1) und der Gebäudeeinrichtung (5) entsprechend einem dem erkannten Gebäudeeinrichtungstyp zugeordneten Verbindungsprofil aufweist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelogik zum Beaufschlagen des Kabels (7) mit einem Testsignal ausgestaltet ist.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Testsignal ein Abfragesignal für einen Gerätekode der Gebäudeeinrichtung (5) ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebäudeeinrichtung (5) zum Beaufschlagen des Kabels (7) mit einem Gerätekode oder einem Verbindungsprofilauswahlsignal ausgestaltet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung zum Übertragen des erkannten Gebäudeeinrichtungstyps an eine Systemsteuerung (4) des Systems (1) ausgestaltet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Ader des Kabels (7) zum Erkennen des Gebäudeeinrichtungstyps vorgesehen ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelogik zum kontinuierlichen oder zyklischen Überwachen der durch das Kabel (7) übertragenen Signale ausgestaltet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsprofil eine Zuordnung eines Gebäudeeinrichtungstyps zu einer Anschlußbelegung für die Adern des Kabels (7), einem Verbindungstyp, einer Verbindungsrichtung und/oder einem Signalprotokoll enthält.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung zum Schalten der Gebäudeeinrichtung (5) in Reaktion auf einen Befehl des Systems (1) ausgestaltet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung zum Übertragen einer Information von dem System (1) an die Gebäudeeinrichtung (5) und/oder umgekehrt ausgestaltet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (7) ein RJ-45-Kabel ist und die Steuerung bei Nichterkennen einer Gebäudeeinrichtung (2) zum Bereitstellen einer Netzwerkverbindung für einen Computer ausgestaltet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Microcontroller als Steuerung und Auswertelogik vorgesehen ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Switch (2) die Gebäudeeinrichtung (5) autonom steuert.