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Die
Erfindung betrifft eine Türsprechanlageneinheit.
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Türsprechanlagen
sind in vielen Ausführungsformen
bekannt. Dabei bilden beispielsweise die Wohnungsstation und die
Türstation
Türsprechanlageneinheiten,
die miteinander verdrahtet sind. In Wohn- und sehr häufig in
Bürogebäuden besteht
der Wunsch, den Verkabelungsaufwand für eine Gebäudeinstallation zu vereinfachen
und damit den Kostenaufwand zu reduzieren.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung Türsprechanlageneinheiten
zur Verfügung
zu stellen, die dem Bedürfnis
nach einer Reduzierung des Verdrahtungsaufwandes nachkommen.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Türsprechanlageneinheit
mit einem elektronischen Modul, wobei das Modul einen analog-digital/digital-analog-Wandler
(nachfolgend „DA-Wandler” genannt)
für Video- und/oder
Audiosignale aufweist, wobei das Modul in einer Rechnereinheit einen
Dateninhalt erzeugt und/oder empfängt, der mittels eines standardisierten
Netzwerkprotokolls, insbesondere ein IP-Netzwerkprotokoll, über tragen
wird, und wobei der Dateninhalt Audiodaten, Videodaten, ein Rufsignal und/oder
ein Türöffnersignal
beinhaltet.
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Die
Türsprechanlageneinheit
ist mithin so ausgelegt, dass sie in ein bestehendes Standard-Netzwerk,
beispielsweise ein Rechnernetzwerk mit TCP-IP-Protokoll, integriert
werden kann. Dementsprechend kann sie direkt an ein Datenkabel des Rechnernetzwerkes
angeschlossen werden. Mittels des Moduls können Türsprechanlagen-spezifische Signale
so umgesetzt werden, dass sie mit einem standardisierten Netzwerkprotokoll
auf dem Netzwerk versandt werden können. Vorteilhaft ist dabei, dass
diese Netzwerkprotokolle auch von anderen angeschlossenen Anlagenkomponenten,
beispielsweise einem handelsüblichen
Personalcomputer „PC” ausgelesen
und umgesetzt werden können.
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Weiterhin
erlaubt die Netzwerktechnik die parallele Versendung von mehreren
Verbindungen. Das bedeutet, dass eine bestehende Sprechverbindung
zwischen der Türstation
und der Wohnungsstation nicht unterbrochen wird, wenn ein weiterer
Benutzer an der Türstation
ein Rufsignal zu einem weiteren Hausbewohner aussendet.
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Abhängig von
der hardwaremäßigen Auslegung
des bestehenden Netzwerkes können
vorhandene Infrastukturkomponenten wie Hubs, Switches, Server und
Verkabelungen genutzt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein,
dass ein Lautsprecher und/oder ein Mikrofon an das Modul angeschlossen
ist, wobei der DA-Wandler bei Eingang eines analogen Audiosignal
des Mikrofons dieses in ein Digitalsignal wandelt und die Rechnereinheit
einen digitalen Dateninhalt erzeugt, der die vom Mikrofon empfangene
Sprachinformation als Audiodaten enthält, und/oder dass mittels der
Rechnereinheit und des DA-Wandlers ein empfangener digitaler Dateninhalt
mit Audiodaten in ein Analogsignal gewandelt und über den
Lautsprecher ausgegeben wird. Auf diese Weise ermöglicht die
Türsprechanlageneinheit
beispielsweise als Tür-
oder Wohnungsstation den Sprechverkehr über das Netzwerk.
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Eine
Bildübertragung
lässt sich
auf einfache Weise dadurch realisieren, dass eine Kamera und/oder
ein Display an das Modul angeschlossen ist, wobei der DA-Wandler bei Eingang
eines analogen Videosignals der Kamera dieses in ein Digitalsignal
wandelt und die Rechnereinheit einen digitalen Dateninhalt erzeugt,
der die von der Kamera empfangenen Bildinformation als Videodaten
enthält, und/oder
dass mittels der Rechnereinheit und des DA-Wandlers ein empfangener
digitaler Dateninhalt mit Videodaten in ein Analogsignal gewandelt
und über
das Display ausgegeben wird.
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Um
die Ruftonsignalisierung auf einfache Weise durchführen zu
können,
ist es nach einer Erfindungsalternative vorgesehen, dass eine Ruftaste dem
Modul elektrisch zugeordnet ist, und dass das Modul bei Betätigung der
Ruftaste mittels des DA-Wandlers
und der Rechnereinheit einen Dateninhalt erzeugt, der ein digitales
Rufsignal enthält.
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Die
Steuerung eines Türöffners kann
dadurch erfolgen, dass dem Modul eine Türöffnertaste elektrisch zugeordnet
ist, und dass das Modul bei Betätigung
der Türöffnertaste
mittels des DA-Wandlers und der Rechnereinheit einen Dateninhalt
erzeugt, der ein digitales Türöffnersignal
enthält.
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Eine
bevorzugte Erfindungsalternative kann dergestalt sein, dass das
Modul eine Leiterplattenbaueinheit bildet, die mit einer geräteindividuellen Basisplatine
elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise kann das Modul so ausgelegt
sein, dass es gegebenenfalls mit geringfügigen Änderungen in unterschiedliche
Türsprechanlageneinheiten
integriert werden kann. Dadurch lässt sich der Fertigungsaufwand
reduzieren.
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Wenn
zudem vorgesehen ist, dass das Modul mechanisch mit der Basisplatine
verbunden ist, dann können
die Basisplatine mit dem angebauten Modul als Baueinheit gehandhabt
werden. Dies reduziert den Fertigungsaufwand weiter.
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Eine
mögliche
Erfindungsvariante sieht vor, dass auf der Basisplatine eine Spannungsversorgungsschaltung
integriert ist, die an einen Netzwerkanschluss ange schlossen ist.
Auf diese Weise kann auch eine PoE (Power over Ethernet) Spannungsversorgung
vorgenommen werden.
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Wenn
die Türsprechanlageneinheit
eine Wohnungsstation bildet, dann kann es vorgesehen sein, dass
die Basisplatine das Display aufweist.
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Auf
der Basisplatine lassen sich mithin geräteindividuelle Baueinheiten
integrieren. Beispielsweise können
auch Schalter (Türöffnertaste,
Klingeltaste, Kamerasteuerung etc.) auf der Basisplatine vorgesehen
sein. Weiterhin können
Steckaufnahmen, beispielsweise für
den Netzwerkanschluss (CAT 5-Kabel), ein USB-Anschluss für die Anlagenprogrammierung,
ein Steckanschluss für
den Handapparat etc. unmittelbar an der Basisplatine vorgesehen
sein.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Prinzipschaltbild einer Türsprechanlage,
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2 ein
Prinzipschaltbild der Türsprechanlage
gemäß 1,
jedoch mit einer modifizierten Spannungsversorgung,
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3 eine
Türsprechanlagen-Installation
in einem Einfamilienhaus,
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4 eine
Türsprechanlagen-Installation
in einem Industriegebäude
und
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5 eine
Leiterplatten-Anordnung für
ein Türsprechanlageneinheit
in Draufsicht.
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Die 1 zeigt
eine Türsprechanlage
mit einer Türstation 10 und
zwei Wohnungsstationen 60. Die Türstation 10 weist
ein Gehäuse 11 auf,
in das eine Kamera 12 und ein Lautsprecher 13 integriert ist.
Weiterhin sind in das Gehäuse 10 Klingelknöpfe 14 und
diesen zugeordnete Namensschildträger 15 integriert.
Der Türstation 10 ist
eine Spannungsversorgung 17 zugeordnet. Diese versorgt
die Kamera 12 mit der erforderlichen elektrischen Energie.
Die Kamera 12, Lautsprecher 13 und die Anordnung
der Klingeknöpfe 14 sind
jeweils in ein Modulgehäuse
integriert, die in das Gehäuse 11 als
Baueinheiten eingebaut werden können.
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Das
den Lautsprecher 13 beinhaltende Modulgehäuse weist
eine Basisplatine 600 auf, an die ein Modul 610 in
Form einer bestückten
Platine mechanisch und elektronisch angeschlossen ist. Das Modul 610 besitzt
einen DA-Wandler und eine Rechnereinheit. Die Basisplatine 600 ist
an den Lautsprecher 13 angeschlossen und weist elektrische
Kontaktierungselemente für
die Kamera 12 und die den Klingelknöpfen 14 zugeordneten
Schalter auf.
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Weiterhin
trägt die
Basisplatine 600 eine Steckeraufnahme für einen Netzwerkanschluss.
An diesem Netzwerkanschluss kann ein Kabel 40, vorliegend
ein CAT 5-Kabel,
kontaktiert werden. Diese Kabel 40 ist zu einem Verteiler 30,
nämlich
einem Patch-Panel geführt
(Steckanschluss 32). Von diesem Patch-Panel gehen weitere
Kabel 40 (CAT 5-Kabel) der Netzwerkinstallation sternförmig ab.
Zwei dieser Kabel 40 sind zu den beiden Wohnungsstationen 60 geführt und
ein Kabel ist in einer Unterputz-Installationsdose (70)
endseitig angeschlossen. Die Unterputz-Installationsdose 30 hat Steckanschlüsse für einen
Personalcomputer „PC”.
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Wie
die 1 weiter erkennen lässt, sind die Kabel 40 am
Patch-Panel (Verteiler 30) mittels Kabeln 22 zu
einem Switch 20 weitergeleitet. Hierzu weisen die Kabel 22 Steckerelemente
auf, die in Steckanschlüsse 21, 31 des
Switch 20 und des Verteilers 30 gesteckt werden
können.
Der Switch 20 ist wiederum über ein Patch-Kabel 51 an
ein Schaltgerät 50 angeschlossen
(Steckanschluss 54). Das Schaltgerät 50 ist an eine 220
V Spannungsversorgung angeschlossen. Weiterhin gehen von dem Schaltgerät 50 elektrische
Leitungen ab, die zu einem Türöffner 52 oder
einer Lampe 53 (bei spielsweise einer Treppenhausbeleuchtung)
führen.
Die an die Kabel 40 angeschlossenen Wohnungsstationen 60 sind
identisch aufgebaut. Sie weisen ein Gehäuse 66 auf, in das
ein Display 62 und Bedienelemente 61 eingebaut
sind. Das Gehäuse 66 besitzt
auch eine Aufnahme für
einen Handapparat 64 mit einem Sprach-Hörkreis.
In den Handapparat 64 ist auch ein Signalgeber 65 integriert,
mit dem ein Rufsignal der Türstation 10 signalisierbar
ist. In das Gehäuse 66 ist
eine Platinenanordnung integriert, deren Aufbau der 5 entnehmbar
ist. Wie diese Darstellung zeigt, weist die Platinenanordnung eine
Basisplatine 600 und ein damit elektrisch und mechanisch
verbundenes Modul 610 auf. Das Modul 610 entspricht
dem, welches in der Türstation 10 verbaut
ist.
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Die
Basisplatine 600 ist mit einer Kontaktleiste versehen.
An dieser kann ein Anschlusskabel angeschlossen werden. Die der
Kontaktleiste abgekehrten Enden dieser Anschlusskabel sind an einer Anschlussdose
elektrisch kontaktiert, die in ein DIN normgemäßes Unterputz-Gehäuse eingesetzt
ist. An der Anschlussdose ist das in einer Gebäudewand geführte Kabel 40 angeklemmt,
so dass eine elektrische Verbindung zu der Basisplatine 600 hergestellt
ist.
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Auf
der Basisplatine 600 ist das Display 62 befestigt.
Dem Display 62 ist eine Regelanpassungs-Schaltung 603 zugeordnet,
die auf der Basisplatine 600 integriert ist. Weiterhin
ist dem Display 62 ein Anschlussschacht 602 (Slot)
zugeordnet, in den eine handelsübliche
Speicherkarte, wie sie beispielsweise bei Digitalkameras Verwendung
findet, eingesetzt werden. Die Speicherkarte schafft einen Bildspeicher,
in dem die von der Kamera 12 der Türstation 10 aufgenommenen
Bilder gespeichert werden können.
Die Kamera 12 ist elektronisch verfahrbar, so dass sie
ausgerichtet werden kann. Diese Ausrichtung kann von der Wohnungsstation 60 aus
gesteuert werden. Hierzu sind Schalter 609 auf der Basisplatine 600 vorhanden,
die mit den Bedienelementen 61 betätigbar sind.
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Die
Basisplatine 600 weist weiterhin einen Steckanschluss 605 auf,
an dem ein Hörerkabel 63 des
Handapparats 64 mit einem Steckerelement kontaktiert werden
kann. Weiterhin ist eine USB-Schnittstelle vorgesehen, an die ein
USB-Kabel eines Laptops zur Programmierung der Wohnungsstation 60 angeschlossen
werden kann. Bei der Programmierung wird unter anderem der Wohnungsstation 60 die richtige
Klingeltaste 14 der Türstation 10 zugeordnet. Die
Basisplatine 600 ist mit weiteren Schaltern 606 bestückt, mit
denen unterschiedliche Türsprechanlagenfunktionen
manuell gesteuert werden können.
So ist beispielsweise ein Schalter 606 für den Türöffner 52 und
ein weiterer Schalter 606 für die Schaltung der Lampe 53 vorgesehen.
Die Schalter 606 sind jeweils mit einer LED 607 beleuchtet.
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Die
Spannungsversorgung der Wohnungsstation 60 erfolgt über das
Kabel 40. Das Kabel 40 ist acht-adrig. An zwei
Adern steht eine Spannung von 48 Volt an. In einer Anpassschaltung 604 der
Basisplatine wird die vom Kabel 40 zugeleitete Stromversorgung
auf die erforderlichen Spannungen angepasst und an die Verbraucher
(Display 62, LED 607 etc.... verteilt (Power over
Ethernet Standard IEEE 802.3at). Über vier Adern des Kabels 40 erfolgt
die Datenübertragung
im Netzwerk. Dabei werden IP-Netzwerkprotokolle mit Dateninhalten übertragen. Das
Modul 610 beinhaltet einen DA-Wandler und eine Rechnereinheit
und dient zum Empfang und zur Versendung solcher IP-Netzwerkprotokolle.
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Dementsprechend
können
vom Kabel 40 kommende Netzwerkprotokolle ausgelesen decodiert
und in ein Analogsignal umgewandelt werden. Dieses Analogsignal
wird dann an den passenden Verbraucher (Signalgeber 65,
Display 62 etc... weitergeleitet). In umgekehrter Richtung
erzeugt das Modul 610 aus Analogsignalen der Wohnungsstation 60 digitale
Dateninhalte und ordnet diesen IP-Netzwerkprotokolle zu, die auf
das Kabel 40 aufgegeben werden.
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Im
Einzelnen können
von der Wohnungsstation 60 folgende Dateninhalte erzeugt
und mit IP-Netzwerkprotokollen versandt werden:
- – Steuersignal
für die
Kamera 12 (Schalter 609)
- – Türöffnersignal
für Türöffner 52
- – Steuersignal
für Lampe 53
- – Audiodaten
des Mikrofons des Handapparates
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Auf
die gleiche Weise können
von der Türstation 10 folgende
Dateninhalte erzeugt und mit IP-Netzwerkprotokollen versandt werden:
- – Rufsignal,
ausgehend von den Klingeltasten 14
- – Videodaten
der Kamera 12
- – Audiodaten
des Mikrofons 16
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Die
IP-Netzwerkprotokolle werden über
die angeschlossenen Kabel 40 von der Tür- und der Wohnungsstation 10, 60 auf
das IP-Netzwerk aufgeben. Sie werden über den Verteiler 30 an
den Switch 20 weitergeleitet. Im Switch 20 wird
das Netzwerkprotokoll an den adressierten Empfänger weitergeleitet. Demnach
werden das Rufsignal, die Videodaten und die Audiodaten der Türstation 10 an
die Wohnungsstation 60 weitergeleitet. Die Steuersignale
für die
Kamera sowie die Audiodaten der Wohnungsstation 60 werden
vom Switch 20 an die Türstation
gesendet. Das Steuersignal für
die Lampe 53 und das Türöffnersignal
hingegen werden vom Switch 20 an das Schaltgerät 50 weitergeleitet.
Das Schaltgerät 50 ist
mit einem 220 V-Anschluss versorgt. Es hat eine 220 V-Anschlussklemme
für die
Lampe 53 und eine Kleinspannungsversorgung für den Türöffner 52.
In das Schaltgerät 50 ist
ein Rechner integriert, der die Netzwerkprotokolle umsetzt und die
Dateninhalte dann der Lampe 53 oder dem Türöffner 54 zuordnet.
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Für die Stromversorgung
der Wohnungsstationen 60 und der Türstation 10 kommt
wie oben erwähnt
ein PoE-Verfahren zum Einsatz. Hierzu ist dere Switch 20 an
eine 220 V Spannungsversorgung angeschlosen.
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Der
Switch erzeugt eine 48 V Versorgungsspannung, die an den Kabeln 40 ansteht.
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In
der 2 ist die Anordnung gemäß 1 mit einer
modifizierten Spannungsversorgung gezeigt. Zur Versorgung der Türstation 10 und
der Wohnungsstationen 60 sind jeweils Spannungsversorgungen
(PoE-Injektoren) vorgesehen. Diese sind an eine 220 V Stromversorgung
angeschlossen und stellen eine 48 V-Arbeitsspannung zur Verfügung. Diese
wird in die zu der Türstation 10 beziehungsweise
den Wohnungsstationen 60 führenden Kabel 40 (CAT
S-Datenkabel) eingespeist.
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In
der 3 ist beispielhaft eine Gebäudeinstallation gezeigt, wobei
das in der 1 gezeigte System in ein Haus
integriert ist. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, ist
die Türstation 10 und
der Türöffner 52 der
Haustür 110 zugeordnet.
Der Switch 20 und der Verteiler 30 und das Schaltgerät 50 sind in
einen Verteilerschrank integriert.
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Von
dem Verteiler 30 gehen zwei Kabel 40 (CAT 5-Kabel)
zu Anschlussdosen 70 ab. An eine der Anschlussdosen 70 ist
ein C angeschlossen. Dieser kann so konfiguriert sein, dass er die
Funktionen der Wohnungsstation 60 beinhaltet und verwirklicht.
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An
die andere Anschlussdose 70 ist die Telefonanlage mit einem
WLAN-Adapter 90 und Telefonen 100 angeschlossen.
Das Telefonsignal wird extern über
die Anschlussdose 101 zugeleitet und mittels einer Verteilerdose 102 in üblicher
Weise dem Telefon 100 beziehungsweise dem als Modem dienenden
WLAN-Adapter 90 zugeführt.
In dem WLAN-Adapter 90 werden IP-Netzwerkprotokolle empfangen
beziehungsweise erzeugt und versendet. Damit ist ein Datenaustausch
von der Türstation
in das Telefonnetz möglich.
Weiterhin kann Internet-Telefonie umgesetzt werden. (Voice over
IP).
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Die 4 veranschaulicht
eine Installation einer Türsprechanlage
in einem Bürogebäude. Wie aus
dieser Darstellung hervorgeht, sind zwei Türstationen 10 gemäß 1 verwendet,
die an zwei Haustüren 110 installiert
sind.
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Die
Türstationen 10 sowie
ein Telefonanschluss (www) sind in einem Verteilerschrank 120 zusammengeführt und
die empfangenen Signale könne über ein
Glas faserkabel 121 einem weiteren Verteilerschrank 130 zugeleitet
werden. Der Verteilerschrank 130 ist analog zu dem Verteilerschrank 130 gemäß 3 ausgelegt.
Er beinhaltet wieder einen Switch 20 und einen Verteiler 30.
An den Switch 20 sind eine Vielzahl von Wohnungsstationen 60,
PC's sowie der WLAN-Adapter 90 sternförmig über Kabel 40 (CAT
5-Kabel) angeschlossen. Über
den WLAN-Adapter 90 ist eine drahtlose Kommunikation insbesondere
zwischen einer Türstation 10 und
einem mobilen Handapparat möglich.