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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem insbesondere für Gefahrenmeldesysteme aus untereinander vernetzten Gefahrenmeldern und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kommunikationssystems sowie ein Kommunikationsendgerät, welches das Verfahren nutzt, zur Verwendung in dem Kommunikationssystem.
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Stand der Technik
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Bei fest installierten Kommunikationssystemen kommt es sowohl bei leitungsgebundenen als auch bei leitungslosen Übertragungsstrecken, auch nach einer sorgfältig ausgeführten Installation, durch Veränderungen an den Übertragungswegen immer wieder zu Verschlechterungen der Übertragungsqualität und zum Ausfall der Kommunikation. Bei Funkstrecken ist dies häufig auf Veränderungen in der Umgebung wie neue Wände oder Möbel zurückzuführen, die eine höhere Signaldämpfung oder Reflexionen zur Folge haben. Bei leitungsgebundenen Systemen führen meist schleichende Kurzschlüsse oder Unterbrüche an den Kommunikationsleitungen durch Reflexionen und erhöhte Dämpfung zu Beeinträchtigungen der Kommunikation. Speziell bei Sicherheitssystemen wie Gefahrenmeldesystemen zur Meldung vor Gefahren wie z. B. Rauch, Feuer und Gas ist eine sichere Kommunikation unter den Systemteilnehmern nötig. Aus der
US 4,754,261 ist diesbezüglich eine Gefahrenmeldeanlage bekannt, bei der die Empfänger während der Systeminstallation in einen Installationsmodus gebracht werden, in dem das Empfangene Signal am Empfänger gestört wird und daher ein Empfangssignal höherer Qualität benötigt wird als im normalen Betrieb. Wenn die Empfänger im Installationsmodus alle Sender des Systems empfangen können wird eine Qualitätsreserve für die Kommunikation im normalen Betrieb angenommen. Die
EP 0874341 schlägt dem gegenüber vor, während der Installation eines Alarmsystems die Sendeenergie im Vergleich zum normalen Betrieb zu reduzieren. Empfänger die installiert werden, werden solange in deren Position verändert, bis eine Position gefunden ist, an denen die, mit geringerer Sendeleistung gesendete Signale empfangen werden können. Beide Systeme beschränken während der Installation des Systems die Kommunikationsreichweite. Sie benötigen hierfür aber zusätzliche Schaltelemente in der Sende oder Empfangsschaltung, die zwischen unterschiedlichen Leistungsstufen beim Senden bzw. Empfangen umschalten können und sind bzgl. der Reichweiten-Steuerung unflexibel und auf den Installationsmodus beschränkt.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren, ein Kommunikationssystem und ein Kommunikationsendgerät insbesondere zur Kommunikation in Gefahrenmeldesystemen anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen, oder zumindest entschärfen.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt, nach dem Oberbegriff und den Merkmalen der Ansprüche und wird im Folgenden näher beschrieben.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems wird, zur Steuerung der Kommunikationsreichweite, ein Grenzwert für die Empfangsstärke eines Empfängers in einem zu sendenden Datentelegramm bereitgestellt. Hierfür wählt ein sendender Teilnehmer z. B. ein Rauchwarnmelder in Abhängigkeit seines Betriebsmodes oder des Typs des empfangenden Gerätes einen Grenzwert aus und fügt ihn z. B. in den Header eines zu sendenden Telegrams ein. Der Grenzwert kann in Form eines Empfangsfeldstärkenwertes (RSSI) oder auch nur als relativer Wert aus einer relativen Skala von z. B. 0–10 bereitgestellt werden. Ein niedriger Grenzwert kann z. B. während eines Installationsmodus gewählt werden, während bei einem Alarm ggf. sogar der maximal mögliche Wert gewählt wird. Es ist aber auch denkbar, auch nach einer Installation generell einen niedrigen Wert vorzugeben um benachbarte Systeme nicht zu stören, die den gleichen Adressbereich aufweisen. Sobald das Telegramm fertiggestellt, und der Grenzwert eingefügt ist, wird das Telegramm gesendet. Alle Empfänger innerhalb der physikalischen Reichweite können das gesendete Telegramm empfangen. Beim Empfangen des Datentelegramms ermitteln die Empfänger gleichzeitig die Empfangsstärke mit der das Telegramm empfangen wird. Dies können sie z. B. mittels einer in den meisten Funkchips eingebauten RSSI-Funktion (Received Signal Strength Indication) erledigen. Noch während des Empfangs oder kurz danach, wird der Grenzwert für die Empfangsstärke aus dem Telegramm extrahiert und mit der Empfangsstärke während des Empfangs verglichen. Wenn sich aus diesem Vergleich ergibt, dass die gemessene Empfangsstärke den Grenzwert unterschreitet, dann wird das Telegramm verworfen, oder der ggf. noch laufende Empfang abgebrochen. Vor dem Vergleich der Empfangsstärke mit dem Grenzwert kann auch ein Vergleich der eigenen Empfängeradresse mit der Adresse des Empfängers erfolgen, an den das Telegramm ggf. gerichtet ist. Wenn hierbei bereits festgestellt wird, dass die Adressen nicht übereinstimmen, dann kann der Vergleich der Empfangsstärke mit dem Grenzwert ggf. entfallen, da das Telegramm ohnehin verworfen wird.
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Das Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems regelt insbesondere die Reichweite der Kommunikation und stellt somit auch ein Verfahren zum kommunizieren dar. Dabei wird in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das Kommunikationssystem durch ein Gefahrenmeldesystem gebildet. Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zum kommunizieren in einem Gefahrenmeldesystem. Ein solches Gefahrenmeldesystem besteht häufig aus wenigstens einer Einrichtung wie einer Gefahrenmeldezentrale zum Empfangen von Meldungen und aus Meldern mit Sensoren für Gefahrenkenngrößen wie Rauch, wobei die Melder mindestens einen Sender zum Senden von Alarm oder Statusmeldungen aufweisen. Ein bevorzugter Typus von Gefahrenmeldesystem wird aus mehreren untereinander vernetzten Gefahrenmeldern gebildet, wobei jeder Gefahrenmelder neben Sensoren und Sender auch mit Empfänger und Alarmierungs- und Anzeigemitteln ausgestattet ist. Auch in diesem Verfahren stellt ein Systemteilnehmer, insbesondere ein Gefahrenmelder, einen Grenzwert für eine Empfangsstärke in einem zu sendenden Datentelegramm bereit. Anschließend wird das Telegramm gesendet und kann von einem zweiten Systemteilnehmer insbesondere einem Gefahrenmelder empfangen werden. Während des Empfangs des Datentelegramms wird die Empfangsstärke z. B. als RSSI-Wert ermittelt und mit dem Grenzwert aus dem empfangenen Telegramm verglichen. Wenn bei diesem Vergleich festgestellt wird, dass die Empfangsstärke den Grenzwert unterschreitet, dann wird das Telegramm verworfen.
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Die Erfindung betrifft ebenso ein Kommunikationssystem mit mindestens einem sendenden Systemteilnehmer, der insbesondere zum Senden von Gefahrenmeldungen eingerichtet ist und mit mindestens einem empfangenden Systemteilnehmer, der insbesondere zum Empfangen von Gefahrenmeldungen eingerichtet ist. Der sendende Teilnehmer enthält eine erste Reichweiten-Steuerung, die dem empfangenden Teilnehmer einen Grenzwert für die Empfangsstärke in einem Telegramm bereitstellt. Der empfangende Teilnehmer enthält eine zweite Reichweiten-Steuerung, die eine Messeinrichtung für die Empfangsstärke der empfangenen Telegramme und eine Vergleichseinrichtung umfasst. Die Vergleichseinrichtung ist eingerichtet, die beim Empfang eines Telegramms gemessene Empfangsstärke mit dem Grenzwert zu vergleichen, der vom sendenden Teilnehmer im insbesondere selben Telegramm bereitgestellt wurde. Die zweite Reichweiten-Steuerung ist ferner eingerichtet das empfangene Telegramm zu verwerfen, wenn die gemessene Empfangsstärke den Grenzwert unterschreitet. Dabei kann ein sendender Teilnehmer auch entsprechende Vorrichtungen zum empfangen und ein empfangender Teilnehmer auch die entsprechenden Vorrichtungen zum Senden enthalten.
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In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems wird das Kommunikationssystem durch ein Gefahrenmeldesystem gebildet, in dem die Systemteilnehmer insbesondere Gefahrenmelder untereinander Kommunizieren um z. B. Status- und Alarmmeldungen untereinander auszutauschen und schließlich den Systembenutzern anzeigen. Ein solches Gefahrenmeldesystem besteht aus mindestens zwei untereinander vernetzten Gefahrenmeldern, die insbesondere zum Erkennen und Melden von Rauch, Temperatur, Feuer und/oder Gasen eingerichtet sind. Jeder dieser Gefahrenmelder enthält einen Sender und einen Empfänger und eine erste und zweite Reichweiten-Steuerung. Die erste Reichweiten-Steuerung ist dazu eingerichtet einen Grenzwert für eine Empfangsstärke in einem zu sendenden Datentelegramm bereit zu stellen. Die zweite Reichweiten-Steuerung umfasst eine erste Messeinrichtung für die Empfangsstärke der empfangenen Telegramme und eine Vergleichseinrichtung. Die Vergleichseinrichtung ist dazu eingerichtet, die beim Empfang eines Telegramms gemessene Empfangsstärke mit dem von der ersten Reichweiten-Steuerung des sendenden Gefahrenmelders im insbesondere selben Telegramm bereitgestellten Grenzwert zu vergleichen. Die zweite Reichweiten-Steuerung ist dazu eingerichtet, das empfangene Telegramm zu verwerfen, wenn die gemessene Empfangsstärke den Grenzwert unterschreitet.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Kommunikationsendgerät, das in einer bevorzugten Ausführungsform als Gefahrenmelder mit einem oder mehreren Sensoren ausgebildet ist. In der Ausführungsform als Gefahrenmelder sind die Sensoren insbesondere dazu eingerichtet Gefahrenkenngrößen wie Rauch, Temperatur, Feuer und/oder Gas zu erkennen. Das erfindungsgemäße Kommunikationsendgerät verfügt über einen Sender, einen Empfänger und eine Steuereinrichtung, sowie eine erste und eine zweite Reichweiten-Steuerung. Die erste Reichweiten-Steuerung ist eingerichtet einen Grenzwert für eine Empfangsstärke in einem zu sendenden Telegramm bereit zu stellen. Die zweite Reichweiten-Steuerung umfasst eine Messeinrichtung für die Empfangsstärke empfangener Telegramme und eine Vergleichseinrichtung. Die Vergleichseinrichtung ist wiederum eingerichtet, die beim Empfang eines Telegramms gemessene Empfangsstärke mit dem von der ersten Reichweiten-Steuerung eines sendenden Gefahrenmelders im insbesondere selben Telegramm bereitgestellten Grenzwert zu vergleichen. Die zweite Reichweiten-Steuerung oder die Steuereinrichtung sind eingerichtet das empfangene Telegramm zu verwerfen, wenn die gemessene Empfangsstärke den Grenzwert unterschreitet.
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Kurz Beschreibung der Zeichnungen
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Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem mit zwei erfindungsgemäßen Kommunikationsendgeräten die als Gefahrenwarnmelder ausgebildet sind.
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Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird nun die Erfindung anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt beispielhaft ein Kommunikationssystem (1) in Form eines Gefahrenmeldesystems (1) das hier exemplarisch mit mehreren Gefahrenwarnmeldern (2) dargestellt ist. Alternativ dazu könnte das System auch aus einer Gefahrenzentrale (ggf. 14) mit einem oder mehreren Satelliten z. B. Gefahrenmelder (2) bestehen. Die Gefahrenwarnmelder (2) verfügen über eine Steuerungseinheit (9) welche Umweltmessungen mittels der Sensoren (10) und die Kommunikation mit anderen Gefahrenwarnmeldern steuert und koordiniert. Die Steuerungseinheit (9) übernimmt auch die Auswertung der Signale der Sensoren (10). Die Gefahrenwarnmelder (2) umfassen auch Anzeige- und Alarmierungsmittel (13) mit denen Zustände z. B. Störungen wie eine zu schwache Batterie der Melder (2) und Alarme angezeigt werden können. Dabei kann ein Gefahrenwarnmelder (2) sowohl eigene Zustände und Alarme, als auch die anderer Gefahrenwarnmelder (2) anzeigen. Hierfür enthält ein Gefahrenwarnmelder (2) mindestens einen Empfänger (3) mit dem er entsprechende Informationen von anderen Gefahrenwarnmeldern (2) empfangen kann. Zum Senden von Zustands- und Alarminformationen enthält ein Gefahrenwarnmelder (2) auch einen Sender (4). Erfindungsgemäß ist dem Sender (4) eine erste Reichweiten-Steuerung (5) zugeordnet. Die erste Reichweiten-Steuerung (5) fügt in jedes zu sendende Telegramm, das der Gefahrenwarnmelder (2) an andere Gefahrenwarnmelder (2) oder ggf. an eine Zentrale sendet, einen Grenzwert für die Empfangsstärke ein, der beim Empfang des Telegramms von einem Gefahrenwarnmelder (2) oder ggf. einer Zentrale, ausgewertet wird. Der Grenzwert wird vorzugsweise in den Header eines Telegramms eingefügt. Zum Empfang von Nachrichten anderer Gefahrenwarnmelder (2) enthält ein erfindungsgemäßer Gefahrenwarnmelder (2) auch einen Empfänger (3). Dem Empfänger (3) ist eine zweite Reichweiten-Steuerung (6) zugeordnet. In der Figur ist gezeigt, dass die zweite Reichweiten-Steuerung (6) eine Messeinrichtung (7) für die Empfangsstärke, mit der ein Telegramm empfangen wird und eine Vergleichseinrichtung (8) enthält. In der Praxis wird die Messeinrichtung (7) für die Empfangsstärke meist ein Teil des Empfängers (3) sein, welcher die Empfangsstärke der zweiten Reichweiten-Steuerung (6) z. B. in Form eines RSSI-Signals oder -Wertes zur Verfügung stellt. Daher wird hier eher die logische als die physikalische Zuordnung dargestellt. Die Vergleichseinrichtung (8) vergleicht die gemessene Empfangsstärke mit dem zuvor aus dem Signal extrahierten Grenzwert. Wenn bei diesem Vergleich festgestellt wird, dass die gemessene Empfangsstärke den Grenzwert unterschreitet, wird das empfangene Telegramm verworfen. Für den Fall, dass der Empfang des Telegramms noch im Gange ist, kann dieser dann auch sofort beendet werden. Das Verwerfen des Telegramms kann dadurch erfolgen, dass die zweite Reichweiten-Steuerung (6) das Telegramm nicht an die Steuerungseinheit (9) weiterleitet oder indem sie an die Steuerungseinheit (9) ein Signal abgibt, das der Steuerungseinheit (9) anzeigt, das soeben empfangene Telegramm nicht auszuwerten sondern zu verwerfen. Die Auswahl der Empfangsstärkengrenzwerte durch die erste Reichweiten-Steuerung (5) erfolgt anhand unterschiedlicher Kriterien. Hierzu gehören verschiedene Betriebsmodi, Zustände des Gefahrenmelders wie Störung, der Gerätetyp an den ein Telegramm gerichtet wird und der Inhalt des Telegramms selbst. Die erste Reichweiten-Steuerung (5) kann z. B. während eines Installationsmodus einen sehr niedrigen Grenzwert wählen, der im weiteren Betrieb immer überschritten wird. Hier durch bleibt auch bei nachträglichen Veränderungen der Übertragungseigenschaften ein ausreichender Störabstand erhalten. Darüber hinaus ist es auch denkbar im Falle eines Alarms, der bei untereinander vernetzten Gefahrenwarnmeldern (2) von allen Meldern (2) im System (1) widergegeben wird, einen Stummschalte-Befehl mit unterschiedlichen Reichweiten zu versehen. Wird z. B. ein Stummschalte-Befehl von einem Gefahrenwarnmelder (2) gesendet, der einen Alarm nicht selbst erkannt hat, dann könnte in dem Telegramm das den Stummschalte-Befehl enthält ein niedriger Grenzwert bereitgestellt werden, worauf nur Melder (2) in der Nähe dieses Melders (2) die Alarmierung beenden. Würde jedoch der Stummschalte-Befehl von dem Melder (2) gesendet, der selbst einen Alarm erkannt hat, kann ein hoher Grenzwert gewählt werden, sodass auch alle anderen Melder (2) im System (1) die Alarmierung beenden. Ebenso ist es denkbar allen Meldern (2) auch im normalen Betriebsmodus einen niedrigen Grenzwert vorzugeben, um benachbarte Systeme (1) gleichen Typs nicht zu stören. Durch die im Gegensatz zur logischen Reichweite unveränderte physikalische Reichweite ist es auch denkbar mit einem Servicetool (14) z. B. ein Laptop, ein Tablet-PC oder ein Smartphone mit passender App, das zum Überwachen der Zustände der einzelnen in einen System (1) vorhanden Gefahrenwarnmelder (2) verwendet werden soll, alle Telegramme aus einer größeren Entfernung zu empfangen und auszuwerten ohne durch eine verringerte Sendeleistung eingeschränkt zu werden. Dieses Servicetool würde dann einfach den Grenzwert ignorieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4754261 [0002]
- EP 0874341 [0002]
