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Die Erfindung betrifft ein Heimnetzwerk zur Ansteuerung von Geräten.
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Die
DE 601 14 350 T2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fernsteuerung von Haushaltsgeräten. In den Haushaltsgeräten ist ein Web-Server eingebaut, um den Haushaltsgerät eine Internetprotokoll-Adresse zuzuweisen. Dabei ist das Haushaltsgerät über das Internet an eine Fernsteuereinrichtung angeschlossen. Das Haushaltsgerät kann somit von außerhalb der Wohnung angesteuert werden. Vorraussetzung ist, dass jedes Haushaltsgerät über eine entsprechende Schnittstelle zur Anbindung an ein Netzwerk verfügt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes und insbesondere auch vollständig autark verwendbares Heimnetzwerk zur Ansteuerung von Geräten bereitzustellen. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch ein Heimnetzwerk zur Ansteuerung von Geräten, umfassend eine Netzwerkserver zur Bereitstellen eines internen Netzwerks, mehrere Sensoren zur Ausgabe von Sensorsignalen, wobei die Sensoren mit dem Netzwerkserver in Verbindung stehen, mehrere Aktoren, die mit dem Netzwerkserver in Verbindung stehen und Ausgangsgrößen in Abhängigkeit eines Aktorsignals ausgeben können. Durch die Ausgangsgrößen können Geräte angesteuert werden, die somit Bestandteil des Heimnetzwerks sein können. Die Aktoren und die Sensoren sind dabei insbesondere separat zueinander ausgeführt. Die Aktorsignale stehen in Abhängigkeit von Sensorsignalen.
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Der Kern der Erfindung liegt insbesondere darin, ein Heimnetzwerk herzustellen, welches aus einfachen Komponenten aufgebaut ist. Insbesondere kann eine Nachrüstung einer bereits bestehenden Hausinstallation/-infrastruktur erfolgen, da nicht zwangsläufig die Geräte über Netzwerkschnittstellen verfügen müssen. Vielmehr kann durch die Aktoren selbst die Netzwerkschnittestelle bereit gestellt werden. Die Aktoren sind vorzugsweise separat zu den Geräten ausgebildet.
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Unter den Sensoren können jegliche Schaltelemente verstanden werden, die ein Sensorsignal an ein Heimnetzwerk übermitteln können. Das Sensorsignal kann dabei einen Umgebungszustand erkennen und in elektronisch verarbeitbare Information umwandeln. In dem internen Netzwerk können die Sensorsignale weiterverarbeitet werden, wodurch Ausgangssignale erzeugt werden können. Das Aktorsignal stellt dabei vorzugsweise einen konkreten Befehl an einen Aktor dar, eine gewisse Aktion durchzuführen. Die vom Aktor durchgeführte Aktion kann zur Erzeugung einer konkreten Ausgangsgröße führen. Der Netzwerkserver kann in einem der Aktoren oder Sensoren oder einem Anzeigeelemente integriert sein.
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Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Heimnetzwerk eine Steuereinrichtung umfasst, die in Abhängigkeit eines Sensorsignals ein Aktorsignal ausgeben kann. Die Steuereinrichtung kann separat oder integral mit dem Netzwerkserver ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann dabei eine Benutzeroberfläche bereit stellen. Dabei kann über die Steuereinrichtung die Administration des Netzwerks durchgeführt werden. Ferner kann die Steuereinrichtung eine grafische Oberfläche zum Aufbau, zur Pflege und Steuerung der Heimautomation und der Administration der Sensoren und Aktoren umfassen. Ferner kann eine grafische Oberfläche zur Anzeige der Betriebszustände Heimnetzwerks bzw. internen Netzwerks vorhanden sein, inklusive der Anzeige der Sensorzustände bzw. Aktorzustände. Ein Sensor kann beispielsweise auch eine Kamera sein, die an das Heimnetzwerk angeschlossen ist.
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Vorzugsweise umfasst das Heimnetzwerk ein Anzeigeelement. Das Anzeigeelement ist für eine Visualisierung von einzelnen Signalen vorgesehen. Das Anzeigeelement kann integral mit der Steuereinrichtung ausgebildet oder alternativ separat zu der Steuereinrichtung ausgebildet sein. Das Anzeigeelement kann auch einen Bildschirm aufweisen, der Sensorsignale in Form von Videosequenzen erhält, die von einer Kamera als Sensor aufgezeichnet werden.
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Alternativ oder in Kombination kann vorgesehen sein, dass ein Sensorsignal zugleich ein Aktorsignal ist. Das bedeutet insbesondere, dass das vom Sensor ausgegebene Signal zugleich ein Eingangssignal eines Aktors sein kann. Dabei kann eine Steuereinrichtung umgangen werden bzw. auf eine Steuereinrichtung kann vollständig verzichtet werden. Der Aufbau und die Pflege des Heimnetzwerks kann dadurch vereinfacht werden.
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Ein Aktorsignal von einem Aktor kann bei Verwendung einer Kombination von Aktor und Sensor auch zu einem Aktorsignal für einen anderen Aktor werden. So kann das von der Steuereinrichtung gesendete Aktorsignal an einen speziell ausgeprägten Schalter der zugleich Aktor und Sensor ist (z. B. Schalter zur Einschaltung des Lichtes über dem Esstisch im Wohnzimmer, mit zusätzlicher Sensorfunktion) auch zum Einschalten des Lichtes über dem Wohnzimmertisch führen, wenn der Sensor am Aktor in die hierfür notwendige Stellung gebracht wurde.
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Durch die Kombination Aktor/Sensor lassen sich vielfältig Einsatzszenarien darstellen, bei denen nicht immer ein direkter Zugriff des Nutzers auf die Steuereinrichtung notwendig ist.
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Durch die Kombination Sensor/Anzeigeelement lassen sich Schaltvorgänge für den Nutzer „sicherer” darstellen, da er eine Bestätigung über eine durchgeführte Aktion erhält. So kann z. B. mit dem „Sensor” Lichtschalter der sich im Flur befindet das Licht in der Garage eingeschaltet werden. Da der Nutzer jedoch von seiner derzeitigen Position nicht sehen kann ob das Licht auch tatsächlich angeschaltet wurde, kann er über das eingebaute Anzeigeelement (z. B. LED oder Glimmlampe) erkennen dass der Befehl auch ausgeführt wurde. Zudem kann das in den Sensor eingebaute Anzeigeelement, den Nutzer auch besser daran „erinnern” welche Aktion gerade durchgeführt wird, damit er (um in dem Beispiel zu bleiben) auch wieder daran denkt das Licht in der Garage auszuschalten wenn es nicht mehr benötigt wird.
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Vorzugsweise ist zumindest einem angesteuerten Gerät ein Aktor vorgeschaltet. Der Aktor ist dabei insbesondere separat zum angesteuerten Gerät ausgebildet. Der Aktor kann dabei die Schnittstelle für das anzusteuernde Gerät darstellen, insbesondere wenn das anzusteuernde Geräts über keine Netzwerkschnittstelle verfügt. Insofern weist vorzugsweise zumindest eines der angesteuerten Geräte keine integrierte Netzwerkschnittstelle auf. Das Heimnetzwerk kann somit auch für konventionelle Geräte betrieben werden, die nicht netzwerkfähig sind. Eine Nachrüstung bietet sich an.
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Um eine besonders einfache Funktionalität herzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Sensor genau eine Schnittstelle zur Erfassung genau einer Eingangsgröße aufweist und dass ein zugeordneter Aktor genau eine Schnittstelle zur Ausgabe genau einer Ausgangsgröße aufweist. Hiermit lassen sich auf einfacher Weise einfache Schaltvorgänge realisieren, insbesondere Ein-/Ausschaltvorgänge. Die zugeordneten Eingangs- bzw. Ausgangsgrößen können analog zueinander ausgebildet sein, wobei anhand des Sensors und des zugeordneten Aktors lediglich eine Art Fernübertragungssystem zur Übertragung der Eingangsgröße auf die Ausgangsgröße bereitgestellt wird.
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Alternativ oder in Kombination sind eine Eingangsgröße und eine zugeordnete Ausgangsgröße vorzugsweise binär und/oder sind ein Sensorsignal und ein zugeordnetes Aktorsignal binär. Unter binär wird insbesondere verstanden, dass genau zwei Zustände möglich sind, insbesondere ein Ein-Zustand oder ein Aus-Zustand. Es versteht sich von selbst, dass dennoch über das Netzwerk vermittelte Signale kodiert sein können und dabei mehr als ein Bit umfassen können. Jedoch ist der eigentlich übertragene Informationsgehalt der Signale und Größen auf insgesamt zwei Zustände beschränkt. Insofern eignet sich das vorgeschlagene Heimnetzwerk sehr gut zur einfachen Installation von An- und Aus-Schaltern, wobei die jeweiligen Schalter beliebig an unterschiedlichen Orten angeordnet sein können.
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Zur einfacheren Integration in eine bereits vorhandene Hausinstallation (Nachrüstung) kann das Aktorsignal auch 3-wertig sein. Neben den Zuständen „Ein” und „AUS” kann auch noch ein Signal „Neutral” übertragen werden. Beim Signal „Neutral” bleibt ein bereits installierter Schalter (z. B. Lichtschalter) in seiner Funktionalität „uneingeschränkt”, d. h. er funktioniert wie gewohnt. Erst bei dem Aktorsignal „AN” oder „AUS” verliert er (in Abhängigkeit der lokalen Konfiguration bzw. Anschaltung des Schalters) vollständig oder teilweise seine Funktionalität. „Teilweise” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass entweder nur noch das Ein- oder das Ausschalten über den Lichtschalter möglich ist.
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Alternativ oder in Ergänzung zum 2 oder 3-wertigen Aktorsignal, kann dieses auch 1-wertig sein. Werden 1-wertige Aktorsignale (z. B. ausschließlich „EIN”) verwendet, so sollte dieses nur einmalig als Aktorsignal zum Aktor gelangen, in jedem Fall muss jedoch die Ausgangsgröße des Aktors der Steuereinheit oder dem Sensor oder dem Anzeigelement mitgeteilt werden. Bei 1-wertigen Aktorsignalen erlauben vorzugsweise Bistabile Relais (z. B. Stromstoßrelais) oder vergleichbar wirkende elektronische Schaltungen, eine einfache Ansteuerung eines speziellen Aktors, der Zugleich auch noch die Betätigung des Nutzers vor Ort ermöglicht.
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Vorzugsweise ist ein Aktor ausschließlich über eine Stromsteckdose an das interne Netzwerk angeschlossen. Dabei ist zumindest ein Gerät ausschließlich über den Aktor an das interne Netzwerk angeschlossen. Das interne Netzwerk bedient sich dabei insbesondere der Verkabelung des Hausstromnetzes, wobei unter einer Stromsteckdose insbesondere eine solche des Hausstromnetzes gemeint ist. Insofern lässt sich das Heimnetzwerk unter Ausnutzung der bereits vorhandenen Verkabelung bereitstellen, ohne dass es einen weiteren Verdrahtungsaufwand bedarf. Dabei stellt insbesondere der Aktor eine Schnittstelle für das Gerät da, da dies kompatibel zu einem Stromanschlussstecker des Geräts ist. Insofern kann über ein Einstecken des Stromanschlusssteckers des Geräts an den Aktor und das Einstecken des Aktors an die Stromsteckdose das Gerät mit dem internen Netzwerk verbunden werden.
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Vorzugsweise weist zumindest ein Aktor eine Schnittstelle zur Ausgabe der Ausgangsgröße auf, wobei die Schnittstelle zur Ausgabe zugleich einen Stromversorgungsausgang zur Versorgung des Geräts mit elektrischer Energie darstellt. Vorzugsweise werden dabei die Ausgangsgrößen bzw. das Aktorsignal über Stromanschlussstecker, die zur Verbindung mit Stromsteckdosen geeignet sind, übertragen. Die Kompatibilität zu Netzsteckern des Hausstromnetzes kann dabei für eine leichte Installation vorteilhaft sein. Ferner kann das Ausgangssignal zugleich die Spannungsversorgung für das Gerät darstellen. Das bedeutet insbesondere, wenn das Ausgangssignal zum Beispiel „An” ist, kann eine Betriebsspannung für das Gerät bereit gestellt werden. Bei einem Ausgangsignal „Aus” kann die Betriebsspannung für das Gerät ausgeschaltet sein.
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Vorzugsweise weist der Netzwerkserver zumindest zwei Schnittstellen zur Anbindung an ein externes Netzwerk auf. Insofern kann der Netzwerkserver eine Art multifunktionalen Router sein. Zumindest eine der Schnittstellen kann dabei zur Anbindung an das Internet vorgesehen sein. Je eine Schnittstelle kann dabei eine Verbindung insbesondere über Fernsehkabel, UMTS oder DSL bereit stellen. Dabei wird insbesondere durch jede Schnittstellen je eine unterschiedliche Zugangsart zum externen Netzwerk ermöglicht. Zugänge über Fernsehkabel, UMTS oder DSL werden dabei jeweils als unterschiedliche Zugangsarten angesehen. Dadurch kann ein Netzwerkserver bereit gestellt werden, der nicht auf eine spezielle Zugangsart beschränkt ist. Vorteile ergeben sich daraus, dass ein aufgebautes Heimnetzwerk unabhängig von der Art des zur Verfügung stehenden Internetzugangs sein kann.
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Aktoren können vorzugsweise so ausgeführt sein, dass sie einen integrierten Sensor beinhalten der es erlaubt den Aktor sowohl vor Ort von Hand wie auch per Aktorsignal zu betätigen. Ein vorgegebenes Aktorsignal kann damit durch das vom integrierten Sensor erhaltenen Signal übersteuert werden. Vorzugsweise können Aktoren, die einen Sensor beinhalten, Ausgangsgröße an die Steuereinrichtung an die Anzeigelemente oder an andere Sensoren übertragen. Sensoren können vorzugsweise ein einmalig, mehrmalig oder dauerhaft ausgegebenes Sensorsignal eindeutig darstellen, insbesondere in Form einer offensichtlich veränderten Schalterstellung (z. B. bei Schaltern). Eine solche Darstellung kann sich alternativ auch visuell äußern, z. B. durch ein Anzeigeelement.
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Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn ein Sensor die Ausgangsgröße eines über ihn gesteuerten oder steuerbaren Aktors anzeigt, insbesondere bei solchen Sensoren die keine offensichtlich veränderte Schalterstellung zulassen (z. B. bei Tastern).
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Vorzugsweise können Aktoren bevorrechtigt, gleichberechtigt oder nachrangig zu einem bereits bestehenden Schaltelement die Schaltvorgänge ”EIN” und „AUS” durchführen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben des Heimnetzes der vorgenannten Art. Dabei werden Aktorsignale in Abhängigkeit von Sensorsignalen erzeugt.
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Vorzugsweise werden Aktorsignale unverändert mehrfach gesendet und/oder werden Sensorsignale unverändert mehrfach gesendet, insbesondere von dem Netzwerkserver, einer Steuereinrichtung und/oder von einem Sensor. Insbesondere wird das mehrfache Senden für die Dauer eines gewünschten aufrecht zu erhaltenen Schaltzustand eines Aktors vorgenommen und/oder solange ein vorhandener Sensorzustand gegeben ist. Sensorsignale und/oder Aktorsignale können dabei in einer Steuereinrichtung entsprechend lange gespeichert werden, bis ein neues Sensorsignal eintrifft, bzw. solange, bis ein Senden eines veränderten Aktorsignals erfolgen soll. Durch das sich wiederholende Senden kann sichergestellt werden, dass empfangende Einheiten, nämlich insbesondere Netzwerkserver, Steuereinrichtungen oder Aktoren, stets über Zustände von Sensoren oder gewünschten Zuständen von Aktoren informiert werden. Hierdurch kann das System zuverlässiger werden.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass Signale, insbesondere Aktorsignale oder Sensorsignale, von einer empfangenden Einheit, insbesondere einem Netzwerkserver, einer Steuereinheit oder einem Aktor, nicht bestätigt werden. Hierbei ist insbesondere eine Bestätigung über das interne Netzwerk gemeint, die vorzugsweise nicht gegeben ist. Das bewusste Verzichten auf Bestätigungen kann es ermöglichen, dass die Struktur des Heimnetzwerkes vereinfacht werden kann, da insbesondere auf eine bidirektionale Datenübermittlung verzichtet werden kann.
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Die Verwendung eines von äußeren Einflüssen sehr unempfindlichen Netzes wie dem Stromnetz, führt zu im Regelfall sehr sicher übertragenen Aktor- und Sensorsignalen, bzw. Signalen an ein Anzeigeelement. Auch aus diesem Grund ist eine Bestätigung (Rückmeldung) über ein erhaltenes Signal nicht zwingend erforderlich und nur optional zu sehen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Aktorsignale von einer Steuereinrichtung oder einem den Aktor steuernden Sensor gespeichert werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das Aktorsignal lediglich einen Sollzustand eines Aktors darstellt. Die tatsächliche Kenntnis über den Zustand des Aktors, d. h. welche Ausgangsgröße er tatsächlich generiert kann gespeichert werden, wenn eine Rückmeldung von dem Aktor an den Sensor, eine Steuereinrichtung oder ein Anzeigeelement vorgesehen ist. Falls eine Rückmeldung nicht vorgesehen ist, ist in dem gespeicherten Aktorsignal zunächst nicht hinterlegt, welche Ausgangsgröße tatsächlich ausgegeben wird.
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Vorzugsweise stellt zumindest ein Sensorsignal ein Aktorsignal dar. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile, die sich insbesondere durch Umgehen einer Steuereinrichtung oder eines Netzwerksensors ergeben können, wenn der Aktor unmittelbar von einem Sensor gesteuert wird. Eine Steuereinrichtung kann überflüssig werden, ein Anzeigeelement insbesondere jedoch noch zusätzlich angebracht sein.
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Vorzugsweise wird über zumindest zwei Schnittstellen insbesondere drei Schnittstellen eine Verbindung zu einem externen Netzwerk aufgebaut. Jeder der zumindest zwei Schnittstellen stellt dabei einen Zugang zum externen Netzwerk über eine unterschiedliche Zugangsart bereit. Es ergeben sich die bezüglich des Heimnetzwerks bereits genannten Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Übertragung einer einzelnen zu übertragenen Dateneinheit über die zumindest zwei Schnittstellen vorgenommen wird. Dabei kann folglich eine zu übertragende Dateneinheit über unterschiedliche Zugangsarten zugleich übertragen werden. Die jeweiligen möglichen Übertragungsraten der zumindest zwei Zugangsarten können dabei voll ausgeschöpft werden, wodurch sich eine Erhöhung der Gesamtdatenrate ergeben kann. Dabei kann z. B. über das DSL-Netz, ein Mobilfunknetz oder ein Kabelanschluss zugleich eine Verbindung aufgebaut werden, wodurch sich die Datenraten der einzelnen Zugänge im wesentlichen addieren kann. Der Netzwerkserver kann dabei den Up- und Download dynamisch der entsprechend benötigten Datenraten und der zur Verfügung stehenden Übertragungsraten zuweisen. Dabei kann eine intelligente Verwendung unterschiedlicher Netzanbindungen insbesondere für den Download einer Datei oder eines Streams möglich sein. Falls die zu übertragende Datei oder der Stream beispielsweise aus zehn Teilen besteht, können z. B. die Teile 1 bis 3 über das DSL-Netz, der Anteil 4 bis 5 über das Mobilfunknetz und der Anteil 6 bis 10 über das Fernsehkabelnetz übertragen werden, wenn die zu übertragenden Dateneinheiten so vorbereitet werden, dass ein gleichzeitiger Download möglich ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Download über die erste Schnittstelle von vorne und über eine andere Schnittstelle von hinten beginnt. Sobald das Datenvolumen erreicht ist, wird insgesamt eine Gesamtdateneinheit zusammengesetzt. Ein Zusammensetzen kann dann erfolgen, wenn das übertragene Datenvolumen über die unterschiedlichen Schnittstellen dem zu erwartenden Datenvolumen entspricht und das erhaltene Bit-Muster in einem definierten Bereich identisch ist (Überlappung). Alternativ oder in Kombination kann auch vorgesehen sein, dass für einen Download von größeren Datenmengen eine andere Schnittstelle verwendet wird als für den Upload anderer Datenmengen, da sich die unterschiedlichen Zugangsdaten in unterschiedlicher Weise für den Download bzw. den Upload eignen können. Dabei ist vorgesehen, dass ein Download einer ersten der zu übertragenen Dateneinheit über eine erste der Schnittstelle erfolgt, während ein Upload einer zweiten zu übertragenden Dateneinheit über eine zweite der Schnittstellen erfolgt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zur jeweiligen Datenübertragung eine der Schnittstellen anhand von Echtzeitanforderungen ausgewählt wird.
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Sämtliche der angeschlossenen Einheiten wie Aktoren, Sensoren und Anzeigeelemente können mit einer Plug&Play Funktionalität ausgestattet sein. Aktoren, Sensor und/oder Anzeigeelemente können per Plug&Play durch Erstkontakt mit der Steuereinheit bzw. dem Netzwerk eine IP-Adresse erhalten. Vorzugsweise können Mac-Adressen der Aktoren, Sensoren und/oder Anzeigeelemente, optional, in Ergänzung oder zur Ermöglichung der Administration auf Basis der MAC- bzw. IP-Adresse, am Gerät per DIL-/DIP-Schalter eingestellt werden.
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Vorzugsweise weisen mehrere Aktoren identische Identifikationen (z. B. IP-Adresse, MAC-Adresse) auf oder es werden mehreren Aktoren identische Identifikationen zugewiesen. Aktoren, die grundsätzlich identische Aktionen ausführen sollen, können damit auf einfache Weise synchronisiert werden. Dies kann z. B. bei der Ansteuerung von Rollladenmotoren vorteilhaft sein, wenn mehrere Rollladen stets synchron betrieben werden sollen oder sogar müssen. Identische MAC-Adressen können dabei am Aktor z. B. per DIL-/DIP-Schalter einstellbar sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. In der Figur ist schematisch ein Heimnetzwerk der erfindungsgemäßen Art gezeigt.
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Ein Heimnetzwerk 1 ist innerhalb einer Wohnung oder eines Hauses angeordnet. Dieses Heimnetzwerk 1 umfasst einen Netzwerkserver 2, der ein internes Netzwerk 3 bereitstellt. An das interne Netzwerk 3 sind Sensoren 4 und Aktoren 5 unmittelbar angeschlossen. Eine Steuereinrichtung 7 ist ebenfalls unmittelbar an das interne Netzwerk 3 angeschlossen. Die Steuereinrichtung 7 ist separat zum Netzwerkserver 2 dargestellt. Alternativ kann die Steuereinrichtung 7 auch integral durch den Netzwerkserver 2 gebildet sein. Über den Netzwerkserver 2 kann das Heimnetzwerk 1 über Schnittstellen 9 an das Internet 8 angeschlossen werden. Das Internet 8 stellt ein externes Netzwerk dar.
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Die Sensoren 4 können eine Eingangsgröße 11 ermitteln. Unter einer Eingangsgröße können insbesondere physikalisch oder chemisch messbare Zustände der Umgebung umfasst sein. Insbesondere können Sensoren, Lichtsensoren, optische Sensoren, haptische Sensoren, Temperatursensoren oder Lagesensoren sein. Ein Sensor kann auch durch einen Lichtschalter dargestellt sein. Der Sensor 4 erzeugt in Abhängigkeit der Eingangsgröße ein Sensorsignal 12, welches an das interne Netzwerk 3 übermittelt wird. An das interne Netzwerk 3 angeschlossene Einheiten, wie der Netzwerkserver 2, die Steuereinrichtung 7, andere Sensoren 4 oder die Aktoren 5, können das Sensorsignal 12 aufnehmen und weiterverarbeiten. So kann insbesondere die Steuereinrichtung 7 das Sensorsignal 12 aufnehmen und ein Aktorsignal 13 in Abhängigkeit des Sensorsignals 12 erzeugen. Es können auch mehrere Sensorsignale 12 in die Entscheidung einfließen, welches Aktorsignal 13 ausgegeben werden soll. Generell ist für ein Aktorsignal 13 eine zeit- aktivitäts- und oder situationsabhängige Ansteuerung per Sensor 4 (ggf. auch zu Mehreren angeordnet in Form eines Bedienfeldes) oder Steuereinheit 10 notwendig.
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Ein Aktorsignal 13 stellt im Wesentlichen einen Befehl an einen bestimmten Aktor 5 dar. Dieser Aktor 5 wird bei bestimmungsgemäßer Funktion in Abhängigkeit des Aktorsignals 13 eine Ausgangsgröße 14 erzeugen. Die Ausgangsgröße 14 kann einen physikalisch oder chemisch messbaren Zustand in der Umgebung darstellen. insbesondere kann mit der Ausgangsgröße 14 das an den entsprechenden Aktor 5 angeschlossene Gerät 6 angesteuert werden. In einer sehr bevorzugten Ausgestaltung kann die Ausgangsgröße 14 Einschaltbefehl oder Ausschaltbefehl für das Gerät 6 sein. Das Gerät 6 kann beispielsweise eine Kaffeemaschine oder eine Lampe sein, die bei entsprechender Ausgangsgröße 14 ein- oder ausgeschaltet wird.
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Dabei ist vorzugsweise das interne Netzwerk 3 durch das Hausstromnetz gebildet. Insofern stellen die Stromleitungen des Hausstromnetzes die Übertragungsleitung für das interne Netzwerk 3 bereit. Über eine Stromsteckdose können die Sensoren 4, die Aktoren 5, die Steuereinrichtung 7 und/oder der Netzwerkserver 2 an das interne Netzwerk angeschlossen werden. Weiter bevorzugt wird über eine Stromsteckverbindung das Gerät 6 an den Aktor 5 angeschlossen. Insofern besteht die Schnittstelle zwischen Aktor 5 und Gerät 6 aus einer Steckdose, an die der Stromnetzstecker des Geräts 6 angeschlossen wird. In einer einfachen Ausgestaltung wird durch den Aktor 5 an diese Stromsteckdose Spannung angelegt, wenn das Gerät 6 betrieben werden soll. Falls beispielsweise das Gerät 6 eine Lampe ist, wird durch den Aktor 5 eine 220 V Spannung als Ausgangsgröße 14 erzeugt. Ein entsprechender Sensor 4, der in Wirkverbindung mit dem Aktor 5 und damit mit der Lichtquelle 6 steht, ist als Schalter ausgebildet, der eine Schaltbewegung eines Nutzers in ein binäres Sensorsignal 12 umwandeln kann, welches über das interne Netzwerk an den Aktor 5 übermittelt wird. Insofern ist das Schaltsignal als Eingangsgröße 11 ein binäres Signal, welches ein weiteres binäres Sensorsignal 12 bedingt. Das Aktorsignal 13, welches den Einschaltbefehl für die Lampe 6 beinhaltet ist, ist ebenfalls binär, da lediglich ein Aus- bzw. Einzustand möglich ist. Eine angelegte bzw. nichtangelegte Spannung als Ausgangsgröße 14 ist ebenfalls binär.
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Grundsätzlich sind Wechselwirkungen zwischen Aktoren 5 und Sensoren 4 realisierbar, wobei alternativ auch vorgesehen sein kann, dass die Aktoren 5 keinerlei Rückmeldungen in Richtung der Steuereinrichtung 7, des Netzwerkservers 2 oder den Sensoren 4 geben. Die Steuereinrichtung 7 und/oder einer der Sensoren 4 kann das Aktorsignal 13 für einen der Aktoren 5 zeitlich regelmäßig wiederholt ausgeben, so dass der Aktor 5 mit dem entsprechenden Aktorsignal 13 stetig beaufschlagt wird. Sollte dabei ein einzelnes Aktorsignal 13 fehlerbedingt nicht zum Aktor 5 gelangen, kann durch ein nachfolgendes Aktorsignal 13 sichergestellt werden, das der Aktor 5, zumindest dann zeitverzögert, die gewünschte Handlung ausführen kann.
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Alternativ zu einem stetigen Versand des Aktorsignals 13 kann dieses auch einmalig versendet werden, in diesem Fall empfiehlt sich jedoch zum sicheren Betrieb eine Rückmeldung an den Sensor bzw. die Steuereinheit bzgl. des erhaltenen Signals, der durchgeführten Funktion und/oder der konkreten Ausgangsgröße 14.
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Es sind ferner andere Anwendungsmöglichkeiten vorgesehen, wie insbesondere komplexere Prozesse. Hierbei ist es möglich, dass ein vom Sonnenstand abhängiges Öffnen und Schließen vom Rollläden auf Basis von hinterlegten Sonnenstandstabellen vorgenommen wird. Ferner kann ein Öffnen eines Garagentors ein sofortiges Einschalten des Lichts in der Garage bei zeitverzögertem Einschalten des Lichts in einem Eingangsbereich des Wohnhauses ermöglichen. Solche Handlungsanweisungen können in der Steuereinrichtung hinterlegt werden. Ferner können solche Handlungsanweisungen auch in Sensoren 4 hinterlegt werden, die unmittelbar entsprechende Aktorsignale 13 ausgeben können. Solche Handlungsanweisung können grafisch dargestellt oder visualisiert werden und durch die Steuereinrichtung 7 angezeigt werden. Dafür können grafische Nutzerschnittstellen vorgesehen sein.
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Als weitere Anwendungen können als Sensoren Kameras vorgesehen sein, die direkt in Steckdosen ein- bzw. aufgesteckt werden, zur Übertragung von Video- und/oder Audioinformationen zur Steuereinrichtung 7 oder zu Aktoren 5, insbesondere in Echtzeit. Zusätzlich zu den bereits genannten Einheiten kann dann an einer anderen Steckdose eine Bildwiedergabeeinheit als Anzeigeelement angeschlossen werden, insbesondere ein Monitor 10. Insbesondere eignen sich hier auch netzwerkfähige Fernseher. Hierdurch können z. B. moderne Babyphone oder Überwachungen von Haustüren oder Haustieren installiert werden, die nicht nur intern sondern auch extern über das Internet abgefragt werden. Durch einfache Schaltmodule können im Wesentlichen auch nicht netzwerkfähige Geräte an das interne Netzwerk 3 angeschlossen werden. Eine Kaffeemaschine kann beispielsweise zeitgesteuert an einen Lichtschalter im Bad angeschlossen werden. Falls morgens innerhalb einer definierten Zeit der Lichtschalter im Bad betätigt wird, kann dann 10 Minuten später der frisch aufgebrühte Kaffee in der Küche bereit stehen.
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Beim Anbinden von Geräten 6 an das Hausstromnetz können auch Unterputzeinheiten oder Schaltkomponenten für die Hutschienenmontage als Aktoren vorgesehen sein. Hierbei kann dann aber keine Verdrahtung über die handelsüblichen Steckdosenverbindungen vorgenommen werden. Die Unterputzeinheiten oder Schaltkomponenten können dabei in Ergänzung oder als Ersatz zu bereits bestehenden Schaltkomponenten eingesetzt werden.
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Das Heimnetzwerk weist insgesamt drei Schnittstellen 9 auf, mit denen der Netzwerkserver 2 an das Internet 8 angeschlossen ist. Die Schnittstelle 9' kann beispielsweise ein DSL-Anschluss sein, während die Schnittstelle 9'' ein Fernsehkabel darstellt. Die Schnittstelle 9''' kann durch ein Mobilfunkanschluss (z. B. LTE) gebildet sein. Je nach benötigter Datenrate kann dann der Netzwerkserver 2 selbständig festlegen, welche Schnittstelle an des Internet für die Übertragung verwendet werden soll. So eignen sich insbesondere DSL-Anschlüsse für eine schnelle Uploadgeschwindigkeit, wo hingegen ein Kabelanschluss für eine schnelle Downloadgeschwindigkeit geeignet sein kann. Es kann eine Datenübertragung auch aufgeteilt werden, was neben zur Erhöhung der Downloadgeschwindigkeit auch zu einem Sicherheitsgewinn führen kann, insbesondere bei hoch sicherheitsrelevanten Informationen. Da dann nur Fragmente der zu übertragenden Daten über jeweils eine einzelne Schnittstelle übermittelt werden, ist es für einen möglichen unberechtigten Empfänger schwieriger, die Gesamtheit der zu übertragenden Daten zu ermitteln.
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Alternativ kann eine zusätzliche Steuereinrichtung 7 oder ein Anzeigeelement 10 oder ein Sensor 2 auch im externen Netzwerk (Internet 8) angeordnet sein.
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Eine direkte Steuerung der Aktoren kann auch über die Steuereinrichtung möglich sein, insbesondere über eine Schnittstelle der Steuereinrichtung an das externe Netzwerk, insbesondere das Internet. Die Steuereinrichtung kann dann netzwerkintern eine Art Sensor darstellen, welcher Eingangsgrößen aus dem externen Netzwerk umsetzen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Heimnetzwerk
- 2
- Netzwerkserver
- 3
- internes Netzwerk
- 4
- Sensor
- 5
- Aktor
- 6
- Gerät
- 7
- Steuereinrichtung
- 8
- Internet
- 9
- Schnittstelle
- 10
- Anzeigeelement
- 11
- Eingangsgröße
- 12
- Sensorsignal
- 13
- Aktorsignal
- 14
- Ausgangsgröße
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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