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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur nicht-visuellen optischen Datenübertragung sowie auf ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik.
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In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, etc. Neben Sensoren kann es sich bei Feldgeräten auch um Aktoren handeln, die zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen, dabei handelt es sich bspw. um Ventile oder Pumpen, etc. Neben Sensoren und Aktoren werden auch Ein- und Ausgabeeinheiten als Feldgeräte bezeichnet.
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Zur Kommunikation mit derartigen Feldgeräten sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt geworden. Beispielsweise sind derartige Feldgeräte oftmals über einen Feldbus miteinander und/oder mit einem Prozessleitsystem verbunden. Das Prozessleitsystem dient dabei beispielsweise zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung und/oder zur Prozessübertragung.
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Neben dieser sogenannten Feldbuskommunikation ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt geworden, eine Kommunikation vor Ort mit den Feldgeräten durchzuführen. Beispielsweise sind zu diesem Zweck Anzeige-/Bedieneinheiten bekannt geworden, die in das Feldgerät integriert sind.
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Ferner ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt geworden, über einen Serviceanschluss eine Verbindung zwischen einem Bediengerät und einem Feldgerät herzustellen. Über diesen Serviceanschluss können dann eine Parametrierung oder allgemein eine Bedienung des Feldgerätes erfolgen.
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Ferner ist es aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE10326627A1 bekannt geworden zur Übertragung eines Signals insbesondere ein optisches Signal zu verwenden, welches beispielsweise aus dem Blinken eines an dem Feldgerät angebrachten Displays besteht.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE10238387A1 ist es ferner bekannt geworden, ein Feldgerät mit einer Anzeige zu versehen, die von Weiten gut sichtbar ist und wenig Platz benötigt. Dort wird zum Zweck der Anzeige wenigstens ein Segment einer Außenwand des Gehäuses mit einer Licht emitierenden polymeren Diode beschichtet.
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Diesen Ausführungsformen zum Nachteil ist es jedoch, dass entweder nur ein sehr einfaches optisches Signal, wie beispielsweise das Blinken des Displays verwendet werden kann oder dass ein zusätzliches Anzeigeelement, wie beispielsweise eine lichtimitierende Diode am Feldgerät vorgesehen sein muss.
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Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt geworden RFID Module zur Datenübertragung von dem Feldgerät oder an das Feldgerät zu verwenden. Beispielsweise kann eine zur Identifizierung des Feldgerätes dienende Kennung vermittels eines RFID Moduls von dem Feldgerät an ein Bediengerät übertragen werden. Das Bediengerät besteht in diesem Fall bspw. aus einem RFID Lesegerät. Von Nachteil dabei ist jedoch, dass das Feldgerät mit einem entsprechenden RFID Chip nachgerüstet werden muss.
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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und ohne spezielle Bediengeräte nutzbare Möglichkeit vorzuschlagen, Daten von einem Feldgerät zu empfangen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und ein Feldgerät gelöst.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur nichtvisuellen Datenübertragung vermittels eines Feldgerätes der Prozessautomatisierungstechnik gelöst, wobei das Feldgerät über wenigstens ein Anzeigeelement verfügt, vermittels welchem zur Datenübertragung zumindest zeitweise ein nicht-visuelles optisches Signal übertragen wird. Bei dem Feldgerät kann es sich bspw. um ein Messgerät, einen Aktor, einen Sensor oder eine reine Anzeigeeinheit oder ein Gateway handeln. Zur Datenübertragung von dem Feldgerät wird bspw. vorgeschlagen, dem an dem Feldgerät vorgesehenen und bestehenden Anzeigeelement eine zweite Funktion zuzuweisen. So soll dieses Anzeigeelement bspw. neben seiner primären Funktion, die zum visuellen, d. h. für das menschliche Auge wahrnehmbaren Anzeigen von Informationen dient, auch zur Übertragung von Daten vermittels eines nicht-visuellen optischen Signals, d. h. vermittels eines für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren optischen Signals, dienen. Somit kann über das Anzeigeelement ein nicht-visuelles optisches Signal übertragen werden, das zur Datenübertragung dient, jedoch einen Benutzer des Feldgerätes vor Ort nicht beeinträchtigt. Dies ist mit einer für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Modulation des Bildschirminhalts und/oder einer für das Auge nicht wahrnehmbaren Wellenlänge möglich, z.B. Infrarot. Dies ist ferner mit einer für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Modulation des Bildschirminhalts (> 50Hz) und oder einer für das Auge nicht wahrnehmbaren Wellenlänge außerhalb von 380nm bis 780nm (Wellenlänge des Sichtbereichs) möglich (z.B. Standard Wellenlänge für Infrarot 950nm).
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In einer Ausführungsform des Verfahrens sind vermittels wenigstens einem Anzeigeelement Feldgeräteinformationen visuell darstellbar, wobei zur Datenübertragung neben den visuell dargestellten Feldgeräteinformationen vorzugsweise zeitgleich das nicht visuelle optische Signal übertragen wird. Ein Benutzer kann somit vor Ort von dem Anzeigeelement visuell Feldgeräteinformationen ablesen, während neben diesem Visuell, vermittels des Anzeigeelements dargestellten Feldgeräteinformationen weitere Feldgeräteinformationen vermittels eines nicht-visuellen optischen Signals über das Anzeigeelement übertragen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird neben dem visuellen von der Anzeigeeinheit ablesbaren Feldgeräteinformationen das nicht-visuelle optische Signal vermittels demselben wenigstens einen Anzeigeelement übertragen. Somit kann beispielsweise neben einem Display ein zweites Anzeigeelement vorgesehen sein. Über das erste Anzeigeelement, bspw. das Display, kann beispielsweise das visuelle optische Signal übertragen werden, während über das zweite Anzeigeelement das nicht-visuelle optische Signal übertragen wird. Somit ist es möglich, das zweite Anzeigeelement örtlich und physikalisch getrennt von dem ersten Anzeigeelement vorzusehen. Alternativ können das erste und das zweite Anzeigeelement aber auch in Form eines einzigen Anzeigeelements ausgeführt sein, über welches das visuelle optische Signal und das nicht-visuelle optische Signal übertragen wird.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden vermittels des nicht-visuellen optischen Signals Feldgeräteinformationen unidirektional von dem Feldgerät an ein Bediengerät zur Bedienung des Feldgerätes übertragen. Das Bediengerät kann beispielsweise zur Parametrierung des Feldgerätes oder allgemein zur Vornahme von Einstellungen an dem Feldgerät dienen. Zusätzlich verfügt das Bediengerät über eine Empfangseinheit zum Empfangen des nicht-visuellen optischen Signals. Beispielsweise kann es sich bei dem Bediengerät um ein modernes Kommunikationsgerät wie bspw. ein Smartphone oder ein Tablet handeln. Derartige Bediengeräte verfügen oftmals über eingebaute Kameras, die in der Lage sind, auch nicht-visuelle optische Signale, die bspw. außerhalb des menschlichen Wahrnehmungsbereichs liegen, zu erfassen. So ist es beispielsweise möglich, dass eine derartige in ein Bediengerät integrierte Kamera in der Lage ist, Licht im Infrarotbereich zu erkennen. Somit kann beispielsweise als Anzeigeelement zur Übertragung des nicht-visuellen optischen Signals dient, eine Infrarotlicht emittierende LED verwendet werden, die zum Beispiel zusätzlich zur Hintergrundbeleuchtung des Displays des Feldgerätes vorgesehen ist. Somit ist es bspw. möglich, großflächige Daten über größere Entfernungen zu übertragen, ohne dass der Benutzer ein beispielsweise störendes Flimmern des Displays wahrnehmen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden vermittels des nicht-visuellen optischen Signals Feldgeräteinformationen in digitaler Form übertragen. Entsprechende Protokolle zur digitalen Übertragung beispielsweise eines Infrarotsignals sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Kennung des Feldgerätes vermittels des nichtvisuellen optischen Signals übertragen. Bei der Kennung kann es sich um eine Kennung zur Identifizierung des Typs, insbesondere die Seriennummer, des Feldgerätes handeln.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem Anzeigeelement um einen Bildschirm des Feldgerätes, wie beispielsweise ein LCD.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem nicht-visuellen optischen Signal um die Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms, die Aktualisierungsrate des Bildschirms und/oder die Aktualisierungsrate eines auf dem Bildschirm angezeigten Elements, wie beispielsweise eines Kommas.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem Anzeigeelement um eine Statusleuchte des Feldgerätes.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird über die Statusleuchte sowohl ein Statussignal, das ein Zustand des Feldgerätes angibt als auch das nichtvisuelle optische Signal übertragen. Diese Statusleuchte dient also zur Übertragung eines visuellen optischen Signals als auch eines nicht-visuellen optischen Signals. Beispielsweise kann ein Lichtwellenleiter vorgesehen sein, der als Statusleuchte von von außerhalb des Feldgerätes bzw. Feldgerätegehäuses sichtbar ist und welcher innerhalb des Feldgerätes einen ersten Kanal aufweist, der zur Übertragung des visuellen optischen Signals von einer Quelle des visuellen optischen Signals zur Statusleuchte aufweist, und einen zweiten Kanal aufweist, der zur Übertragung des nicht-visuellen optischen Signals von einer Quelle des nicht-visuellen optischen Signals zur Statusleuchte dient.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird als nicht-visuelles optisches Signal ein Infrarotsignal verwendet.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem Protokoll, das zur Übertragung des nicht-visuellen optischen Signals verwendet wird um ein Protokoll zur digitalen Datenübertragung wie beispielsweise das IRDA Protokoll.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine erste optische Lichtquelle zur Erzeugung beziehungsweise Darstellung der visuellen Feldgeräteinformationen verwendet.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens dient eine zweite optische Lichtquelle zur Erzeugung des nicht-visuellen optischen Signals.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Lichtwellenleiter vorgesehen, der zur Übertragung sowohl der visuellen Feldgeräteinformationen als auch des nicht-visuellen optischen Signals dient. Bei dem Lichtwellenleiter kann es sich um einen Lichtwellenleiter handeln, der beispielsweise aus Quarzglas oder einem Kunststoff besteht. Dieser Lichtwellenleiter ist also eingangsseitig sowohl an die erste Lichtquelle zur Übertragung des visuellen optischen Signals als auch an die zweite Lichtquelle zur Übertragung des nicht-visuellen optischen Signals koppelt, während er an seinem anderen Ende mit einer Statusleuchte gekoppelt ist oder selbst die Statusleuchte bildet.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind anhand der vermittels des optischen Signals übertragenen Daten insbesondere der Kennung des Feldgerätes weitere Feldgeräteinformationen beispielsweise aus einer Datenbank abrufbar. Die Datenbank kann sich dabei beispielsweise in dem Bediengerät befinden oder es können beispielsweise vermittels des Bediengerätes Daten aus der Datenbank abgerufen werden.
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So ist es beispielsweise möglich, vermittels des Bediengerätes und der von dem Feldgerät übertragenen Kennung das Feldgerät identifiziert werden kann und von dem Bediengerät bei dem es sich beispielsweise um ein Smartphone oder ein anderes mit einer Internetverbindung versehenen Bediengerät handelt Daten auf einer entfernten Datenbank beispielsweise einer Datenbank des Feldgeräteherstellers abgerufen werden.
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Durch das vorgeschlagene Verfahren ist es ferner möglich, dass ein Benutzer auf einfache Weise Auskunft über Eigenschaften des Feldgerätes erhält, ohne dass dieser Benutzer spezifisches Wissen über das Feldgerät hat.
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Hinsichtlich des Feldgerätes wird die Aufgabe durch ein Feldgerät mit wenigstens einem Anzeigeelement zur nicht-visuellen Datenübertragung gelöst, welches Anzeigeelement dazu dient, zur Datenübertragung zumindest ein nichtvisuelles optisches Signal zu senden.
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In einer Ausführungsform des Feldgerätes dient das Anzeigeelement dazu, Feldgeräteinformationen visuell darzustellen, und den visuellen dargestellten Feldgeräteinformationen vorzugsweise Zeitgleich das nicht-visuelle optische Signal zu übertragen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes dient dasselbe Anzeigeelement dazu, neben den visuellen ablesbaren Feldgeräteinformationen das nicht-visuelle optische Signal zu übertragen. Somit ist es möglich beispielsweise eine oder mehrere Anzeigeelemente an dem Feldgerät vorzusehen, welche zur visuellen beziehungsweise nichtvisuellen optischen Signalübertragungen dienen. Beispielsweise ist es auch möglich, ein und dasselbe Anzeigeelement zur Übertragung des visuellen und des nicht-visuellen optischen Signals zu verwenden. Somit kann ein Benutzer ohne durch das nicht-visuelle optische Signal behindert zu werden, Informationen über das Anzeigeelement erhalten. In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes dient das Anzeigeelement dazu, vermittels des nicht-visuellen optischen Signals Feldgeräteinformationen unidirektional von dem Feldgerät an ein Bediengerät zur Bedienung des Feldgerätes zu übertragen. Bei dem Anzeigeelement kann es sich, wie oben bereits erwähnt, um einen Display, d. h. eine Anzeigeeinheit des Feldgerätes handeln oder um eine lichtimitierende Diode. Über ein entsprechendes Empfangsgerät das beispielsweise in einem Bediengerät integriert ist, können diese nicht-visuellen optischen Signale empfangen werden. Bei einem entsprechenden Empfangsgerät handelt es sich beispielsweise um eine entsprechend geeignete Kamera.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes dient das Anzeigeelement dazu, vermittels des nicht-visuellen optischen Signals Feldgeräteinformationen in digitaler Form zu übertragen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes dient das Anzeigeelement dazu, eine Kennung des Feldgerätes vermittels des nicht-visuellen optischen Signals zu übertragen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes handelt es sich bei dem Anzeigeelement um einen Bildschirm des Feldgerätes wie beispielsweise ein LCD.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes handelt es sich bei dem Anzeigeelement zur Übertragung des nicht-visuellen optischen Signals um die Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms, die Aktualisierungsrate des Bildschirms und/oder die Aktualisierungsrate eines auf dem Bildschirm angezeigten Elements wie beispielsweise eines Kommas. Somit kann bspw. das gesamte Display als Anzeigeelement zur Übertragung des optischen Signals dienen, oder es kann nur ein Teil des Displays, insbesondere ein darauf dargestelltes Element wie bspw. ein Symbol, insbesondere ein alphanumerisches Zeichen entsprechend zur nicht-visuell Datenübertragung genutzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes handelt es sich bei dem Anzeigeelement um eine Statusleuchte des Feldgerätes.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes dient die Statusleuchte dazu, sowohl ein Statussignal, das einen Zustand des Feldgerätes angibt oder kennzeichnet, als auch das nicht-visuelle optische Signal zu übertragen. Die Statusleuchte ist dabei vorzugsweise an der Außenseite des Gehäuses angebracht.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes handelt es sich bei dem nichtvisuellen optischen Signal um ein Infrarotsignal.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes handelt es sich bei dem Protokoll, das zur Übertragung des nichtvisuellen optischen Signals verwendet wird, um ein Protokoll zur digitalen Datenübertragung, wie beispielsweise das IrDA Protokoll.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes umfasst das Feldgerät eine erste optische Lichtquelle zur Erzeugung beziehungsweise Darstellung der visuellen Feldgeräteinformationen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes umfasst das Feldgerät eine zweite optische Lichtquelle zur Erzeugung des nicht-visuellen optischen Signals. Diese erste und zweite Lichtquelle können beispielsweise von der Energieversorgung, die zur Versorgung des Feldgerätes mit elektrischer Energie dient ebenfalls mit elektrischer Energie versorgt werden. Ferner kann beispielsweise die erste oder die zweite optische Lichtquelle nur zeitweise betrieben werden. Beispielsweise kann entweder nur die erste optische Lichtquelle oder nur die zweite optische Lichtquelle betrieben werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes ist ein Lichtwellenleiter vorgesehen, der zur Übertragung des visuellen optischen Signals als auch des nicht-visuellen optischen Signals dient.
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In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes dienen die vermittels des nicht-visuellen optischen Signals übertragenen Daten dazu, weitere Feldgeräteinformationen beispielsweise aus einer Datenbank abzurufen. Die Datenbank ist dabei bevorzugt, in das Bediengerät integriert oder vermittels des Bediengerätes abrufbar.
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Durch die vorgeschlagene Erfindung ist es also möglich, Daten für einen Benutzer unsichtbar von dem Feldgerät zu übertragen. Beispielsweise kann ein Bediengerät mit einer entsprechenden Anwendung nachgerüstet werden, um derartige vorgeschlagene nichtvisuellen optischen Signale zu detektieren. Neben der Kennung des Gerätes können auch andere Feldgeräteinformationen, die beispielsweise Parameter, Parameterwerte oder andere Einstellungen des Feldgerätes wie beispielsweise Diagnoseereignisse über das nicht-visuelle optische Signal übertragen werden.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung erläutert:
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Es zeigt 1 eine schematische Darstellung eines Feldgerätes, das ein nichtvisuelles optisches Signal an ein Bediengerät überträgt.
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1 zeigt ein Feldgerät FG der Prozessautomatisierungstechnik mit einem in das Feldgerät FG integriertem Display D. Dieses Display D dient üblicherweise zum Darstellen von Feldgeräteinformationen wie beispielsweise einem Messwert oder einem Zustand des Feldgerätes FG. Ferner kann das Feldgerät FG auch über das Display D bedient werden. Ein Benutzer B kann somit Feldgeräteinformationen visuell von dem Display D ablesen. Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird über das Display D neben dem visuellen optischen Signal O1 durch das die obengenannten Feldgeräteinformationen auf dem Feldgerätedisplay D angezeigt werden auch ein nicht-visuelles optisches Signal O2 übertragen. Dieses nicht-visuelle optische Signal O2 kann beispielsweise dem visuellen optischen Signal O1 überlagert sein. Beispielsweise kann es sich bei dem nicht-visuellen optischen Signal O1 um die Hintergrundbeleuchtung des Displays D handeln. Alternativ kann es sich bei dem nicht-visuellen optischen Signal O2 um die Bildwiederholfrequenz oder Bildwiederholrate, d. h. die Anzahl der Einzelbilder pro Sekunde, die auf dem Display D geschrieben oder projiziert werden, handeln. Durch eine Modulation dieser Frequenzen können dann Daten vermittels des nicht-visuellen optischen Signals O2 übertragen werden. Beispielsweise kann eine Bildwiederholrate von über 100 Hz gewählt werden, um Feldgeräteinformationen über das nicht-visuelle optische Signal O2 zu übertragen. Vermittels einer entsprechenden Empfangseinheit, die beispielsweise in einem Bediengerät BG integriert sein kann, kann dieses nicht-visuelle optische Signal dann ausgewertet werden. Beispielsweise kann eine Kamera, nicht gezeigt, die in einem Smartphone oder in einem Tablet oder in ein andres Bediengerät BG integriert ist zur Auswertung des übertragenen nicht-visuellen optischen Signals O2 dienen. Besonders bevorzugt wird eine Kennung FK des Feldgerätes FG über das nicht-visuelle optische Signal O“ übertragen. Vermittels dieser Kennung FK kann ein Benutzer B dann über das Bediengerät BG weitere Informationen betreffend das Feldgerät FG abrufen. Somit ist eine berührungslose Identifizierung des Feldgerätes FG möglich. Anstelle des Displays D kann auch eine Statusleuchte, nicht gezeigt, zur Übertragung der Kennung FK des Feldgerätes FG vermittels des nicht-visuellen optischen Signals O2 verwendet werden. Beispielsweise kann zusätzlich zur Hintergrundbeleuchtung des Displays D eine Emission von Infrarotlicht erfolgen, die zur Übertragung des nicht-visuellen optischen Signals O2 dient. In 2 ist die Kennung FK des Feldgerätes FG auf dem Bildschirm A des Bediengerätes BG dargestellt. Vorzugsweise überlappen sich die Wellenlängenbereiche beziehungsweise Frequenzbereiche des visuellen optischen Signals O1 und des nicht-visuellen optischen Signals O2 nicht.
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Bezugszeichenliste
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- FG
- Feldgerät
- D
- Display
- GD
- Gerätedeckel
- G
- Feldgerätegehäuse
- O1
- Visuelles optisches Signal
- O2
- Nicht-visuelles optisches Signal
- B
- Benutzer
- A
- Anzeige des Bediengerätes
- BG
- Bediengerät
- FK
- Kennung des Feldgerätes
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10326627 A1 [0006]
- DE 10238387 A1 [0007]
