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Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Zeitsynchronisation von Hausgeräten, die insbesondere einem Haushalt zugeordnet sind, wobei die einzelnen Hausgeräte über eine Inner-Uhr verfügen, deren Zeitwerte auf eine Anzeige, wie die eines Displays, übertragbar sind, wobei diese Übertragung auch nach einem Netzausfall bestehen bleiben soll und wobei zu berücksichtigen ist, dass eine Gütefunktion sowie eine Ausfallzeit- Energieversorgung einer Inner-Uhr eines jeweiligen Hausgerätes verschiedenartig sein kann und hinterlegt ist.
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Bei der Erfindung ist nicht vorgesehen, dass die Hausgeräte ständig untereinander, wie insbesondere über das Internet oder ein Smart Grid, miteinander vernetzt sind.
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Eine solche Vernetzung wird sehr häufig für Hausgeräte in einem System, wie oft mit HEMS (Home Energy Management System) bezeichnet, vorgenommen. Dabei ist eine übergeordnete Energiezuweisung zu den individuellen Hausgeräten vorgesehen, die von einem Energieversorgungsunternehmen ausgehen kann.
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Die Erfindung betrifft auch Hausgeräte als solche, die bei dem vorab erwähnten Verfahren, insbesondere innerhalb eines Haushaltes, zusammenarbeiten. Gespeist werden diese Hausgeräte durch ein Energieversorgungsnetz, wie innerhalb eines Haushaltes befindlich. Ein Netzausfall kann den Haushalt im Gesamten betreffen. Ein Netzausfall kann auch einen Bereich von Hausgeräten betreffen, die sich an einer gemeinsamen Absicherung eines Hausnetzes befinden. Zumindest sollen diese so angeordneten Hausgeräte nach einem Spannungsausfall wieder über je eine Zeitanzeige verfügen können. Dabei soll eine hohe Qualität der Zeitanzeige aller Hausgeräte erfolgen können.
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In einem älteren Konzept der Anmelderin wird ein System von vernetzten Hausgeräten berücksichtigt, wobei für die so vernetzten Hausgeräte ein HEMS, also ein System für ein Energiemanagement dieser Hausgeräte, vorgesehen ist. Die übergeordneten Informationen zur Steuerung des HEMS werden durch eine Verbindung zum Internet hergestellt, wobei übergeordnete Informationen auch von einem Energieversorgungsunternehmen, das für den betreffenden Haushalt mit den vernetzten Hausgeräten zuständig ist, kommen können. Für einen besonderen Anwendungsfall dieser Anmeldung ist es erforderlich, dass die Steuerungen aller Hausgeräte über eine gemeinsame Zeitbasis verfügen bzw. jede innere Uhr eines dieser Hausgeräte soll über eine gleiche Zeitinformation verfügen. Dabei wird zur Synchronisierung dieser Uhren ein Synchronisierungs-Algorithmus herangezogen, wie er dem Network-Time-Protokoll (NTP) oder dem Precision-Time-Protokoll (PTP) entspricht. Mithilfe der genannten Algorithmen ist es möglich, eine Zeit-Quelle des Internet oder eines verteilten Netzwerkes heranziehen zu können, ohne dass sich Verfälschungen bei der Übertragung auswirken.
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Durch die
DE 100 63 689 B4 ist ein Hausgerät mit einer Uhr beschrieben. Die Uhr ist so ausgelegt, dass sie über einen Anzeigeteil und einen Uhrenbaustein verfügt, wobei dieser Uhrenbaustein auch als Inner-Uhr angesehen werden kann. Bei einem Netzausfall erlischt die Zeitanzeige im Anzeigeteil. Der Uhrenbaustein bezieht jedoch nach wie vor elektrische Energie und kann weiter betrieben werden. Dies wird dadurch ermöglicht, dass für den Uhrenbaustein ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen ist. Der Energiespeicher kann dabei mindestens eine Batterie umfassen, die z. B. für die gesamte Lebensdauer des Hausgerätes ausgelegt ist. Ferner ist es auch möglich, einen Akkumulator einzusetzen, der aufgrund seiner ständig erfolgenden Wiederaufladung außerhalb von Zeiten eines Netzausfalles dann stets mit ausreichender Ladung und damit einer geeigneten Speisespannung für Zeiten eines Netzausfalles zur Verfügung steht. Dadurch dass der Uhrenbaustein auch bei einem Netzausfall weiter betrieben wird, ist es möglich, dass eine präzise Zeitanzeige nach Wiederkehr des Netzes vorliegt. Obwohl diese Lösung bereits Vorteile in ihrer Anwendung zeigt, kann es vorkommen, dass Hausgeräte, die in dieser Weise ausgerüstet sind, auf längere Sicht gesehen, Unterschiede in der Zeitanzeige bei verschiedenen Hausgeräten aufweisen, da die Genauigkeit von Uhrenbausteinen der verwendeten Art nicht sehr hoch ist. Es ist jedoch weiterhin zu berücksichtigen, dass sich viele Hausgeräte in praktischen Einsatz befinden, die lediglich für wenige Netzperioden eine Pufferung von deren Inner-Uhr gestatten.
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Durch die Erfindung soll insofern Abhilfe geschaffen werden, indem auch Hausgeräte mit einer minderwertigen Pufferung von deren Inner-Uhr nach einem Netzausfall über eine präzise Zeitanzeige zu verfügen vermögen, zumal bei mehreren Hausgeräten in der bevorzugten Zuordnung zu einem Haushalt immer solche dabei sind, die über eine hochwertigere Pufferung von deren Inner-Uhr verfügen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren für die Zeitsynchronisation von Hausgeräten, wie bevorzugt nach einem Netzausfall, anzugegeben, mit Hilfe dessen eine genaue und übereinstimmende Zeitanzeige aller Hausgeräte erreichbar ist.
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Diese Aufgabe wird in verfahrensmäßiger Hinsicht durch die im unabhängigen Verfahrensanspruch angegebenen Merkmale gelöst und durch die auf diesen Anspruch rückbezogenen Ansprüche weitergebildet.
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Nach der Erfindung ist also ein Verfahren für eine Zeitsynchronisation von Hausgeräten bestimmt, die insbesondere einem Haushalt zugeordnet sind, jedoch nicht ständig untereinander, wie insbesondere über das Internet oder ein Smart Grid, vernetzt sind. Es ist für die einzelnen Hausgeräte vorgesehen, dass diese über eine Inner-Uhr verfügen, deren Zeitwerte auf eine jeweilige Anzeige, wie die eines Displays, übertragen werden. Nach einem Netzausfall ist vorgesehen, dass auch dann eine solche Übertragung stattfinden kann. Es ist dabei zu berücksichtigen, dass eine Gütefunktion der Inner-Uhr sowie eine Ausfallzeit- Energieversorgung einer Inner-Uhr eines jeweiligen Hausgerätes verschiedenartig sein kann und in dieser unterschiedlichen Weise auch in einer Steuerung eines Hausgerätes hinterlegt ist.
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Das Verfahren sieht dabei die folgenden Schritte vor: a) ein Netz-Ausfall wird in jedem Hausgerät erkennbar gemacht, b) bei Wiedereinschaltung des Netzes wird eine Strategie der Zusammenarbeit aller Hausgeräte zur Ermittlung einer übereinstimmenden Zeitanzeige initiiert, c) es wird evaluiert, welche Hausgeräte über eine Ausfallzeit-Energieversorgung für die Inner-Uhr verfügen, deren bestimmungsgemäße Ausfallzeit größer als die Zeit zwischen dem Netz-Ausfall und dessen Wiedereinschaltung ist, d) unter den Hausgeräten, die die Bedingung nach c) erfüllen, wird dasjenige Hausgerät ermittelt, dessen Gütefunktion diejenige der anderen Hausgeräte übertrifft, und e) es wird die Zeit für das Einstellen der Inner-Uhr aller übrigen Hausgeräte von dem Hausgerät, das die Bedingung nach d) erfüllt, übernommen.
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Nach der Erfindung ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass obwohl die Hausgeräte mit einem unterschiedlichen Standard, was die jeweilige Inner-Uhr, deren Gütefunktion sowie die Art der Pufferung der Inner-Uhr anbetrifft, ausgerüstet sind, eine übereinstimmende Zeitanzeige nach Aufhebung des Ausfalls des Energieversorgungsnetzes, an dem die Hausgeräte betrieben werden, möglich ist. Das Hausgerät mit der Inner-Uhr, die geeignet gepuffert ist und hinsichtlich der Gütefunktion am höchsten liegt, gibt so zu sagen den Zeitserver für die anderen Hausgeräte bzw. deren Inner-Uhr ab.
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Es ist vorgesehen, dass bei dem Schritt nach b) eine initiierbare, drahtgebundene oder eine drahtlose, Kommunikation zwischen den Hausgeräten stattfindet. Für eine drahtgebundene Kommunikation kommt bevorzugt einen Verbindung, wie Powerline, über das Energieversorgungsnetz infrage, wobei der inzwischen eingetretene Spannungsausfall hierbei keine Rolle spielt. Entsprechende Powerline- Module mit einer Stand-by-Funktion lassen sich jeden Hausgerät auf einfache Weise zuordnen. Für eine drahtlose Kommunikation können Funkmodule mit geeigneter Stand-by-Funktion eingesetzt werden, wobei Funk-Standards wie beispielsweise Bluetooth, ZigBee oder WiFi berücksichtigt werden können. Soweit, wie erläutert, eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation sich auf Stand-By-Funktionen mit entsprechenden Modulen abstützt, ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass der Übergang von der Stand-By-Funktion zum aktiven Betrieb zuerst über eine drahtlos auszulösende Wachruf-Funktion zu bewältigen ist.
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Ein Hausgerät, das die Bedingung nach d) erfüllt, kann zu einem ranghöchsten Hausgerät bzw. Masterhausgerät werden. Es wird also die Zeit der Inner-Uhr dieses Hausgerätes den Inner-Uhren der übrigen Hausgeräte übertragen. Die Displays aller Geräte zeigen nach einem Netz-Ausfall die gleiche Zeit an.
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Da wie schon erläutert, die einzelnen Hausgeräte, was im Besonderen deren Inner-Uhren anbetrifft, unterschiedlich ausgerüstet sind, ist auch davon auszugehen, dass es Hausgeräte gibt, deren Inner-Uhren manuell eingestellt werden. Es versteht sich von selbst, dass diesen Inner-Uhren nach der Zeiteinstellung keine besondere Gütefunktion zuordenbar ist.
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Ferner ist vorgesehen, dass einige Hausgeräte bezüglich deren Inner-Uhr mit einem Zusatzgerät einstellbar sind, wobei das Zusatzgerät eine Zeitbasis, wie die einer so genannten Funkuhr, aufweist. Es ist also möglich, das Zusatzgerät im Allgemeinen so zu betreiben, dass Zeitsignale des Langwellensenders DCF77 empfangen werden können, was an einem üblichen Aufstellungsort eines Hausgerätes nicht sicher angenommen werden kann. Das Zusatzgerät weist also eine eigene Quarzuhr auf, die über die Zeitsignale des benannten Senders immer wieder ganggenau gehalten wird. Somit liegt eine hochwertige Zeitbasis vor, deren Zeitwert gut für eine Übertragung auf eine Inner-Uhr eines Hausgerätes geeignet ist. Es ist jedoch auch möglich, einen Personal-Computer - PC - für das Stellen einer Inner-Uhr eines Hausgerätes einzusetzen, der wiederum ständig oder intermittierend über einen Zugriff zu einem Zeitserver im Internet verfügt. In diesem PC muss dann lediglich ein Programm implementiert sein, das die Ausgabe der Zeitbasis dieses PC an einer USB Steckverbindung des PC ermöglicht, wobei das empfangende Hausgerät ebenso für eine solche USB Steckverbindung ausgerüstet sein soll. Es ist jedoch auch möglich, dass ausgehend von dem PC eine drahtlose Verbindung zu dem Hausgerät, dessen Inner-Uhr zu stellen ist, aufgebaut werden kann. Möglich ist auch, dass über das Hausgerät selbst fallweise eine Verbindung zu einem Zeitserver im Internet aufgebaut werden kann, wobei eine Bedienungsperson durch eine Anzeige im Display der Steuerung des Hausgerätes dazu aufgefordert werden kann, diesen Verbindungsaufbau auszulösen.
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Bei Verwendung der zuletzt beschriebenen Zeitbasis zur Einstellung einer Inner-Uhr eines Hausgerätes ist auch vorgesehen, dass eine Gütefunktion - in Bezug auf die übertragene Zeit - in Steuerschaltkreisen der Inner-Uhr dieses Hausgerät hinterlegt wird.
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Eine solche Gütefunktion ist nach mindestens einem der folgenden Kriterien bestimmbar: Es wird das letzte Zeitupdate herangezogen, es wird ein Genauigkeitsfaktor, der die Genauigkeit der Inner-Uhr des betreffenden Hausgerätes beschreibt, herangezogen bzw. es wird die Genauigkeit der Quelle der Zeitbasis beim letzten Zeitupdate herangezogen. Eine Funkuhr, die erst jüngst durch Zeitimpulse eines Zeitzeichensenders nachjustiert wurde, dürfte zu einem sehr hohen Gütewert der Gütefunktion führen.
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Im Ergebnis ist es also möglich, bei einem Zeit-Update einer Inner-Uhr eines Hausgerätes, das nicht manuell erfolgt, sondern an eine bestimmte Gerätetechnik gebunden ist, eine Gütefunktion, wie beispielsweise in einem Speicher eines Steuerungsteiles zu hinterlegen. Damit kann zu entscheidendem Zeitpunkt bei Wiederkehr der Spannung nach einem Netzausfall des Versorgungsnetzes genau diejenige Zeit einer Inner-Uhr eines Hausgerätes für die übrigen Hausgeräte herangezogen werden, die den höchsten Wert einer Gütefunktion ausweist.
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Für einen extrem unwahrscheinlichen Fall, dass zwei Hausgeräte bezüglich deren Inner-Uhr denselben Wert der Gütefunktion aufweisen, wäre dann eine Zufälligkeitsentscheidung vorzunehmen, welches Hausgerät tatsächlich heranzuziehen ist.
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Da, wie voran stehend aufgeführt, eine der Inner-Uhren von einem der Hausgeräte nur dann für eine Übertragung zu den restliche Inner-Uhren der übrigen Hausgeräte herangezogen werden kann, wenn eine Pufferung für die Stromversorgung bzw. eine Ausfallzeit-Stromversorgung für eine bestimmte Ausfallzeit von dessen Inner-Uhr vorliegt, wird noch angegeben, dass es sich als vorteilhaft herausgestellt hat, wenn eine Ausfallzeit der Stromversorgung für höchstens einer Woche und mindestens einer Stunde gewählt wird.
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Für die Pufferung der Stromversorgung für eine Inner-Uhr eines Hausgerätes kommt eine Batterie, wie für die gesamte Lebensdauer des Hausgerätes, ein Akkumulator, der ständig bei Netzbetrieb aufgeladen wird und bei Netzausfall die Spannungsversorgung übernimmt, infrage. Ein Akkumulator kann auch durch einen Kondensator entsprechender Kapazität ersetzt werden. Als Kondensator kann auch ein Superkondensator eingesetzt werden.
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Für die Zeitsynchronisation von Hausgeräten, die insbesondere einem Haushalt zugeordnet sind, jedoch nicht ständig untereinander, wie insbesondere über das Internet oder ein Smart Grid, vernetzt sind, wobei die einzelnen Hausgeräte über eine Inner-Uhr verfügen, deren Zeitwerte auf eine jeweilige Anzeige, wie die eines Displays, übertragbar sind, wobei diese Übertragbarkeit auch nach einem Netzausfall bestehen bleiben soll und wobei zu berücksichtigen ist, dass eine Gütefunktion sowie eine Ausfallzeit- Energieversorgung einer Inner-Uhr eines jeweiligen Hausgerätes verschiedenartig sein kann und hinterlegt ist, sowie einer Steuerung eines jeweiligen Hausgerätes, umfassend die Inner-Uhr und das Anzeige-Display, insbesondere nach dem vorab angegebenen Verfahren wird noch erläutert, dass bei der vorrichtungsmäßigen Umsetzung das Folgende zu berücksichtigen ist: die Steuerung eines Hausgerätes wird so ausgelegt, dass ein Netz-Ausfall erkennbar ist, wobei die Steuerung des Hausgerätes auch dahingehend ausgerüstet ist, dass im Verbund mit den anderen Hausgeräten bei Erkennung der Wiedereinschaltung des Netzes eine Strategie der Zusammenarbeit aller Steuerungen der Hausgeräte auslösbar ist, so dass eine übereinstimmende Zeitanzeige generierbar ist, wobei die Hausgeräte ermittelt werden, die über eine geeignete Ausfallzeit-Energieversorgung für die Inner-Uhr verfügen, deren bestimmungsgemäße Ausfallzeit größer als die Zeit zwischen dem momentanen Netz-Ausfall und dessen Wiedereinschaltung ist, und soweit Hausgeräte mit geeigneter Ausfallzeit-Energieversorgung erkennbar sind, wird unter diesen Hausgeräten dasjenige bestimmt, das zudem noch über eine höchste Gütefunktion der implementierten Zeit verfügt, sowie dass die Steuerungen der Hausgeräte so ausgebildet sind, dass die implementierte Zeit mit der höchsten Gütefunktion zur Einstellung der Inner-Uhren der übrigen Hausgeräte übernehmbar ist.
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Es wird anhand einer einzigen 1 noch erläutert, wie ein Ablauf der Ermittlung der Zeit für die Zeitsynchronisation beispielweise stattfinden könnte.
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Es wird dabei bereits berücksichtigt, dass bei den als Blöcken H1, H2, H3, H4 bis HN schematisch darstellten Hausgeräten, es sich bereits speziell um Hausgeräte mit einer jeweiligen Inner-Uhr handelt, die jeweils mit einer Ausfallzeit-Stromversorgung ausgerüstet sind, deren Ausfallzeit so groß gewählt ist, dass diese Ausfallzeit eine übliche Zeit zwischen einem Netzausfall und einer Wiedereinschaltung des Netzes übertrifft.
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In einer ersten Zeile ist zu dem jeweiligen Hausgerät die Anzeige von dessen aktueller Zeitanzeige im Display entsprechend dessen Inner-Uhr angegeben. Es wird bereits die Zeit, also die „Jüngste Zeit“ angegeben, die der Zeit nach Wiederkehr des Netzes nach einem Netzausfall entspricht. Es wird das Bezugssymbol ZJ gewählt
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In einer zweiten Zeile ist zu dem jeweiligen Hausgerät eine Zeit angegeben, zu der ein letzter, tatsächlicher Update der Zeit - realisierbar durch einen Zeitstempel mit Datum - erfolgte. Es wird das Bezugssymbol ZU herangezogen.
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In einer dritten Zeile ist zu dem jeweiligen Hausgerät eine relative Genauigkeit (Kehrwert der Gütefunktion) der Zeit der Zeitquelle, von der ausgehend der letzte Zeit Update vorgenommen wurde, angegeben. Es wird das Bezugssymbol GN verwendet.
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Durch einen Netzausfall wird über die dadurch ausgelöste Kommunikation zwischen den Hausgeräten ein Abfragen und Bewerten der vorab beschriebenen Daten vorgenommen. Es wird symbolisch dafür die Darstellung einer Wolke gewählt. Bei Wiederkehr des Netzes nach einem Ausfall wird allen Hausgeräten H1 bis HN bezüglich deren Inner-Uhr die durch Bewertung im Sinne der Erfindung gewonnene Zeit aufgedrückt und im zugehörigen Display angezeigt. Es handelt sich also um eine synchronisierte Zeit ZS. Es gilt dann: ZS = ZJ (Bestwert von GN, ZU). In der 1 erfolgt daher unter Berücksichtigung der Einträge in den Zeilen 1 bis 3: 11:42:59 Uhr.
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Nachfolgend dieser Beschreibung wird die Erfindung noch durch einzeln aufgestellte Ansprüche beansprucht. Soweit dabei durch auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen, nicht selbständigen Ansprüche eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre erfolgt, so soll es so sein, dass eine zunächst angegebene Kette von Rückbeziehungen nicht einschränkend in Bezug auf die insgesamt mitgeteilte Lehre anzusehen ist, soweit auch andere Kombinationen von Merkmalen von Ansprüchen sich als geeignet und ausführbar aus Sicht des Fachmannes ergeben.
