-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf einen Transponder zur Steuerung von elektrisch steuerbaren Geräten, auf ein Hausautomatisierungssystem mit einem Transponder und auf ein Verfahren zur Steuerung von elektrisch steuerbaren Geräten.
-
Hausautomatisierungssysteme haben in der Vergangenheit nur in geringen Maßen Einzug in Eigenheime gehalten. Hintergrund hierzu ist, dass bis dato kein gesamtheitlicher Automatisierungsansatz verfolgt wurden, sondern dass vor allem werkspezifische Lösungen, wie z. B. die ferngesteuerte Bedienung einer einzelnen Steckdose oder die Steuerung einer Mehrzahl von Heizkörpern in einem Raum, angeboten werden.
-
Die
DE 10 2010 015 509 A1 beispielsweise zeigt ein System zur Gebäudeautomation, bestehend aus einer tragbaren Vorrichtung für situationsbezogenen Informationsaufbau und zumindest einer stationären Einheit. Die drahtlose Vorrichtung umfasst unter anderem einen Näherungssensor, eine Kommunikationseinheit zur drahtlosen Kommunikation mit der stationären Einheit, eine Informationsausgabeeinheit und eine Eingabeeinheit. Die
DE 10 2006 015 045 A1 zeigt eine Fernbedienung, die abhängig von dem jeweiligen Aufenthaltsort eine vorselektierte Auswahl anzusteuernden Geräten bzw. Funktionen anbietet. Die
GB 2479723 A zeigt einen Controller mit einem Energieharvester. Die
US 2007/0057922 A1 zeigt eine Vorrichtung mit einem Touchpad. Die
WO 2004/047011 A2 zeigt eine Benutzerschnittstelle mit einer Kamera. Die
US 6 812 881 B1 zeigt ein System mit einem sogenannten Pointing Device, wie z. B. einer Maus, das ausgebildet ist, um abhängig von der Zeigerichtung Geräte zu steuern.
-
In einem zukünftigen Smart Grid mit einer immer stärker werdenden Durchdringung erneuerbarer Energien spielt der ökonomische Umgang mit dem häuslichen Energiekonsum eine immer stärker werdende Rolle. Hierbei nimmt die benutzerfreundliche Steuerung von elektrisch steuerbaren Geräten sowie die benutzerfreundliche Darstellung des jeweiligen Energieverbrauchs des zu steuernden Geräts bzw. des aktuellen Energiepreises eine zentrale Rolle ein.
-
Deshalb ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung von elektrisch steuerbaren Geräten zu schaffen, die sich durch eine bedarfsorientierte Benutzerschnittstelle auszeichnet.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Transponder gemäß Anspruch 1 oder 2, ein Hausautomatisierungssystem gemäß Anspruch 18 und ein Verfahren zur Steuerung gemäß Anspruch 21 gelöst.
-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen einen Transponder zur Steuerung von elektrisch steuerbaren Geräten, z. B. in einem Überwachungsbereich mit einem Positionsbestimmungselement, einer drahtlosen und bidirektionalen Kommunikationsschnittstelle, einer Benutzerschnittstelle und einem Steuergerät. Hierbei ist das Positionsbestimmungselement ausgebildet, eine aktuelle Position des Transponders (in dem jeweiligen Überwachungsbereich) zu bestimmen. Die Kommunikationsschnittstelle ist ausgebildet, um mit einer Vielzahl von elektrisch steuerbaren Geräten eine Kommunikationsverbindung aufzubauen, wobei das jeweilige elektrisch steuerbare Gerät oder eine jeweilige Funktion des elektrisch steuerbaren Geräts über eine Kennung identifizierbar ist. Mittels des Steuergeräts wird die Kennung des zu steuernden elektrisch steuerbaren Geräts erfasst und basierend auf der erfassten Kennung und der aktuellen Position der Benutzerschnittstelle eine Bedienelementbelegung zugeordnet. Bei Benutzereingabe (mittels der Benutzerschnittstelle) übermittelt das Steuergerät über die Kommunikationsschnittstelle einen der Bedienelementbelegung zugeordneten Steuerbefehl an das elektrisch steuerbare Gerät.
-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung basieren auf der Erkenntnis, dass eine Benutzerschnittstelle eines mobilen Transponders, die z. B. einen Touch-Ring (berührungsempfindliche, ringförmige Fläche) als Eingabegerät und LEDs zur Informationsdarstellung umfasst, zur Steuerung von unterschiedlichen elektrisch steuerbaren Geräten sehr einfach und dadurch benutzerfreundlich gestaltet werden kann, indem bei der Bedienelementbelegung der jeweilige Gerätetyp mit berücksichtigt wird. Deshalb wird zur Bedienelementbelegung eine Kennung des elektrisch steuerbaren Geräts, mit dem eine Kommunikationsverbindung aufgebaut ist bzw. werden soll, ermittelt. Hierbei erfolgt der Aufbau der Kommunikationsverbindung drahtlos, so dass der Transponder mobil ist. Da sich häufig mehrere mögliche zu steuernden Geräte in Kommunikationsreichweite befinden, erfolgt die Auswahl des jeweiligen zu steuernden Geräts in Abhängigkeit von der ermittelten aktuellen Position des mobilen Transponders, wobei die Geräte, die sich in der näheren Umgebung des Transponders befinden, zu dem Überwachungsbereich der Transponder hinzugefügt werden und so bevorzugt gesteuert bzw. ausgelesen werden können. Der Transponder bietet zudem die Möglichkeit, zwischen den einzelnen Geräten in dem jeweiligen Überwachungsbereich hin und her zu schalten. Folglich wird eine Eingabeeinheit zur Steuerung von unterschiedlichen Geräten geschaffen, sodass der Nutzer sich nur auf eine Steuerungslogik, nämlich auf die des Transponders, einstellen muss. Durch die Positionsbestimmung integrieren sich der Transponder und damit die Bedienung der zu steuernden Geräte in den natürlichen Bewegungsablauf des Nutzers. Ein weiterer Vorteil des Transponders besteht darin, dass durch die geringe Komponentenanzahl, die alle für sich keinen hohen Energieverbrauch aufweisen, eine kompakte Bauweise und hohe Mobilität des Transponders gewährleistet wird. Folglich kann dieser praktisch immer mit dem Nutzer, z. B. am Schlüsselbund oder in eine Uhr integriert, mitgeführt werden.
-
Die Bidirektionalität der Kommunikationsverbindung schafft die Voraussetzung dafür, dass einerseits Steuerbefehle an das ausgewählte Gerät gesendet werden können und gleichzeitig Informationen von denn zu steuernden Gerät, wie z. B. ein aktueller Energieverbrauch, empfangen werden können. Zur Darstellung von Informationen, wie z. B. des aktuellen Energieverbrauchs, und zur Auswahl des jeweiligen zu steuernden Gerätes, sobald mehrere zu steuernde Geräte im Überwachungsbereich vorhanden sind, kann die Benutzerschnittstelle entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen als Anzeige, berührungsempfindliche Anzeige oder als Anordnung einer Vielzahl von (mehr-)farbigen Leuchtdioden ausgeführt sein. Insbesondere kann durch die Möglichkeit der Farbdarstellung ein einfaches und intuitiv verständliches Feedbacksystem für Informationen, wie z. B. hinsichtlich eines aktuellen Energieverbrauchs des zu steuernden Geräts oder eines aktuellen Energiepreises, geschaffen werden. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen können anstelle oder zusätzlich zu der Farbcodierung des aktuellen Energieverbrauchs auch akustische Signale (z. B. PIP-Ton) oder haptische Signale (z. B. Vibration) eingesetzt werden. Diese werden bei Erreichen einer Meldeschwelle (z. B. für einen aktuellen Energiepreis) an den Benutzer ausgegeben.
-
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann der Transponder eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die ausgebildet ist, sowohl im Nahfeld als auch im Fernfeld eine Kommunikationsverbindung aufzubauen und so gleichzeitig mit unterschiedlichen Geräten über unterschiedliche Kommunikationsstandards (z. B. ZigBee, WLAN oder RFID) eine Kommunikationsverbindung aufzubauen. Also können unterschiedliche Geräte und Funktionen aus unterschiedlichen Gewerken, z. B. Unterhaltungselektronik, AAL, Heizung, Klimatisierung, Beleuchtung und Sicherheit gesteuert werden. Ferner bietet diese multifunktionale Kommunikationsschnittstelle die Möglichkeit der zukünftig Erweiterbarkeit bzw. Ausbaubarkeit für zukünftige elektrisch steuerbare Geräte und zukünftige Protokolle, wie z. B. offenen Standards oder Protokolle mit gleichem Grundwortschatz (Ontologie).
-
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen schafft die vorliegende Erfindung ein Hausautomatisierungssystem mit dem oben genannten Transponder und einer Energiemanagement-Einheit. Die Energiemanagement-Einheit weist eine weitere drahtlose und bidirektionale Kommunikationsschnittstelle auf und ist ausgebildet, mit dem Transponder eine Kommunikationsverbindung aufzubauen, um so Informationen und/oder Steuerbefehle auszutauschen. Somit kann der Transponder eine Information über den aktuellen Energiepreis, z. B. direkt von dem Energielieferanten, erhalten und mittels des Transponders darstellen oder auf Basis der Preisinformation die zu steuernden Geräte direkt, d. h. automatisch, steuern.
-
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung von elektrisch steuerbaren Geräten. Das Verfahren weist den Schritt des Aufbauens einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zu einem elektrisch steuerbaren Gerät einer Vielzahl von elektrisch steuerbaren Geräten auf, wobei eine jeweilige Funktion des elektrisch steuerbaren Geräts über eine Kennung identifizierbar ist. Ferner umfasst das Verfahren die Schritte des Bestimmens einer aktuellen Position, des Erfassens einer Kennung des zu steuernden elektrisch steuerbaren Geräts, des Zuordnens einer Bedienelementbenutzerschnittstelle basierend auf der erfassten Kennung und der aktuellen Position der Benutzerschnittstelle, des Aufbauens einer drahtlosen und bidirektionalen Kommunikationsverbindung (22) zu dem elektrisch steuerbaren Gerät (12) entsprechend der erfassten Kennung und den Schritt des Übermittelns eines der Bedienelementbewegung zugeordneten Steuerbefehls an das elektrisch steuerbare Gerät bei Benutzereingabe.
-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 ein schematisches Blockschaltbild eines Transponders zur Steuerung von elektrisch steuerbaren Geräten gemäß einem Ausführungsbeispiel;
-
2a ein schematisches Blockschaltbild eines Transponders gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
-
2b eine schematische Außenansicht des Transponders aus 2a; und
-
3 ein schematisches Blockschaltbild eines Hausautomatisierungssystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
-
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass gleichwirkende oder gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander angewendet werden kann bzw. austauschbar ist.
-
1 zeigt einen Transponder 10 zur Steuerung eines elektrisch steuerbaren Geräts 12, wie z. B. eines Kochfeldes. Der Transponder 10 weist das Positionsbestimmungselement 14, eine drahtlose bidirektionale Kommunikationsschnittstelle 16, eine Benutzerschnittstelle 18 (UI) und ein Steuergerät 20 auf. Aber das Steuergerät 20 sind das Positionsbestimmungselement 14, die Kommunikationsschnittstelle 16 und die Benutzerschnittstelle 18 miteinander vernetzt, so dass diese untereinander kommunizieren können. Die Benutzerschnittstelle 18 weist bevorzugterweise ein Bedienelement 18b bzw. Touch-Ring zur Benutzereingabe und eine Anzeige 18a zur Informationsdarstellung auf, kann allerdings auch nur als Bedienelement 18b, z. B. nur Touch-Ring realisiert sein.
-
Über die Benutzerschnittstelle 18 ist es möglich, das elektrisch steuerbare Gerät 12 zu bedienen bzw. fernzusteuern. Hierzu wird über die Kommunikationsschnittstelle 16 zwischen dem Transponder 10 und dem elektrisch steuerbaren Gerät 12 bzw. der Kommunikationsschnittstelle 12a des elektrisch steuerbaren Geräts 12 eine bidirektionale und drahtlose Kommunikationsverbindung 22 aufgebaut. Diese Kommunikationsverbindung 22 wird bevorzugterweise nur dann aufgebaut, wenn sich das elektrisch steuerbare Gerät 12 im Überwachungsbereich des Transponders 10 befindet. Hierzu ermittelt der Transponder 10 mittels des Positionsbestimmungselements 14 die aktuelle Position des Transponders 10 und fragt eine Zuordnung der aktuellen Position und der steuerbaren Geräte 12 im aktuellen Überwachungsbereich ab. Die Positionsdetektion (bzw. Raumdetektion) kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass je Raum ein raumspezifisches Signal, z. B. ausgesendet von einer Energiemanagement-Einheit (nicht dargestellt), empfangbar ist. Die Zuordnung zwischen der aktuellen Position und der steuerbaren Geräte 12 ist beispielsweise in einer Datenbank hinterlegt, die entweder im Speicher des Transponders 10 direkt abgelegt ist oder auf die mittels der Kommunikationsschnittstelle 16 zugegriffen werden kann. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Zuordnung entweder für das entsprechende Hausautomatisierungssystem vorgegeben ist oder durch den Transponder 10 ermittelt bzw. erlernt wird. Sozusagen ist der Transponder 10 ausgebildet, um eine Vielzahl von unterschiedlichen elektrisch steuerbaren Geräten mit teilweise unterschiedlichen Funktionalitäten zu steuern, wobei jedes einzelne Gerät 12 der Vielzahl der elektrisch steuerbaren Geräte über eine Kennung 12b identifizierbar bzw. ansprechbar ist.
-
Durch die Kennung 12b, die ebenfalls in der Datenbank hinterlegt sein kann, sind dem Steuergerät 20 Gerätetyp und eine damit verbundene Funktionalität (zu steuernde Funktionen) bekannt. Also kann das Steuergerät 20 bei einer über die Kommunikationsschnittstelle 22 erfassten Kennung 12b der Benutzerschnittstelle 18 bzw. dem Bedienelement 18b eine auf das jeweils zu steuernde Gerät 12 angepasste Bedienelementbelegung zuordnen. Hierbei können beispielsweise immer nur die wichtigsten bzw. am häufigsten genutzten Funktionen dem Bedienelement 18b zugeordnet werden. Beispiele hierfür sind das An- und Ausschalten der vier Kochplatten des elektrisch zu steuernden Geräts 12, wobei mit den gleichen Bedienelementen 18b auch „lauter”, „leiser” und die Programmwahl einer Unterhaltungselektronik gesteuert werden können, wenn der Transponder 10 mit einer Unterhaltungselektronik gekoppelt ist bzw. das Gerät anspricht, das über seine Kennung als Unterhaltungselektronik gekennzeichnet ist. Somit erfolgt abhängig von der erfassten Kennung 12b bei Benutzereingabe (Bedienung des Bedienelements 18b) eine Übermittlung eines Steuerbefehls (über die Kommunikationsverbindung 22) an das jeweilige gekoppelte Gerät. Diese positionsabhängige Programmierung der Bedienelementbelegung bietet den Vorteil, dass mit einem Transponder unterschiedliche Geräte mit unterschiedlichen Funktionalitäten bedient werden können ohne dass der Benutzer einen aufwändige Auswahlprozedur des jeweiligen zu steuernden Gerätes durchführen muss.
-
An dieser Stelle sei angemerkt, dass entsprechend Ausführungsbeispielen das Positionsbestimmungselement 14 im einfachsten Fall die Position auf Basis von sich im Überwachungsbereich befindlichen (erkannten) elektrisch steuerbaren Geräten, zu denen eine Funkverbindung aufbaubar ist, bzw. auf Basis der erkannten oder erfassten Kennungen im Überwachungsbereich ermittelt. Diese sogenannte Peer-to-Peer-Prinzip basiert darauf, dass für jede potentielle Kommunikationsverbindung zu einem der Geräte (bzw. zu der Kommunikationsschnittstelle des jeweiligen Geräts), die über die Kennung eindeutig dem zu steuernden Gerät zugeordnet werden kann, eine Signalstärke ermittelt wird. Durch Kombination der einzelnen Signalstärken ist es möglich, die Position des Transponders 10 im Überwachungsbereich bzw. im Raum, der durch die Vielzahl an elektrisch steuerbaren Geräten aufgespannt wird, zu detektieren.
-
Entsprechend Ausführungsbeispielen kommt als Eingabegerät 18b bevorzugt ein Touch-Ring zum Einsatz. Dieser stellt ein rundes, berührungsempfindliches Sensorfeld dar, das Kreisbewegungen in Steuerbefehle (z. B. Linksbewegung = „leiser”, Rechtsbewegung = ”lauter”) wandelt. Hierzu weist dieser z. B. eine Spule auf, mittels welcher die kreisende Bewegung des Fingers induktiv detektiert wird und hinsichtlich Drehrichtung und/oder Geschwindigkeit ausgewertet werden.
-
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann der Transponder 10 eine Anzeige 18a als Bestandteil der Benutzerschnittstelle 18 aufweisen, über die Informationen, die z. B. ein Status des erfassten Geräts bzw. des zu steuernden Geräts 12 angezeigt werden können. Ferner ist es über diese Anzeige 18a auch möglich, um dem Benutzer eine Auswahl der Vielzahl von elektrisch steuerbaren Geräten im Überwachungsbereich darzustellen und so in Abhängigkeit von einer Benutzereingabe ein zu steuerndes Gerät 12 selektiv zu erfassen. Für die Realisierung der Benutzerschnittstelle 18 gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, wie im Folgenden noch näher ausgeführt wird. Eine Möglichkeit besteht darin, ein berührungsempfindliches Display 18 vorzusehen, der die Funktionen von Bedienelement 18b und Anzeige 18a vereint, oder einen Tastenfeld und einzelnen LEDs einzusetzen.
-
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen weist der Transponder 10 eine Stromversorgung 24 auf, die ausgebildet ist, das Positionsbestimmungselement 14, die Kommunikationsschnittstelle 16, die Benutzerschnittstelle 18 und das Steuergerät 20 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Stromversorgung 24 kann als Batterie, z. B. Handelsübliche Knopfzelle, oder wiederaufladbare Batterie ausgeführt werden.
-
Bezug nehmend auf 2a und 2b wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Transponders 10 erörtert, wobei 2a eine Blockdarstellung der Funktionsgruppen des Transponders 10 darstellt, während 2b eine Außenansicht desselben zeigt. Der grundsätzliche Aufbau entspricht dem bzgl. 1 erläuterten.
-
2a zeigt den Transponder 10, bei dem die Kommunikationsschnittstelle 16 und das Positionsbestimmungselement 14 in einem Element kombiniert sind. Die Kommunikationsschnittstelle 16, die hier als Positionsbestimmungselement 14 entsprechend dem oben erläuterten Peer-to-Peer-Verfahren eingesetzt wird, vereint in sich unterschiedliche Kommunikationsstandards, so dass dieses sowohl im Nahfeld als auch im Fernfeld oder nur im Nahfeld und im Fernfeld mittels ZigBee, (aktives) RFID, Infrarot, oder einem anderen Standard kommunizieren kann.
-
Ferner umfasst der Transponder 10 den zentralen Mikrocontroller 20 sowie eine Stromversorgung 24, wobei die Stromversorgung 24 einen Akku 24a und einen Energieharvester 24b aufweist. Der Energieharvester 24b ist ausgebildet, beispielsweise mittels eines Schwingrades eine mechanische Energie aus einer Bewegung in eine elektrische Energie umzuwandeln und diese in den Akku 24a oder einen Kondensator zwischenzuspeichern. Ebenso ist es möglich, dass die elektrische Energie auf Basis eines elektrischen Feldes, wie es durch die Kommunikationsverbindung 22 vorherrscht, generiert wird (vgl. passive RFID Transponder). Dies bietet den Vorteil, dass der Transponder 10 energieautark arbeiten kann. Ferner sei angemerkt, dass anstelle des Energieharvesters 24b eine Ladeschnittstelle vorgesehen sein kann, die beispielsweise ein induktives Laden ermöglicht. Es sei angemerkt, dass, wie bei dem Ausführungsbeispiel aus 1 alle genannten Module 14, 16 sowie die Benutzerschnittstelle 18 sowie das Steuergerät 20 über den Akku 24a mit der Energieversorgung 24 verbunden sind.
-
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Benutzerschnittstelle 18 drei Einzelmodule, nämlich eine berührungsempfindliche Anzeige 18a (OLED-basiertes Display, Epi-Einheit), das berührungsempfindliche Bedienelement 18b (Touch-Ring) und eine Vielzahl von Leuchtdioden 18c auf. Typischerweise sind der Touch-Ring 18b und die Vielzahl der Leuchtdioden 18c konzentrisch angeordnet, so dass diese eine gemeinsame Einheit darstellen. Wie bereits oben erläutert, steuert das zentrale Steuergerät 20 die Bedienelementbelegung und Informationsdarstellung der Benutzerschnittstelle 18 abhängig von der Position und der erfassten Kennung und leitet Benutzereingaben als Steuerbefehle an das zu steuernde Gerät über die Kommunikationsschnittstelle 16 weiter. Hierbei wird der Touch-Ring 18b, der auf kreisende Bewegungen reagiert, hinsichtlich seiner Funktionsweise und Interaktionsmöglichkeit so adaptiert, dass er je nach erfasster Kennung z. B. zur Temperatureinstellung bei einer Waschmaschine und im Wechsel zur Lautstärkeregelung bei einer Stereoanlage fungiert. Also sind über kreisenden Bewegungen entlang des Gehäuserands Funktionen wie „vorwärts/rückwärts”, „höher/niedriger”, „wärmer/kälter” und „lauter/leiser” realisierbar. Der eingestellte Wert kann mittels der Vielzahl der Leuchtdioden 18c dem Benutzer dargestellt werden. Als sekundäres Eingabegerät dient in diesem Ausführungsbeispiel z. B. zur Geräteauswahl die berührungsempfindliche Anzeige 18a, die ein Betätigen, z. B. zur Bestätigung der Geräteauswahl, und/oder Bewegungen, z. B. zum Blättern der Geräteauswahl, erkennen kann. Darüber hinaus bietet die berührungsempfindliche Anzeige 18a die Möglichkeit, Informationen, z. B. über das beispielsweise aktivierte oder zur Auswahl stehende Geräte, grafisch oder in textueller Form darzustellen. Ferner können, wie bereits oben angesprochen, auch Informationen, die von dem zu steuernden Gerät empfangen werden (aktueller Energieverbrauch), angezeigt werden, obwohl derartige Informationen bevorzugterweise über die Vielzahl der farbigen bzw. mehrfarbigen Leuchtdioden 18c dargestellt werden. Die Vielzahl der Leuchtdioden 18c sind kreisförmig in Form eines Ringes des runden Transponders 10 angeordnet. Hierbei kann eine benutzerdefinierte Farbabstufung eingesetzt werden, so dass beispielsweise ein hoher Energieverbrauch mit einer roten Farbgebung verknüpft ist, während ein niedriger (mittlerer) Energieverbrauch mit einer grünen (gelben) Farbgebung verbunden ist. Die genaue Codierung der Information kann benutzerspezifisch variiert werden (z. B. Blinken, Ringschweif oder eine andere Lichtsequenz bzw. Farbcodierung). Zusätzlich können über die berührungsempfindliche Anzeige 18a oder über die Vielzahl der Leuchtdioden 18c weitere energieeffizienzrelevante Informationen, wie z. B. über einen aktuellen Stromtarif oder über aktuell entstehende Energiekosten (Kombination aus Stromtarif und Energieverbrauch) dargestellt werden. Es sei ferner angemerkt, dass derartige Informationen entweder automatisch oder bei Benutzerabruf von den Transponder 10 den Benutzer zur Verfügung gestellt werden können.
-
2b zeigt eine mögliche Realisierung des Transponders 10 aus 2a, der z. B. eine runde Bauform in der Größe eines Schlüsselanhängers aufweist, so dass dieser mittels einer Öse (nicht dargestellt) an einen Schlüsselbund befestigt werden kann. Hier ist die berührungsempfindliche Anzeige 18c in der Mitte angeordnet, während der sogenannte „Touch-Ring” 18b und 18a zur Benutzereingabe und visuellen Informationsdarstellung mittels Farbcodierung über die gesamte Fläche um den Displayer herum angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass der hier illustrierte „Touch-Ring” eine Kombination des Bedienelements 18b und der Vielzahl an Leuchtdioden 18c darstellt. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass die Benutzerschnittstelle 18 auch über ein optionales Sprachausgabeelement 18f, z. B. in Form eines Lautsprechers, aufweist, welches ausgebildet ist, die von dem zu steuernden Gerät empfangenen Informationen mittels eines akustischen Signals auszugeben oder ein akustisches Signal bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts, z. B. eines maximalen Energieverbrauchs oder eines maximalen Energiepreises, ertönen zu lassen. Ebenso wäre es alternativ denkbar, dass das Modul 18f als Vibrationseinheit ausgeführt sein kann, so dass bei Erreichen der Meldeschwelle ein haptisches Signal in Form einer Vibration ausgegeben wird.
-
Auch wenn die Benutzerschnittstelle 18 hier so dargestellt wurde, dass diese drei Einzelmodule, nämlich die Anzeige 18a (Epi-Einheit), den Touch-Ring 18b und die Leuchtdioden-Anordnung 18c umfasst, sei angemerkt, dass die Benutzerschnittstelle 18 entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen auch als eine Einheit, z. B. als Touch-OLED, ausgeführt sein kann, in der die Funktionen der drei Funktionsblöcke 18a, 18b und 18c vereint sind. Als zusätzliches Bedienelement kann der Transponder 10 bzw. die Benutzerschnittstelle 18 ein Gyroskop 18d und/oder eine Spracheingabe 18e aufweisen. Das optionale Gyroskop 18d kann als zusätzliches Bedienelement genutzt werden. Hierbei ist das Gyroskop mehrdimensional ausgeführt, so dass beispielsweise Bewegung in einer der drei Achsen oder eine Rotationsbewegung oder eine Translationsbewegung in ein Steuersignal umgewandelt werden kann. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen kann die Bedienung des Transponders 10 auch mittels Sprachbefehlen erfolgen, die über das Spracheingabeelement 18e erkannt werden können.
-
Es sei angemerkt, dass die mittels des Gyroskops 18d ermittelten Bewegungsinformationen auch zur Positionsbestimmung genutzt werden können. Deshalb ist das Positionsbestimmungselement 14 ferner dazu ausgebildet, die Bewegungsinformationen und/oder eine Winkelinformation von dem des Gyroskop 18d abzufragen und so eine Positionsinformation zu ermitteln. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, dass durch Richten des Transponders 10 oder Zeigen mit dem Transponder 10 auf ein zusteuerndes Gerät das zusteuernde Gerät ausgewählt wird. Also ist der Transponder 10 mit dem Gyroskop 18d ausgebildet, um das jeweilige Gerät in der Zeigerichtung zu ermitteln. Somit kann entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen der Display 18a entfallen, so dass die Zuordnung bzw. die Auswahl des zu steuernden Geräts nur durch Zeigebewegung erfolgen könnte. Dies bietet den Vorteil, dass der Energieverbrauch reduziert ist, was die Mobilität erhöht. Da bei dem dargestellten Transponder 10 der Touch-Ring 18b und 18c die integrierten Leuchtdioden 18c aufweist, kann der Transponder 10 dennoch dem Benutzer eine einfache und intuitiv verständliche Feedbackinformation, z. B. über den aktuellen Energieverbrauch im Überwachungsbereich, in abstrahierter Form zurückgeben.
-
3 zeigt ein Haus mit einem Hausautomatisierungssystem 27, bei dem der Transponder 10, das steuerbare Gerät 12 zusammen mit einer Energiemanagement-Einheit 28 bzw. Basisstation zum Einsatz kommt. Der Transponder 10 ist mit der Energiemanagement-Einheit 28 bzw. Basisstation über eine drahtlose Kommunikationsverbindung gekoppelt und kann beispielsweise über die Energiemanagement-Einheit 28 zusätzliche Geräte 12' (Beleuchtung), die nicht über eine eigene Kommunikationsschnittstelle verfügen, steuern. Ferner können von der Energiemanagement-Einheit 28 energiebezogene Informationen, wie z. B. über einen aktuellen Stromtarif, die beispielsweise von dem Energielieferanten über das Energienetz ausgesendet werden, an den Transponder übermittelt werden. Hierdurch ist es möglich, den Benutzer des Transponders 10 direkt ein Feedback über einen aktuellen Energieverbrauch und einen aktuellen Energiepreis, der z. B. Netzsituationsabhängig ist, in kombinierter Form zur Verfügung zu stellen, so dass dieser seinen Energiekonsum auf die aktuelle Netzsituation einstellen kann. Somit kann der Energielieferant dem Endkunden eine Information über die aktuelle Netzsituation bzw. über den aktuellen Energiepreis zur Verfügung stellen und folglich regulierend auf den Endkunden und seinen Energiekonsum einwirken. Dazu wäre denkbar, dass der Energielieferant den Energietarif über den Tag hinweg dynamisch angepasst, wobei beliebige Wechselintervalle (z. B. von 15 Minuten oder im Extremfall von 500 Millisekunden) möglich wären. Es sei angemerkt, dass die Energiemanagement-Einheit 28 entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen in ein zu steuerndes Gerät, welches über eine erweiterte Funktionalität verfingt, integriert sein kann. Insofern kann das Hausautomatisierungssystem 27 auch durch einen Transponder 10 und ein zu steuerndes Gerät mit der Funktionalität der Energiemanagement-Einheit 28 gebildet sein.
-
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen wäre es möglich, dass die zu steuernden Geräte 12 und 12' direkt in Abhängigkeit von dem aktuellen Energietarif über den Transponder 10, d. h. tarifoptimiert, gesteuert werden, so dass Verbraucher die nicht direkt benötigt werden (Spülmaschine) bei hohen Strompreisen deaktiviert werden. Hierbei können von dem Benutzer vorab eingestellte Vorausgaben berücksichtigt werden.
-
Da der Transponder 10 mobil ist und so immer bei dem Benutzer mitgeführt werden kann, kann der Transponder 10 entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen die Position des Benutzers bestimmen bzw. tacken und die zu steuernden Geräte 12, 12' in Abhängigkeit von der bestimmten Position je nach Bedarf automatisch steuern. Insofern wäre es beispielsweise denkbar, dass der Verbraucher 12' (Beleuchtung) ausgeschaltet wird, sobald der Transponder 10 sich von der Energiemanagement-Einheit 28 entfernt, und ein bisher deaktiviertes Licht 12''' eingeschaltet wird, wenn der Transponder 10 in einen weiteren Überwachungsbereich eines optionalen Raumdetektionssensors 29 in einem weiteren Raum) eindringt. An dieser Stelle sei, dass die Funktionalität (Erkennung des Überwachungsbereich) eines solchen Raumdetektionssensors 29 auch durch das zu steuernden Geräte 12' abgebildet werden kann, das eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, so dass der dargestellt Raumdetektionssensor 29 entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen entfallen kann, wenn ein „intelligentes” Gerät im Raum oder angrenzend zum Raum vorhanden ist. Der optionale Raumdetektionssensor 29 sowie die zu steuernden Geräte 12 und 12'', die über eine eigene Kommunikationsschnittstelle verfügen, sind ferner dazu ausgebildet, Informationen und/oder Steuersignale zwischen dem Transponder 10 und Energiemanagement-Einheit 28, gegebenenfalls unter Nutzung weiterer Raumdetektionssensoren (nicht dargestellt) oder zu steuernder Geräte (nicht dargestellt), weiterzuleiten (vgl. Peer-to-Peer-Prinzip bzw. Multi-Hopping-Prinzip). Somit kann an jedem Ort in dem Haus eine Kommunikationsverbindung zwischen Transponder 10 und der Energiemanagement-Einheit 28 des Hauses hergestellt werden. Durch diese Raumerkennung ist es analog möglich, die Heizungs- und Klimasteuerung innerhalb des Hausautomatisierungssystems 27 zu realisieren, so dass die Temperatur bzw. die abgegebene Wärmeleistung des Heizkörpers 12'' erhöht wird, sobald der Transponder 10 sich in der Nähe der zu steuernden Heizung 12'' befindet. Hierbei kann die gewünschte Raumtemperatur vorab raumselektiv in dem Transponder 10 oder in der Energiemanagement-Einheit 28 hinterlegt sein. Bei Bedarf hat der Benutzer z. B. über den Touch-Ring des Transponders 10 eine Beeinflussungsmöglichkeit, so dass er die gewünschte Raumtemperatur situationsbedingt anpassen kann.
-
Bezug nehmend auf 3 wird angemerkt, dass einige Funktionen, wie z. B. der Algorithmus für die Positionsbestimmung ausgelagert sein können und auf der Energiemanagement-Einheit 28 bzw. dein Raumdetektionssensor 29 ausgeführt werden. Ebenso ist es denkbar, dass die Energiemanagement-Einheit 28 eine Datenbank aufweist, in der der Zusammenhang zwischen der jeweiligen Kennung des zu steuernden Geräts bzw. des zu steuernden Geräts und der (Tasten-)Belegung gespeichert ist.
-
Es sei ferner angemerkt, dass die Energiemanagement-Einheit 28 eine Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen aufweisen kann, so dass ein Netz zur Positionsbestimmung des Transponders 10 aufgespannt wird. Ferner können allerdings auch die Kommunikationsschnittstellen der zu steuernden Geräte 12 und 12'' als zusätzliche Kommunikationsschnittstellen für die Positionsbestimmung dienen. Des Weiteren kann die Energiemanagement-Einheit 28 auch eine Schnittstelle zur Anbindung des Hausautomatisierungssystems 27 an bereits bestehende Systeme, wie z. B. KNX-Systeme, aufweisen.
-
Bezug nehmend auf 1 sei angemerkt, dass es nicht zwingend notwendig ist, dass die Zuordnung zwischen zu steuerndem Gerät, Kennung und zu steuernder Funktionalität in einer Datenbank gespeichert werden muss, so dass es entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen möglich ist, dass das Steuergerät 20 auf Basis der erfassten Kennung 12b direkt die zu steuernden Funktionen ermittelt.
-
Es sei ferner angemerkt, dass die Bedienelementbelegung und die Darstellung der Informationen (genutzten Farben, usw.) entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen benutzerspezifisch angepasst werden können. Diese Information über benutzerspezifische Anpassung kann in der Datenbank, in der auch die Zuordnung gespeichert ist, hinterlegt sein.
-
Es sei ferner angemerkt, dass bei dem Bezug hiermit auf 1, 2a und 2b dargestellten Transponder bevorzugterweise Kommunikationsschnittstellen zum Einsatz kommen, die auf leistungsintensive Kommunikationschipsätze, wie z. B. GSM oder UMTS Chipsätze verzichten, so dass zwar eine gewerkübergreifende, aber dennoch energieeffiziente Kurz- und Mittelstreckenkommunikation realisiert werden kann. Auch wenn bei den oben genannten Kommunikationsstandards, insbesondere Funkstandards genannt worden sind, die sichtunabhängig arbeiten, kann die Kommunikationsschnittstelle auch eine Infrarotschnittstelle umfassen, mittels der beispielsweise herkömmliche Elektronik (LCD-TV, etc.) eingebunden bzw. gesteuert werden kann. Ferner sei angemerkt, dass der Transponder nicht auf die Steuerung von Komfortfunktionen im Haus (Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte, Licht, Klimaanlage, Heizung, Ambient Assisted Living (AAL)) eingeschränkt ist, sondern auch weitere Anwendungsgebiete, wie z. B. Sicherheitstechnik, von dem Transponder 10 abgedeckt werden. Insofern wäre es alternativ denkbar, dass der Transponder als Schlüssel bzw. elektronisches Schlüsselsystem für die Haustür oder für ein Fahrzeug eingesetzt wird.
-
Insofern wäre es auch denkbar, dass der Transponder Informationen über ein sich nicht im Haus befindliches zu steuerndes Gerät bereitstellt, wie z. B. den Ladezustand eines Elektrofahrzeuges. Ferner wären dann auch über den Transponder die einzelnen „Vehicle-to-Grid”-Szenarios auswählbar, so dass der Benutzer mittels des Transponders die im Elektrofahrzeug gespeicherte Energie zur Rückspeisung in das Netz freigeben kann. Somit wäre der Transponder nicht nur als Steuerungs- und Feedbacksystem in der Smarthome-Umgebung einsetzbar, sondern würde gleichzeitig die Funktionalität des Autoschlüssels übernehmen. Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen wäre es auch denkbar, auf denn Transponder persönliche Daten, wie z. B. Zahlungsinformationen, zu hinterlegen, so dass mit dem Transponder beispielsweise eine öffentliche Ladestation für ein Elektrofahrzeug aktivierbar wäre. Insofern würde der Transponder gegenüber der Ladestation zur Identifikation, Steuerung und Ladezustandsanzeige dienen.
-
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Transponder als Eingabegerät für einen Computer (vgl. Maus) benutz werden. Die Bewegung des Transponders könnte beispielsweise über das optionale Gyroskop ermittelt werden, wobei der Transponder mit einer Funkverbindung, z. B. einer Bluetooth-Verbindung mit dem jeweiligen Computer verbunden ist.
-
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block oder ein Bauelement eine Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschritts zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurde, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmale einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder andere der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie z. B. einen Mikroprozessor, eine programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
-
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums beispielsweise eines EPROMs oder eines Flash-Speichers, auf dem elektronisch schließbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
-
Nachfolgend werden die Erfindung sowie die daraus resultierenden Vorteile in anderen Worten zusammengefasst. Der Transponder schafft ein Steuerungs- und Feedbacksystem, das dem Benutzer einen erhöhten Handlungseinfluss auf das technische System „Smartgrid” bzw. „Smarthome” ermöglicht. Hierbei wird dem Benutzer durch das Feedbacksystem des Transponders die notwendige Information zur Verfügung gestellt, so dass dieser abhängig hiervon Einfluss auf das System nehmen kann bzw. einzelne zu steuernde Geräte steuern kann. Durch automatische Routinen wird ein Energieassistenzsystem geschaffen, wie es zukünftig in Eigenheimen Einzug halten könnte, das auf die Bedürfnisse der Bewohner angepasst werden kann. Somit können thermische und elektrische Systeme durch die Interaktion zwischen dem Bewohner und der Smarthome-Technologie auf den Nutzer angepasst werden, was zu einer gesteigerten Effizienz dieser Systeme führt.
-
Konkret heißt das, dass der Transponder mobil und gegebenenfalls auch energieautark ist, damit dieser immer dem Bewohner zur Verfügung steht und so dem Nutzer immer die Kontrollmöglichkeit bietet. Ferner können über den portablen Transponder auch Rückmeldungen von zu steuernden Geräten gegeben werden. Hierbei weist der Transponder folgende teilweise optionale Merkmale auf:
- – einfache Feedbackfunktionen durch Informationswiedergabe mittels Farbspektren und Farbwechsel. Die Farbinformationen sollen hierbei die Eigenschaften einfacher „Ampelsignale” (rot, gelb, grün) übersteigen und Abstufungen zwischen den Farben und eine breitere Farbvielfalt erlauben.
- – Anpassung der Informationstiefe (z. B. widergespiegelt durch Anzahl der verwendeten Farben) auf die Art der Rückmeldung (Feedback thermisch, elektrisch; Feedback aktuelle Tarife; Rückmeldung über eigene Steuerung).
- – einfache Steuerung über ein multifunktionales Eingabesystem: Das könnte im einfachsten Fall ein Druckknopf sein oder ein Touch-System, wie zum Beispiel beim iPod-Shuffle. Intuitives Steuern durch Streichbewegungen kann so realisiert werden.
- – Ermöglichung von Nah-(z. B. RFID oder Infrarot) und Fernkommunikation (z. B. ZigBee). Somit könnte die Heizungssteuerung über den Transponder z. B. mittels ZigBee implementiert werden, während elektrische Haushaltsgeräte mittels z. B. RFID oder Infrarot angesteuert werden könnten.
- – der Transponder ändert seine Steuer- und Feedbackfunktionen in Abhängigkeit des zu steuernden Systems (Herd, Waschmaschine, TV, Heizung, ...) und der damit verbundenen (Unter-)Funktion. Im Falle einer Direktkommunikation erkennt der Transponder das zu steuernde Gerät, indem der Nutzer den Transponder direkt vor das Gerät hält.
- – Ansteuerung spezifischer Funktionen eines Geräts durch Ausrichtung des Transponders auf Geräteteile (im Falle eines Herdes: Bedienung der einzelnen Kochplatten durch Ausrichtung des Transponders auf spezifische Herdplatte). in der Nahkommunikation erfolgt der gerätespezifische S&F-Wechsel via Bewegungen auf dem Touch-System (vom Nutzer über die Computerschnittstelle individuell definierbar) oder durch eine bestimmte Drückfolge des Transponderbuttons. Dabei ist jedoch in der Nahkommunikation der Grundmodus immer die Heizungssteuerungs- und Feedbackfunktion, in die der Transponder nach kurzer Zeit wieder wechselt (siehe auch Beispiel: Steuerung eines TV-Geräts).
- – Der Transponder zeigt mittels im Button oder Touch-System integrieren Symbolen das Gerät, dessen Steuer- und Feedbackfunktionen im Transponder aktiviert sind. Das Symbol ist dabei im Hintergrund und beeinträchtigt so nicht die Darstellung von Informationen über Farbspektren.
- – Raumdetektionssystem bei aktivierter Heizungssteuerung, welche als Grundfunktion des Transponders immer aktiviert ist (siehe auch Anwendungsszenario „Heizung”).
- – Gewerkübergreifende Steuerung (Heizungssysteme, Elektromobilität, Beleuchtung, Sicherheit, Komfort, Unterhaltung, AAL, ...).
- – Benutzerspezifische Programmierung von Druckfolgen bzw. Touch-Sensorbewegungen sowie verwendete Feedbackfarbskalen des Transponders über eine USB-Computerschnittstelle, die gleichzeitig auch noch Empfänger für den Bewegungssensor ist (siehe Anwendungsszenarien) oder über eine Strichcodeinformation ähnlich wie bei dem neuen iTAN Onlinebanking-Verfahren).
- – Der Nutzer kann den Transponder ggf. drahtlos (z. B. über Bluetooth) an den Computer anschließen, um Steuer- und Feedbackinformationen zu verändern, wie z. B. die Art der Abstraktion der Information mittels Farben (welche Farben, wie viele Farben, welche Farbe für welchen Preis, ...). Da spezifische Informationen, meist in Form von Zahlen (z. B. Tarife) durch eine Codierlogik in Farbspektren übertragen werden, kann diese Logik auch durch den Nutzer abgerufen werden und so ein Verhältnis verbessert werden. Mögliche Trainings zum Erlernen der Abstraktion sind ebenso möglich.
- – Erweiterung der visuellen Feedbackinformation durch akustische Signale und/oder Vibration.
- – Dank Informationsabstraktion hochportables und robustes System, das an den Schlüsselbund passt und dadurch eine ständige Präsens garantiert.
- – Kleine und ergonomische Bauweise
- – Sehr geringer Energieverbrauch (durch Verwendung von energiesparenden Technologien, z. B. Kommunikationsstandard, wie ZigBee/EnOcean oder energiesparende Chips).
- – Energieautarkie durch Energy-Harvesting, z. B. durch ein Schwungrad, das auf der Rückseite des Transponders angebracht ist.
Zusatzinformation: Energy-Harvesting kann auch nur optional als Eigenschaft genannt werden, System kann ebenso nur mit einer Knopfbatterie arbeiten.
- – Eventuell Steuerung über die Bewegung des Transponders mittels eines Bewegungssensors. Führung der Hand mit Transponder, z. B. eine Handbewegung mit dem Transponder nach rechts hat eine spezifische Funktion zur Folge.
-
Der beschriebene Transponder bietet im Gegensatz zu rein Computerbasierten Hausautomatisierungssystemen den Vorteil, dass der Transponder im Gegensatz zum Computer jederzeit, d. h. ohne Hochfahren oder Einloggen verfügbar ist und dem Nutzer so eine Feedbackinformation in einfacher und abstrahierter Form geben kann. Durch Studien wurde belegt, dass diese einfache und abstrahierte Darstellung mittels des beschriebenen Transponders der zu bevorzugende Weg ist, um langfristig und effektiv Feedback-Nuten zu generieren.
