DE102013212105A1

DE102013212105A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Medienzustands

Info

Publication number: DE102013212105A1
Application number: DE201310212105
Authority: DE
Inventors: Richard Fix; Andreas Krauss; Michael Badeja
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-08
Also published as: WO2014206900A1

Abstract

In der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie eine entsprechende Verwendung in einem mobilen Endgerät beansprucht, bei dem aus den Messgrößen eines Mediums eine Medienzustandsgröße abgeleitet wird. Hierzu werden wenigstens zwei Messgrößen durch zwei unterschiedliche Sensoren erfasst. Bei der Ermittlung der Medienzustandsgröße bzw. bei der Ableitung des Zustands des Mediums aus den wenigstens zwei Messgrößen wird ein Vergleich durchgeführt, bei dem überprüft wird, ob ein vorbestimmter und ggf. durch den Nutzer veränderlicher Schwellenwert überschritten wird. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass je nachdem, ob sich der ermittelte Wert der Medienzustandsgröße unterhalb oder oberhalb des Schwellenwertes befindet, kann ein erster oder zweite Zustand ausgegeben werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung Ermittlung des Zustands eines gasförmigen Mediums sowie eine Verwendung in einem mobilen Endgerät.
Stand der Technik
Bekannte Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung einer Luftgüte sind beispielhaft aus der Belüftungssteuerung eines Pkws bekannt. So ist aus der DE 197 09 053 A1 bekannt, die Signale eines Luftgütesensors und eines Feuchtesensors zu verarbeiten und davon abhängig die Belüftung zu steuern. Weiterhin kann die Steuerung auch für Komfortzwecke verwendet werden, indem abhängig von der Feuchte und der Temperatur die Belüftung betätigt wird.
Der Einsatz eines Sensors zur Detektion eines Stoffgemisches zur Betätigung eines Schaltelements in einem Kraftfahrzeug ist aus der DE 102 00 735 A1 bekannt. Hierbei wird ein Metalloxid-Sensor verwendet, um die Konzentration einer vorbestimmte Leitsubstanz aus einem Stoffgemisch zu ermitteln.
Aus der DE 10 2005 042 485 A1 ist eine Sensoranordnung bekannt, bei der auf einem Basissubstratmaterial mehrere Sensorelemente eines Mediensensors integriert sind. Durch diese Integration können mit einem verhältnismäßig kleinem Volumen der zu untersuchende Flüssigkeit bzw. des Mediums alle interessierenden Größen bestimmt werden, wie beispielsweise der Druck, die Viskosität, die Temperatur oder auch die chemischen Parameter.
Offenbarung der Erfindung
In der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie eine entsprechende Verwendung in einem mobilen Endgerät beansprucht, bei dem aus den Messgrößen eines Mediums eine Medienzustandsgröße abgeleitet wird. Hierzu werden wenigstens zwei Messgrößen durch zwei unterschiedliche Sensoren erfasst. Bei der Ermittlung der Medienzustandsgröße bzw. bei der Ableitung des Zustands des Mediums aus den wenigstens zwei Messgrößen wird ein Vergleich durchgeführt, bei dem überprüft wird, ob ein vorbestimmter und ggf. durch den Nutzer veränderlicher Schwellenwert überschritten wird. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass je nachdem, ob sich der ermittelte Wert der Medienzustandsgröße unterhalb oder oberhalb des Schwellenwertes befindet, kann ein erster oder zweite Zustand ausgegeben werden.
Der Vorteil bei diesem Verfahren bzw. bei der damit verbundenen Vorrichtung liegt darin, dass der Nutzer des Verfahrens schnell und einfach über den Medienzustand in seiner Umgebung, z.B. der Umgebungsluft informiert werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch das Durchschreiten des Schwellenwerts als Auslöser für die Ausgabe eines geänderten Zustands des Mediums herangezogen werden. Darüber hinaus ist auch möglich, mehrere Schwellenwerte zu definieren, um je nach Bereich, in dem sich die ermittelte Medienzustandsgröße befindet, einen gesonderten Zustand des Mediums anzuzeigen.
So kann beispielsweise dem Nutzer eines mobilen Endgeräts, z.B. einem Handy, auf dem ein erfindungsgemäßes Verfahren abläuft, über die Umgebungsbedingungen des Mikroklimas und somit über den (individuell empfundenen) Wohlfühlbereich informiert werden. Vorteilhaft ist ein solches Verfahren, wenn Einschränkungen des Wohlbefindens oder der Leistungsfähigkeit zu erwarten sind, beispielsweise beim Sport. Wird der Nutzer so auf eine erhöhte körperliche Belastung aufgrund von Umweltbelastung oder ungünstigen klimatischen Gegebenheiten hingewiesen, kann er sein Verhalten ändern, z.B. den Sport abbrechen oder das Fenster öffnen.
Typische Größen, aus denen sich der Medienzustand ableiten lässt, sind beispielsweise der Druck, die Temperatur, die (Luft-)Feuchte, aber auch eine Gaskonzentration, z.B. CO₂ oder CO.
Weiterhin kann eine Messgröße herangezogen werden, die einen Summenparameter erfasst. Bei einer Erfassung von Summenparametern mit einem Sensor, der auf unterschiedliche Gase gleich oder ähnlich reagiert, können insbesondere auch selten auftretende Änderungen der Luftqualität oder von Luftverunreinigungen mit einem geringen Aufwand detektiert werden. So muß z.B. bei einer Luftverunreinigung mit einem Lösungsmittel aus Putzmitteln oder mit einem Treibgas aus Sprühdosen oder mit Beimengungen von Abgasen nicht für jeden einzelnen Stoff oder für jede Stoffgruppe ein einzelner Sensor vorgehalten werden, sondern es können unterschiedliche Verunreinigungen aus verschiedensten Quellen mit einem oder wenigen Sensoren erfasst werden. Eine solche, unspezifische Erfassung eines Summenparameters liefert allerdings nur begrenzt Informationen über Stoffarten und deren absolute Konzentration, da ein Sensor auf unterschiedliche Stoffe auch mit einer unterschiedlichen Empfindlichkeit reagiert.
Um mehr Information über die Zusammensetzung und die Anwesenheit möglicherweise gefährdender Stoffe zu bekommen, ist zusätzlich zur unspezifischen Erkennung auch die quantitative selektive Erfassung der Konzentration einzelner Leitgase sinnvoll. In Kombination mit einem Sensor, der Summenparameter erfasst, ist es dann aber ausreichend, nur wenige einzelne Gase selektiv zu bestimmen, um dann mindestens die Art und ggf. auch die Höhe der Luftverunreinigung zu bestimmen. So kann z.B. anhand des Signales eines Sensors für ein Summensignal in Verbindung mit den Signalen eines quantitativ und selektiv messenden CO2 und eines quantitativ und selektiv messenden CO Sensors und anhand abgespeicherter Referenzdaten für typische Signalmuster bei bestimmter Gasexposition bestimmt werden, ob und in welcher Gesamtkonzentration Autoabgase, Abgase von Hausbrand oder andere Luftverschmutzungen vorhanden sind. Für diese Erkennung können auch weitere Informationen herangezogen werden, z.B. aus einer Ortsbestimmung und aus einer Berechnung des Abstandes zu einer Straße, dem Verkehrsaufkommen auf dieser Straße und Bestimmung weiterer Parameter, z.B. einer Zeit- und Temperaturbestimmung (Winterzeit mit niedrigen Temperaturen, bei denen Heizungsabgase wahrscheinlich sind o.ä.).
Als weiteres Beispiel kann mit einem unspezifisch messenden Gassensor, der z.B. sämtliche organischen Verbindungen der Umgebungsluft erfaßt, in Verbindung mit selektiv und quantitativ messenden Sensoren für Feuchte und Temperatur ein sehr viel besserer Wert einer Luftqualität bzw. eines Wohlfühlbereichs bestimmt werden als nur mit einer Temperatur- und Feuchtemessung. So wird z.B. eine sehr hohe oder sehr geringe Feuchtigkeit in der Luft bei gleichzeitig vorhandener Luftverschmutzung durch organische Verbindungen, die teils geruchsaktiv sind, als deutlich unangenehmer empfunden als bei einer mittleren Feuchte. Bei einer Berechnung der Luftqualität kann dies entsprechend berücksichtigt werden, so kann z.B. das Intervall für die Feuchte, bei der diese als angenehm empfunden wird, bei einer Berechnung der Luftqualität bei Anwesenheit weiterer Luftverschmutzungen deutlich reduziert werden und es kann eine Warnung ausgegeben werden.
Bei einer Erfassung von Summenparametern mit einem Sensor, der auf (viele) unterschiedliche Gase gleich oder ähnlich reagiert, können insbesondere auch selten auftretende Änderungen, z.B. Luftverschmutzungen mit nur gelegentlich auftretenden Lösungsmitteln oder ähnlichem, detektiert werden, ohne dass dieser Sensor auf diese unterschiedlichen Substanzen kalibriert wird. Es ist in diesem Falle ausreichend, diesen Sensor nur mit einer repräsentativen Substanz oder einem Substanzgemisch zu kalibrieren oder in der Funktion zu testen. Der Aufwand für die Verwendung eines nachgeschalteten Datenauswertungssystems ist bei Verwendung eines oder weniger, jeweils Summenparameter erfassender Sensoren viel geringer als beim Einsatz von entsprechend mehr, spezifisch messender Sensoren. Im zweiten Falle müssen viele mögliche unterschiedliche Szenarien für die Sensorreaktion zuvor einzeln eingelernt werden.
Weiterhin kann eine Messgröße herangezogen werden, die eine Mittelwertbildung einer Messgröße darstellt. Somit können kurzfristige Ausreißer aus einer stabilen bzw. nur langsam veränderlichen Umwelt erkannt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung können zusätzlich weitere Parameter bzw. Informationen herangezogen werden, um die Umweltbedingungen und somit den Zustand des Mediums besser zu charakterisieren. So ist beispielsweise möglich, mittels einer manuellen Eingabe oder der Auswertung von (automatisch initiierten) Kameraaufnahmen eine Abfrage der Personendichte im Umfeld der erfassenden Vorrichtung zu ermitteln. Da eine große Personenansammlung das persönliche Empfinden des direkt umgebenden Mikroklimas beeinträchtigen kann, kann diese Information ebenfalls dazu verwendet werden, die Grenz- bzw. Schwellenwerte sowie die ursprünglich vorgesehenen Wohlfühlbereiche zu verändern, zumindest temporär. Hierbei können zusätzliche Daten, z.B. über die Tageszeit oder der Ort weitere Anpassungen nach sich ziehen.
In der Grundversion der Erfindung ist vorgesehen, dass die Grenzwerte bzw. Schwellenwerte und Bereiche fest vorgegeben sind, aus denen sich im Vergleich mit der Medienzustandsgröße der Zustand des Mediums und somit der Wohlfühlbereich des Nutzers ableiten lässt. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass diese Vergleichswerte veränderlich sind, z.B. durch den Nutzer mittels einer manuellen Eingabe oder durch externe Anwendungen. Somit kann beispielsweise eine Lernkurve etabliert werden, so dass der Nutzer manuell bei für ihn geeigneten Umweltbedingungen einen Anpassung der Grenz- bzw. Schwellenwerte und/oder Bereiche vornehmen kann. Eine ähnliche Anpassung ist auch durch die drahtlose Abfrage von externen Daten auf einem Server oder das Einspielen von geänderten Vergleichswerten in die Speichereinheit möglich.
Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass die Abhängigkeit der Ermittlung der Medienzustandsgröße derart abgeändert werden kann, dass eine Messgrößenart durch eine andere ersetzt wird oder die Abhängigkeit direkt verändert wird.
Um die Sensoren, die günstigenfalls im gleichen Gehäuse wie die Verarbeitungs- und Speichereinheit untergebracht ist, ggf. kalibrieren zu können, kann ein Kalibrierungsmodus vorgesehen sein, in dem die Sensoren einer definierten Umgebung (Druck, Temperatur, Feuchte, Gaskonzentration) ausgesetzt werden.
Hierdurch kann die erfasste Messgröße derart korrigiert werden, dass zukünftig korrekte Werte zur Ermittlung der Medienzustandsgröße herangezogen werden. Eine derartige Kalibrierung kann beispielsweise bei einer alterungsbedingten Drift eines Halbleitersensors vorkommen. Optional kann eines derartige Drift aber auch bei der Auswertung der Messgröße im Zeitverlauf automatisch berücksichtigt werden.
Neben der Verwendung des Verfahrens in einem Handy bzw. Smartphone kann natürlich auch die Anwendung in einem Tablet-PC oder sonstigem tragbaren Computer vorgesehen sein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In der 1 ist schematisch ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgebildet. Die 2 zeigt hingegen ein Flussdiagramm des zugrunde liegenden Verfahrens.
Offenbarung der Erfindung
Zur Ableitung des Zustands eines Mediums, z.B. der (Umgebungs-)Luft, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung 100 vorgesehen, die eine Auswerteeinheit 110, z.B. einen µC, und eine Speichereinheit 115 aufweist (siehe 1). Die Auswerteeinheit 110 erfasst mittel wenigstens einem geeigneten Sensor 120 physikalische und/oder chemische Parameter des Mediums. So können mittels entsprechender Sensoren 120 der Druck, die Temperatur, die Feuchtigkeit aber auch die Konzentration einer Stoffgruppe bzw. einzelner Bestandteile des Mediums, z.B. CO₂, CO, organische Bestandteile, Ethanol, Schwefelwasserstoffe oder auch Edelgase erfasst werden. Weiterhin wird die Messgröße eines Sensors 130 erfasst, der einen Summenparameter liefert. Dies könnte beispielsweise ein (halbleitender) Metalloxidsensor sein, der eine Gesamtkonzentration einer Reihe von Kohlenstoffverbindungen erfasst. Alternativ kann hier jedoch auch ein Temperatursensor verwendet werden. Mit dem Summenparameter kann auch eine Grundwert bzw. Mittelwertbildung einer Messgröße verbunden sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit den Sensor 130 ggf. zurücksetzen kann, beispielsweise durch einen initiierten Ausgasvorgang eines chemischen Sensors. Optional kann die Auswerteeinheit 110 auch die Daten einer Kamera 140 oder weiterer Sensoren 150 bzw. Erfassungsmittel wie einem GPS abfragen. Schlussendlich besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass der Benutzer der Vorrichtung über eine entsprechende Einheit 160 individuelle Informationen an die Auswerteeinheit 110 eingeben kann.
In der Speichereinheit 115 können die erfassten Informationen der Sensoren 120, 130 und 150, der Erfassungsmittel 140 und 150 bzw. der Nutzer-Eingabe 160 als Rohdaten, als aufbereitete Daten oder als Mittelwerte abgespeichert werden und ggf. über eine Schnittstelle durch eine externe Abfrage 190 ausgelesen werden. Diese externe Abfrage kann optional auch genutzt werden, entsprechende Vorgaben an Grenzwerten für die Messgrößen bzw. Schwellenwerte oder Bereiche in die Speichereinheit zu schreiben oder deren Werte zu ändern.
Aus der Information der Sensorgrößen des wenigstens einen Sensors 120 und des wenigstens einen Sensors 130 ermittelt die Auswerteeinheit 110 ggf. unter Berücksichtigung von Gewichtungen, die in der Speichereinheit 115 abgelegt sind oder durch den Nutzer eingegeben worden sind, einen Zustands des Mediums, insbesondere der (Umgebungs-)Luft. Diese Information kann an weitere Einheiten 170 zur Weiterverarbeitung ausgegeben werden. Darüber hinaus ist jedoch auch eine optische und/oder akustische Ausgabe 180 möglich, beispielsweise als Blinkzeichen oder auf einem Display. Optional ist auch möglich, dass die Information über eine drahtlose Verbindung an eine Server gemeldet werden kann.
Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 100 gemeinsam mit den Sensoren, Erfassungsmitteln und/oder der Nutzer-Eingabe gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht ist, z.B. einem mobilen Endgerät. Typische mobile Endgeräte sind dabei Handys, Smartphones, Tablet-PCs oder andere tragbare Computer.
In der 2 wird ein mögliches Ausführungsbeispiel zur Durchführung der Ermittlung des Zustands des Mediums, insbesondere der (Umgebungs-)Luft anhand eines Flussdiagramms beschrieben, welcher beispielsweise in einer Auswerteeinheit 110 der Vorrichtung 100 abläuft. Dabei wird nach einem Start des Verfahrens in einem ersten optionalen Schritt 200 die Informationen aus der Speichereinheit 115 ausgelesen, die für die Ermittlung des Zustands des Mediums erforderlich ist. Dies können sowohl ältere Messdaten, gemittelte Messdaten, Grenzwerte, Gewichtungen, Messbereiche aber auch (individuelle) Nutzerinformationen, Nutzerprofile, Ortsinformationen oder sonstige nützliche Größen und Informationen sein. Statt dem Auslesen einer Speichereinheit kann sogar der drahtlose Zugriff auf einen Server vorgesehen sein, auf dem die benötigten Daten liegen. Im nächsten Schritt 210 werden die Messgrößen der ersten Sensorart 120 abgefragt. Wie eingangs bereits ausgeführt, werden hier physikalische und/oder chemische Größen erfasst, die einen quantitativen Messwert des Mediums beschreiben. So kann ein Druck, eine Temperatur oder eine Feuchte ebenso erfasst werden wie beispielsweise die Konzentration an CO₂. Durch die Abfrage der Messgröße der zweiten Sensorart 130 wird ein Summenparameter erfasst. Diese Messgröße kann dabei in einer gesamthaften Erfassung und Angabe einer physikalischen und/oder chemischen Wirkungs- oder Stoffkenngröße bestehen. So ist denkbar, mit diesem Summenparameter die Detektion einer oder mehrerer Stoffgruppen zusammenzufassen, die belastend für den menschlichen Organismus sind. Weiterhin kann mit diesem Summenparameter auch eine laufende Grund- und Mittelwertbildung der zugrunde liegenden Messgröße darstellen. Optional können die Messgrößen der Schritte 210 und 220 direkt in die Speichereinheit 110 abgespeichert werden, um sie zu späteren Zeitpunkten als Vergleiche oder in Form von Mittelwerten zu verwenden.
Optional sind nachfolgenden die aufeinander folgenden Schritte 230 und 240 vorgesehen. Während im Schritt 230 zusätzliche Abfragen erfolgen, wie beispielsweise die Erfassung von Kameradaten oder eines GPS, können über den Schritt 240 individuelle Nutzerdaten erfasst werden. So ist denkbar, dass der Nutzer zu vor- oder unbestimmten (Abfrage-)Zeitpunkten eine Bewertung des aktuellen Zustand des Mediums (basierend auf den Messgrößen der Sensoren 120 und 130), insbesondere der (Umgebungs-)Luft, eingeben kann, die für die weitere Ermittlung des Medienzustands herangezogen werden kann.
Anschließend wird in Schritt 250 überprüft, ob ausreichend Messdaten zur Ermittlung bzw. Beurteilung des Zustands des Mediums vorliegen. Ist das nicht der Fall, z.B. weil im Zeitverlauf noch zu wenige Daten vorliegen, um einen Trend zu erkennen oder die Messwerte unklare Ergebnisse liefern, kann das Verfahren neu gestartet bzw. mit dem Schritt 200 neu begonnen werden. Optional kann auch vorgesehen sein, direkt neue Messwerte mit dem Schritt 210 aufzunehmen.
Im nächsten Schritt 260 werden die erfassten und ggf. aus der Speichereinheit 110 ausgelesenen Messgrößen, Daten, Angaben, Grenzwerte, Schwellenwerte, Bereiche, Parameter bzw. Informationen dazu verwendet, den Zustand des Mediums, insbesondere der (Umgebungs-)Luft zu Beurteilen, indem eine Mediumszustandsgröße in deren Abhängigkeit ermittelt wird. Dabei können durchaus auch Gewichtungsfaktoren für die Messgrößen der ersten und zweiten Sensorarten 120 und 130 verwendet werden, die z.B. individuell durch den Nutzer adaptiert werden können (z.B. durch die Eingabe 160).
Liegt somit ein Ergebnis für den Zustand des Mediums vor, welches dem Nutzer kommuniziert werden soll, wird dieser Zustand im Schritt 270 dem Nutzer mitgeteilt. Dies kann beispielsweise über eine einfache Blinkvorrichtung oder eine aufwändige graphische Oberfläche geschehen. Optional kann auch ein akustischer Hinweis gegeben werden. Diese Mitteilung kann ggf. auch bei der Ermittlung von mehr als zwei Zustände auch über gestufte Darstellungen, Blinkzeichen oder akustische Hinweise erfolgen. Falls jedoch kein Kriterium zur Übermittlung des Zustands erfüllt ist, z.B. indem ein Mindestwert nicht überschritten worden ist, kann optional auch vorgesehen sein, dass das Verfahren mit einer erneuten Aufnahme der Messwerte in Schritt 200 oder 210 weiterverfolgt wird.
Der optionale Schritt 280 beinhaltet die Abspeicherung der ermittelten Messwerte, der ermittelten Mediumszustandsgröße sowie des an den Nutzer übermittelten Zustands des Mediums. Darüber hinaus können auch weitere Informationen abgespeichert werden, wie beispielsweise die eingegebenen oder abgeleiteten Nutzerinformationen, geänderte Grenzwerte/Schwellenwerte, der Ort der Erfassung der Messgrößen in Form von GPS-Daten, die Umgebungsbedingungen (z.B. aus der Kameraaufnahme abgeleitete Personendichte) oder auch die zeitliche Auflösung der Messgrößen und der Zustandsgröße. Diese Informationen können beim erneuten Start oder Durchlauf des Verfahrens in Schritt 200 wieder zur Verfügung stehen. Alternativ bzw. optional können die ermittelten Informationen auch über eine drahtlose Verbindung an einen zentralen Server versendet werden, so dass diese Informationen später erneut abgerufen werden können und zwischenzeitlich auch anderen Nutzern zur Verfügung stehen.
Im letzten Schritt 290 wird überprüft, ob das Programm beendet werden soll oder erneut mit Schritt 200 bzw. mit Schritt 210 durchlaufen werden soll. Diese Abbruchbedingung kann dabei vorliegen, wenn der Nutzer aktiv das Verfahren beendet. Denkbar ist jedoch auch, dass das Verfahren bei vorliegen eines Fehlers, z.B. bei der Messwerterfassung beendet wird. Schließlich kann das Verfahren auch beim Erreichen eines z.B. durch den Nutzer vorbestimmten Zustands beendet werden.
Mit der Ermittlung der Medienzustandsgröße bzw. der Ableitung des Zustands des Mediums aus den erfassten Messgrößen, wie es in Schritt 260 vorgesehen ist, wird in einem besonderen Ausführungsbeispiel bestimmt, ob der Zustand der Umgebungsluft einem nutzerspezifischen Wohlfühlbereich entspricht oder ob Einschränkungen des Wohlbefindens zu erwarten sind (z.B. tränende Augen, trockene Schleimhäute, Müdigkeit, Einschränkungen der körperlichen Leistungsfähigkeit, insbesondere bei sportlicher Betätigung, Gefährdung durch Gase, ...). Um diesen Wohlfühlbereich zu definieren, können in einer ersten Ausführung vorgegebene Grenz- bzw. Schwellenwerte für die erfassten Messgrößen definiert werden. Zusätzlich können Gewichtungsfaktoren verwendet werden, die einzelne Messgrößen oder auch die Messgröße in Abhängigkeit ihres absoluten Wertes höher oder niedriger bei der Ermittlung der Medienzustandsgröße bewerten. Weiterhin können Bereiche mittels Diskriminatoren definiert werden, in denen sich die Messgrößen befinden müssen, um einen Wohlfühlbereich angezeigt zu bekommen. Auch hierbei können die Einstellungen für die Diskriminatoren und die Gewichtungsfaktoren zwar vorgegeben sein, jedoch kann ebenfalls vorgesehen sein, dass sie vom Nutzer noch innerhalb eines gegebenenfalls beschränkten Bereiches eingestellt bzw. nachjustiert werden. Außerdem können aus benannten Nutzerprofilen bereits vorgegebenen Einstellungen übernommen werden, z.B. „Eidechse“ (liebt warme Orte, entsprechend wird ein Idealtemperaturbereich von 22–25°C voreingestellt) oder „Pinguin“ (liebt eher kältere Umgebungen, entsprechend wird ein Idealtemperaturbereich von 18–20°C eingestellt). Auch möglich ist die Verwendung mehrerer Diskriminatoren auf eine Messgröße und entsprechend bewerteter Gewichtungsfaktoren so, dass eine Variable auf einen Mindestbereich und eine weitere Variable auf einen Idealbereich ausgelegt ist, die beide parallel der weiteren Datenauswertung zugeführt werden.
Typische Gewichtungsfaktoren würden die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur stark berücksichtigen.

Typische Grenzwerte für einen Wohlfühlbereich sind z.B.

– Feuchte:	Idealbereich 40–60% relative Feuchte
	Mindestbereich 20–80% relative Feuchte
– Temperatur:	Idealbereich 20–22°C
	Mindestbereich 16–24°C
– Taupunkt:	Idealbereich 12–16°C
	Mindestbereich 8–22°C
– CO2:	Idealbereich < 500ppm
	Mindestbereich < 1000ppm

So könnte in einer Ausführung der Erfindung mittels der Erfassung der Feuchte und der Temperatur einfach auf einen adäquaten Wohlfühlbereich geschlossen werden.
Ein anderes Verfahren für die Datenvorverarbeitung kann für die Messgrößen der zweiten Sensorart 130 verwendet werden. Merkmal für diese zweiten Messgrößen ist insbesondere, dass keine eineindeutige Abbildung zwischen erfasstem Signal (z.B. einer Gesamtkonzentration von Luftverschmutzungskomponenten) und einer Ausgabevariablen besteht. In der Regel wird bei den zweiten Messgrößen durch eine laufend stattfindende Grund- oder Mittelwertbildung ein erster Schwellenwert gesetzt, der einem hohen Wohlfühlfaktor bzw. einer hohen Luftqualität entspricht. Dieser erste Schwellenwert wird über ein langfristig mittelndes Verfahren kontinuierlich nachgeführt und zwischengespeichert. Aus kurzzeitig auftretenden Abweichungen des zweiten Messgröße zu einem derart festgelegten ersten Schwellenwert wird dann ein aktueller Ausgabewert innerhalb eines festgelegten Wertebereichs für diesen Ausgabewert (z.B. eine Skala von 1–10) gebildet, auch unter Berücksichtigung der aktuellen bzw. in einem gegebenen Zeitfenster gefundenen Varianz der Messgrößen.
Zusätzlich zu den in den Schritten 210 und 220 erfassten Messgrößen können weitere Informationen in Schritt 230 bei der Ermittlung der Medienzustandsgröße verwendet werden. So ist denkbar, die Personendichte um den Messort zu erfassen, indem entweder der Nutzer diese Information direkt eingibt (Schritt 240) oder über eine zusätzliche Kamera die Umgebung abfotografiert, um daraus die Personendichte abzuleiten. Dabei kann diese Information von weiteren Parametern abhängig gemacht werden, z.B. von der Tageszeit und dem Ort (z.B. Gehwegbereich in einem städtischen Gebiet bei Tag, U-Bahn in der rush-hour, keine oder vereinzelte Personen bei Nacht). Je nach Ausgestaltung kann somit eine kleinere Personendichte zu einem höheren Abschlag bei der Ermittlung der Medienzustandsgröße sowie des Zustands des Mediums bzw. im Endeffekt des Wohlfühlbereichs führen.
In einer weiteren Ausführungsform der Luftzustandsauswertung bzw. des Wohlfühlbereiches kann die Datenauswertung auch zeitabhängig z.B. durch Bildung der zeitlichen Ableitung des Medienzustandwertes erfolgen und es kann der Benutzer darauf hingewiesen werden, dass sich der Zustand des Mediums, insbesondere der (Umgebungs-)Luft deutlich verbessert oder verschlechtert und dass sich in zweitem Falle Gegenmaßnahmen empfehlen (z.B. Fenster öffnen im Innenraum oder Ort wechseln im Außenraum).
Mittels der Eingabe des Nutzers in Schritt 240 kann auch eine Lernkurve bei der Ermittlung des Wohlfühlbereichs erfolgen. So kann der Nutzer bei geeigneten Gelegenheiten eine Information über sein Empfinden abgeben, so dass das Verfahren in Schritt 260 die Grenz- und Schwellenwerte sowie die Bereiche entsprechend adaptiv ändern kann. Selbstverständlich können diese Änderungen ebenfalls in die Speichereinheit 115 abgespeichert werden, so dass sie zu späteren Zeitpunkten wieder zur Verfügung stehen.
Bei den verwendeten Sensoren 120 und 130 kann darüber hinaus auch ein Kalibrierungsvorgang vorgesehen sein. Hierbei werden die Sensoren einer definierten Beaufschlagung ausgesetzt, so dass ggf. eine Korrektur der gewonnen Messgrößen erfolgen kann. Diese Korrekturfaktoren können dann bei weiteren Messungen ebenfalls bei der Ableitung des Medienzustands berücksichtigt werden. Typischerweise wird dieser Kalibrierungsvorgang mittels eines gesonderten Startbefehls gestartet, so dass sichergestellt ist, dass die Sensoren auch wirklich eine geeigneten Umgebung ausgesetzt sind, z.B. einer vordefinierten Konzentration eines Einzelgases, einer vordefinierten Temperatur oder Luftfeuchte.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird die Vorrichtung in einem mobilen Endgerät eingesetzt. Hierbei ist vorgesehen, dass die notwendigen Sensoren, wie Druck-, Feuchte- und Temperatursensor im gleichen Gehäuse wie die Verarbeitungseinheit 110 und die Speichereinheit 115 untergebracht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19709053 A1 [0002]
DE 10200735 A1 [0003]
DE 102005042485 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines gasförmigen Mediums, wobei zur Ermittlung – die Erfassung (210, 220) wenigstens einer ersten Messgröße und einer zweiten Messgröße des Mediums vorgesehen ist und – eine Medienzustandsgröße in Abhängigkeit der ersten und zweiten Messgröße ermittelt wird (260), dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Medienzustandsgröße ein Vergleich (260) mit einem vorbestimmten Schwellenwert vorgesehen ist, wobei wenigstens ein ersten und ein zweiter Zustand des Mediums in Abhängigkeit des Überschreitens des Schwellenwerts abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Messgröße wenigstens eine einen Druck repräsentierende Größe, eine Temperatur repräsentierende Größe, eine Konzentration repräsentierende Größe, insbesondere eine Gaskonzentration und/oder eine (Luft-)Feuchtigkeit repräsentierende Größe erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Messgröße ein Summenparameter oder eine Mittelwertbildung einer Messgrößenerfassung erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich bei der Ableitung der Medienzustandsgröße oder des Zustands des Mediums eine weitere Informationsgröße erfasst wird (230), die einen Umgebungszustand der Umgebung repräsentiert, z.B. eine Personendichte in einer vorbestimmten Umgebung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienzustandsgröße zusätzlich zeitlich abhängig von der ersten und/oder zweiten Messgröße und/oder der Umgebungszustandsgröße abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeit der Ableitung der Medienzustandsgröße von den erfassten Messgrößen veränderbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messgröße mittels wenigstens einem Gewichtungsfaktor in die Ermittlung der Mediumszustandsgröße eingeht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass wenigstens zwei Gewichtungsfaktoren in Abhängigkeit des absoluten Werts der ersten Messgröße vorgesehen ist.
Vorrichtung (100) zur Ermittlung eines Zustands eines gasförmigen Mediums nach einem in den Ansprüchen 1 bis 6 beanspruchten Verfahren, wobei zur Ermittlung eine Auswerteeinheit (110) und eine Speichereinheit (115) vorgesehen ist, wobei die Auswerteeinheit (115) – wenigstens die Messgrößen eines ersten und eines zweiten Sensors (120, 130) erfasst und – eine Medienzustandsgröße in Abhängigkeit der ersten und zweiten Messgröße ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (115) bei der Ermittlung der Medienzustandsgröße einen Vergleich mit einem in der Speichereinheit abgelegten Schwellenwert vornimmt und eine Medienzustandsgröße erzeugt (170), die wenigstens einen ersten und einen zweiten Zustand des Mediums in Abhängigkeit des Überschreitens des Schwellenwerts anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Messgröße wenigstens eine einen Druck repräsentierende Größe, eine Temperatur repräsentierende Größe, eine Konzentration repräsentierende Größe, insbesondere eine Gaskonzentration und/oder eine (Luft-)Feuchtigkeit repräsentierende Größe und/oder als zweite Sensorgröße ein Summenparameter oder eine Mittelwertbildung einer Messgrößenerfassung erfasst wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich bei der Ableitung der Medienzustandsgröße oder des Zustands des Mediums eine weitere Informationsgröße erfasst wird, die einen Umgebungszustand der Umgebung repräsentiert, z.B. eine Personendichte in einer vorbestimmten Umgebung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienzustandsgröße zusätzlich zeitlich abhängig von der ersten und/oder zweiten Messgröße und/oder der Umgebungszustandsgröße abgeleitet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Messgröße mit einem jeweiligen Gewichtungswert in die Ableitung des Medienzustandsgröße einfließt, wobei vorgesehen ist, dass der Gewichtungswert veränderbar ist (190).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand des Mediums optisch oder akustisch (180) dargestellt wird.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13 bzw. eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem mobilen Endgerät, insbesondere in einem Handy, einem Tablet-PC oder einem tragbaren Computer.