Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erfassen mindestens eines Zustands eines Raums. The present invention relates to a method and a system for detecting at least one state of a room.
Unter einem Raum soll sowohl ein Raumbereich im Freien, insbesondere aber auch ein geschlossener Raum wie etwa ein Wohn- oder Büroraum verstanden sein. Unter dem Zustand des Raums soll insbesondere verstanden sein: eine Anwesenheit oder Abwesenheit eines Objekts, beispielsweise einer Person, eine Bewegung eines Objekts, beispielsweise eine Bewegung zwischen zwei Orten oder eine Geste, ein Zustand, etwa „offen“ oder „geschlossen“, eines Fensters oder einer Tür in oder an dem Raum, etc.Under a room should be understood both an outdoor area, but especially a closed space such as a living or office space. The state of the room is to be understood in particular as: a presence or absence of an object, for example a person, a movement of an object, for example a movement between two places or a gesture, a state, such as "open" or "closed", of a window or a door in or on the room, etc.
Stand der TechnikState of the art
Übliche Systeme zum Erfassen eines Zustands eines Raums, beispielsweise Überwachungssysteme, sind häufig technisch aufwändig und erfordern hochspezialisierte, technisch aufwändige und schwer zu bedienende Komponenten. Solche Komponenten analysieren empfangene Signale beispielsweise als Rohdaten direkt auf der physikalischen Schicht (englisch „physical layer“, PHY), also der untersten Schicht. Zum Beispiel werden direkt Amplituden elektromagnetischer Wellen analysiert, etwa mittels Software-defined Radio-Komponenten. Mit dem Begriff Software Defined Radio beschreibt man das Bestreben, möglichst die gesamte Signalverarbeitung eines Hochfrequenz-Senders oder -Empfängers mit Hilfe anpassbarer Hardware in Software abzubilden.Conventional systems for detecting a state of a room, for example surveillance systems, are often technically complex and require highly specialized, technically complex and difficult-to-use components. Such components analyze received signals, for example, as raw data directly on the physical layer (PHY), ie the lowest layer. For example, amplitudes of electromagnetic waves are analyzed directly, for example by means of software-defined radio components. The term software defined radio describes the endeavor to map as possible the entire signal processing of a high-frequency transmitter or receiver with the aid of customizable hardware in software.
In der US 7 088 236 B2 ist ein Überwachungssystem mit mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger beschrieben. Jeder Sender ist dazu ausgebildet, ein Signal auszusenden, und jeder Empfänger ist dazu ausgebildet, das Signal zu empfangen. Es werden aufeinanderfolgend zwei Signale durch den mindestens einen Sender ausgesendet. Beide Signale werden jeweils durch mindestens einen Empfänger empfangen. Das Überwachungssystem weist Mittel auf, die empfangenen Signale zu vergleichen, um einen Unterschied, falls ein solcher vorhanden ist, der beiden Signale zu bestimmen. Der Unterschied soll durch eine physische Änderung im Signalweg zwischen mindestens einem der sendenden Sender und mindestens einem der empfangenden Empfänger hervorgerufen sein. Die Änderung soll zwischen einem Beginn des Sendens des ersten Signals und einem Beenden des Empfangens des zweiten Signal erfolgt sein.In the US Pat. No. 7,088,236 B2 a monitoring system with at least one transmitter and at least one receiver is described. Each transmitter is adapted to transmit a signal and each receiver is adapted to receive the signal. There are successively two signals emitted by the at least one transmitter. Both signals are received by at least one receiver. The monitoring system has means for comparing the received signals to determine a difference, if any, of the two signals. The difference should be caused by a physical change in the signal path between at least one of the transmitting transmitters and at least one of the receiving receivers. The change is to have occurred between a beginning of the transmission of the first signal and an end of the reception of the second signal.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12.The present invention discloses a method having the features of claim 1 and a system having the features of claim 12.
Demgemäß ist vorgesehen ein Verfahren zum Erfassen eines Zustands eines Raums mit den Schritten: Zuweisen mindestens eines Zeitschlitzes einer ersten Mehrzahl von sich in festgelegter Reihenfolge wiederholenden Zeitschlitzen an jede Funkvorrichtung einer zweiten Mehrzahl von in oder an dem Raum angeordneten Funkvorrichtungen; Aussenden eines Funksignals in den Raum durch jede der Funkvorrichtungen innerhalb der der Funkvorrichtung zugewiesenen Zeitschlitze; Empfangen der ausgesendeten Funksignale durch zumindest einen Teil der Funkvorrichtungen; Bestimmen, durch jede Funkvorrichtung für jedes der von der jeweiligen Funkvorrichtung empfangenen ausgesendeten Funksignale, eines für eine Signalstärke des empfangenen ausgesendeten Funksignals (14-j) indikativen Kanalinformationswerts des jeweiligen empfangenen Funksignals; Zuordnen, durch jede Funkvorrichtung, jedes bestimmten Kanalinformationswerts zu einem Paar von Funkvorrichtungen, basierend auf den zugewiesenen Zeitschlitzen; und Erfassen, basierend auf den Kanalinformationswerten, welche den Paaren von Funkvorrichtungen zugeordnet sind, und unter Verwendung eines vorbestimmten Auswertemodells, des Zustands des Raums in Echtzeit.Accordingly, there is provided a method for detecting a state of a room comprising the steps of: assigning at least one time slot of a first plurality of time-repeating time slots to each radio of a second plurality of radio devices located in or on the room; Transmitting a radio signal into the space by each of the radios within the time slots assigned to the radio; Receiving the transmitted radio signals by at least a part of the radio devices; Determining, by each radio for each of the radio signals received by the respective radio, a signal transmitted for a signal strength of the received radio signal ( 14-j ) indicative channel information value of the respective received radio signal; Allocating, by each radio, each particular channel information value to a pair of radio devices based on the allocated time slots; and detecting, based on the channel information values associated with the pairs of wireless devices, and using a predetermined evaluation model, the state of the room in real time.
Bei dem für die Signalstärke indikativen Kanalinformationswert des empfangenen ausgesendeten Funksignals handelt es sich vorzugsweise um einen Received Signal Strength Indicator-Wert, im Folgenden kurz RSSI-Wert genannt, des empfangenen ausgesendeten Funksignals. Der RSSI-Wert stellt einen Indikator für eine Empfangsfeldstärke kabelloser Kommunikationsanwendungen dar. The signal strength indicative channel information value of the received transmitted radio signal is preferably a Received Signal Strength Indicator value, hereinafter referred to as RSSI value, of the received transmitted radio signal. The RSSI value is an indicator of receive field strength for wireless communication applications.
Statt des RSSI-Werts können alternativ auch eine oder mehrere weitere, standardmäßig verfügbare Kanalinformationen, insbesondere solche, welche einfach zugreifbar sind, in dem Verfahren verwendet werden. Anstelle des RSSI-Werts kann in diesem Fall in der nachfolgenden Beschreibung stets die eine oder mehrere weitere Kanalinformation bzw. Kanalinformationen treten. Bei einer solchen weiteren Kanalinformation kann es sich beispielsweise um einen „Link Quality Indicator“ (LQI) handeln, welcher bei gängigen Funkmodulen für den Standard IEEE 802.15.4 üblicherweise verfügbar ist.Alternatively, instead of the RSSI value, one or more further channel information available by default, in particular those which are easily accessible, may also be used in the method. Instead of the RSSI value, the one or more further channel information or channel information can always occur in the following description in this case. Such a further channel information may be, for example, a "Link Quality Indicator" (LQI), which is used in common radio modules for the Standard IEEE 802.15.4 usually available.
Zeitschlitze (englisch „time slots“) sind definitionsgemäße Einteilungen des kontinuierlichen Zeitverlaufs in diskrete Einheiten. Time slots are defined divisions of the continuous time course into discrete units.
Weiterhin ist vorgesehen ein System zum Erfassen mindestens eines Zustands in einem Raum mit: einer zweiten Mehrzahl von in oder an dem Raum angeordneten Funkvorrichtungen, mittels welchen Funksignale in den Raum aussendbar sind und mittels welchen in den Raum ausgesendete Funksignale zumindest teilweise empfangbar sind; wobei jeder Funkvorrichtung mindestens ein Zeitschlitz einer ersten Mehrzahl von sich in einer festgelegten Reihenfolge wiederholenden Zeitschlitzen zugewiesen ist; wobei jede Funkvorrichtung eine Bestimmungseinrichtung aufweist, mittels welcher für jedes der empfangenen Funksignale ein für eine Signalstärke des empfangenen ausgesendeten Funksignals (14-j) indikativer Kanalinformationswerts des jeweiligen Funksignals bestimmbar ist; wobei jede Funkvorrichtung weiterhin eine Zuordnungseinrichtung aufweist, mittels welcher jeder bestimmte Kanalinformationswert zu einem Paar der Funkvorrichtungen, basierend auf den zugewiesenen Zeitschlitzen, zuordnenbar ist; einer Auswerteeinrichtung, mittels welcher basierend auf den Kanalinformationswerten, welche den Paaren der Funkvorrichtungen zugeordnet sind, und unter Verwendung eines vorbestimmten Auswertemodells der Zustand des Raums erfassbar ist. Furthermore, a system is provided for detecting at least one state in a room with: a second plurality of radio devices arranged in or on the room, by means of which radio signals can be emitted into the room and by means of which radio signals emitted into the room can be at least partially received; wherein each radio is assigned at least one time slot to a first plurality of time slots repeating in a predetermined order; wherein each radio device has a determining device, by means of which a radio signal transmitted for a signal strength of the received radio signal (for each of the received radio signals ( 14-j ) indicative channel information value of the respective radio signal can be determined; each radio further comprising an allocation means by which each particular channel information value is assignable to a pair of the radio devices based on the assigned time slots; an evaluation device, by means of which, based on the channel information values, which are associated with the pairs of the radio devices, and using a predetermined evaluation model, the state of the space is detected.
Vorzugsweise wiederholen sich die Zeitschlitze in einer gleichbleibenden Reihenfolge periodisch.Preferably, the time slots are repeated periodically in a consistent order.
Durch Veränderungen des Zustands des Raumes, etwa durch Bewegungen in dem Raum, aber auch durch Unterschiede, welche zwischen zwei Zuständen bestehen, etwa einem Zustand mit einem offenen und einem Zustand mit einem geschlossenen Fenster, werden einige oder alle der Kanalinformationswerte beeinflusst. Dies kann beispielsweise durch Absorption bewirkt werden, etwa falls ein Objekt in einen Strahlenpfad eines Funksignals eintritt, oder durch veränderte Reflexionseigenschaften des Raumes, beispielsweise bei offener Tür. Ist ein entsprechendes Auswertemodell vorgegeben, kann eine Vielzahl von Zuständen des Raums unterschieden und erfasst werden. Weitere relevante Effekte können Beugung und Streuung der Funksignale sein.Changes in the state of the room, such as movements in the room, but also differences between two states, such as a state with an open state and a state with a closed window, affect some or all of the channel information values. This can be effected, for example, by absorption, for example if an object enters a beam path of a radio signal, or by altered reflection properties of the room, for example when the door is open. If a corresponding evaluation model is specified, a multiplicity of states of the room can be distinguished and recorded. Other relevant effects may be diffraction and scattering of the radio signals.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass menschliche Aktivitäten in einem Raum oder allgemeine Veränderungen des Zustands des Raums Funksignalmessungen verschiedenartig beeinflussen.The insight underlying the present invention is that human activities in a room or general changes in the state of the room affect radio signal measurements in various ways.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und ein vielfältig einsetzbares System sowie vielfältig einsetzbare Verfahren zum Erfassen des Zustands des Raums in Echtzeit bereitzustellen. In dem erfindungsgemäßen System sind vorteilhaft technisch besonders wenig aufwändige, das heißt kostengünstige und leicht zu bedienende Funkvorrichtungen verwendbar, beispielsweise Funkmodule, die auf dem Standard IEEE 802.15.4 basieren und im frei verfügbaren 2.4 GHz-Band arbeiten. Prinzipiell können allerdings auch eine Vielzahl weiterer Funksysteme und/oder Frequenzbänder als Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren dienen.The idea underlying the present invention is now to take account of this knowledge and to provide a system which can be used in a variety of ways and methods which can be used in a variety of ways for detecting the state of the room in real time. In the system according to the invention are technically particularly inexpensive, that is inexpensive and easy to use wireless devices used, for example, wireless modules that on the Standard IEEE 802.15.4 based and operate in the freely available 2.4 GHz band. In principle, however, a multiplicity of further radio systems and / or frequency bands can serve as a basis for the method according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf vielfältige Art und Weise kalibrierbar und kann daher besonders viele verschiedene Zustände des Raums erfassen und voneinander unterscheiden. Das Kalibrieren erfolgt hauptsächlich im Zuge von Kalibrierungsverfahren, welche ein Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erfassen des Zustands des Raums sein können, und mittels welcher im Wesentlichen das Auswertemodell erstellt und/oder veränderbar ist.The method according to the invention can be calibrated in a variety of ways and therefore can detect and distinguish between many different states of the room. Calibration takes place mainly in the course of calibration methods, which may be part of the method according to the invention for detecting the state of the room, and by means of which essentially the evaluation model is created and / or changed.
Das Auswertemodell kann eine Reihe von konditionalen Regeln umfassen, welche ein Experte basierend auf den, während dem Durchführen bestimmter Veränderungen, bestimmten Kanalinformationswerten in dem Raum aufstellt. Solche Regeln können beispielsweise lauten: „Falls ein Mittelwert der Kanalinformationswerte, welche einem ausgewählten Paar von Funkvorrichtungen zugeordnet sind, einen Vergleichswert überschreitet, setze eine Boole’sche Variable Tür_offen = WAHR, sonst setze die Variable Tür_offen = FALSCH“. Die Bedingungen solcher konditionalen Regeln können in Echtzeit ständig zum Erfassen des Zustands des Raums ausgewertet werden. Bestimmte grundlegende logische konditionale Regeln können für sämtliche Kalibrierungsverfahren sowie für das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen des Zustands des Raums festgelegt sein, beispielsweise, dass sich der Wert einer Boole’schen Variable Person_anwesend nicht ändern kann, wenn die Variable Tür_offen == FALSCH ist.The scoring model may include a series of conditional rules that an expert sets based on the channel information values in the room determined during making certain changes. Such rules may be, for example: "If an average of the channel information values associated with a selected pair of radios exceeds a comparison value, set a Boolean variable door_open = TRUE, otherwise set the variable door_open = FALSE". The conditions of such conditional rules can be constantly evaluated in real time for detecting the state of the room. Certain basic logic conditional rules may be specified for all calibration methods as well as for the inventive method for determining the state of the space, for example that the value of a Boolean variable Person_Avoid can not change if the variable Door_Open == is FALSE.
Vorzugsweise können Maschinen-Lernalgorithmen, welche auf Zustandsmodellen basieren, für Kalibrierungsverfahren eingesetzt werden, beispielsweise das Hidden Markov Model. Zu diesem Zweck kann das erfindungsgemäße System, insbesondere die Auswerteeinrichtung, einen Trainingsmodus aufweisen. In dem Trainingsmodus können diverse Aktivitäten in dem Raum durchgeführt werden, während ein Bestimmen und Zuordnen von Kanalinformationswerten erfolgt. Die so aufgenommenen Daten werden mit den diversen in dem Raum durchgeführten Aktivitäten verknüpft. Hiernach kann eine Vielzahl von auf den Kanalinformationswerten basierenden Größen, welche eine Unterscheidung der Aktivitäten ermöglichen, dazu verwendet werden, das System mit den aufgenommenen Daten und dem Maschinen-Lernalgorithmus zu trainieren. Die auf den Kanalinformationswerten basierenden Größen können beispielsweise Varianzen, Mittelwerte, eine Wölbung (engl. „kyrtosis“), eine Schiefe (engl. „skewness“) und Kreuzkorrelationen sein. Eine Untermenge der Größen mit den besten Trainingsergebnissen wird für das Trainieren des Systems ausgewählt und in dem Kalibrierungsverfahren als Parameter gespeichert. Die ausgewählte Untermenge der Größen, welche auf den Kanalinformationswerten basieren, kann im Folgenden auch bei dem Erfassen des Zustands des Raums ausgewertet werden. Dazu wird das Auswertemodell, welches auf dem ausgewählten Set der Größen basiert, in eine Klassifizierungsroutine der Auswerteeinrichtung geladen.Preferably, machine learning algorithms based on state models may be used for calibration techniques, such as the Hidden Markov Model. For this purpose, the system according to the invention, in particular the evaluation device, can have a training mode. In the training mode, various activities can be performed in the room while determining and assigning channel information values. The recorded data will be linked to the various activities carried out in the room. Hereinafter, a plurality of quantities based on the channel information values enabling discrimination of the activities may be used to train the system with the recorded data and the machine learning algorithm. The on the Channel size based values may include, for example, variances, averages, kyrtosis, skewness and cross-correlations. A subset of the best training results are selected for training the system and stored as parameters in the calibration procedure. The selected subset of the quantities which are based on the channel information values can also be evaluated below in the detection of the state of the room. For this purpose, the evaluation model, which is based on the selected set of variables, is loaded into a classification routine of the evaluation device.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Bestimmen der Kanalinformationswerte auf Ebene der PHY-Schicht, die dann an die MAC-Schicht weitergegeben und von dieser für höhere Protokollschichten oder Anwendungen über eine definierte Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden. Somit sind verhältnismäßig technisch wenig aufwändige elektronische Komponenten, insbesondere Funkvorrichtungen, zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar.According to a preferred development, the channel information values are determined at the level of the PHY layer, which are then forwarded to the MAC layer and made available by it for higher protocol layers or applications via a defined interface. Thus, relatively technically costly electronic components, in particular radio devices, can be used to carry out the method according to the invention.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung basiert ein erster Zeitraum zwischen einem ersten und einem zweiten Aussenden eines Funksignals durch eine erste Funkvorrichtung basierend auf einem zweiten Zeitraum zwischen einem dritten und einem vierten Aussenden eines Funksignals durch eine zweite Funkvorrichtung und/oder wird der erste Zeitraum basierend auf dem zweiten Zeitraum angepasst. Somit kann das Aussenden der Funksignale zeitlich besonders akkurat erfolgen.According to a further preferred development, a first period of time between a first and a second transmission of a radio signal by a first radio device based on a second period between a third and a fourth transmission of a radio signal by a second radio device and / or the first time period based on the second period adjusted. Thus, the transmission of the radio signals can take place particularly accurately in time.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Erfassen des Zustands des Raums eine Abwesenheit oder eine Anwesenheit eines Objekts in dem Raum, ein Bestimmen einer Art des Objekts in dem Raum, einer Position des Objekts in dem Raum, einer Ausrichtung des Objekts in dem Raum, einer Geschwindigkeit des Objekts in dem Raum, einer Aktivität und/oder einer Geste des Objekts in dem Raum. Bei dem Objekt kann es sich insbesondere um eine Person handeln. Somit ist das Verfahren für eine große Anzahl verschiedener, im Alltag üblicher Zustände verwendbar.According to a further preferred development, the detection of the state of the room comprises an absence or presence of an object in the room, a determination of a type of the object in the room, a position of the object in the room, an orientation of the object in the room Speed of the object in the room, an activity and / or a gesture of the object in the room. The object may in particular be a person. Thus, the method can be used for a large number of different everyday conditions.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfassen die ausgesendeten Funksignale zumindest einen Teil der durch die aussendende Funkvorrichtung den Paaren von Funkvorrichtungen zugeordneten bestimmten Kanalinformationswerte als Nutzlast. Somit können zusätzliche Leitungen vermieden werden, welche beispielsweise in Form von Kabeln die Funkvorrichtungen zum elektronischen Datenaustausch miteinander verbinden. Hierdurch verringert sich der technische Aufwand sowie der Materialaufwand.According to a further preferred development, the transmitted radio signals comprise at least part of the specific channel information values assigned by the transmitting radio device to the pairs of radio devices as payload. Thus, additional lines can be avoided, which interconnect the radio devices for electronic data exchange, for example in the form of cables. This reduces the technical complexity and the cost of materials.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sendet jede der Funkvorrichtungen die Funksignale jeweils mit einer für die Funkeinrichtung charakteristischen Frequenz aus. Somit kann ein Erkennen, von welcher Funkvorrichtung ein Funksignal ausgesendet wurde, zusätzlich oder alternativ auch auf dem Ermitteln der charakteristischen Frequenz eines empfangenen Funksignals basieren. Dadurch kann das Verfahren weniger fehleranfällig werden. Zudem kann durch das Aussenden, Empfangen und Auswerten von Funksignalen verschiedener Frequenzen eine genaueres Erfassen des Zustands des Raums ermöglicht werden, etwa falls ein Funksignal einer bestimmten Frequenz besonders gut geeignet ist, zwischen zwei Zuständen zu unterscheiden.According to a further preferred refinement, each of the radio devices transmits the radio signals in each case with a frequency which is characteristic of the radio device. Thus, a recognition of which radio device a radio signal has been sent out additionally or alternatively also based on the determination of the characteristic frequency of a received radio signal. This can make the process less error prone. In addition, by emitting, receiving and evaluating radio signals of different frequencies, a more accurate detection of the state of the room can be made possible, for example if a radio signal of a particular frequency is particularly well suited to differentiating between two states.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Auswertemodell Informationen über eine zeitliche Abfolge von Veränderungen einer statistischen Kenngröße, welche auf den den Paaren von Funkvorrichtungen zugeordneten bestimmten Kanalinformationswerten basiert, von einem jeweiligen vorbestimmten oder bestimmbaren Referenzwert für den zugeordneten bestimmten Kanalinformationswert. Somit können insbesondere dynamische Aktivitäten wie Bewegungen als Teil des Zustands des Raums besonders effektiv erfassbar sein. Bei der statistischen Kenngröße kann es sich insbesondere um eine Standardabweichung der den Paaren von Funkvorrichtungen zugeordneten bestimmten Kanalinformationswerte handeln.According to a further preferred development, the evaluation model comprises information about a time sequence of changes of a statistical characteristic which is based on the specific channel information values assigned to the pairs of radio devices, of a respective predetermined or determinable reference value for the assigned specific channel information value. Thus, in particular dynamic activities such as movements as part of the state of the room can be detected particularly effectively. In particular, the statistical characteristic may be a standard deviation of the specific channel information values assigned to the pairs of radio devices.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte: Fortlaufendes Berechnen einer jeweiligen zeitabhängigen Standardabweichung der Kanalinformationswerte für jedes Paar von Funkvorrichtungen basierend auf den Kanalinformationswerten, welche dem jeweiligen Paar der Funkvorrichtungen zugeordnet sind; Fortlaufendes Ermitteln einer zeitlichen Abfolge von aktiven und nicht-aktiven Paaren der Paare der Funkvorrichtungen, wobei ein Paar von Funkvorrichtungen zumindest für einen vorbestimmten Zeitraum als aktiv bewertet wird, wenn die Standardabweichung der Kanalinformationswerte für das Paar der Funkvorrichtungen einen für das Paar von Funkvorrichtungen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt; und Vergleichen der erzeugten zeitlichen Abfolge von aktiven und nicht-aktiven Paaren der Funkvorrichtungen mit mindestens einer vorbestimmten zeitlichen Referenz-Abfolge von aktiven und nicht-aktiven Paaren der Funkvorrichtungen; wobei das Erfassen des Zustands des Raums auf dem Ergebnis des Vergleichens basiert. Somit können insbesondere dynamische Aktivitäten wie Bewegungen als Teil des Zustands des Raums besonders effektiv und akkurat erfassbar sein.According to a further preferred development, the method according to the invention comprises the steps of: continuously calculating a respective time-dependent standard deviation of the channel information values for each pair of radio devices based on the channel information values associated with the respective pair of radio devices; Continuously determining a temporal succession of active and non-active pairs of the pairs of radio devices, wherein a pair of radio devices is considered active for at least a predetermined period of time if the standard deviation of the channel information values for the pair of radio devices is a threshold value predetermined for the pair of radio devices exceeds; and comparing the generated timing of active and non-active pairs of the radio devices with at least one predetermined time reference sequence of active and non-active pairs of the radio devices; wherein the detection of the state of the space is based on the result of the comparing. Thus, in particular dynamic activities such as movements as part of the state of the room can be particularly effective and accurately detectable.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der für jedes Paar der Funkvorrichtungen vorbestimmte Schwellenwert in einem Kalibrierungsprozess ermittelt. Der Schwellenwert wird auf einen Bruchteil einer während der Kalibrierungsprozesses gemessenen maximalen Standardabweichung der Kanalinformationswerte für das Paar der Funkvorrichtungen festgesetzt, beispielsweise auf siebzig Prozent der maximalen Standardabweichung. Somit kann das Erfassen des Zustands des Raums besonders effektiv und akkurat erfolgen.According to a further preferred development, the threshold value predetermined for each pair of radio devices is determined in a calibration process. The threshold is set at a fraction of a maximum standard deviation of channel information values for the pair of radios measured during the calibration process, for example, at seventy percent of the maximum standard deviation. Thus, the detection of the state of the room can be particularly effective and accurate.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren die Schritte: Berechnen eines Mittelwerts der Kanalinformationswerte für jedes Paar der Funkvorrichtungen; und Überprüfen, ob mindestens einer der berechneten Mittelwerte der Kanalinformationswerte in eine von mindestens einer vorbestimmten Spanne von Werten fällt; wobei das Erfassen weiterhin auf dem Ergebnis des Überprüfens basiert.According to a further preferred development, the method comprises the steps of: calculating an average value of the channel information values for each pair of the radio devices; and checking that at least one of the calculated average values of the channel information values falls within one of at least a predetermined range of values; wherein the detecting is further based on the result of the checking.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren die Schritte: Bestimmen zweier Zeitpunkte basierend auf den zeitlich letzten beiden Funksignalen, welche von einer vorbestimmten Funkvorrichtung zeitlich ausgesendet wurden; Berechnen einer zeitlichen Differenz der zwei bestimmten Zeitpunkte; Vergleichen der berechneten zeitlichen Differenz mit einem vorbestimmten Soll-Zeitraum; Anpassen einer Uhr einer der Funkvorrichtungen basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens. Somit kann ein zeitlich besonders akkurates Aussenden der Funksignale durch die Funkvorrichtungen gewährleistet werden.According to a further preferred development, the method comprises the steps of: determining two points in time based on the last two radio signals which were transmitted in time by a predetermined radio device; Calculating a time difference of the two determined times; Comparing the calculated time difference with a predetermined target time period; Adjusting a clock of one of the radios based on the result of the comparing. Thus, a temporally particularly accurate transmission of the radio signals can be ensured by the radio devices.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The present invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures of the drawings. Show it:
1 eine schematische Draufsichtsansicht auf ein System zum Erfassen eines Zustands eines Raums R gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic plan view of a system for detecting a state of a space R according to a first embodiment of the present invention;
2 ein schematisches Blockschaltbild einer i-ten Funkvorrichtung des Systems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic block diagram of an ith radio device of the system according to the first embodiment of the present invention;
3 ein schematisches Blockschaltbild einer nullten Funkvorrichtung des Systems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3 a schematic block diagram of a zeroth radio device of the system according to the first embodiment of the present invention;
4 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Erfassen eines Zustands eines Raums R gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 4 a schematic flowchart for explaining a method for detecting a state of a space R according to a second embodiment of the present invention;
5 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines ersten Kalibrierungsverfahrens, welches als Teil eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erfassen des Zustands des Raums R durchführbar ist; 5 a schematic flow diagram for explaining a first calibration method, which is feasible as part of a method according to the invention for detecting the state of the space R;
6 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Erfassen eines Zustands eines Raums R gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 6 12 is a schematic flowchart for explaining a method of detecting a state of a space R according to a third embodiment of the present invention;
7 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines zweiten Kalibrierungsverfahrens, welches als Teil eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erfassen des Zustands des Raums R durchführbar ist; und 7 a schematic flow diagram for explaining a second calibration method, which is feasible as part of a method according to the invention for detecting the state of the space R; and
8 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Uhr-Anpassungsverfahrens für eine Uhr einer Funkvorrichtung, welches als Teil eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erfassen eines Zustands eines Raums durchführbar ist. 8th a schematic flow diagram for explaining a clock adjustment method for a clock of a radio device, which is feasible as part of a method according to the invention for detecting a state of a room.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Platzhalter „i“ und „j“ sollen im Folgenden bei Bezugszeichen stellvertretend für Ziffern stehen, wobei je nach Betrachtungsweise auch ein und dieselbe Funkvorrichtungen einmal mit dem Platzhalter „i“ und einmal mit dem Platzhalter „j“ erfasst sein kann, sofern nicht explizit etwas anderes beschrieben ist.In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - provided with the same reference numerals. The placeholders "i" and "j" are below in the case of reference numerals represent numbers, and depending on the view, one and the same radio devices can be detected once with the placeholder "i" and once with the placeholder "j", if not explicitly something else is described.
Beschreibung der Ausführungsformen Description of the embodiments
1 zeigt eine schematische Draufsichtsansicht auf ein System 10 zum Erfassen mindestens eines Zustands eines Raums R gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic plan view of a system 10 for detecting at least one state of a space R according to a first embodiment of the present invention.
Der in 1 dargestellte Raum R weist eine Tür T in einer ersten Wand W-1 und ein Fenster F an einer der ersten Wand gegenüberliegenden zweiten Wand W-2 des Raumes R auf. Während die übrigen Wände W-3, W-4 eben sind, weist diejenige Wand des Raumes R, in welcher das Fenster F angeordnet, eine doppelte Abwinkelung auf, so dass eine Grundfläche des Raums R nicht-rechteckig ist. An den Wänden W-i sind in unterschiedlichen Abständen voneinander acht Funkvorrichtungen 12-0 bis 12-7 angeordnet. The in 1 shown space R has a door T in a first wall W-1 and a window F on one of the first wall opposite the second wall W-2 of the space R. While the remaining walls W-3, W-4 are planar, that wall of the space R in which the window F is disposed has a double angulation, so that a bottom surface of the space R is non-rectangular. On the walls Wi are at different distances each other eight wireless devices 12-0 to 12-7 arranged.
Vorteilhafterweise sind die Funkvorrichtungen 12-i derart in dem Raum R angeordnet, dass gedachte Verbindungslinien zwischen den Funkvorrichtungen 12-i den Raum R möglichst gut und gleichmäßig abdecken. Vorteilhafterweise sind die gedachten Verbindungslinien weniger als vier Meter lang.Advantageously, the radio devices 12-i arranged in the space R, that imaginary connecting lines between the wireless devices 12-i Cover the room R as well and evenly as possible. Advantageously, the imaginary connecting lines are less than four meters long.
Die Funkvorrichtungen 12-i sind zum Aussenden von Funksignalen 14-i in den Raum R ausgebildet und weiterhin zum Empfangen von in den Raum R ausgesendeten Funksignalen 14-j ausgebildet. The radio devices 12-i are for broadcasting radio signals 14-i formed in the space R and further for receiving radio signals emitted in the space R. 14-j educated.
Die Funkvorrichtungen 12-i werden in Bezug auf 2 näher erläutert. Eine oder mehrere der Funkvorrichtungen 12-i, im vorliegend erläuterten Beispiel eine nullte Funkvorrichtung 12-0, können dabei Zusatzmerkmale aufweisen, wie anhand von 3 im Folgenden erläutert.The radio devices 12-i be in relation to 2 explained in more detail. One or more of the wireless devices 12-i , in the presently explained example, a zeroth radio device 12-0 , may have additional features, as based on 3 explained below.
2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Funkvorrichtung 12-i zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen System gemäß der ersten Ausführungsform. 2 shows a schematic block diagram of a radio device 12-i for use in the system according to the invention according to the first embodiment.
Die i-te Funkvorrichtung 12-i weist eine Sende-/Empfangseinrichtung 16-i auf, mittels welcher das Funksignal 14-i in dem Raum R sendbar und das Funksignal 14-j aus dem Raum R empfangbar ist. Die Sende/Empfangseinrichtung 16-i kann beispielsweise eine auf dem Standard IEEE 802.15.4 basierende Sende/Empfangseinheit, welche auch Transceiver genannt wird, aufweisen oder daraus bestehen. Die gesendeten und die empfangenen Funksignale können jeweils die gleiche Frequenz f aufweisen. Die Sende-/Empfangseinrichtung 16-i kann aber auch zum Senden von Funksignalen 14-ij mit einer oder mehrerer ersten Frequenzen f1 und zum Empfangen von Funksignalen 14-j mit einer oder mehreren zweiten Frequenzen f2 ausgebildet sein. Hierzu wird insbesondere auf die Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.The i-th radio device 12-i has a transmitting / receiving device 16-i on, by means of which the radio signal 14-i in the room R sendbar and the radio signal 14-j from the room R is receivable. The transmitting / receiving device 16-i for example, one on the Standard IEEE 802.15.4 based transceiver, which is also called transceiver, have or consist of. The transmitted and the received radio signals may each have the same frequency f. The transmitting / receiving device 16-i but also for sending radio signals 14-ij with one or more first frequencies f1 and for receiving radio signals 14-j be formed with one or more second frequencies f2. For this purpose, reference is made in particular to the description of advantageous embodiments of the method according to the invention.
Die Sende/Empfangseinrichtung 16-i ist mit einer Steuereinrichtung 22-i gekoppelt, mittels welcher die Funkvorrichtung 12-i, insbesondere die Sende/Empfangseinrichtung 16-i, steuerbar ist. Die Sende/Empfangseinrichtung 16-i wird derart gesteuert, während einem der Funkvorrichtung 12-i zugewiesenen Zeitschlitz einer ersten Mehrzahl von sich in gleichbleibender Reihenfolge periodisch wiederholenden Zeitschlitzen das Funksignal 14-i auszusenden. Dabei ist jeder Funkvorrichtung 12-i mindestens ein Zeitschlitz zugewiesen. Vorteilhafterweise sind die Zeitschlitze disjunkt, das heißt sie überlappen nicht. Jeder Zeitschlitz ist maximal einer, insbesondere genau einer Funkvorrichtung 12-i zugeordnet. Das Zuweisen der Zeitschlitze zu den Funkvorrichtungen 12-i kann beispielsweise in aufsteigender Folge basierend auf MAC-Adressen der Funkvorrichtungen 12-i erfolgen.The transmitting / receiving device 16-i is with a control device 22-i coupled, by means of which the radio device 12-i , in particular the transmitting / receiving device 16-i , is controllable. The transmitting / receiving device 16-i is controlled during one of the radio device 12-i assigned time slot of a first plurality of periodically repeating in a constant order time slots the radio signal 14-i send out. There is every radio device 12-i assigned at least one time slot. Advantageously, the time slots are disjoint, that is they do not overlap. Each time slot is at most one, in particular exactly one radio device 12-i assigned. Assigning the time slots to the radios 12-i may, for example, in ascending order based on MAC addresses of the radio devices 12-i respectively.
Die Steuereinrichtung 22-i ist mit einer Uhr 19-i der Funkvorrichtung 12-i verbunden, welcher der Steuereinrichtung 22-i eine elektrisches Datensignal übermittelt, welches Informationen über eine aktuelle Zeit umfasst. Weiterhin ist die Steuereinrichtung 22-i mit einem Datenspeicher 21-i verbunden, in welchem hinterlegt ist, welcher Zeitschlitz, bezogen auf die mittels der Uhr 19-i gemessene Zeit, der Funkvorrichtung 12-i zugewiesen ist.The control device 22-i is with a clock 19-i the radio device 12-i connected, which the control device 22-i transmits an electrical data signal that includes information about a current time. Furthermore, the control device 22-i with a data store 21-i in which is deposited, which time slot, based on the means of the clock 19-i measured time, the radio device 12-i is assigned.
Die Funkvorrichtung 12-i weist weiterhin eine mit der Sende-/Empfangseinrichtung 16-i über Signalleitungen gekoppelte Bestimmungseinrichtung 18-i auf. Mittels der Bestimmungseinrichtung 18-i ist für jedes der empfangenen Funksignal 14-j ein RSSI-Wert 15-ij, also ein Received Signal Strength Indicator, des jeweiligen Funksignals 14-j bestimmbar. The radio device 12-i furthermore has one with the transmitting / receiving device 16-i Determination device coupled via signal lines 18-i on. By means of the determination device 18-i is for each of the received radio signal 14-j an RSSI value 15-ij , ie a Received Signal Strength Indicator, of the respective radio signal 14-j determinable.
Die Funkvorrichtung 12-i weist weiterhin eine Zuordnungseinrichtung 20-i auf, welche mit der Bestimmungseinrichtung 18-i über Datenleitungen verbunden ist. Der Zuordnungseinrichtung 20-i sind, über den Datenspeicher 21-i, Informationen darüber bereitgestellt, welche Zeitschlitze der ersten Mehrzahl der Zeitschlitze jeweils welcher Funkvorrichtung 12-i zugewiesen sind. The radio device 12-i also has an allocation device 20-i on which with the determining device 18-i connected via data lines. The allocation device 20-i are, over the data store 21-i , Information about which time slots of the first plurality of time slots each radio device 12-i are assigned.
Mittels der Informationen über die zugewiesenen Zeitschlitze sowie der aktuellen Zeit, welche von der Uhr 19-i bereitgestellt ist, kann die Zuordnungseinrichtung 20-i den von der Bestimmungseinrichtung 18-i bestimmten RSSI-Wert 15-ij basierend auf den zugewiesenen Zeitschlitzen einem Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j zuordnen. Dabei ist ein erster Partner des Paares der Funkvorrichtungen 12-i die i-te Funkvorrichtung 12-i, deren Zuordnungseinrichtung 20-i das Zuordnen durchführt. Ein zweiter und letzter Partner des Paares der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j ist diejenige Funkvorrichtung 12-j, welcher derjenige Zeitschlitz zugeordnet ist, in welchem ein jeweiliger Zeitpunkt liegt, an welchem das Funksignal 14-j von der Sende-/Empfangsvorrichtung 16-i empfangen wurde. Mit anderen Worten ist der zweite Partner des Paares der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j diejenige Funkvorrichtung 12-j, welche das Signal 14-j ausgesendet hat, dessen RSSI-Wert 15-ij von dem ersten Partner des Paares der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j bestimmt wurde.By means of the information about the assigned time slots as well as the current time, which of the clock 19-i is provided, the allocation device 20-i that of the determining device 18-i specific RSSI value 15-ij based on the allocated time slots, a pair of the radio devices 12-i . 12-j assign. Here is a first partner of the pair of radio devices 12-i the i-th radio device 12-i , their allocation device 20-i performs the mapping. A second and last partner of the pair of wireless devices 12-i . 12-j is the one radio device 12-j , which is assigned to the time slot in which there is a respective time at which the radio signal 14-j from the transceiver 16-i was received. In other words, the second partner is the pair of radio devices 12-i . 12-j the radio device 12-j which the signal 14-j has sent out its RSSI value 15-ij from the first partner of the pair of radio devices 12-i . 12-j was determined.
Unter Umständen, beispielsweise aufgrund einer Geometrie des Raumes R bedingt, empfängt nicht jede Funkvorrichtung 12-i die Funksignale 14-j aller anderen Funkvorrichtungen 12-i. In diesem Fall kann ein virtueller RSSI-Wert 15-ij jedem der nicht empfangenen Funksignale 14-j in den entsprechenden Zeitschlitzen zugewiesen werden. Der virtuelle Wert kann beispielsweise ein vorbestimmter Standardwert sein, welcher zeitlich konstant bleiben kann. Der virtuelle RSSI-Wert 15-ij kann auch auf einer Interpolation basierend auf den zuletzt bestimmten RSSI-Werten 15-ij berechnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann von der Zurodnungseinrichtung 20-i ein Fehlersignal an die Steuereinrichtung 22-i übermittelbar sein. Auf Grund des Fehlersignals kann die Sende-/Empfangseinrichtung 16-i mittels der Steuereinrichtung 22-i derart gesteuert werden, dass das zeitlich nächste von der Sende/Empfangseinrichtung 16-i ausgesendete Funksignal 14-i Informationen umfasst, welche Aufschluss über von der Sende-/Empfangsvorrichtung 16-i nicht empfangene Funksignale 14-j geben.Under some circumstances, for example due to a geometry of the space R, not every radio receives 12-i the radio signals 14-j all other radio devices 12-i , In this case, a virtual RSSI value may be 15-ij not everyone received radio signals 14-j be assigned in the corresponding time slots. The virtual value may, for example, be a predetermined standard value, which may remain constant over time. The virtual RSSI value 15-ij may also be based on interpolation based on the last determined RSSI values 15-ij be calculated. Alternatively or additionally, from the Zurodnungseinrichtung 20-i an error signal to the controller 22-i be communicable. Due to the error signal, the transmitting / receiving device 16-i by means of the control device 22-i be controlled so that the next time from the transmitting / receiving device 16-i emitted radio signal 14-i Information includes what information about the transceiver 16-i not received radio signals 14-j give.
Die den Paaren der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j zugeordneten bestimmten RSSI-Werte 15-ij sind von der Zuordnungseinrichtung 20-i an die Steuereinrichtung 22-i der Funkvorrichtung 12-i übermittelbar. Die Steuereinrichtung 22-i ist derart ausgebildet, die Sende-/Empfangseinrichtung 16-i der Funkvorrichtung 12-i derart anzusteuern, dass das zeitlich nächste auszusende Funksignal 14-i der Funkvorrichtung 12-i Informationen über die den Paaren von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j zugeordneten bestimmten RSSI-Werte 15-ij als Nutzlast umfasst. Dies erfolgt kontinuierlich. Jedes durch die Funkvorrichtung 12-i ausgesendete Funksignal 14-i umfasst eine Liste, in welcher zu jedem möglichen Paar von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j der zugeordnete, zeitlich zuletzt bestimmte RSSI-Wert 15-ij oder hilfsweise der virtuelle zugeordnete RSSI-Wert 15-ij vermerkt ist.To couples of radio devices 12-i . 12-j assigned specific RSSI values 15-ij are from the allocation device 20-i to the controller 22-i the radio device 12-i transmittable. The control device 22-i is formed such, the transmitting / receiving device 16-i the radio device 12-i to control such that the next time to send out radio signal 14-i the radio device 12-i Information about the pairs of wireless devices 12-i . 12-j assigned specific RSSI values 15-ij as a payload. This is done continuously. Each by the radio device 12-i emitted radio signal 14-i comprises a list in which to each possible pair of radio devices 12-i . 12-j the assigned RSSI value determined last in time 15-ij or, alternatively, the virtual assigned RSSI value 15-ij is noted.
In der Funkvorrichtung 12-i kann weiterhin eine Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i ausgebildet sein, mittels welcher die Uhr 19-i an eine korrekte aktuelle Zeit anpassbar ist. Die Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i kann beispielsweise ein von der Sende-/Empfangseinrichtung 16-i empfangenes, für die Uhr 19-i bestimmtes Uhrzeit-Einstellungssignal empfangen und zum Anpassen der Uhr 19-i auswerten. Daraufhin kann ein Uhr-Steuersignal zum Anpassen der Uhr 19-i von der Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i an die Uhr 19-i gesendet werden. Das Uhrzeit-Einstellungssignal kann eine Nutzlast mindestens eines der Funksignale 14-j sein. In the radio device 12-i can still have a clock adjustment device 17-i be formed, by means of which the clock 19-i is adaptable to a correct current time. The clock-fitting device 17-i For example, one of the transmitting / receiving device 16-i received, for the clock 19-i receive certain clock setting signal and to adjust the clock 19-i evaluate. Thereupon, a clock control signal for adjusting the clock 19-i from the watch-fitting device 17-i to the clock 19-i be sent. The clock adjustment signal may be a payload of at least one of the radio signals 14-j be.
Alternativ oder zusätzlich kann, wie weiter unten beschrieben, eine zum Anpassen der Uhr 19-i nötige Information der Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i auch auf andere Weise bereitgestellt werden. Vorteilhafterweise wird dazu eine der Funkvorrichtungen 12-i, gemäß der ersten Ausführungsform die nullte Funkvorrichtung 12-0, als Referenzzeitgeber verwendet. Die Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i ist dazu über elektrische Datenleitungen mit der Zuordnungseinrichtung 20-i verbunden. Die Ergebnisse des Zuordnens sind der Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i mittels der Zuordnungseinrichtung 20-i übermittelbar. Mittels der Uhr 19-i sind zwei Zeitpunkte bestimmbar, zu welchen die zeitlich letzten beiden Funksignale 14-0, welche von der nullten Funkvorrichtung 12-0 ausgesendet wurden, empfangen wurden. Alternatively or additionally, as described below, one for adjusting the clock 19-i necessary information of the clock-fitting device 17-i be provided in other ways. Advantageously, this is one of the radio devices 12-i According to the first embodiment, the zeroth radio device 12-0 , used as a reference timer. The clock-fitting device 17-i is to do so via electrical data lines with the allocation device 20-i connected. The results of the mapping are the clock-fitting device 17-i by means of the allocation device 20-i transmittable. By means of the clock 19-i two times are determinable, to which the last two radio signals 14-0 that of the zeroth radio device 12-0 were sent, received.
Alternativ können auch zwei Zeitpunkte t1, t2 bestimmt werden, zu welchen Datensignale mit Ergebnissen des Zuordnens, welche die zeitlich letzten beiden dem Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-0 zugeordneten RSSI-Werte 15-i0 betreffen, an die Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i übermittelt wurden. Alternatively, two times t1, t2 may also be determined, to which data signals with results of the allocation, which are the last two times the pair of radio devices 12-i . 12-0 assigned RSSI values 15-i0 relate to the watch-fitting device 17-i were transmitted.
Ein Absolutbetrag der zeitlichen Differenz t2 minus t1, also t2 – t1, der zwei bestimmten Zeitpunkte t1, t2 wird berechnet. Aus dem Datenspeicher 21-i ist eine Information abrufbar, ein wie langer Soll-Zeitraum zwischen dem Aussenden zweier Funksignale 14-0 durch die nullte Funkvorrichtung 12-0 liegen soll. Es wird angenommen, dass die Uhr 19-0 der nullten Funkvorrichtung 12-0 richtig geht. Ob dies der Fall ist oder nicht, ist im Grunde unerheblich, da alle Uhren 19-i mit „i“ ungleich „0“ basierend auf der Uhr 19-0 angepasst werden und es auf die korrekte Zuordnung der Funksignale 14-i zu den Zeitschlitzen ankommt. Dennoch kann besondere Sorge getragen werden, dass die Uhr 19-0 der nullten Funkvorichtung 12-0 richtig geht. Der Soll-Zeitraum kann, alternativ oder zusätzlich, auch von der nullten Funkvorrichtung 12-0 als eine Nutzlast des von ihr ausgesandten Funksignals 14-0 an die anderen Funkvorrichtungen 12-i mit „i“ ungleich null übermittelt und von den Uhr-Anpassungseinrichtungen 17-i dieser Funkvorrichtungen 12-i ausgelesen werden.An absolute value of the time difference t2 minus t1, ie t2-t1, of the two specific times t1, t2 is calculated. From the data store 21-i is an information retrievable, how long a target period between the transmission of two radio signals 14-0 through the zeroth radio device 12-0 should lie. It is believed that the clock 19-0 the zeroth radio device 12-0 right. Whether this is the case or not is basically irrelevant since all watches 19-i with "i" not equal to "0" based on the clock 19-0 be adapted and it to the correct allocation of the radio signals 14-i arrives at the time slots. Nevertheless, special care can be taken that the clock 19-0 the zeroth radio device 12-0 right. The desired period may, alternatively or additionally, also by the zeroth radio device 12-0 as a payload of the radio signal emitted by it 14-0 to the other radio devices 12-i transmitted with "i" not equal to zero and from the clock-matching devices 17-i these wireless devices 12-i be read out.
Die Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i passt die Uhr 19-i derart an, dass die Uhr 19-i im Weiteren die Zeit so angibt, dass, wären die Zeitpunkte t1, t2 mit der angepassten Uhr 19-i gemessen worden, die berechnete zeitliche Differenz t1 – t2 der zwei bestimmten Zeitpunkte t1, t2 genau dem Soll-Zeitraum gleich ist. Ist beispielsweise die basierend auf der Uhr 19-i berechnete zeitliche Differenz t1 – t2 um fünfzig Prozent zu gering, kann die Uhr 19-i derart angepasst werden, dass sie die Zeit als doppelt so schnell wie vor dem Anpassen vergehend angibt.The clock-fitting device 17-i fits the clock 19-i so on, that the clock 19-i furthermore, the time indicates that, were the times t1, t2 with the adjusted clock 19-i has been measured, the calculated time difference t1 - t2 of the two specific times t1, t2 is exactly equal to the target period. For example, it's based on the clock 19-i calculated time difference t1 - t2 by fifty percent too low, the clock can 19-i be adjusted so that it indicates the time as twice as fast as before adjusting outgoing.
In der Funkvorrichtung 12-i ist des Weiteren eine Energieversorgungseinrichtung 23-i ausgebildet, welche alle Elemente der Funkvorrichtung 12-i mit elektrischer Energie versorgt. Die Energieversorgungseinrichtung 23-i kann beispielsweise eine Batterie oder einen Netzanschluss umfassen. Leitungen, welche in der Funkvorrichtung 12-i zum Versorgen von Komponenten mit elektrischer Energie ausgebildet sind, sind in 2 und 3 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.In the radio device 12-i is further a power supply device 23-i formed, which all elements of the radio device 12-i supplied with electrical energy. The power supply device 23-i For example, it may include a battery or a power outlet. Lines, which in the radio device 12-i are designed to supply components with electrical energy are in 2 and 3 for the sake of clarity not shown.
3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer nullten Funkvorrichtung 12-0 des Systems 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 shows a schematic block diagram of a zeroth radio device 12-0 of the system 10 according to the first embodiment of the present invention.
Die nullte Funkvorrichtung 12-0 weist gemäß der ersten Ausführungsform sämtliche Merkmale der i-ten Funkvorrichtung 12-i ebenfalls auf. Die entsprechenden Merkmale sind in 2 statt mit dem generellen Index „i“ stets durch den konkreten, auf die nullte Funkvorrichtung 12-0 bezogenen Index „0“ gekennzeichnet. Die nullte Funkvorrichtung 12-0 weist demnach eine Sende-/Empfangseinrichtung 16-0, eine Bestimmungseinrichtung 18-0, eine Zuordnungseinrichtung 20-0, eine Steuereinrichtung 22-0, eine Uhr 19-0 und eine Energieversorgungseinrichtung 23-0 auf, welche für die nullte Funkvorrichtung 12-0 jeweils die gleichen Aufgaben erfüllen und Merkmale aufweisen wie die in Bezug auf 2 beschriebenen Merkmale der i-ten Funkvorrichtung 12-i. Eine Uhr-Anpassungseinrichtung 17-0 der nullten Funkvorrichtung 12-0 kann optional ebenfalls vorgesehen sein. Es kann aber auch, wie weiter unten beschrieben, die Zeitbestimmung innerhalb des erfindungsgemäßen Systems 10 stets basierend auf der Uhr 19-0 der nullten Funkvorrichtung 12-0 basieren, so dass ein Nachjustieren der Uhr 19-0 der nullten Funkvorrichtung 12-0 im Regelfall unnötig sein kann.The zeroth radio device 12-0 according to the first embodiment has all the features of the i-th radio device 12-i also on. The corresponding features are in 2 instead of the general index "i" always through the concrete, to the zeroth radio device 12-0 referred index "0". The zeroth radio device 12-0 therefore has a transmitting / receiving device 16-0 , a determination device 18-0 , an allocation device 20-0 , a control device 22-0 , a clock 19-0 and a power supply device 23-0 on which for the zeroth radio device 12-0 perform the same tasks and have characteristics as those in relation to each other 2 described features of the i-th radio device 12-i , A clock-fitting device 17-0 the zeroth radio device 12-0 can optionally also be provided. However, it is also possible, as described below, to determine the time within the system according to the invention 10 always based on the clock 19-0 the zeroth radio device 12-0 based, allowing a readjustment of the clock 19-0 the zeroth radio device 12-0 as a rule can be unnecessary.
Im Vergleich zu den übrigen Funkvorrichtungen 12-i des Systems 10 weist die nullte Funkvorrichtung 12-0 weiterhin eine Ausleseeinrichtung 25, eine Auswerteeinrichtung 24 und eine Ausgabeeinrichtung 26 auf. Compared to the other wireless devices 12-i of the system 10 indicates the zeroth radio device 12-0 furthermore a readout device 25 , an evaluation device 24 and an output device 26 on.
Die Ausleseeinrichtung 25 ist über elektrische Datenleitungen mit der Sende-/Empfangseinrichtung 16-0 der nullten Funkvorrichtung 12-0 verbunden. Die Ausleseeinrichtung 25 ist dazu ausgebildet, aus den von der Sende-/Empfangseinrichtung 16-0 empfangenen Funksignalen 14-j die Listen mit den Informationen über die von den anderen Funkvorrichtungen 12-i bestimmten und den Paaren von Funkvorrichtungen 12-i zugeordneten RSSI-Werten 15-ij auszulesen und an die Auswerteeinrichtung 24 zu übermitteln. The readout device 25 is via electrical data lines with the transceiver 16-0 the zeroth radio device 12-0 connected. The readout device 25 is designed to be from the of the transmitting / receiving device 16-0 received radio signals 14-j Lists with the information about that from other radio devices 12-i certain and the pairs of wireless devices 12-i associated RSSI values 15-ij read out and to the evaluation 24 to convey.
Die Auswerteeinrichtung 24 ist über Datenleitungen mit der Zuordnungseinrichtung 20-0 sowie mit der Ausleseeinrichtung 25 verbunden und dazu ausgebildet, sowohl von der Zuordnungseinrichtung 20-0 als auch von der Ausleseeinrichtung 25 die jeweils bereitgestellten RSSI-Werte 15-ij der Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j sowie Informationen über die Zuordnungen zu empfangen.The evaluation device 24 is via data lines with the allocation device 20-0 as well as with the readout device 25 connected and adapted to both of the allocation device 20-0 as well as from the readout device 25 the respectively provided RSSI values 15-ij the pair of wireless devices 12-i . 12-j as well as receive information about the assignments.
Basierend auf dieser empfangenen Vielzahl der RSSI-Werte 15-ij ist mittels der Auswerteeinrichtung 24 unter Verwendung eines vorbestimmten Auswertemodells der Zustand des Raums R erfassbar. Über eine Eingabeeinrichtung (nicht gezeigt) der nullten Funkvorrichtung 12-0, beispielsweise eine Schnittstelle, kann das Auswertemodell anpassbar sein.Based on this received variety of RSSI values 15-ij is by means of the evaluation device 24 detectable the state of the space R using a predetermined Auswertemodells. Via an input device (not shown) of the zeroth radio device 12-0 For example, an interface, the evaluation model can be customizable.
Das Erfassen beruht insbesondere darauf, dass durch jegliche An- oder Abwesenheit eines Objekts P in dem Raum R, sowie durch Bewegungen und/oder Aktivitäten des Objekts P in dem Raum R die den Paaren von Funkvorrichtungen zugeordneten RSSI-Werte 15-ij zumindest zum Teil beeinflussbar sind. Durch entsprechendes Kalibrieren oder Programmieren der Auswerteeinrichtung 24, wie auch im Folgenden genauer beschrieben, ist ein Auswertemodell vorgebbar, unter Verwendung welches die bestimmten RSSI-Werte 15-ij sowie von diesem bestimmten RSSI-Werten 15-ij abgeleitete Größen zum Erfassen des Objekts P in dem Raum R und somit zum Erfassen des Zustands des Raums R verwendbar sind. Die abgeleiteten Größen können, beispielsweise statistische Größen wie ein Durchschnitt oder eine Standardabweichung, aber auch eine Wölbung oder eine Schiefe sein.The detection is based in particular on the fact that by any presence or absence of an object P in the room R, as well as by movements and / or activities of the object P in the room R, the RSSI values associated with the pairs of radios 15-ij at least partially influenced. By appropriate calibration or programming of the evaluation 24 , as also described in more detail below, an evaluation model can be specified using which the determined RSSI values 15-ij as well as from that particular RSSI values 15-ij derived quantities are suitable for detecting the object P in the space R and thus for detecting the state of the space R. The derived quantities may be, for example, statistical quantities such as an average or a standard deviation, but also a curvature or a skewness.
Die nullte Funkvorrichtung 12-0 weist weiterhin eine Ausgabeeinrichtung 26 auf, mittels welcher Steuersignale basierend auf dem Ergebnis der Erfassens des Zustands des Raums ausgebbar sind, beispielsweise an eine Aktoreinrichtung 28 des Systems 10. Die Aktoreinrichtung 28 kann mit der nullten Funkvorrichtung 12-0 drahtlos oder drahtgebunden, beispielsweise über eine serielle Schnittstelle, gekoppelt sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Aktoreinrichtung als Teil der nullten Funkvorrichtung 12-0 vorgesehen sein, welche über interne elektrische Datenleitungen von der Ausgabeeinrichtung 26 ansteuerbar ist.The zeroth radio device 12-0 also has an output device 26 on, by means of which control signals can be output based on the result of detecting the state of the room, for example to an actuator device 28 of the system 10 , The actuator device 28 can with the zeroth radio device 12-0 wireless or wired, for example, via a serial interface to be coupled. Alternatively or additionally, an actuator device as part of the zeroth radio device 12-0 be provided, which via internal electrical data lines from the output device 26 is controllable.
Die Aktoreinrichtung 28 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, eine elektrische Beleuchtung, eine elektrische Jalousie, eine elektrische Steckdose o.ä. basierend auf dem von der Ausgabeeinrichtung 26 empfangenen Steuersignal anzusteuern. Die Aktoreinrichtung 28 kann auch eine Anzeigeeinrichtung sein, beispielsweise eine LED oder ein Bildschirm.The actuator device 28 In particular, it may be configured to provide electrical lighting, an electric blind, an electrical outlet, or the like. based on that of the output device 26 to control received control signal. The actuator device 28 may also be a display device, such as an LED or a screen.
4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Erfassen eines Zustands eines Raums gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform kann beispielsweise mit dem System 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Ein Auftreten von Zahlen in Bezugszeichen, welche Verfahrensschritte bezeichnen, soll keine zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können mehrere Verfahrensschritte auch gleichzeitig durchführbar sein. 4 FIG. 12 is a schematic flowchart for explaining a method of detecting a state of a room according to a second embodiment of the present invention. FIG. The method according to the second embodiment can be used, for example, with the system 10 according to the first embodiment of the present invention. An occurrence of numbers in reference numerals denoting method steps is not intended to imply a chronological order. In particular, several method steps can also be carried out simultaneously.
Das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere für das Erfassen von Zuständen des Raumes R, welche Übergangsaktivitäten umfassen. Unter Übergangsaktivitäten sollen insbesondere Aktivitäten verstanden sein, welche das Betreten oder Verlassen des Raumes R durch ein Objekt P, beispielsweise eine Person, oder einen Übergang zwischen zwei verschieden statischen Aktivitäten des Objekts P umfassen, beispielsweise ein Aufstehen einer Person oder ein Heben eines Arms einer Person.The method according to the second embodiment of the present invention is particularly suitable for detecting states of the space R, which include transitional activities. Transient activities should in particular be understood to mean activities which involve entering or leaving the room R by an object P, for example a person, or a transition between two differently static activities of the object P, for example getting up a person or lifting a person's arm ,
In einem Schritt S01 wird die erste Mehrzahl von Zeitschlitzen definiert. Die Zeitschlitze können verschiedene zeitliche Längen aufweisen. Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Zeitschlitze alle gleich lang, nämlich 5 Millisekunden lang. Die Zeitschlitze wiederholen sich in gleichbleibender Reihenfolge periodisch. Beispielsweise folgt auf einen nullten Zeitschlitz ein erster Zeitschlitz, auf den ersten Zeitschlitz ein zweiter Zeitschlitz und so weiter, bis, bei wenn die erste Mehrzahl n Zeitschlitze umfasst, auf einen (n – 1)-ten Zeitschlitz wieder der nullte Zeitschlitz folgt. Zwischen den Zeitschlitzen befinden sich keine zeitlichen Lücken. Das heißt, jeder beliebige Zeitpunkt des kontinuierlichen Zeitverlaufs fällt notwendig in einen der Zeitschlitze.In a step S01, the first plurality of time slots is defined. The time slots can have different time lengths. According to the second embodiment of the present invention, the time slots are all the same length, namely 5 milliseconds long. The time slots repeat themselves in constant order periodically. For example, a zeroth time slot is followed by a first time slot, a second time slot on the first time slot, and so on until, if the first plurality comprises n time slots, a (n-1) th time slot is again followed by the zeroth time slot. There are no time gaps between the time slots. That is, any point in time of the continuous time course necessarily falls in one of the time slots.
Weiterhin wird der zweiten Mehrzahl von in oder an dem Raum R angeordneten Funkvorrichtungen 12-i in dem Schritt S01 jeweils mindestens ein Zeitschlitz zugewiesen. Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jeder Funkvorrichtung 12-i genau ein Zeitschlitz zugewiesen. Die Zahl der Zeitschlitze ist in diesem Fall gleich der Anzahl der Funkvorrichtungen 12-i. Alternativ können auch einer oder mehreren Funkvorrichtungen 12-i mehrere Zeitschlitze zugewiesen werden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die entsprechende(n) Funkvorrichtung(en) besonders zentral in dem Raum R angeordnet sind, oder wenn die entsprechende(n) Funkvorrichtung(en) 12-i dazu ausgebildet sind, Funksignale 14-i mit mehr als einer Frequenz zu senden. Es können jeder Funkvorrichtung 12-i so viele Zeitschlitze zugewiesen werden, mit wie vielen verschiedenen Frequenzen die jeweilige Funkvorrichtung 12-i Funksignale 14-i auszusenden ausgebildet ist. Kann eine bestimmte Funkvorrichtung 12-i beispielsweise separate Funksignale 14-i mit drei verschiedenen Frequenzen aussenden, können dieser Funkvorrichtung 12-i drei Zeitschlitze zugewiesen werden. Die einer einzelnen Funkvorrichtung 12-i zugewiesenen Zeitschlitze grenzen vorteilhaft zeitlich aneinander an.Furthermore, the second plurality of radio devices arranged in or on the space R becomes 12-i at least one time slot is assigned in step S01. According to the second embodiment of the present invention, each radio is 12-i assigned exactly one time slot. The number of time slots in this case is equal to the number of radio devices 12-i , Alternatively, one or more radio devices may be used 12-i several timeslots are assigned. This may be advantageous, for example, if the corresponding radio device (s) are arranged particularly centrally in the room R, or if the corresponding radio device (s) 12-i are designed to radio signals 14-i to send with more than one frequency. It can be any radio device 12-i as many timeslots are assigned, with how many different frequencies the respective radio device 12-i radio signals 14-i is formed to send out. Can a particular radio device 12-i for example, separate radio signals 14-i With three different frequencies, this wireless device can 12-i three time slots are allocated. The one single radio device 12-i allocated time slots advantageously adjoin one another in time.
In einem Schritt S02 wird durch jede der Funkvorrichtungen 12-i innerhalb der jeweiligen, der Funkvorrichtung 12-i zugewiesenen Zeitschlitze, das Funksignal 14-i in den Raum R ausgesendet. Gemäß der ersten Ausführungsform senden die Funkvorrichtungen 12-i jeweils mit voneinander verschiedener, für die jeweilige Funkvorrichtung 12-i charakteristischer Frequenz.In a step S02, each of the wireless devices 12-i within each, the radio device 12-i assigned time slots, the radio signal 14-i sent out to room R. According to the first embodiment, the wireless devices transmit 12-i each with different from each other, for the respective radio device 12-i characteristic frequency.
In einem Schritt S03 werden die ausgesendeten Funksignale 14-j von allen oder zumindest von einem Teil der Funkvorrichtungen 12-i empfangen. Vorteilhafterweise werden die ausgesendeten Funksignale 14-j von allen Funkvorrichtungen 12-i außer der aussendenden Funkvorrichtung 12-j empfangen. Die Funkvorrichtungen 12-i empfangen erfindungsgemäß die ausgesendeten Funksignale 14-j innerhalb derjenigen Zeitschlitze, welche der empfangenen Funkvorrichtung 12-i nicht zugewiesen sind. In a step S03, the transmitted radio signals become 14-j all or at least part of the radio devices 12-i receive. Advantageously, the transmitted radio signals 14-j from all wireless devices 12-i except the sending radio 12-j receive. The radio devices 12-i receive according to the invention the transmitted radio signals 14-j within those time slots which of the received radio 12-i are not assigned.
Sofern nötig, kann eine jeweilige Sende/Empfangseinrichtung 16-i der empfangenden Funkvorrichtung 12-i in einem, mehreren oder allen Zeitschlitzen auf eine jeweils andere Empfangsfrequenz umstellbar sein oder automatisch umgestellt werden. Eine entsprechende Programmierung kann beispielsweise der Steuereinrichtung 22-i der Funkvorrichtung 12-i bereitgestellt werden. Dies kann gleichzeitig mit einer Programmierung erfolgen, welche festlegt, in welchen Zeitschlitzen die Steuereinrichtung 22-i die mit ihr verbundene Sende/Empfangseinrichtung 16-i zum Senden des Funksignals 14-i ansteuern soll, und welche Frequenz f das auszusendende Funksignal 14-i aufweisen soll.If necessary, a respective transmitting / receiving device 16-i the receiving radio device 12-i be convertible in one, several or all time slots to a respective different reception frequency or automatically switched. A corresponding programming, for example, the controller 22-i the radio device 12-i to be provided. This can be done simultaneously with programming, which determines in which time slots the controller 22-i the transmitting / receiving device connected to it 16-i for transmitting the radio signal 14-i to control, and which frequency f the radio signal to be transmitted 14-i should have.
In einem Schritt S04 wird durch jede Funkvorrichtung 12-i und für jedes der von ihr empfangenen Funksignale 14-j, ein RSSI-Wert 15-ij, also ein Received Signal Strength Indicator, RSSI, des jeweiligen Funksignals 14-j bestimmt. Beispielsweise empfängt die siebte Funkvorrichtung 12-7 ein fünftes Funksignal 14-5 einer fünften Funkvorrichtung 12-5 während eines der fünften Funkvorrichtung 12-5 zugewiesenen Zeitschlitzes und bestimmt für das Funksignal 14-5 den RSSI-Wert 15-75. In einem darauf folgenden Zeitschlitz sendet beispielsweise eine sechste Funkvorrichtung 12-6 ein sechstes Funksignal 14-6. Die siebte Funkvorrichtung 12-7 empfängt das sechste Funksignal 14-6 der sechsten Funkvorrichtung 12-6 und bestimmt für das sechste Funksignal 14-6 den weiteren RSSI-Wert 15-76, und so weiter.In a step S04, each radio device 12-i and for each of the radio signals received by it 14-j , an RSSI value 15-ij , ie a Received Signal Strength Indicator, RSSI, of the respective radio signal 14-j certainly. For example, the seventh radio receives 12-7 a fifth radio signal 14-5 a fifth radio device 12-5 during one of the fifth radio device 12-5 assigned time slot and intended for the radio signal 14-5 the RSSI value 15-75 , For example, in a subsequent time slot, a sixth radio transmits 12-6 a sixth radio signal 14-6 , The seventh radio device 12-7 receives the sixth radio signal 14-6 the sixth radio device 12-6 and determined for the sixth radio signal 14-6 the additional RSSI value 15-76 , and so on.
In einem Schritt S05 wird durch jede Funkvorrichtung 12-i jeder bestimmte RSSI-Werts 15-ij zu einem Paar von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j zugewiesen. Das Paar von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j umfasst jeweils die empfangende Funkvorrichtung 12-i. Die zweite und letzte Funkvorrichtung 12-j jedes Paares ist jeweils diejenige Funkvorrichtung 12-j, welche das Funksignal 14-j aussendete, dessen RSSI-Wert 15-ij durch die Funkvorrichtung 12-i bestimmt wurde. Genauer gesagt ist die zweite und letzte Funkvorrichtung 12-j jedes Paares jeweils diejenige Funkvorrichtung 12-j, welcher der Zeitschlitz zugeordnet ist, während dem das Funksignal 14-j empfangen wurde, dessen RSSI-Wert 15-ij durch die Funkvorrichtung 12-i bestimmt wurde. Die Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j sind geordnete Paare, das heißt das Paar 12-i, 12-j wird formal von dem Paar 12-j, 12-i unterschieden. Demzufolge werden die RSSI-Werte 15-ij und 15-ji auch getrennt voneinander behandelt.In a step S05, each radio device 12-i any particular RSSI value 15-ij to a pair of radios 12-i . 12-j assigned. The pair of wireless devices 12-i . 12-j each includes the receiving radio device 12-i , The second and last radio device 12-j Each pair is the one radio device 12-j which the radio signal 14-j sent out its RSSI value 15-ij through the radio device 12-i was determined. More specifically, the second and last radio device 12-j each pair each one radio device 12-j to which the time slot is assigned during which the radio signal 14-j was received, its RSSI value 15-ij through the radio device 12-i was determined. The pairs of the wireless devices 12-i . 12-j are ordered couples, that is the couple 12-i . 12-j becomes formal by the couple 12-j . 12-i distinguished. As a result, the RSSI values become 15-ij and 15-ji also treated separately.
Im obigen Beispiel weist die siebte Funkvorrichtung 12-7 dem Paar von Funkverbindungen 12-i, 12-j, welches aus der siebten und der sechsten Funkvorrichtung 12-7, 12-6 besteht, den RSSI-Wert 12-76 zu.In the example above, the seventh radio device 12-7 the pair of radio links 12-i . 12-j , which consists of the seventh and the sixth radio device 12-7 . 12-6 exists, the RSSI value 12-76 to.
Die Schritte S02 bis S05 werden in Echtzeit durchgeführt. Bei n Funkvorrichtungen 12-i kann so innerhalb jedes Zeitschlitzes ein Senden des Funksignals 14-j, ein Empfangen S03 des Funksignals 14-j durch die n – 1 nicht sendenden Funkvorrichtungen 12-i, ein Bestimmen S04 der RSSI-Werte 15-ij für das empfangene Funksignal 14-j durch die n – 1 nicht-sendenden Funkvorrichtungen 12-i und ein Zuordnen S05 der RSSI-Werte 15-ij zu den Paaren von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j durch die n – 1 nicht-sendenden Funkvorrichtungen 12-i erfolgen.The steps S02 to S05 are performed in real time. For n wireless devices 12-i Thus, within each time slot a transmission of the radio signal 14-j , receiving S03 of the radio signal 14-j by the n-1 non-transmitting radio devices 12-i , determining S04 of the RSSI values 15-ij for the received radio signal 14-j by the n-1 non-transmitting radio devices 12-i and associating S05 with the RSSI values 15-ij to the pairs of radios 12-i . 12-j by the n-1 non-transmitting radio devices 12-i respectively.
Das Zuweisen S01 der Zeitschlitze an die Funkvorrichtungen 12-i erfolgt vorzugsweise nur einmal. Das Zuweisen S01 kann aber auch mehrmals erfolgen, etwa wenn festgestellt wird, dass eine der Funkvorrichtungen 12-i defekt ist und daher in dem Verfahren nicht weiter berücksichtigt werden soll. In diesem Fall können die Zeitschlitze neu verteilt werden, wobei die der defekten Funkvorrichtungen 12-i zugewiesenen Zeitschlitze ersatzlos entfallen.Assigning S01 the time slots to the radios 12-i preferably only once. However, the assignment S01 can also take place several times, for example if it is determined that one of the radio devices 12-i is defective and therefore should not be considered further in the process. In this case, the time slots can be redistributed, with those of the defective radio devices 12-i assigned time slots are omitted without replacement.
In einem Schritt S06 wird fortlaufend eine jeweilige zeitabhängige Standardabweichung der RSSI-Werte 15-ij für jedes Paar von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j berechnet, beispielsweise mittels der Auswerteeinrichtung 24. Das Berechnen erfolgt basierend auf den RSSI-Werten 15-ij, welche dem jeweiligen Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j zugeordnet sind. Auch hier werden vorteilhaft geordnete Paare berücksichtigt. Das heißt, für das Paar von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j, entsprechend einer sendenden Funkvorrichtung 12-j und einer empfangenden Funkvorrichtung 12-i, wird eine zeitabhängige Standardabweichung der RSSI-Werte 15-ij berechnet, während für das Paar 12-j, 12-i, entsprechend einer sendenden Funkvorrichtung 12-i und einer empfangenden Funkvorrichtung 12-j, eine zeitabhängige Standardabweichung der RSSI-Werte 15-ji berechnet wird. Diese beiden Standardabweichungen können sich voneinander unterscheiden, beispielsweise wenn eine Funkvorrichtung 12-i, 12-j des Paars von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j eine bessere oder schlechtere Empfangscharakteristik und/oder eine bessere oder schlechtere Sendeleistung aufweist. In a step S06, a respective time-dependent standard deviation of the RSSI values is continuously updated 15-ij for every pair of radios 12-i . 12-j calculated, for example by means of the evaluation 24 , The calculation is based on the RSSI values 15-ij which correspond to the respective pair of radio devices 12-i . 12-j assigned. Again, advantageously ordered pairs are taken into account. That is, for the pair of radios 12-i . 12-j , according to a sending radio device 12-j and a receiving radio device 12-i , becomes a time-dependent standard deviation of the RSSI values 15-ij calculated while for the couple 12-j . 12-i , according to a sending radio device 12-i and a receiving radio device 12-j , a time-dependent standard deviation of the RSSI values 15-ji is calculated. These two standard deviations may differ from one another, for example when a radio device 12-i . 12-j the pair of radios 12-i . 12-j has a better or worse reception characteristic and / or a better or worse transmission power.
Alternativ können aber auch ungeordnete Paare verwendet werden, bei denen das Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j mit dem Paar der Funkvorrichtungen 12-j, 12-i identifiziert wird und alle entsprechenden RSSI-Werte 15-ij, 15-ji gemeinsam weiterbehandelt werden. Dazu können alle bestimmten RSSI-Werte 15-ij, 15-ji an die Auswerteeinrichtung 24 zum Berechnen der Standardabweichungen übermittelt werden. Der RSSI-Wert 15-ij und der jeweilige, demselben Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j zugeordnete RSSI-Wert 15-ji können von der Auswerteeinrichtung 24 etwa addiert oder gemittelt werden, um den endgültigen, dem Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j zugeordneten RSSI-Wert 15-ij zu bilden.Alternatively, however, unordered pairs may be used in which the pair of radio devices 12-i . 12-j with the pair of wireless devices 12-j . 12-i is identified and all corresponding RSSI values 15-ij . 15-ji be treated together. These can all be specific RSSI values 15-ij . 15-ji to the evaluation device 24 to calculate the standard deviations. The RSSI value 15-ij and the respective, same pair of wireless devices 12-i . 12-j assigned RSSI value 15-ji can from the evaluation device 24 be added or averaged to the final, the pair of wireless devices 12-i . 12-j assigned RSSI value 15-ij to build.
Das Berechnen S06 erfolgt jeweils in nicht-überlappenden, lückenlos aneinander anschließenden Zeitfenstern separat. Beispielsweise kann jeweils für eine Sekunde am Stück fortlaufend die Standardabweichung der RSSI-Werte 15-ij berechnet werden.The computation S06 is carried out separately in non-overlapping, completely consecutive time windows. For example, the standard deviation of the RSSI values can be continuous for one second at a time 15-ij be calculated.
Das obige Beispiel weiterführend, berechnet die siebte Funkvorrichtung 12-7 bei jeder Wiederkehr des der sechsten Funkvorrichtung 12-6 zugewiesenen Zeitschlitzes erneut den RSSI-Wert 15-76 für das sechste Funksignal 14-6 der sechsten Funkvorrichtung 12-6. Die verschiedenen berechneten RSSI-Werte 15-76 werden dazu benutzt, fortlaufend einen Mittelwert und eine Standardabweichung der RSSI-Werte 15-76 für das Paar der siebten und sechsten Funkvorrichtung 12-7, 12-6 zu berechnen.Continuing with the above example, the seventh radio calculates 12-7 at each return of the sixth radio 12-6 assigned time slot again the RSSI value 15-76 for the sixth radio signal 14-6 the sixth radio device 12-6 , The different calculated RSSI values 15-76 are used to continuously average and standard deviation RSSI values 15-76 for the pair of seventh and sixth wireless devices 12-7 . 12-6 to calculate.
In einem Schritt S07 wird eine zeitliche Abfolge von aktiven und nicht-aktiven Paaren der Funkvorrichtungen 12-i ermittelt. Ein Paar von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j wird zumindest für einen vorbestimmten ersten Zeitraum als aktiv bewertet wird, wenn die Standardabweichung der RSSI-Werte 15-ij für das Paar einen vorbestimmten Schwellenwert für das Paar 12-i, 12-j übersteigt. Der vorbestimmte erste Zeitraum ist beispielsweise 1,5 Sekunden lang. Erfolgt das Berechnen S06, wie oben beschrieben, jeweils separat in verschiedenen Zeitfenstern, kann die zeitliche Abfolge statt auf kontinuierliche Zeitachsen auf diskrete Zeitachsen mit den Zeitfenstern bezogen sein.In a step S07, a time sequence of active and non-active pairs of the radio devices 12-i determined. A pair of wireless devices 12-i . 12-j is evaluated as active at least for a predetermined first period when the standard deviation of the RSSI values 15-ij for the pair, a predetermined threshold for the pair 12-i . 12-j exceeds. The predetermined first period is, for example, 1.5 seconds. If the calculation S06, as described above, takes place separately in different time windows, the time sequence can be related to the time windows instead of to continuous time axes on discrete time axes.
Beispielsweise wird das (ungeordnete oder geordnete) Paar der sechsten und siebten Funkvorrichtungen 12-6, 12-7 für 1,5 Sekunden als aktiv bewertet, wenn die Standardabweichung der RSSI-Werte 15-67 den für das Paar der sechsten und siebten Funkvorrichtungen 12-6, 12-7 bestimmten Schwellenwert übersteigt. Übersteigt die Standardabweichung der RSSI-Werte 15-67 innerhalb dieser 1,5 Sekunden erneut den Schwellenwert, wird das Paar der Funkvorrichtungen 12-6, 12-7 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für weitere 1,5 Sekunden als aktiv bewertet. Die ermittelte zeitliche Abfolge kann insbesondere Informationen umfassen, welche Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j an einer vierten Mehrzahl von zueinander in einem vorbestimmten zeitlichen Verhältnis stehenden Zeitpunkten jeweils aktiv oder nicht-aktiv waren.For example, the (unordered or ordered) pair of the sixth and seventh radio devices becomes 12-6 . 12-7 for 1.5 seconds as active, if the standard deviation of the RSSI values 15-67 that for the pair of sixth and seventh wireless devices 12-6 . 12-7 certain threshold. Exceeds the standard deviation of the RSSI values 15-67 within this 1.5 seconds again the threshold, becomes the pair of wireless devices 12-6 . 12-7 according to the second embodiment of the present invention, evaluated as active for another 1.5 seconds. The ascertained time sequence may in particular include information which pairs of the radio devices 12-i . 12-j were active or non-active at a fourth plurality of times in a predetermined time relationship.
In einem Schritt S08 wird die bestimmte zeitlichen Abfolge von aktiven und nicht-aktiven Paaren der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j mit mindestens einer vorbestimmten zeitlichen Referenz-Abfolge von aktiven und nicht-aktiven Paaren der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j verglichen. Die zeitliche Referenz-Abfolge kann insbesondere in einem Kalibrierungsverfahren, wie es weiter unten beschrieben ist, erstellt werden.In a step S08, the determined time sequence of active and non-active pairs of the radio devices 12-i . 12-j with at least one predetermined time reference sequence of active and non-active pairs of the radio devices 12-i . 12-j compared. The temporal reference sequence can be created in particular in a calibration method, as described below.
In einem Schritt S09 wird, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichens und unter Verwendung eines vorbestimmten Auswertemodells, der Zustand des Raums R erfasst. Das vorbestimmte Auswertemodell umfasst die mindestens eine vorbestimmte zeitliche Referenz-Abfolge von aktiven und nicht-aktiven Paaren der Funkvorrichtungen 12-i.In a step S09, based on the result of the comparison and using a predetermined evaluation model, the state of the space R is detected. The predetermined evaluation model comprises the at least one predetermined temporal reference sequence of active and non-active pairs of the radio devices 12-i ,
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine erste vorbestimmte Referenz-Abfolge vorgegeben, gemäß welcher die Paare einer ersten Teilmenge der Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j gleichzeitig aktiv sind. Vorteilhafterweise besteht die erste Teilmenge der Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j aus Paarkombinationen solcher Funkvorrichtungen 12-i, welche räumlich am nächsten an einer Tür T des Raums R angeordnet sind. Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die erste Teilmenge in dem weiter unten beschriebenen Kalibrierungsverfahren bestimmt. According to the second embodiment of the present invention, a first predetermined reference sequence is predetermined, according to which the pairs of a first subset of the pairs of radio devices 12-i . 12-j are active at the same time. Advantageously, the first subset of the pairs of radio devices 12-i . 12-j from pair combinations of such radio devices 12-i spatially closest to a door T of the room R. According to the second embodiment of the present invention, the first subset is determined in the calibration method described below.
Die erste Teilmenge der Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j kann vorzugsweise drei Paare umfassen. Es können auch mehr Paare in der ersten Teilmenge vorgesehen sein, beispielsweise für relativ breite Türen T. Ist eine Boole’sche Variable Tür_offen == WAHR, wodurch indiziert ist, dass die Tür T des Raums R offen ist, so wird, falls das Vergleichen S08 das Auftreten der ersten vorbestimmten Referenz-Abfolge ergibt, in dem Schritt S09 darauf geschlossen, dass ein Objekt P den Raum R betreten hat. Im Zuge dessen wird eine Boole’sche Variable Objekt_anwesend = WAHR gesetzt.The first subset of pairs of radio devices 12-i . 12-j may preferably comprise three pairs. There may also be more pairs in the first subset, for example for relatively wide doors T. If a Boolean variable door_open == TRUE, indicating that the door T of the room R is open, then if the comparison is S08 results in the occurrence of the first predetermined reference sequence, in step S09, it is concluded that an object P has entered the space R. In the course of this, a Boolean variable object_available = TRUE is set.
Es können mehrere Referenz-Abfolgen vorbestimmt sein, wobei den einzelnen Referenz-Abfolgen, in Abhängigkeit auch von anderen Variablen und Parametern, unterschiedliche Vorrangigkeitswerte zugeordnet werden können.Several reference sequences can be predetermined, wherein the individual reference sequences, depending on other variables and parameters, different priority values can be assigned.
Beispielsweise kann im beschriebenen Beispiel eine zweite vorbestimmte Referenz-Abfolge vorgegeben sein, welche ebenfalls umfasst, dass die Paare in der ersten Teilmenge der Paare der Funkvorrichtungen 12-i gleichzeitig aktiv sind. Die zweite Referenz-Abfolge umfasst weiterhin, dass beliebige, insbesondere alle, Paare einer zweiten Teilmenge der Paare der Funkvorrichtungen 12-i in unmittelbarer Vergangenheitvor der ersten Teilmenge aktiv waren. Die zweite Teilmenge umfasst insbesondere Paarkombinationen von Funkvorrichtungen 12-i, welche weiter innen in dem Raum R liegen, also weiter von der Tür T entfernt als Paare der ersten Teilmenge. Würde das Vergleichen S08 ergeben, dass in der in Schritt S07 ermittelten zeitlichen Abfolge die zweite vorbestimmte Referenz-Abfolge vorliegt, würde sich gleichzeitig ergeben, dass ebenso die erste vorbestimmte Referenz-Abfolge vorliegt. For example, in the described example, a second predetermined reference sequence may be provided, which also includes that the pairs in the first subset of the pairs of radio devices 12-i are active at the same time. The second reference sequence furthermore comprises any, in particular all, pairs of a second subset of the pairs of the radio devices 12-i were active in the immediate past before the first subset. The second subset comprises in particular pair combinations of radio devices 12-i which lie further inside the room R, that is farther away from the door T than pairs of the first subset. If the comparison S08 showed that the second predetermined reference sequence is present in the temporal sequence determined in step S07, it would also be apparent that the first predetermined reference sequence also exists.
Bei dem Auswerten, welches im Zuge des Erfassens S09 des Zustands des Raumes erfolgt, können Variablen ausgewertet werden, um einen Vorrang der Referenz-Abfolgen zu bestimmen. Ist beispielsweise die Variable Objekt_anwesend == WAHR und ist zusätzlich die Variable Tür_offen == WAHR, kann bestimmt werden, etwa durch die Auswerteeinrichtung 24, dass das Objekt P den Raum R verlassen hat. Das heißt, das im Zuge des Schritts S09 würde die Variable Objekt_anwesend = FALSCH gesetzt werden. Das Vorliegen der ersten Referenz-Abfolge würde entsprechend nicht weiter berücksichtigt.In the evaluation, which takes place in the course of detecting S09 of the state of the room, variables can be evaluated in order to determine a precedence of the reference sequences. If, for example, the variable Objekt_anwesend == is TRUE and, in addition, the variable Tür_offen == TRUE, can be determined, for example by the evaluation device 24 in that the object P has left the room R. This means that in the course of step S09, the variable object_ present = FALSE would be set. The existence of the first reference sequence would accordingly not be considered further.
In einem Schritt S10 kann basierend auf dem Ergebnis des Erfassens S09 ein Steuersignal an eine Aktoreinrichtung 28 gesendet werden, beispielsweise ein Steuersignal, welches die Variable Objekt_anwesend in einem externen Datenspeicher auf FALSCH setzt oder ein Steuersignal, welches eine Anzeigeeinrichtung bewirkt, auf die Anwesenheit des Objekts graphisch hinzuweisen. Das Steuersignal kann auch eine digitale Repräsentation einer Boole’schen Variable, beispielsweise der Variable Objekt_anwesend sein, wobei WAHR dem digitalen Zustand HIGH und FALSCH dem digitalen Zustand LOW entspricht. Das Steuersignal kann durch einen Filter, etwa einen Tiefpassfilter, gefiltert werden, ehe es zu der Aktoreinrichtung 28 gelangt.In a step S10, based on the result of the detection S09, a control signal to an actuator device 28 For example, a control signal that sets the variable object_observed in an external data store to FALSE or a control signal that causes a display device to graphically indicate the presence of the object. The control signal may also be a digital representation of a Boolean variable, such as the variable object_in_ presence, where TRUE corresponds to the digital state HIGH and FALSE to the digital state LOW. The control signal may be filtered by a filter, such as a low pass filter, before going to the actuator device 28 arrives.
Es können weitere Referenz-Abfolgen hinzugefügt werden. Beispielsweise kann auf ein Bewegen des Objekts P geschlossen werden, wenn zu irgendeinem Zeitpunkt zwei Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j gleichzeitig aktiv sind. Darauf basierend kann eine Variable Objekt_bewegt_sich = WAHR gesetzt werden und/oder ein Steuersignal ausgegeben werden. Ist nur ein einzelnes Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j über einen zweiten Zeitraum hinweg aktiv, kann auf eine dynamische Aktivität des Objekts P mit statischer Position geschlossen werden, etwa ein Winken einer stationären Person als Objekt P.Additional reference sequences can be added. For example, moving the object P may be inferred if at any time two pairs of the radios 12-i . 12-j are active at the same time. Based on this, a variable Objekt_bewegt_sich = TRUE can be set and / or a control signal can be output. Is only a single pair of wireless devices 12-i . 12-j active over a second period of time, it is possible to deduce a dynamic activity of object P with a static position, such as a waving of a stationary person as object P.
Vor dem Durchführen des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches in Bezug auf 3 beschrieben ist, kann ein erstes Kalibrierungsverfahren durchgeführt werden.Before carrying out the method according to the second embodiment of the present invention, which with reference to 3 described, a first calibration method can be performed.
5 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines ersten Kalibrierungsverfahrens, welches als Teil des Verfahrens zum Erfassen des Zustands des Raums R gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführbar ist. 5 FIG. 12 is a schematic flowchart for explaining a first calibration method practicable as part of the method of detecting the state of the space R according to the second embodiment of the present invention.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden dazu die folgenden Schritte N-fach durchgeführt:
In einem Schritt S11 wird ein Objekt P von außen durch die Tür T in den Raum R bis zu einer von der Tür T am weitesten entfernt liegenden Ecke des Raums R bewegt. Ist das Objekt P eine Person kann sich diese selbst auf die genannte Art bewegen. Vorteilhafterweise durchquert das Objekt P dabei möglichst viele, insbesondere alle, gedachten Verbindungslinien zwischen allen Paarkombinationen der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j.According to the second embodiment of the present invention, the following steps are performed N times:
In a step S11, an object P is moved from outside through the door T into the room R up to a corner of the room R farthest from the door T. If the object P is a person, it can move itself in the manner mentioned. Advantageously, the object P traverses as many, in particular all, imaginary connecting lines between all pair combinations of the radio devices 12-i . 12-j ,
In einem Schritt Schritt S12 werden, noch bevor das Objekt P den Raum R betreten hat, die Schritte S02 bis S06 durchgeführt. Vorteilhaft ist das Objekt P zu Beginn noch etwa einen Meter von der Tür T entfernt. Die Standardabweichungen der RSSI-Werte 15-ij der Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j werden in nicht-überlappenden zeitlichen Abständen von einer Sekunde fortlaufend berechnet.In a step S12, even before the object P has entered the space R, the steps S02 to S06 are performed. Advantageously, the object P is still about one meter away from the door T at the beginning. The standard deviations of the RSSI values 15-ij the pair of wireless devices 12-i . 12-j are continuously calculated in non-overlapping time intervals of one second.
In einem Schritt S13 wird für jedes der Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j ein während des Kalibrierverfahrens maximaler Maximal-RSSI-Standardabweichungs-Wert ermittelt. Der Maximal-RSSI-Standardabweichungs-Wert gibt den Wert der größten der innerhalb aller Zeitfenster berechneten Standardabweichungen des RSSI-Werts 15-ij für das Paar an.In a step S13, for each of the pairs of the radio devices 12-i . 12-j a maximum maximum RSSI standard deviation value determined during the calibration procedure. The maximum RSSI standard deviation value gives the value of the largest of the standard RSSI value deviations calculated within all timeslots 15-ij for the couple.
Ein Bruchteil des jeweiligen Maximal-RSSI-Standardabweichungs-Werts kann als Schwellenwert für das jeweilige Paar der Funkvorrichtungen 12-i für den Schritt S07 bestimmt werden, beispielsweise dreißig, fünfzig oder siebzig Prozent des Maximal-RSSI-Standardabweichungs-Werts.A fraction of the respective maximum RSSI standard deviation value may be a threshold for the respective pair of radio devices 12-i for step S07, for example, thirty, fifty or seventy percent of the maximum RSSI standard deviation value.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Funkvorrichtung 12-i mindestens eines Paars der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j mehrere Funksignale 14-i in verschiedenen Zeitschlitzen der ersten Mehrzahl von Zeitschlitzen aussendet, beispielsweise mit verschiedenen Frequenzen. In diesem Fall kann für das mindestens eine Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j der Maximal-RSSI-Standardabweichungs-Wert über die Funksignale 14-i aus jedem der verschiedenen Zeitschlitze hinweg berechnet werden. So kann erreicht werden, dass für jedes Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j nur jeweils ein Maximal-Standardabweichungs-Wert berechnet wird. Analog kann auch in den Schritten S06 und/oder S07 verfahren werden. In the method according to the invention it can be provided that at least one radio device 12-i at least one pair of the radio devices 12-i . 12-j several radio signals 14-i in different time slots of the first plurality of time slots, for example, with different frequencies. In this case, for the at least one pair of the radio devices 12-i . 12-j the maximum RSSI standard deviation value over the radio signals 14-i be calculated from each of the different time slots. So can be achieved that for each pair of radio devices 12-i . 12-j only one maximum standard deviation value is calculated in each case. Analogously, it is also possible to proceed in steps S06 and / or S07.
Alternativ kann für ein und dasselbe Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j für jeden Zeitschlitz ein separater RSSI-Wert 15-ij, eine separate entsprechende Standardabweichung des separaten RSSI-Werts 15-ij und ein separater Maximal-RSSI-Standardabweichungs-Wert bestimmt werden. Für das Bestimmen S07 der zeitlichen Abfolge der aktiven und nicht-aktiven Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j und in den vorbestimmten Referenz-Abfolgen können die zu verschiedenen Zeitschlitzen bestimmten Paarkombinationen der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j jeweils formal als unterschiedliches Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j behandelt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein und dieselbe Funkvorrichtung 12-i in verschiedenen, ihr zugewiesenen Zeitschlitzen Funksignale 14-i mit unterschiedlichen Frequenzen aussendet. Unterschiedliche Absorptionseigenschaften eines Objekts P und/oder des Raums R, bezogen auf die Funksignale 14-i, können nämlich beim Erfassen S09 des Zustands des Raums R berücksichtigt und zur näheren Bestimmung des Zustands verwendet werden, etwa um eine Art des Objekts, genauer oder überhaupt, zu bestimmen.Alternatively, for one and the same pair of radio devices 12-i . 12-j a separate RSSI value for each time slot 15-ij , a separate corresponding standard deviation of the separate RSSI value 15-ij and a separate maximum RSSI standard deviation value. For determining S07 the timing of the active and non-active pairs of the radio devices 12-i . 12-j and in the predetermined reference sequences, the pair combinations of the radio devices determined at different timeslots 12-i . 12-j each formally as a different pair of radio devices 12-i . 12-j be treated. This is particularly advantageous when one and the same radio device 12-i radio signals in various timeslots assigned to it 14-i with different frequencies. Different absorption properties of an object P and / or the space R, based on the radio signals 14-i , namely when acquiring S09 of the state of the space R can be considered and used to further determine the state, such as to determine a type of object, more precisely or at all.
In einem Schritt S14 wird eine geordnete Liste erstellt, welche Informationen umfasst, in welcher zeitlichen Reihenfolge die Standardabweichung des RSSI-Werts 15-ij jedes Paars der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j den jeweiligen Maximal-RSSI-Standardabweichungs-Wert angenommen hat.In a step S14, an ordered list is created, which contains information in which temporal order the standard deviation of the RSSI value 15-ij every pair of wireless devices 12-i . 12-j has assumed the respective maximum RSSI standard deviation value.
In einem Schritt S15 werden die geordneten Listen aus den N Durchläufen der Schritte S11 bis S14 miteinander verglichen und diejenige geordnete Liste ausgewählt, welche am häufigsten erstellt wurde.In a step S15, the ordered lists of the N passes of steps S11 to S14 are compared with each other, and the ordered list which has been created most frequently is selected.
In einem Schritt S16 werden die ersten L in der ausgewählten geordneten Liste aufgeführten Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j als die erste Teilmenge der Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j definiert. Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist L gleich drei. Die nächsten L in der ausgewählten geordneten Liste aufgeführten Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j werden als die zweite Teilmenge der Paare der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j definiert.In a step S16, the first L's of the radio devices listed in the selected ordered list become 12-i . 12-j as the first subset of the pairs of radio devices 12-i . 12-j Are defined. According to the second embodiment of the present invention, L is equal to three. The next L pairs of radios listed in the selected ordered list 12-i . 12-j are considered the second subset of pairs of radios 12-i . 12-j Are defined.
6 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Erfassen eines Zustands eines Raums R gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 FIG. 12 is a schematic flowchart for explaining a method of detecting a state of a space R according to a third embodiment of the present invention.
Das Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform ist im Wesentlichen eine Variante des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei die Schritte S05 bis S08 durch die Schritte S05‘ und S06‘ ersetzt sind. Das Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform eignet sich insbesondere für das Erfassen eines statischen Zustands des Raums R, beispielsweise einer Tatsache, ob ein Fenster F oder eine Tür T offen oder geschlossen ist, ob sich ein Objekt P an einem üblichen Ort befindet usw.The method according to the third embodiment is essentially a variant of the method according to the second embodiment, wherein the steps S05 to S08 are replaced by the steps S05 'and S06'. The method according to the third embodiment is particularly suitable for detecting a static state of the space R, for example, a fact as to whether a window F or a door T is open or closed, whether an object P is in a usual place, etc.
In dem Schritt S05‘ wird jeweils in nicht-überlappenden, lückenlos aneinander anschließenden dritten Zeiträumen separat ein Mittelwert der RSSI-Werte 15-ij für jedes Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j berechnet. Gemäß der dritten Ausführungsform sind die dritten Zeiträume jeweils eine Sekunde lang.In step S05 ', a mean value of the RSSI values is separately determined in each case in non-overlapping third consecutive periods without gap 15-ij for each pair of wireless devices 12-i . 12-j calculated. According to the third embodiment, the third time periods are each one second long.
In einem Schritt S06‘ wird gemäß der dritten Ausführungsform überprüft, ob, wie viele und/oder welche der berechneten Mittelwerte der RSSI-Werte 15-ij in eine von zwei vorbestimmten Spannen von Werten fallen. Eine erste vorbestimmte Spanne ist dem Wert Tür_offen == WAHR der Variable Tür_offen zugewiesen, eine zweite vorbestimmte Spanne ist dem Wert Tür_offen == FALSCH der Variable Tür_offen zugewisen.In a step S06 ', according to the third embodiment, it is checked whether, how many and / or which of the calculated average values of the RSSI values 15-ij fall into one of two predetermined ranges of values. A first predetermined span is assigned to the value door open == TRUE of the variable door open, a second predetermined span is assigned to the value door open == FALSE of the variable door open.
Das Erfassen S09 des Zustands des Raums wird basierend auf dem Überprüfen S06‘ durchgeführt. Fällt der berechnete Mittelwert der RSSI-Werte 15-ij eines zuvor ausgewählten Paares von Funkvorrichtungen 12-i, 12-j in eine der beiden Spannen, wird die Variable Tür_offen auf den entsprechenden Wert WAHR oder FALSCH gesetzt. Gemäß der dritten Ausführungsform sind die erste und zweite vorbestimmte Spanne Teil des vorbestimmten Auswertemodells. The detection S09 of the state of the space is performed based on the check S06 '. If the calculated mean value of the RSSI values falls 15-ij a previously selected pair of radios 12-i . 12-j in one of the two spans, the variable door_open is set to the corresponding value TRUE or FALSE. According to the third embodiment, the first and second predetermined margins are part of the predetermined evaluation model.
Die Verfahren gemäß der zweiten und dritten Ausführungsform können auch miteinander kombiniert werden. Dabei kann das vorbestimmte Auswertemodell sowohl die vorbestimmten Spannen von Werten als auch die Referenz-Abfolgen sowie eine Vielzahl konditionaler Regeln umfassen. Es können sowohl das in Bezug auf 4 als auch das in Bezug auf 6 beschriebene Kalibrierungsverfahren durchgeführt werden. Sowohl das eine als auch das andere als auch beide Kalibrierungsverfahren können durch weitere Kalibrierungsverfahren ergänzt oder ersetzt werden.The methods according to the second and third embodiments may also be combined with each other. In this case, the predetermined evaluation model can comprise both the predetermined ranges of values and the reference sequences as well as a multiplicity of conditional rules. It can do both in terms of 4 as well as in terms of 6 described calibration procedures are performed. Both one and the other as well as both calibration methods can be supplemented or replaced by further calibration procedures.
In dem Schritt S10 wird, basierend auf dem neuen oder beibehaltenen Wert der Variable Tür_offen, ein Steuersignal an die Aktoreinrichtung 28 gesendet, beispielsweise wie oben beschrieben.In step S10, a control signal is sent to the actuator based on the new or maintained value of the variable door_open 28 sent, for example as described above.
7 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines zweiten Kalibrierungsverfahrens, welches als Teil des Verfahrens zum Erfassen des Zustands des Raums R, insbesondere gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführbar ist. 7 FIG. 12 shows a schematic flowchart for explaining a second calibration method, which can be carried out as part of the method for detecting the state of the space R, in particular according to the third embodiment of the present invention.
In einem Schritt S11‘ werden N‘-mal, über den vorbestimmten dritten Zeitraum hinweg jeweils bei offener Tür T und bei geschlossener Tür T, Mittelwerte der RSSI-Werte 15-ij der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j bestimmt, etwa wie oben in Bezug auf die Schritte S02, S03, S04 und S05‘ beschrieben. Gemäß dem beschriebenen zweiten Kalibrierungsverfahren ist N‘ gleich fünf und der dritte Zeitraum drei Sekunden lang. Alternativ können die dritten Zeiträume bei dem Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform und bei dem zugehörigen zweiten Kalibrierungsverfahren jeweils gleich gewählt werden, beispielsweise jeweils eine Sekunde oder jeweils drei Sekunden.In a step S11 ', average values of the RSSI values become N' times, over the predetermined third time period, with the door T open and the door T closed, respectively 15-ij of the radio devices 12-i . 12-j determined as described above with respect to steps S02, S03, S04 and S05 '. According to the described second calibration method, N 'is equal to five and the third period is three seconds. Alternatively, in the method according to the third embodiment and in the associated second calibration method, the third time periods may each be chosen to be the same, for example one second or three seconds each.
In einem Schritt S12‘ wird dasjenige Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j ausgewählt, dessen Mittelwert der RSSI-Werte 15-ij bei dem Schritt S11‘ einen größten Unterschied zwischen den gemessenen Mittelwerten der RSSI-Werte 15-ij bei der offenen Tür und den gemessenen Mittelwerten der RSSI-Werte 15-ij bei der geschlossenen Tür aufweist. Dabei können die gemessenen Mittelwerte bei der offenen Tür und bei der geschlossenen Tür jeweils erneut gemittelt und das Ergebnis der beiden Mittelungen verglichen werden; es kann aber auch ein Vergleichen aller einzelnen Mittelwerte bei der offenen Tür mit allen Mittelwerten bei der geschlossenen Tür, jeweils separat für jedes Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j, durchgeführt werden.In a step S12 ', that pair of the radio devices becomes 12-i . 12-j whose mean value of RSSI values is selected 15-ij at step S11 ', a largest difference between the measured average values of the RSSI values 15-ij at the open door and the measured mean values of the RSSI values 15-ij at the closed door. The measured mean values for the open door and for the closed door can each be averaged again and the result of the two averages compared; but it can also be a comparison of all the individual averages with the open door with all averages at the closed door, each separately for each pair of radios 12-i . 12-j , be performed.
In einem Schritt S13‘ wird die Spanne von Werten, welche dem Wert Tür_offen == WAHR zugewiesen ist, auf Werte zwischen zehn Prozent weniger und zehn Prozent mehr als den Mittelwert der RSSI-Werte 15-ij des ausgewählten Paars der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j bei der offenen Tür definiert. Die Spanne von Werten, welche dem Wert Tür_offen == FALSCH zugewiesen ist, wird auf Werte zwischen zehn Prozent weniger und zehn Prozent mehr als den Mittelwert der RSSI-Werte 15-ij des ausgewählten Paars der Funkvorrichtungen 12-i, 12-j bei der geschlossenen Tür definiert.In a step S13 ', the range of values assigned to the value Door_Open == TRUE is set to values between ten percent less and ten percent more than the mean of the RSSI values 15-ij the selected pair of wireless devices 12-i . 12-j defined at the open door. The range of values assigned to the value Door_Open == FALSE becomes values between ten percent less and ten percent more than the mean of the RSSI values 15-ij the selected pair of wireless devices 12-i . 12-j defined at the closed door.
8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Uhr-Anpassungsverfahrens für eine Uhr 19-i einer Funkvorrichtung 12-i, welches als Teil eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erfassen eines Zustands eines Raums durchführbar ist. 8th FIG. 12 is a schematic flowchart for explaining a clock adjustment method for a timepiece. FIG 19-i a radio device 12-i which is part of a method according to the invention for detecting a state of a room is feasible.
Das Uhr-Anpassungsverfahren ist insbesondere für die Uhr 19-i jeder Funkvorrichtung 12-i außer der nullten Funkvorrichtung 12-0, als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar. Für Varianten und Details zu dem Uhr-Anpassungsverfahren wird auch auf die Beschreibung bezüglich 2 oben verwiesen.The clock adjustment method is especially for the clock 19-i every radio device 12-i except for the zeroth radio device 12-0 , feasible as part of the method according to the invention. For variants and details about the clock adjustment method, reference is also made to the description 2 referred to above.
In einem Schritt S20 werden, etwa von einer Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i der Funkvorrichtung 12-i, unter Verwendung der Uhr 19-i und der Zuordnungseinrichtung 20-i der jeweiligen Funkvorrichtung 12-i, jeweils zwei Zeitpunkte t1, t2 bestimmt, zu welchen die zeitlich letzten beiden Funksignale 14-0, welche von der nullten Funkvorrichtung 12-0 ausgesendet wurden, empfangen wurden. In a step S20, such as by a clock adjustment device 17-i the radio device 12-i , using the clock 19-i and the allocator 20-i the respective radio device 12-i , two times t1, t2 determined, to which the last two radio signals 14-0 that of the zeroth radio device 12-0 were sent, received.
Alternativ können in dem Schritt S20 auch zwei Zeitpunkte t1, t2 bestimmt werden, zu welchen elektrische Datensignale mit denjenigen Ergebnissen des Zuordnens S05, welche die zeitlich letzten beiden dem Paar der Funkvorrichtungen 12-i, 12-0 zugeordneten RSSI-Werte 15-i0 betreffen, an die Uhr-Anpassungseinrichtung 17-i übermittelt wurden.Alternatively, two times t1, t2 may also be determined in step S20, to which electrical data signals with those results of the assignment S05, which are the last two in time of the pair of radio devices 12-i . 12-0 assigned RSSI values 15-i0 relate to the watch-fitting device 17-i were transmitted.
In einem Schritt S21 wird eine zeitliche Differenz t1 – t2 der zwei bestimmten Zeitpunkte t1, t2 berechnet. In a step S21, a time difference t1-t2 of the two specific times t1, t2 is calculated.
In einem Schritt S22 wird die berechnete zeitliche Differenz t1 – t2 mit einem vorbestimmten Soll-Zeitraum verglichen, wobei der Soll-Zeitraum angibt, ein wie langer Zeitraum zwischen dem Aussenden zweier Funksignale 14-0 durch die nullte Funkvorrichtungen 12-0 jeweils liegen soll oder liegt.In a step S22, the calculated time difference t1-t2 is compared with a predetermined target time period, wherein the target time period indicates how long a period between the emission of two radio signals 14-0 through the zeroth radio devices 12-0 should lie or lie respectively.
In einem Schritt S23 wird die Uhr 19-i derart angepasst, dass die Uhr 19-i im Weiteren die Zeit so angibt, dass, wären die Zeitpunkte t1, t2 mit der angepassten Uhr 19-i gemessen worden, die berechnete zeitliche Differenz t1 – t2 der zwei bestimmten Zeitpunkte t1, t2 genau dem Soll-Zeitraum gleich wäre. In a step S23, the clock becomes 19-i adapted so that the clock 19-i furthermore, the time indicates that, were the times t1, t2 with the adjusted clock 19-i has been measured, the calculated time difference t1 - t2 of the two specific times t1, t2 would be exactly equal to the target period.
Das Uhr-Anpassungsverfahren kann als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere auch kontinuierlich durchgeführt werden, beispielsweise anhand von je zwei zeitlich aufeinander folgenden Funksignalen 14-0 der nullten Funkvorrichtung 12-0.The clock adjustment method can be carried out as part of the method according to the invention in particular also continuously, for example based on two temporally successive radio signals 14-0 the zeroth radio device 12-0 ,
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.
Insbesondere lässt sich das erfindungsgemäße System 10 gemäß aller für die erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Varianten anpassen und umgekehrt.In particular, the inventive system can be 10 adapt according to all variants described for the method according to the invention and vice versa.
In mindestens einer Funkvorrichtung 12-i kann eine Standardabweichungs-Berechnungseinrichtung vorgesehen sein, mittels welcher die Standardabweichung der von der Funkvorrichtung 12-i bestimmten RSSI-Werte 15-ij berechenbar ist. In den von der Funkvorrichtung 12-i ausgesendeten Funksignalen 14-i kann die berechnete Standardabweichung als Nutzlast enthalten sein. In der Auswertevorrichtung 24 können sodann die Standardabweichungen anstelle der oder zusätzlich zu den RSSI-Werte 15-ij aus den Funksignalen 14-i ausgelesen und zum Erfassen des Zustands des Raums ausgewertet werden. In at least one radio device 12-i a standard deviation calculating means may be provided, by which the standard deviation of the of the radio device 12-i certain RSSI values 15-ij is calculable. In the from the radio device 12-i emitted radio signals 14-i the calculated standard deviation may be included as a payload. In the evaluation device 24 can then use the standard deviations instead of or in addition to the RSSI values 15-ij from the radio signals 14-i be read out and evaluated for detecting the state of the room.
Analog kann, zusätzlich oder alternativ, in mindestens einer Funkvorrichtung 12-i eine Mittelwert-Berechnungseinrichtung vorgesehen sein, mittels welcher der Mittelwert der von der Funkvorrichtung 12-i bestimmten RSSI-Werte 15-ij berechenbar ist. Weiterhin analog kann der berechnete Mittelwert als Nutzlast in den von der Funkvorrichtung 12-i ausgesendeten Funksignalen enthalten sein. In der Auswertevorrichtung 24 können sodann die Mittelwerte anstelle der oder zusätzlich zu den RSSI-Werte 15-ij aus den Funksignalen 14-i ausgelesen und zum Erfassen des Zustands des Raums ausgewertet werden.Analogously, additionally or alternatively, in at least one radio device 12-i a mean value calculating device may be provided, by means of which the mean value of the radio device 12-i certain RSSI values 15-ij is calculable. Furthermore, analogously, the calculated mean value can be used as a payload in that of the radio device 12-i be emitted radio signals. In the evaluation device 24 can then use the averages instead of or in addition to the RSSI values 15-ij from the radio signals 14-i be read out and evaluated for detecting the state of the room.
Analog kann für weitere Größen, welche auf den von der Funkvorrichtung 12-i bestimmten RSSI-Werten 15-ij, verfahren werden.Analog can be used for other sizes, which depends on that of the wireless device 12-i certain RSSI values 15-ij to be traded.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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US 7088236 B2 [0004] US 7088236 B2 [0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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Standard IEEE 802.15.4 [0008] Standard IEEE 802.15.4 [0008]
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Standard IEEE 802.15.4 [0014] Standard IEEE 802.15.4 [0014]
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Standard IEEE 802.15.4 [0045] Standard IEEE 802.15.4 [0045]
