DE102016114280A1

DE102016114280A1 - Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik

Info

Publication number: DE102016114280A1
Application number: DE102016114280.8A
Authority: DE
Inventors: Tilman Benkert
Original assignee: Endress & Hauser Conducta & Co Kg GmbH; Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Current assignee: Endress & Hauser Conducta & Co Kg GmbH; Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2018-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, umfassend – ein Gehäuse, in dem ein Mikrofon und eine mit dem Mikrofon gekoppelte Digitalisierungsschaltung zum Digitalisieren von empfangenen Sprachbefehlen integriert ist, – einen digitalen Festspeicher in dem Sprachbefehle hinterlegt sind, – einen Mikrocontroller (4) zum Vergleichen der empfangenen und hinterlegten Sprachbefehle, wobei der Mikrocontroller (4) dermaßen ausgestaltet ist, dass der Mikrocontroller (4) in der Lage ist zu überprüfen, ob einem empfangenen Sprachbefehl einer der hinterlegten Sprachbefehle zugeordnet werden kann, so dass bei einer Übereinstimmung eines empfangenen und eines hinterlegten Sprachbefehls eine Ausführung des Sprachbefehls stattfindet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik und die Verwendung eines solchen Feldgeräts in einer explosiven oder hygienischen Umgebung.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Konzepte bekannt, eine Vorrichtung mittels einer Bedieneinheit zu bedienen bzw. vermittels der Bedieneinheit einen Text einzugeben, wenn keine vollständige Tastatur verfügbar oder möglich ist. Dafür werden die Buchstaben, Zahlen etc. in Form einer Tastatur auf einer Anzeigeeinheit dargestellt, und bspw. über mechanisch betätigbare Richtungstasten eine dargestellte Taste ausgewählt und bestätigt. In den meisten Fällen ist es bei Feldgeräten jedoch nicht notwendig, längere Texte einzugeben. Typischerweise sind die längsten Eingaben z.B. die Messstellenbezeichnung oder ein Freischaltcode. Hier geht es meistens um etwa 20–30 Zeichen aus dem lateinischen Alphabet, sowie den Ziffern 0 bis 9 und einigen Sonderzeichen. Somit lassen sich bereits mit nur drei Tasten vollständige Texte eingeben. Die so geartete Eingabe eines Zeichens erfordert aber oft viele Betätigungen der Richtungstasten und ist daher zeitintensiv. Ferner muss die Anzeigeeinheit mit einer Recheneinheit im Inneren des Feldgeräts verbunden werden. Dies geschieht mittels Leitungen, die von einem Äußeren des Feldgeräts in ein Inneres des Feldgeräts führen.
Solche Leitungen sind vor allem in Bereichen, die an Feldgeräte spezielle Anforderungen bzgl. Explosionsschutz oder Hygiene stellen, ein Nachteil. Für ein explosionsgeschütztes Feldgerät ist meist kein Zugang zu einer leistungsstarken Recheneinheit möglich. Hygieneanforderungen können z.B. das Tragen von Handschuhen erfordern, wodurch eine Bedienung über drei Tasten noch zeitintensiver wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feldgerät bereitzustellen, bei dem die Eingabe von Text bzw. Befehlen zur Bedienung des Feldgeräts vereinfacht ist und gleichzeitig die Anforderungen bzgl. Explosionsschutz und Hygiene erfüllt.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der Erfindung gelöst. Gegenstand der Erfindung ist ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, umfassend

– ein Gehäuse, in dem ein Mikrofon und eine mit dem Mikrofon gekoppelte Digitalisierungsschaltung zum Digitalisieren von empfangenen Sprachbefehlen integriert ist,
– einen digitalen Festspeicher in dem Sprachbefehle hinterlegt sind,
– einen Mikrocontroller zum Überprüfen einer Übereinstimmung zwischen den empfangenen und den hinterlegten Sprachbefehlen, wobei der Mikrocontroller dermaßen ausgestaltet ist, dass der Mikrocontroller in der Lage ist bei einer Übereinstimmung eines empfangenen Sprachbefehls mit einemhinterlegten Sprachbefehl diesen Sprachbefehl auszuführen.

Da das Feldgerät mittels Sprachbefehlen bedient wird, ist eine Tastatur oder ein Touchscreen nicht mehr notwendig. Ohne Tastatur oder Touchscreen sind auch keine elektrischen Leitungen, die von dem Gehäuse nach außen führen, mehr erforderlich. Zudem ist eine Berührung des Geräts nicht erforderlich. Erfindungsgemäße Feldgeräte können also auch in einer explosionsgefährdeten Umgebung oder eine Umgebung mit erhöhten Hygieneanforderungen betrieben werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Mikrocontroller dermaßen ausgestaltet, dass der Mikrocontroller in der Lage ist den Aufnahmepegel des Mikrofons zu bestimmen.
Gemäß einer vorteilhaften Variante ist der Mikrocontroller dermaßen ausgestaltet, dass der Mikrocontroller bei Überschreitung des Aufnahmepegels über einen ersten bestimmten Pegel eine Aufzeichnung des empfangenen Sprachbefehls beginnt und bei Unterschreitung eines zweiten bestimmten Pegels für eine bestimmte Zeitspanne beendet und anschließend den empfangenen Sprachbefehl an die Auswerteinheit übermittelt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Schalter vorgesehen, mit welcher das Mikrofon ein- oder ausgeschaltet werden kann, wobei der Anfang und das Ende des Sprachbefehls dem Mikrocontroller durch Betätigen des Schalters signalisierbar ist.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung umfassen die hinterlegten Sprachbefehle die Iateinischen Buchstaben, Ziffern, ausgewählten Sonderzeichen und bestimmte Aktionstasten, wie z. B. die Worte ,,up", ,,down", ,,Ieft'", ,,right", ,,back' und ,,Enter".
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung ist eine Anzeige vorgesehen die virtuelle Tasten aufweist, wobei jeder Sprachbefehl einer dieser Tasten zum Ausführen des Sprachbefehls zuordenbar ist.
Gemäß einer günstigen Ausführungsform ist der Mikrocontroller dermaßen ausgestaltet, dass der Mikrocontroller die Dauer des Sprachbefehls verwendet, um schneller eine Übereinstimmung zwischen einem empfangenen Sprachbefehl und einem hinterlegten Sprachbefehl zu finden.
Gemäß einer günstigen Variante weisen die Schallsignale der hinterlegten Sprachbefehle entweder eine Frequenz von ca. 130 Hz oder eine Frequenz von ca. 240 Hz auf.
Gemäß einer günstigen Variante stellen die Schallsignale der hinterlegten Sprachbefehle jeweils eine Mittelung aus einer weiblichen und einer männlichen Version dar.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Feldgeräts in einer explosiven oder hygienischen Umgebung gelöst.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische Ansicht eines Feldgeräts der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Mikrofon, der in dem Gehäuse integriert ist, und
2: eine schematische Ansicht eines Feldgeräts der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Mikrofon, der an einer Innenwandung des Gehäuses angeordnet ist.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Feldgeräts 3 der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Mikrofon 2, das in einem Gehäuse 1 integriert ist. Das Mikrofon 2 wird ab einem bestimmten Aufnahmepegel aktiviert und deaktiviert. Das Gehäuse 1 ist einstückig ausgestaltet und schließt einen Innenraum des Feldgeräts 3 ab. Auf diese Weise ist der Innenraum des Feldgeräts 3 hermetisch abgeschlossen und das Feldgerät 3 kann in explosiven oder hygienischen Umgebungen eingesetzt werden. Ferner umfasst das Feldgerät 1 einen Mikrocontroller 4, der drahtlos oder mittels eines Kabels mit dem Mikrofon verbunden ist. In dem Mikrocontroller 4 sind digitalisierte Sprachbefehle hinterlegt.
Das Mikrofon 2 empfängt Sprachbefehle, leitet diese an eine Digitalisierungsschaltung weiter, welche die Sprachbefehle digitalisiert und die Digitalsignale an den Mikrocontroller 4 sendet, der die empfangenen Sprachbefehle mit den hinterlegten Sprachbefehlen vergleicht und überprüft, ob eine Zuordnung gemacht werden kann.
Ferner weist das Feldgerät eine Anzeige auf, die virtuelle Tasten aufweist. Jede Taste führt ein Sprachbefehl aus. Stimmt ein empfangenes Sprachbefehl mit einem hinterlegten Sprachbefehl überein, wird die entsprechende Taste betätigt und der Sprachbefehl ausgeführt.
Ein Parameter zur Überprüfung einer Übereinstimmung eines empfangenen Sprachbefehls und eines hinterlegten Sprachbefehls, ist die Dauer des Sprachbefehls. Hat der empfangene Sprachbefehl eine ungefähr genauso große Dauer wie der hinterlegte Sprachbefehl, sucht der Mikrocontroller nach weiteren Parameter, wie z. B. die Frequenz des Sprachbefehls. Sind die Dauern des empfangenen und des hinterlegten Sprachbefehls enorm unterschiedlich, dann verwirft der Mikrocontroller die Überprüfung der Übereinstimmung.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Feldgeräts der Prozessautomatisierungstechnik mit einem Mikrofon, der an einer Innenwandung des Gehäuses angeordnet ist.

Claims

Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik, umfassend – ein Gehäuse, in dem ein Mikrofon und eine mit dem Mikrofon gekoppelte Digitalisierungsschaltung zum Digitalisieren von empfangenen Sprachbefehlen integriert ist, – einen digitalen Festspeicher in dem Sprachbefehle hinterlegt sind, – einen Mikrocontroller (4) zum Überprüfen einer Übereinstimmung zwischen den empfangenen und den hinterlegten Sprachbefehlen, wobei der Mikrocontroller (4) dermaßen ausgestaltet ist, dass der Mikrocontroller (4) in der Lage ist bei einer Übereinstimmung eines empfangenen Sprachbefehls mit einemhinterlegten Sprachbefehl diesen Sprachbefehl auszuführen.
Feldgerät nach Anspruch 1, wobei das Mikrofon über ein A/D-Wandler mit dem Mikrocontroller (4) verbunden ist.
Feldgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Mikrocontroller (4) dermaßen ausgestaltet ist, dass der Mikrocontroller (4) in der Lage ist den Aufnahmepegel des Mikrofons zu bestimmen.
Feldgerät nach Anspruch 3, wobei der Mikrocontroller (4) dermaßen ausgestaltet ist, dass der Mikrocontroller (4) bei Überschreitung des Aufnahmepegels über einen bestimmten Pegel eine Aufzeichnung des empfangenen Sprachbefehls beginnt und bei Unterschreitung eines bestimmten Pegels für eine bestimmte Zeitspanne beendet und anschließend den empfangenen Sprachbefehl an die Auswerteinheit übermittelt.
Feldgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei ein Schalter vorgesehen ist, mit welcher das Mikrofon ein- oder ausgeschaltet werden kann, wobei der Anfang und das Ende des Sprachbefehls dem Mikrocontroller (4) durch betätigen eines Schalters signalisierbar ist.
Feldgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hinterlegten Sprachbefehle die Iateinischen Buchstaben, Ziffern, ausgewählten Sonderzeichen und bestimmte Aktionstasten, wie z. B. die Worte ,,up", ,,down", ,,Ieft'", ,,right", ,,back' und ,,Enter" umfassen.
Feldgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Anzeige vorgesehen ist, die virtuelle Tasten aufweist, wobei jeder Sprachbefehl einer dieser Tasten zum Ausführen des Sprachbefehls zuordenbar ist.
Feldgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mikrocontroller (4) dermaßen ausgestaltet ist, dass der Mikrocontroller (4) die Dauer des empfangenen Sprachbefehls verwendet, um schneller eine Übereinstimmung zwischen einem empfangenen Sprachbefehl und einem hinterlegten Sprachbefehl zu finden .
Feldgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schallsignale der hinterlegten Sprachbefehle entweder eine Frequenz von ca. 130 Hz oder eine Frequenz von ca. 240 Hz aufweisen.
Feldgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Schallsignale der hinterlegten Sprachbefehle jeweils eine Mittelung aus einer weiblichen und einer männlichen Version darstellen.
Verwendung eines Feldgeräts nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, in einer explosiven oder hygienischen Umgebung.