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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Verbindungsstation bzw. einem Verfahren zur Umsetzung von Signalen nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus der
DE 10 2011 052 636 A1 ist bereits eine Fernbedienung bekannt, welches sowohl Infrarotsignale, wie auch Funksignale aussenden kann. Dabei ist von vornherein eine Umschaltung vorgesehen, so dass dieselben Tasten zur Steuerung von unterschiedlichen Funktionen genutzt werden können. Beispielsweise kann mit einer derartigen Fernbedienung ein TV-Gerät und eine Beleuchtung oder eine Heizung in einem Haus gesteuert werden. Der notwendige Funktionsumfang und die entsprechenden Tasten und deren Umschaltung müssen daher im Voraus fest geplant werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Verbindungsstation bzw. das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass eine bereits vorhandene für einen anderen Steuerungszweck geplante Fernbedienung zur Steuerung von Stationen, die an ein Haussteuerungsnetz angeschlossen sind, verwendet werden kann. Es ist nicht erforderlich von vorn herein, unterschiedliche Funktionen einzuplanen bzw. für die Fernbedienung, die Verwendung von unterschiedlichen Signalübertragungsmethoden, wie beispielsweise Infrarot- und Funksignale vorzusehen. Es können somit Fernbedienungen, die ursprünglich für einen anderen Zweck gedacht waren, auch zur Bedienung von Komponenten, die an ein Haussteuerungsnetz angeschlossen sind, verwendet werden.
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Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Die Infrarotsignale können insbesondere als Steueranweisungen für weitere Hausgeräte gedacht sein, die nicht an das Haussteuerungsnetz angeschlossen sind. Insbesondere kann dabei an die Verwendung von herkömmlichen Infrarotfernbedienungen für Fernsehgeräte, Audiogeräte oder Klimaanlage gedacht werden. Wenn dabei von der Verbindungsstation Infrarotstörsignale ausgesendet werden, kann für einen bestimmten aktivierten Betriebsmodus die Steuerung der weiteren Hausgeräte durch die Infrarotsignale unterbunden werden. Es werden so für einen begrenzten Zeitraum die Infrarotsignale ausschließlich für den Zweck der Steuerung des Haussteuerungsnetzes verwendet. Die Übertragung der Steuerbefehle an das funkbasierte Haussteuerungsnetz kann insbesondere durch Funksignale oder aber auch über ein Anschlusskabel erfolgen. Um eine beliebige Infrarotfernbedienung für die Steuerung des Haussteuerungsnetzes zu verwenden, wird für die Verbindungsstation ein Lernmodus vorgesehen, in dem die Verbindungsstation Infrarotsignale mit Steuerbefehlen für das Haussteuerungsnetz verknüpft. Wenn dann der Lernmodus abgeschlossen ist, wird die Verbindungsstation bei Erhalt eines bestimmten Infrarotsignals den damit im Lernmodus verknüpften Steuerbefehl für das Haussteuerungsnetz aussenden. Es wird so ermöglicht, dass beliebige, bereits in einem Haushalt für andere Zwecke vorhandene Infrarotfernbedienungen auch für den Zweck der Steuerung des Haussteuerungsnetzes angesetzt werden können.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Verbindungsstation und ein Haussteuerungsnetz.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In der 1 wird schematisch eine Verbindungsstation 1 und ein Haussteuerungsnetz gezeigt. Das Haussteuerungsnetz besteht aus einer Zentralstation 2, die über Funksignale 12 mehrere Stationen 5 des Haussteuerungsnetzes ansteuern kann. Derartige Haussteuerungsnetze werden auch als Smart-Home-Systeme bezeichnet. Zusätzlich kann die Zentralstation 2 auch Stationen 5 des Haussteuerungsnetzes durch ein Kabel 13 ansteuern. Ebenso können die Stationen 5 des Haussteuerungsnetzes Funksignale 12 oder Signale über ein Kabel 13 an die Zentralstation 2 zurücksenden. Zwischen der Verbindungsstation 1 und der Zentralstation 2 ist ebenso ein Austausch von Funksignalen 12 in beide Richtungen, d.h. von der Verbindungsstation 1 zur Zentralstation 2 und umgekehrt von der Zentralstation 2 zur Verbindungsstation 1 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch hier statt Funksignalen 12 ein Austausch von Signalen zwischen der Verbindungsstation 1 und der Zentralstation 2 durch ein Kabel 13 vorgesehen sein.
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Weiterhin werden in der 1 eine Fernbedienung 3, welche Infrarotsignale 11 aussendet, und ein weiteres Hausgerät 4 gezeigt. Die Fernbedienung 3 und die davon ausgesendeten Infrarotsignalen 11 steuern das weitere Hausgerät 4, wobei das weitere Hausgerät 4 beispielsweise ein Fernsehgerät oder ein Audiogerät oder eine Klimaanlage ist. Für die folgende Diskussion wird das weitere Hausgerät 4 auch als Fernseher 4 bezeichnet, wobei hier der Fernseher 4 nur stellvertretend für alle weiteren möglichen Hausgeräte 4 steht. Die Verbindungsstation 1 ist sowohl für den Empfang von Infrarotsignalen 11 wie auch für das Aussenden von Infrarotsignalen 11 ausgelegt. Da die Fernbedienung 3 in Abhängigkeit von der Betätigung einzelner Tasten entsprechende Infrarotsignale aussendet, kann die Verbindungsstation 1 aufgrund der empfangenden Infrarotsignale 11 ermitteln, welche Tasten auf der Fernbedienung 3 betätigt wurden. Da die Infrarotsignale 11 die von der Fernbedienung 3 ausgesendet werden, sowohl die Verbindungsstation 1 wie auch den Fernseher 4 erreichen, können sowohl die Verbindungsstation 1 wie auch der Fernseher 4 aufgrund der Signale erkennen, welche Tasten der Fernbedienung betätig wurden. Die Fernbedienung 3 ist nur zum Aussenden von Infrarotsignalen 11 und der Fernseher 4 nur zum Empfangen von Infrarotsignalen ausgebildet. Die Verbindungsstation 1 ist hingegen so ausgebildet, dass sie Infrarotsignale sowohl empfangen wie auch ausgesendet kann. Die Verbindungsstation 1 kann so durch Aussenden entsprechender Infrarotsignale 11 die Kommunikation zwischen der Fernbedienung 3 und dem Fernseher 4 stören, dergestalt, dass der Fernseher 4 nicht mehr durch die Infrarotsignale 11, die von der Fernbedienung ausgesendet wurden, gesteuert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Infrarotsignale 11 der Verbindungsstation 11 eine größere Intensität aufweisen und sich derart mit den Signalen der Fernbedienung 3 überlagern, dass von dem Fernsehgerät 4 nur noch ein Infrarotrauschen wahrgenommen wird. Die Verbindungsstation 11 ist so in der Lage, die Steuerung des Fernsehers 4 durch die Signale der Fernbedienung 3 zu unterbinden.
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Weiterhin wird in der 1 noch eine Eingabestation 20 des Haussteuerungsnetzes gezeigt. Diese Eingabestation 20 ist dazu vorgesehen, von einem menschlichen Benutzer bedient zu werden, um Steuerungsvorgänge bei den Stationen 5 des Haussteuerungsnetzes auszulösen bzw. Messwerte, die von den Stationen 5 ermittelt werden, darzustellen. Bei einer derartigen Eingabestation kann es sich natürlich um eine nur für diesen Zweck ausgebildete Station handeln. Üblicherweise wird aber als eine derartige Eingabestation heute ein Mobiltelefon mit einem entsprechend frei programmierbaren berührungsempfindlichen Bildschirm verwendet, d.h. ein sogenanntes Smartphone. Entsprechend wird im Folgenden die Eingabestation 20 auch als Smart-Phone 20 bezeichnet. Durch ein entsprechendes Programm wird auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm des Smart-Phone 20 eine Eingabe von Befehlen ermöglicht, die dann durch Funksignale 12 entweder an die Zentralstation 2 oder direkt an die Stationen 5 des Haussteuerungsnetzes übertragen werden. Entsprechend können durch Funksignale 12 von den Stationen 5 bzw. der Zentralstation 2 Messwerte der Stationen oder Zustände des Haussteuerungsnetzes auf dem Bildschirm des Smart-Phone 20 dargestellt werden.
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Durch die Verwendung der Verbindungsstation 1 und die damit ermöglichten weiteren Eingriffsmöglichkeiten wird eine Steuerung des Haussteuerungsnetzes unmittelbar durch die Fernbedienung 3 ermöglicht.
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Die Erfindungsgemäßen Vorteile werden im Folgenden anhand eines als Smart-Home-System ausgebildeten Hausteuerungsnetzes beschrieben. Die zur Kontrolle des Smart-Home-Systems notwendige Fernbedienung (meist in Form eine Tablets oder Smart-Phones) sind insbesondere zuhause nicht immer zur Hand oder es muss erst die passende App gestartet werden um die gewünschte Einstellung vorzunehmen. Auch ist, aufgrund der steigenden Rechenleistung, die Laufzeit moderner Smart-Phones und Tables auf wenige Tage beschränkt. D.h. der Akku ist häufig leer und/oder das Smart-Phone wird gerade geladen und ist nicht greifbar für schnelle Anpassungen/Steuerungen in der Smart-Home Umgebung.
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Beispielsweise sitzt ein Benutzer im Erdgeschoss (beim Fernsehen) und das Smart-Phone ist im 1. Obergeschoss an der Ladestation. Will der Benutzer seine Umgebung steuern, z.B. das Licht im Raum einschalten oder die Temperatur erhöhen, müsste er entweder zum Gerät gehen (physikalisch) und die Einstellung dort vornehmen oder er muss in 1. Obergeschoss gehen und sein Smart-Phone suchen um die Einstellung über die App vorzunehmen. Beide Optionen sind nicht im Sinne einer Smart Home Lösung.
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Eine andere Situation ist folgende: Der Benutzer ist im Besitz einer Alarmanlage, die im Smart-Home-System integriert wurde. Mehrwert entsteht, da er die Alarmanlage beliebig von unterwegs an und ausschalten kann oder die Anlage automatisch beim Verlassen des Hauses aktiviert werden kann (aufgrund der zusätzlich vorhandenen Sensoren im Smart-Home). Weiter sei angenommen, dass die Alarmanlage beim Verlassen des Hauses automatisch oder via App am Smartphone aktiviert wurde. Folgendes Szenario: Der Benutzer kommt nach Hause, und muss die Alarmanlage deaktivieren. Dabei bemerkt er dass er das Smart-Phone im Büro vergessen hat oder dass der Akku seines Smart-Phones leer ist. Ohne zusätzliche Eingabemöglichkeiten kann der Benutzer den Alarm nicht deaktivieren.
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Das erfindungsgemäße Verbindungsstation 1 und das erfindungsgemäße Verfahren erlauben mithilfe einer bereits im Haushalt existierenden Infrarot-Fernbedienung (z.B. eines Fernsehgerätes) ein verfügbares funkbasiertes Smart-Home System vollständig oder zumindest teilweise kontrolliert werden kann. Dadurch wird der Komfort maximiert und obige exemplarische Szenarien sind obsolet.
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Für die Nutzung der Infrarotfernbedienung 3 lassen sich drei verschiedene Ansätze verwenden:
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Ansatz 1:
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Der Benutzer verwendet Tasten auf der Fernbedienung, die im normalen TV-Betrieb keine Funktion haben (z.B.: Farbtasten). Der Benutzer hat vorher die Taste eingelernt und festgelegt, dass die Taste Rot z.B.: die Funktion Temperatur „um 5Grad erhöhen“ umsetzt. Oder auch komplexe Szenen sind schaltbar. Z.B.: Blaue Taste dimmt Licht auf 20% und erhöht die Temperatur auf 28°C. Die Infrarot-Signale werden beim Tastendruck der Verbindungsstation 1 empfangen und auf die vorher vom Benutzer definierte Funktion abgebildet. Die Verbindungsstation 1 schickt per Funk oder kabelgebunden die entsprechenden Steuerungsbefehle an die Zentralstation 2, die wiederum die Anweisungen an die Stationen 5 (Thermostat, Licht) weiter gibt. Da die Farbtasten, wie weiter oben erwähnt, beim normalen Fernsehen keine Funktion haben, stört dies den Fernsehbetrieb nicht.
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Ansatz 2:
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Der Benutzer drückt eine vorher definierte (aber frei wählbare) Kombination von Tasten (z.B.: Lautstärke Hoch-Lautstärke Runter-Lautstärke Hoch). Die Kombination wird sowohl von der Verbindungsstation 1 als auch vom Fernsehgerät 4 erfasst und verarbeitet werden. Um anschließend weitere Interferenzen mit dem Fernseher 4 zu vermeiden, schaltet die Verbindungsstation 1 in einen „Empfangs- oder Störmodus“. Dieser sorgt dafür dass die Verbindungsstation 1 eine 40kHz Infrarot-Modulation aussendet, um die Signale an den Fernseher 4 durch IR-Rauschen zu überlagern und diesen zu hindern die weiteren Infrarot-Signale korrekt zu verarbeiten.
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Aufgrund des „IR-Rauschens“ kann der Benutzer nun jede Taste auf der Fernbedienung mit einer Smart-Home-Funktion hinterlegen, z.B. kann der Benutzer so die Temperatur mithilfe der Lautstärketasten komfortabel und intuitiv steuern. Beispielsweise Lautstärketaste nach oben:= Temperatur 5 Grad nach oben oder Kanaltaste nach unten:= Licht um 20% dimmen. Die Verbindungsstation 1 verlässt diesen Modus nach einer bestimmten Zeit ohne Tastendrücke (z.B.: nach 2 Sekunden) und stoppt das 40kHz IR Rauschen, wodurch der Fernseher 4 wieder voll und normal steuerbar ist.
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Ansatz 3:
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Anstatt den Empfang des Infrarot-Signals durch Rauschen zu stören können sich auch gezielt Kombinationen und Sequenzen mit Smart-Home und einem z.B.: Fernsehgerät 4 realisieren:
Die Power-On-Taste auf einer typischen Fernbedienung ist meist zum An-und-Ausschalten des Fernsehgerätes 4 doppelt belegt. Da die Verbindungsstation 1 zwischen der Fernbedienung 3 und dem Fernseher 4 sitzt „hört“ das Gerät alle Kommandos an den Fernseher mit. Beispiel: Power-On auf der Fernbedienung schaltet den Fernseher an, aber die Verbindungsstation 1 bekommt das Signal natürlich auch mit. Nach entsprechender Konfiguration kann die Verbindungsstation 1 zusätzlich zu dem Kommando Fernseher-An auch die Heizung hoch regeln und die Lichter ausschalten. Über eine interne Zustandsspeicher können beim zweiten drücken der Power-Taste (d.h. der Fernseher geht aus) die Lichter automatisch wieder angehen.
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Ähnlich lässt sich auch obig beschriebenes Alarmanalagen-Problem lösen:
Ist kein Smart-Phone verfügbar kann der Benutzer die Alarmanlage über einen vorher definierten Sicherheits-Pin über das Tasten 1–9 der Fernsehfernbedienung 3 eingeben. Die Verbindungsstation 1 schickt das Signal an die Zentralstation 2 und wertet dort den Pin aus um im Erfolgsfall die Alarmanlage abzuschalten.
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Für den Lernvorgang der Verbindungsstation sind mehrere Varianten denkbar. Mehrere dieser Varianten setzt einen Eingriff eines Benutzers der Fernbedienung und des Haussteuerungsnetzes voraus. Durch eine Eingabe entweder im Smartphone 20 oder unmittelbar an der Verbindungsstation 1 oder auch an der Fernbedienung 3 aktiviert der Benutzer des Systems einen Lernmodus in dem eine Verbindung zwischen Befehlen des Haussteuerungsnetzes und Eingaben an der Fernbedienung 3 hergestellt werden. Vorzugsweise ruft der Benutzer durch Aktivierung eines entsprechenden Programms im Smartphone 20 einen entsprechenden Lernmodus hervor, wobei dann die Zentralstation 2 einen entsprechenden Befehl zur Aktivierung des Lernmodus an die Verbindungsstation 1 sendet. In dem Lernmodus wartet die Verbindungsstation 1 dann auf zwei Eingaben. Die erste Eingabe besteht darin, dass der Verbindungsstation 1 von der Zentralstation 2 ein bestimmtes Funksignal 12 übertragen wird welches dann von der Verbindungsstation 1 abgespeichert wird. Weiterhin erhält die Verbindungsstation 1 in dem Lernmodus noch ein Infrarotsignal 11 von der Fernbedienung 3, welches von der Verbindungsstation 1 gespeichert wird. Die Reihenfolge von Funksignal 12 und Infrarotsignal 11 kann natürlich auch andersherum sein. Das gespeicherte Infrarotsignal 11 und das gespeicherte Funksignal 12 sind dann miteinander verknüpft, dergestalt, dass die Verbindungsstation 1 immer dann wenn sie das gespeicherte Infrarotsignal 11 erhält, das zugeordnete gespeicherte Funksignal 12 aussendet. Es wird so ermöglicht, dass durch eine Eingabe an der Fernbedienung 3 ein bestimmter Steuerbefehl im Haussteuerungsnetz realisiert wird. Dabei kann natürlich auch das Infrarotsignal 11 aus einer Abfolge von mehreren aufeinander folgenden Infrarotsignalen bestehen und ebenso können die ausgesendeten Funksignale 12 auch auf eine Abfolge von verschiedenen Funksignalen beispielsweise Ansteuerung der Heizung und gleichzeitig Ansteuerung des Lichtes bestehen. Als eine Variante dieses Lernverfahrens können auch in der Verbindungsstation 1 feste Funksignale 12, die von der Verbindungsstation 1 an die Zentralstation 2 gesandt werden, definiert sein. In einem solchen Fall würde durch das Lernverfahren in der Verbindungsstation 1 ein bestimmtes Infrarotsignal einem dieser fest vorgegebenen Funksignale 12 zugeordnet werden. In der Zentralstation 2 würde dieses fest definierte Funksignal 12 entsprechend einen oder mehreren Befehlen für die Stationen 5 zugeordnet werden. Die Varianten unterscheiden sich nur dahingehend an welchem Ort die Speicherung der Zuordnung zwischen Infrarotsignalen 11 und Steuersignalen für die Stationen 5 abgespeichert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011052636 A1 [0002]
