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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sprachsteuervorrichtung und ein Verfahren zum Kontrollieren bzw. Steuern und/oder Regeln wenigstens eines elektrischen Netzwerkgerätes eines intelligenten Heimnetzwerkes. Ferner betrifft die Erfindung ein intelligentes Heimnetzwerk sowie ein Smart-Home, in welchem das intelligente Heimnetzwerk integriert ist.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Smart-Home Anwendungen bekannt. Darunter zählen die Vernetzung und Fernsteuerbarkeit von netzwerkfähigen Geräten im privaten und öffentlichen Wohnbereich. Bei derartigen Geräten kann es sich um Geräte der Haustechnik (z.B. Lichtsteuerung, Alarmanlagen, Heizungs- und Rollladen- bzw. Raffstoresteuerungen), intelligente Messgeräte (z.B. elektrische Energiezähler, Wasserzähler, Gaszähler, Wärmezähler), Elektrohaushaltsgeräte (z.B. Herd, Kühlschrank, Waschmaschinen), Multimedia-Geräte (z.B. Fernseher, Lautsprecher, Verstärker, Receiver) und dergleichen handeln.
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Derartige Geräte bilden zusammen mit einer zentralen Steuereinheit, die als ein Gateway ausgestaltet ist, und möglichen physikalischen Kommunikationsleitungen zwischen diesen Geräten und dem Controller ein intelligentes Heimnetzwerk des Smart-Homes aus.
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Dabei steht die Steuereinheit in der Regel in einer Kommunikationsverbindung mit dem Internet und/oder anderen externen Kommunikationsnetzen, wodurch es möglich ist, das intelligente Heimnetzwerk von extern, beispielsweise über ein Mobilfunkgerät des Smart-Home Besitzers oder Nutzers, anzusteuern und Statusinformationen des intelligenten Heimnetzwerkes, beispielsweise an das Mobilfunkgerät des Hausbesitzers und/oder einen Energieversorger des Smart-Homes, zu versenden.
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Die Steuereinheit ist in der Regel dazu geeignet, mittels unterschiedlichster Kommunikationsprotokolle, wie beispielsweise über ein Bus-System, WiFi, Bluetooth oder ZigBee mit den Geräten des intelligenten Heimnetzwerkes zu kommunizieren.
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Bei Smart-Home Systemen ist es bekannt, Sprachbefehle einer Person im Smart-Home bzw. eines Nutzers des Smart-Homes zu erkennen und zum Steuern und/oder Regeln von elektrischen Netzwerkgeräten des intelligenten Heimnetzwerkes des Smart-Homes zu verwenden.
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Sprachbefehle zum Steuern der elektrischen Netzwerkgeräte im intelligenten Heimnetzwerk werden in der Regel durch ein Mikrofon des elektrischen Netzwerkgerätes erkannt und verarbeitet. Das elektrische Netzwerkgerät kann ein Fernsehgerät mit integriertem Mikrofon, eine entkoppelte sogenannte stand-alone Lösung, die beispielsweise auf dem Wohnzimmertisch oder auf einem Regal positioniert wird, oder eine Smart Device, die der Nutzer bei sich trägt oder die ebenfalls auf einem Einrichtungsgegenstand liegt, sein. Bei einem Defekt des Mikrofons eines Netzwerkgerätes ist eine kostspielige Reparatur des fehlerhaften Bauteils notwendig. Im schlimmsten Fall kann ein solcher Defekt sogar zum Ersatz des gesamten elektrischen Netzwerkgerätes führen. Dies kann hohe Kosten verursachen.
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Sprachsteuervorrichtungen müssen außerdem mit Strom versorgt werden. Dies kann entweder mit einem integrierten Akkumulator, wie beispielsweise in einer Smart Device, erfolgen, oder durch eine Anbindung an das Stromnetz des Smart-Homes. Bei Fernsehgeräten lässt sich die dafür notwendige Verkabelung meist unauffällig hinter dem Fernsehgerät verstecken. Bei den stand-alone Lösungen zur Spracherkennung führt die Anbindung an das Stromnetz jedoch häufig zu ästhetisch unschönen Kabelverläufen, die darüber hinaus Stauraum kosten und eine Stolpergefahr sowie eine grundsätzliche Gefahr für Kinder darstellen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sprachsteuervorrichtung sowie ein Verfahren zum Kontrollieren bzw. Steuern und/oder Regeln wenigstens eines elektrischen Netzwerkgerätes eines intelligenten Heimnetzwerkes, ein intelligentes Heimnetzwerk sowie ein Smart-Home zur Verfügung zu stellen, womit bei der Spracherkennung in einem Smart-Home auf sichere Weise Kosten und Platz gespart werden können.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch die Sprachsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, das intelligente Heimnetzwerk gemäß Anspruch 9, das Smart-Home gemäß Anspruch 10 sowie das Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Sprachsteuervorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen intelligenten Heimnetzwerk, dem erfindungsgemäßen Smart-Home, sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Sprachsteuervorrichtung zum Kontrollieren wenigstens eines elektrischen Netzwerkgerätes in einem intelligenten Heimnetzwerk zur Verfügung gestellt. Die Sprachsteuervorrichtung weist eine Spracherkennungseinheit zum Erkennen wenigstens eines Sprachbefehls auf. Ferner weist die Sprachsteuervorrichtung einen Controller zum Umwandeln des wenigstens einen Sprachbefehls in wenigstens ein digitales Befehlssignal sowie zum Übertragen des wenigstens einen Befehlssignals an ein Steuergerät des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes auf. Darüber hinaus weist die Sprachsteuervorrichtung ein Gehäuse auf, das für eine Wandmontage der Sprachsteuervorrichtung ausgestaltet ist.
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Dadurch ist es möglich, die Sprachsteuervorrichtung flexibel in einer Wand zu installieren bzw. zu montieren. Unter der Wand kann eine Hauswand, eine Schrankwand oder eine andere Wand, die zum Lagern oder Befestigen der Sprachsteuervorrichtung geeignet ist, verstanden werden.
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Durch das Gehäuse, das für die Wandmontage der Sprachsteuervorrichtung ausgestaltet ist, kann die Sprachsteuervorrichtung besonders einfach separat zu dem wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerät, das durch die Sprachsteuervorrichtung kontrollierbar ist, in einem Smart-Home angeordnet werden. Die Sprachsteuervorrichtung ist mithin als separates Bauteil ausgestaltet, das grundsätzlich nur ein Mikrofon, den Controller bzw. eine entsprechende Rechen- und/oder Steuereinheit zum Umwandeln bzw. Verarbeiten des Sprachbefehls und eine Stromversorgungseinheit, beispielsweise in Form eines Akkumulators oder eines Netzteils für einen Anschluss der Sprachsteuervorrichtung an einem Stromnetz, benötigt bzw. aufweist. Damit kann die Sprachsteuervorrichtung besonders kostengünstig bereitgestellt werden.
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Neben der Sprache können durch das Mikrofon bzw. eine entsprechende Spracherkennungseinheit selbstverständlich auch andere Geräusche im Smart-Home oder in der Umgebung des Smart-Homes erkannt werden.
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Außerdem kann durch das Gehäuse die Sprachsteuervorrichtung besonders platzsparend zur Verfügung gestellt werden. Ein raumeinnehmendes Aufstellen auf einem Tisch, einer Bank oder einem Regalfach kann umgangen werden. Außerdem kann eine daraus resultierende, meist störende Kabelführung auf dem Tisch, der Bank oder dem Regal verhindert werden. Durch die mögliche Wandmontage kann die Sprachsteuervorrichtung fast unsichtbar im Smart-Home integriert werden. Das Sicherheitsrisiko aufgrund von herumliegenden oder ungeeignet verlegten Kabeln kann auf ein Minimum reduziert werden.
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Das beschriebene intelligente Heimnetzwerk ist nicht auf ein privates Heimnetzwerk beschränkt. Unter dem intelligenten Heimnetzwerk kann grundsätzlich jedes Netzwerk verstanden werden, das zur Gebäudeautomatisierung konfiguriert oder konfigurierbar ist. Unter dem Kontrollieren des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes ist vorliegend insbesondere ein Steuern und/oder Regeln des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes zu verstehen.
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Das wenigstens eine Netzwerkgerät kann ein netzwerkfähiges Fenster, eine netzwerkfähige Einbruchschutzanlage, eine netzwerkfähige Lampe, ein netzwerkfähiger Rollladen oder Raffstore, eine netzwerkfähige Türe, insbesondere Haustüre, ein netzwerkfähiges Garagentor, ein netzwerkfähiger Fernseher, ein netzwerkfähiger Kühlschrank und/oder eine netzwerkfähige Heizung sein. Das Steuergerät des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes kann beispielsweise einen Aktor aufweisen, der das netzwerkfähige Fenster schließt oder die netzwerkfähige Lampe einschaltet. Unter dem Kontrollieren des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes ist beispielsweise ein Schließen und Öffnen des netzwerkfähigen Fensters oder ein Einschalten und Ausschalten der netzwerkfähigen Lampe zu verstehen.
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Für die Wandmontage kann das Gehäuse beispielsweise Befestigungsöffnungen aufweisen. Durch die Befestigungsöffnungen kann das Gehäuse und somit die Sprachsteuervorrichtung mittels Schrauben, Nägel oder anderen Befestigungsmitteln an und/oder in einer Wand, insbesondere einer Hauswand, im Smart-Home montiert werden. D.h., die Wandmontage ist vorliegend bevorzugt dahingehend zu verstehen, dass das Gehäuse für eine Inwandmontage bzw. für eine Montage in einer Wand des Smart-Homes, in welchem sich das intelligente Heimnetzwerk befindet, ausgestaltet ist.
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Für die Wandmontage der Sprachsteuervorrichtung kann das Gehäuse zusätzlich oder alternativ klebende Befestigungsmittel aufweisen, durch welche die Sprachsteuervorrichtung besonders einfach an und/oder in der Wand im Smart-Home montierbar ist. Damit ist die Sprachsteuervorrichtung, wie auch im vorstehenden Beispiel, ohne größeren Installationsaufwand im Smart-Home integrierbar.
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Die Sprachsteuervorrichtung kann dabei derart ausgestaltet sein, dass durch einen Sprachbefehl eine Softwarelogik gestartet wird, die beispielsweise in einer Cloud oder auf einer Smart-Device läuft bzw. ausgeführt wird, um beispielsweise Service-Dienstleistungen abzurufen oder allgemeine Dienstleistungen zu steuern. So können über eine Applikation beispielsweise ein Lebensmittel-Service, ein Gesundheits-Service und/oder ein Finanz-Service benachrichtigt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass das Gehäuse zur Unterputz-Montage, insbesondere zur Montage in einer Unterputzdose, ausgestaltet ist. Dadurch kann die Sprachsteuervorrichtung durch das entsprechend ausgestaltete Gehäuse wie ein Lichtschalter an und/oder in der Wand, insbesondere einer Hauswand des Smart-Homes, montiert werden. Unterputzdosen weisen in der Regel einen Stromanschluss auf, über welchen die Sprachsteuervorrichtung einfach mit dem Stromnetz verbunden werden kann. Unter einer Unterputz-Montage ist insbesondere eine Montage des Gehäuses im Unterputz oder zumindest abschnittsweise im Unterputz zu verstehen.
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Außerdem ist es bei einer Sprachsteuervorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass im Gehäuse oder wenigstens abschnittsweise im Gehäuse ein Lautsprecher zur akustischen Kommunikation mit einem Nutzer der Sprachsteuervorrichtung angeordnet ist. So kann der Nutzer nach dem Ausgeben des Sprachbefehls ein akustisches Feedback erhalten. Dies kann beispielsweise in Form einer bestätigenden Aussage oder einer Nachfrage erfolgen. Das wenigstens eine elektrische Netzwerkgerät kann dadurch noch zuverlässiger gesteuert und/oder geregelt werden. Mittels des Lautsprechers ist es ferner möglich, dass die Sprachsteuervorrichtung dem Nutzer Fragen beantwortet. So kann beispielsweise nach einer Temperatureinstellung der Heizung gefragt und dem Nutzer anschließend durch die Sprachsteuervorrichtung mitgeteilt werden, dass diese auf 21 Grad eingestellt ist und im Wohnzimmer momentan 20 Grad herrschen. Unter der gestellten Frage ist dabei ein Sprachbefehl zu verstehen, und zwar der Befehl zum Beantworten der gestellten Frage mit der gewünschten Information.
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Von weiterem Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Sprachsteuervorrichtung im Gehäuse ein Geräuschfilter zum Filtern von Störgeräuschen, die zusätzlich zu dem wenigstens einen Sprachbefehl erkannt werden, angeordnet ist. Durch den Geräuschfilter können Geräusche wie brechendes Glas, Schreie, Zischen auf einer Herdplatte und andere Töne von der Stimme des Nutzers getrennt bzw. aus dieser gefiltert werden. Dies führ zu einer besseren Sprachverständlichkeit und somit zu einer sichereren Funktionsweise der Sprachsteuervorrichtung.
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Zudem kann in der erfindungsgemäßen Sprachsteuervorrichtung der Controller eine Klangfarben-Erkennungseinheit zum Erkennen einer Klangfarbe des wenigstens einen Sprachbefehls aufweisen, wobei der Controller derart konfiguriert ist, dass der wenigstens eine Sprachbefehl unter Berücksichtigung der Klangfarbe umgewandelt wird. Unter der Klangfarbe ist eine bestimmte Stimmlage oder ein bestimmtes Klangprofil, das beispielsweise mittels Spektrogramm dargestellt werden kann, insbesondere mit einem bestimmten akustischen Frequenzgang bzw. Amplituden-Frequenzgang, zu verstehen. Anhand der Klangfarbe bzw. des Frequenzgangs kann eine zugehörige Emotion des Nutzers ermittelt werden. Durch Erkennen einer zitternden und/oder weinerlichen Stimme bzw. einer entsprechenden Klangfarbe in der Stimme des Nutzers kann beispielsweise ermittelt werden, dass der Nutzer beim Abgeben des Befehls „Heizung ausschalten“ im Winter bei einer Außentemperatur von beispielsweise minus 10 °C womöglich keine angemessene Entscheidung trifft, welche zu Schaden am Smart-Home und an sich selbst führen kann. Als Konsequenz kann der Nutzer, beispielsweise durch den Lautsprecher, gefragt werden, ob er sich mit dieser Entscheidung sicher sei, ob die Heizung vielleicht nicht ganz ausgeschaltet werden soll, oder ob vielleicht eine andere Person kontaktiert werden soll. D.h., das wenigstens eine elektrische Netzwerkgerät kann unter Berücksichtigung der Klangfarbe bzw. eines entsprechend umgewandelten Befehlssignals gesteuert und/oder geregelt werden. Dadurch kann das wenigstens eine elektrische Netzwerkgerät besonders sicher gesteuert und/oder geregelt werden.
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Außerdem ist es bei einer Sprachsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass im Gehäuse oder wenigstens abschnittsweise im Gehäuse eine Kamera zur Erkennung einer Mimik und/oder Gestik eines Nutzers der Sprachsteuervorrichtung ausgestaltet ist, wobei der Controller mit der Kamera in Signalverbindung steht und derart konfiguriert ist, dass der wenigstens eine Sprachbefehl unter Berücksichtigung der durch die Kamera aufgenommenen Mimik und/oder Gestik des Nutzers umgewandelt wird. Ähnlich wie bei der voranstehenden beschriebenen Ausgestaltungsvariante kann durch Erkennen eines beispielsweise weinenden Nutzers mit schlaffer Körperhaltung ermittelt werden, dass der Nutzer beim Abgeben des Befehls „Heizung ausschalten“ im Winter bei einer Außentemperatur von beispielsweise minus 10 °C womöglich keine ideale Entscheidung trifft. Als Konsequenz kann der Nutzer, beispielsweise durch den Lautsprecher, gefragt werden, ob er sich mit dieser Entscheidung sicher sei, ob die Heizung vielleicht nicht ganz ausgeschaltet werden soll, oder ob vielleicht eine andere Person kontaktiert werden soll. D.h., das wenigstens eine elektrische Netzwerkgerät kann unter Berücksichtigung der Mimik und/oder Gestik bzw. eines entsprechend umgewandelten Befehlssignals gesteuert und/oder geregelt werden. Dadurch kann das wenigstens eine elektrische Netzwerkgerät besonders sicher gesteuert und/oder geregelt werden.
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Darüber hinaus kann in einer erfindungsgemäßen Sprachsteuervorrichtung im Gehäuse eine Speichereinheit zum Speichern des wenigstens einen Sprachbefehls angeordnet sein. In der Speichereinheit können Schlagworte, Phrasen und Beziehungen zwischen verschiedenen Schlagworten und Phrasen hinterlegt sein. Durch einen Abgleich zwischen dem erkannten Sprachbefehl und diesen Schlagworten und Phrasen kann die Umwandlung des wenigstens einen Sprachbefehls in das wenigstens eine digitale Befehlssignal besonders zuverlässig durchgeführt werden. Der Speicher kann außerdem dazu dienen, die erkannten Sprachbefehle zu speichern und diese dadurch zu dokumentieren. Die gespeicherten Sprachbefehle können zur Erstellung eines Verhaltensmusters des Nutzers genutzt werden, unter Verwendung von welchem zukünftige Sprachbefehle vorhergesagt, noch besser erkannt und/oder umgewandelt werden können.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin möglich, dass bei einer Sprachsteuervorrichtung in der Speichereinheit eine Datenbank gespeichert ist, in der definierte Sprachbefehle abgelegt sind, wobei der Controller für einen Vergleich zwischen dem wenigstens einen Sprachbefehl und den definierten Sprachbefehlen mit der Datenbank in Signalverbindung steht. Dadurch ist es möglich, ohne Erlernen eines Sprach- und/oder Verhaltensmusters des Nutzers die erkannten Sprachbefehle vorteilhaft zu verarbeiten bzw. umzuwandeln. Hierbei ist es möglich, einen Alarm auszulösen, wenn ein definiertes Schlüssel- bzw. Triggerwort, das in der Datenbank hinterlegt ist, im Sprachbefehl erkannt wird. Durch verschiedene Schlüsselworte können ferner definierte Aktionen, wie beispielsweise das Setzen eines elektrischen Netzwerkgerätes in einen Stand-By oder das Aufwecken des elektrischen Netzwerkgerätes aus diesem, ausgelöst und durchgeführt werden.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein intelligentes Heimnetzwerk mit wenigstens einem elektrischen Netzwerkgerät und wenigstens einer wie vorstehend im Detail beschriebenen Sprachsteuervorrichtung bereitgestellt. Die Sprachsteuervorrichtung ist in dem intelligenten Heimnetzwerk beabstandet zu dem wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerät als separates bzw. entkoppeltes Bauteil bereitgestellt. Durch die Entkopplung der Sprachsteuervorrichtung von dem wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerät kann das intelligente Heimnetzwerk besonders flexibel ausgestaltet werden. Außerdem können im Falle einer Beschädigung der Sprachsteuervorrichtung oder des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes Kosten gespart werden, da nicht das gesamte System erneuert werden muss. Dabei kann für jedes elektrische Netzwerkgerät eine eigene Sprachsteuervorrichtung bereitgestellt werden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn eine Sprachsteuervorrichtung zum Kontrollieren von mehreren elektrischen Netzwerkgeräten bereitgestellt ist. Durch die Integration der Sprachsteuervorrichtung bringt das erfindungsgemäße intelligente Heimnetzwerk auch die Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Sprachsteuervorrichtung beschrieben worden sind.
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Außerdem wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Smart-Home bzw. ein Smart-Home-System mit dem intelligenten Heimnetzwerk zur Verfügung gestellt. Damit bringt auch das erfindungsgemäße Smart-Home bzw. Smart-Home-System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie vorstehend ausführlich beschrieben worden sind.
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Bei einer Weiterbildung des Smart-Homes ist es möglich, dass die Sprachsteuervorrichtung zumindest abschnittsweise in einer Hauswand des Smart-Homes, insbesondere unter Putz, angeordnet ist. Wie bereits vorstehend ausführlich beschrieben, ist die Sprachsteuervorrichtung dadurch besonders platzsparend und sicher positioniert.
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Ferner kann es gemäß der vorliegenden Erfindung von Vorteil sein, wenn die Sprachsteuervorrichtung bei einem erfindungsgemäßen Smart-Home in einem Hausraum des Smart-Homes auf einer Höhe zwischen 0,6m und 2m über einem Fußboden des Hausraumes angeordnet ist. Auf dieser Höhe, die der durchschnittlichen Sprechhöhe einer auf einem Sofa liegenden, auf einem Stuhl sitzenden oder stehenden Person entspricht, kann der Sprachbefehl besonders gut erkannt werden. Besonders bevorzugt ist die Sprachsteuervorrichtung auf einer Höhe zwischen 1 m und 1,8m, insbesondere zwischen 1,3m und 1,8m über dem Fußboden des Hausraumes angeordnet. Dabei ist die Sprachsteuervorrichtung bevorzugt auf dieser, oder einer anderen Höhe, in einem Mauerwerk bzw. einer Hauswand des Hausraumes angeordnet.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Kontrollieren wenigstens eines elektrischen Netzwerkgerätes eines wie vorstehend beschriebenen intelligenten Heimnetzwerkes zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Erkennen wenigstens eines Sprachbefehls zum Kontrollieren des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes mit der Sprachsteuervorrichtung,
- - Umwandeln des wenigstens einen Sprachbefehls in wenigstens ein digitales Befehlssignal in der Sprachsteuervorrichtung,
- - Übertragen des wenigstens einen Befehlssignals von der Sprachsteuervorrichtung an ein Steuergerät des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes, und
- - Kontrollieren des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes durch das zugehörige Steuergerät anhand des wenigstens einen Befehlssignals.
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Damit bringt auch das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Sprachsteuervorrichtung beschrieben worden sind.
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Das Befehlssignal kann auf verschiedene Arten und Weisen übertragen werden. Das Befehlssignal kann kabelgebunden oder per Funkverbindungen übertragen werden. Kabelgebunden kann das Befehlssignal mittels Powerline, M-Bus und/oder Ethernet übertragen werden. Kabellos kann das Befehlssignal mittels Bluetooth, RFID, NFC, ZigBee, ANT +, Dash, Wireless M-Bus und WLAN übertragen werden.
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Bei einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Verfahren der wenigstens eine erkannte Sprachbefehl in von Maschinen und/oder Menschen lesbaren Text umgewandelt und in der Speichereinheit gespeichert wird. Da der gespeicherte Text von Menschen lesbar ist, können beim Auslesen der gespeicherten Sprachbefehle Zeit und somit Kosten gespart werden.
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Ferner ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass während der Ausgabe des wenigstens einen Sprachbefehls durch einen Nutzer mittels der Kamera Mimik und/oder Gestik des Nutzers aufgenommen werden, wobei der wenigstens eine Sprachbefehl unter Berücksichtigung der durch die Kamera aufgenommenen Mimik und/oder Gestik des Nutzers umgewandelt wird. Zudem ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass während der Ausgabe des wenigstens einen Sprachbefehls durch einen Nutzer die Klangfarbe des wenigstens einen Sprachbefehls erkannt wird, wobei der wenigstens eine Sprachbefehl unter Berücksichtigung der erkannten Klangfarbe umgewandelt wird. Dadurch ergeben sich die bereits vorstehend zu den entsprechenden Vorrichtungsansprüchen dargestellten Vorteile.
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Darüber hinaus kann es bei einem Verfahren der vorliegenden Erfindung von Vorteil sein, wenn ein Vergleich zwischen dem erkannten wenigstens einen Sprachbefehl und definierten Sprachbefehlen, die in der Datenbank abgelegt sind, durchgeführt wird, der erkannte wenigstens eine Sprachbefehl abhängig von dem Vergleich modifiziert wird oder nicht, und der erkannte wenigstens eine Sprachbefehl oder der modifizierte wenigstens eine Sprachbefehl in das digitale Befehlssignal umgewandelt wird. Durch den Vergleich kann der wenigstens eine Sprachbefehl genauer verarbeitet bzw. umgewandelt werden und so zu einer zuverlässigeren Steuerung und/oder Regelung des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes führen.
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Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass ein Vergleich zwischen dem erkannten wenigstens einen Sprachbefehl und definierten Sprachbefehlen, die in der Datenbank abgelegt sind, durchgeführt wird. Wenn ermittelt wird, dass der erkannte wenigstens eine Sprachbefehl keinem der definierten Sprachbefehle entspricht, wird der erkannte wenigstens eine Sprachbefehl in das wenigstens eine digitale Befehlssignal umgewandelt und an einen Remote-Server zur Überprüfung des wenigstens einen Sprachbefehls bzw. des entsprechenden digitalen Befehlssignals übertragen. In dem Remote-Server kann das Befehlssignal weiter verarbeitet werden. Im Remote-Server kann auf eine Datenbank zugegriffen werden, die größer und/oder aktueller als die Datenbank der Speichereinheit ist. Außerdem kann in Verbindung mit dem Remote-Server und externer Recheneinheiten eine höhere Rechenleistung zur Verfügung gestellt werden, wodurch das Befehlssignal besser verarbeitet werden kann. Das entsprechend verarbeitete Befehlssignal kann anschließend wieder zurück an die Sprachsteuervorrichtung bzw. den Controller der Sprachsteuervorrichtung geschickt werden. Basierend auf diesem überprüften und ggf. modifizierten zurückgeschickten Befehlssignal kann anschließend das wenigstens eine elektrische Netzwerkgerät kontrolliert werden.
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Außerdem ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass durch einen Lautsprecher der Sprachsteuervorrichtung nach Erkennen des wenigstens einen Sprachbefehls eine Bestätigungsaussage und/oder eine Bestätigungsfrage ausgegeben werden. Durch eine solche Rückkopplung und entsprechende Bestätigung des Sprachbefehls kann der Vorgang zum Kontrollieren des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes besonders sicher durchgeführt werden.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 ein Smart-Home mit einem erfindungsgemäßen intelligenten Heimnetzwerk,
- 2 eine erfindungsgemäße Sprachsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 3 eine erfindungsgemäße Sprachsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 4 eine erfindungsgemäße Sprachsteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, und
- 5 ein Flussdiagram zum Erläutern eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch ein Smart-Home 100 mit einem intelligenten Heimnetzwerk 110 dargestellt. In dem intelligenten Heimnetzwerk 110 sind mehrere elektrische Netzwerkgeräte 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 integriert. Das intelligente Heimnetzwerk 110 weist ferner eine Sprachsteuervorrichtung 80 auf, die zum Kontrollieren bzw. Steuern und/oder Regeln der elektrischen Netzwerkgeräte 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 ausgestaltet ist.
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In dem intelligenten Heimnetzwerk 110 ist eine netzwerkfähige Tür (erstes elektrisches Netzwerkgerät) 10 mit einem ersten Steuergerät 11 ausgestaltet. Ferner ist eine netzwerkfähige Heizung (zweites elektrisches Netzwerkgerät) 20 mit einem zweiten Steuergerät 21 ausgestaltet. Außerdem ist eine netzwerkfähige Wohnzimmerlampe (drittes elektrisches Netzwerkgerät) 30 mit einem dritten Steuergerät 31 ausgestaltet. Darüber hinaus ist ein netzwerkfähiger Wohnzimmer-Raffstore (viertes elektrisches Netzwerkgerät) 40 mit einem vierten Steuergerät 41 ausgestaltet. Außerdem ist eine netzwerkfähige Schlafzimmerlampe (fünftes elektrisches Netzwerkgerät) 50 mit einem fünften Steuergerät 51 ausgestaltet. Zudem ist ein netzwerkfähiges Schlafzimmerfenster (sechstes elektrisches Netzwerkgerät) 60 mit einem sechsten Steuergerät 61 ausgestaltet. Zusätzlich ist ein netzwerkfähiger Kinderzimmer-Raffstore (siebtes elektrisches Netzwerkgerät) 70 mit einem siebten Steuergerät 71 ausgestaltet.
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Gemäß 1 befindet sich eine Person bzw. ein Nutzer 1 des Smart-Homes 100 in dem Smart-Home 100, genauer gesagt in einem Wohnzimmer des Smart-Homes 100.
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Wie ferner in 1 dargestellt ist, ermöglicht die als Gateway ausgestaltete Sprachsteuervorrichtung 80 die Datenkommunikation bzw. eine Datenverbindung mit einem externen Kommunikationsnetz 200, vorzugsweise dem Internet. Dabei steht die Sprachsteuervorrichtung 80 über das externe Kommunikationsnetz 200 mit einem Remote-Server 300 und einem Applikationsserver 400 in Datenverbindung. Der Remote-Server 300 wird derart betrieben, dass auf diesem Applikationen für die Sprachsteuervorrichtung 80 zur Verfügung gestellt werden. Ebenfalls ist auf dem Remote-Server 300 für jedes elektrische Netzwerkgerät 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 des Smart-Homes 100 eine eigene Steuerapplikation und/oder für alle elektrischen Netzwerkgeräte 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 des Smart-Homes 100 eine gemeinsame Steuerapplikation hinterlegt, die auf der Sprachsteuervorrichtung 80 implementiert werden kann bzw. können, um eine Datenverbindung zwischen der Sprachsteuervorrichtung 80 und den elektrischen Netzwerkgeräten 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 des Smart-Homes 100 herzustellen.
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In 1 ist eine Betriebssituation dargestellt, in welcher der Nutzer 1 elektrische Netzwerkgeräte 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 über die Sprachsteuervorrichtung 80 ansteuert und steuert, während er sich innerhalb des Smart-Homes 100 befindet. Wie aus 1 hervorgeht, ist die Sprachsteuervorrichtung 80 in dem intelligenten Heimnetzwerk 110 beabstandet zu den elektrischen Netzwerkgeräten 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 als separates Bauteil bereitgestellt.
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Bei dem in 1 dargestellten Smart-Home 100 ist die Sprachsteuervorrichtung auf einer Höhe von ca. 1,70m über einem Fußboden 130 des Wohnzimmers angeordnet.
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2 zeigt eine Sprachsteuervorrichtung 80 zum Kontrollieren der elektrischen Netzwerkgeräte 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 des intelligenten Heimnetzwerkes 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die in 2 dargestellte Sprachsteuervorrichtung 80 weist eine als Mikrofon ausgestaltete Spracherkennungseinheit 81 zum Erkennen eines Sprachbefehls auf. Außerdem weist die Sprachsteuervorrichtung 80 einen Controller 83 zum Umwandeln des wenigstens einen Sprachbefehls in wenigstens ein digitales Befehlssignal sowie zum Übertragen des wenigstens einen Befehlssignals an ein Steuergerät 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 der elektrischen Netzwerkgeräte 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 auf. Zudem weist die Sprachsteuervorrichtung 80 einen Lautsprecher 82 zur akustischen Kommunikation mit einem Nutzer 1 der Sprachsteuervorrichtung 80 auf. Für eine Stromversorgung der Spracherkennungseinheit 81, des Lautsprechers 82 sowie des Controllers 83 weist die Sprachsteuervorrichtung 80 ein Netzteil 84 auf. Die Spracherkennungseinheit 81, der Lautsprecher 82, der Controller 83 und das Netzteil 84 sind in einem Gehäuse 85 der Sprachsteuervorrichtung 80 angeordnet.
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Die in 2 dargestellte Sprachsteuervorrichtung 80 ist unter Putz bzw. abschnittsweise unter Putz in der Hauswand 120 dicht über dem Fußboden 130 eines Hausraums 140 angeordnet bzw. montiert. Für die Wandmontage der Sprachsteuervorrichtung 80 sind im Gehäuse 85 zwei Befestigungsöffnungen 86 ausgestaltet, über welche die Sprachsteuervorrichtung 80 beispielsweise durch zwei Schrauben einfach in der Hauswand 120 montiert werden kann.
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3 stellt eine Sprachsteuervorrichtung 80 gemäß einer zweiten Ausführungsform dar. Die in 3 dargestellte Sprachsteuervorrichtung 80 entspricht überwiegend der in 2 dargestellten Sprachsteuervorrichtung 80, weist selbst jedoch keine Befestigungsöffnungen auf. Die Sprachsteuervorrichtung 80 gemäß 3 ist in einer Unterputzdose 90 montiert. Die Unterputzdose 90 weist zwei Befestigungsöffnungen 92 auf, über welche diese beispielsweise durch zwei Schrauben einfach in der Hauswand 120 montiert werden kann. Die Sprachsteuervorrichtung 80 ist dabei einfach in die Unterputzdose 90 gesteckt. Zur Stromversorgung der Sprachsteuervorrichtung 80 kann diese bzw. das Netzgerät 84 der Sprachsteuervorrichtung 80 auf einen Stromanschluss 91 der Unterputzdose 90 zugreifen bzw. mit diesem verbunden werden.
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Die in 3 dargestellte Unterputzdose 90 und somit auch die Sprachsteuervorrichtung 80 sind in der Hauswand 120 ca. 1,70m über dem Fußboden 130 eines Hausraums 140 angeordnet bzw. montiert.
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4 stellt eine Sprachsteuervorrichtung 80 gemäß einer dritten Ausführungsform dar. Die in 4 dargestellte Sprachsteuervorrichtung 80 ist ähnlich der Sprachsteuervorrichtung 80 gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform aufgebaut und weist keinen Lautsprecher 82 auf. Zusätzlich weist die Sprachsteuervorrichtung 80 der dritten Ausführungsform in dem Gehäuse 85 eine Kamera 87 zur Erkennung einer Mimik und Gestik des Nutzers 1 der Sprachsteuervorrichtung 80 auf. Der Controller 83 steht dabei derart mit der Kamera 87 in Signalverbindung und ist derart konfiguriert, dass der Sprachbefehl unter Berücksichtigung einer durch die Kamera 87 aufgenommenen Mimik und Gestik des Nutzers 1 umgewandelt wird.
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Außerdem weist die Sprachsteuervorrichtung 80 gemäß 3 einen Geräuschfilter 88 zum Filtern von Störgeräuschen, die zusätzlich zu dem wenigstens einen Sprachbefehl erkannt werden können, auf. Der Controller 83 weist eine Klangfarben-Erkennungseinheit 83a zum Erkennen einer Klangfarbe des Sprachbefehls auf, wobei der Controller 83 derart konfiguriert ist, dass der Sprachbefehl unter Berücksichtigung der Klangfarbe umgewandelt wird.
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Darüber hinaus weist die Sprachsteuervorrichtung 80 gemäß 3 im Gehäuse 85 eine Speichereinheit 89 zum Speichern des Sprachbefehls auf. In der Speichereinheit 89 ist eine Datenbank 89a gespeichert, in der definierte Sprachbefehle abgelegt sind, wobei der Controller 83 für einen Vergleich zwischen dem Sprachbefehl und den definierten Sprachbefehlen mit der Datenbank 89a in Signalverbindung steht.
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Mit Bezug auf 5 wird anschließend ein Verfahren zum Kontrollieren von elektrischen Netzwerkgeräten 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 des intelligenten Heimnetzwerkes 110 beschrieben.
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In einem ersten Schritt S1 wird ein Sprachbefehl zum Kontrollieren der elektrischen Netzwerkgeräte bzw. eines elektrischen Netzwerkgerätes 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 erkannt. In einem anschließenden Schritt S2 wird der erkannte Sprachbefehl in der Sprachsteuervorrichtung 80 in ein digitales Befehlssignal umgewandelt. Daraufhin wird in einem Schritt S3 das Befehlssignal von der Sprachsteuervorrichtung 80 an das Steuergerät 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 des elektrischen Netzwerkgerätes 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 übertragen. Anschließend wird das elektrische Netzwerkgerät 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 in Schritt S4 durch das zugehörige Steuergerät 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 sowie anhand des Befehlssignals kontrolliert bzw. gesteuert und/oder geregelt.
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Bei dem dargestellten Verfahren wird der erkannte Sprachbefehl in von Maschinen und Menschen lesbaren Text umgewandelt und in der Speichereinheit 89 gespeichert. Außerdem werden während der Ausgabe des Sprachbefehls durch einen Nutzer 1 mittels der Kamera 87 Mimik und Gestik des Nutzers 1 aufgenommen, wobei der Sprachbefehl unter Berücksichtigung der durch die Kamera 87 aufgenommene Mimik und Gestik des Nutzers 1 umgewandelt wird. Zudem wird während der Ausgabe des wenigstens einen Sprachbefehls die Klangfarbe des wenigstens einen Sprachbefehls erkannt, wobei der wenigstens eine Sprachbefehl unter Berücksichtigung der erkannten Klangfarbe umgewandelt wird.
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Zwischen dem erkannten wenigstens einen Sprachbefehl und den definierten Sprachbefehlen, die in der Datenbank 89a abgelegt sind, wird ein Vergleich durchgeführt. Der erkannte wenigstens eine Sprachbefehl wird dabei abhängig von dem Vergleich modifiziert und der modifizierte Sprachbefehl wird in das digitale Befehlssignal umgewandelt. Wenn bei dem Vergleich ermittelt wird, dass der erkannte Sprachbefehl keinem der definierten Sprachbefehle entspricht, wird der erkannte Sprachbefehl in das digitale Befehlssignal umgewandelt und an einen Remote-Server 300 zur Überprüfung übertragen. Dies wird dem Nutzer 1 durch den Lautsprecher 82 mitgeteilt.
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Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. So ist es möglich, dass die Sprachsteuervorrichtung 80 an und/oder in einer Außenwand des Smart-Homes 100 montiert ist. Das Smart-Home 100 ist demnach vorliegend nicht auf ein geschlossenen System oder Gebäude beschränkt. Vielmehr kann unter dem Smart-Home 100 ein offenes System oder eine Anlage einschließlich Garten-, Terrassen- und/oder Gargenbereichen verstanden werden. Die in der Speichereinheit 89 gespeicherte Datenbank 89a kann auch im Controller 83 gespeichert sein.
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Weiterhin ist es möglich, dass die erfindungsgemäße Sprachsteuervorrichtung 80 eine Stimmenidentifikationseinheit aufweist, durch welche die Stimme des Nutzers 1 erkannt werden kann. Der Controller 83 kann derart konfiguriert sein, dass der Sprachbefehl nur dann in das digitale Befehlssignal umgewandelt wird, wenn ein erkanntes Stimmenmuster des Nutzers mit einem Soll-Stimmenmuster übereinstimmt.
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Außerdem können durch die Sprach- bzw. Geräuscherkennungseinheit 81 Schritte des Nutzers 1 dahingehend erfasst werden, dass anhand des erfassten Schrittgeräuschs eine Relativposition des Nutzers 1 zur Sprachsteuervorrichtung 80 ermittelt werden kann. Basierend darauf kann wiederum die Spracherkennungseinheit 81, beispielsweise ein Mikrofon, mehr oder weniger sensibel eingestellt werden, d.h. ein Sensibilitätsgrad der Spracherkennungseinheit kann abhängig von der Relativposition höher oder niedriger eingestellt werden. Dadurch kann der Sprachbefehl besonders gut erkannt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nutzer
- 10
- Haustüre (erstes elektrisches Netzwerkgerät)
- 11
- erstes Steuergerät
- 20
- Heizung (zweites elektrisches Netzwerkgerät)
- 21
- zweites Steuergerät
- 30
- Wohnzimmerlampe (drittes elektrisches Netzwerkgerät)
- 31
- drittes Steuergerät
- 40
- Wohnzimmer-Raffstores (viertes elektrisches Netzwerkgerät)
- 41
- viertes Steuergerät
- 50
- Schlafzimmerlampe (fünftes elektrisches Netzwerkgerät)
- 51
- fünftes Steuergerät
- 60
- Schlafzimmerfenster (sechstes elektrisches Netzwerkgerät)
- 61
- sechstes Steuergerät
- 70
- Kinderzimmer-Raffstores (siebtes elektrisches Netzwerkgerät)
- 71
- siebtes Steuergerät
- 80
- Sprachsteuervorrichtung
- 81
- Spracherkennungseinheit (Mikrofon)
- 82
- Lautsprecher
- 83
- Controller
- 83a
- Klangfarben-Erkennungseinheit
- 84
- Netzteil
- 85
- Gehäuse
- 86
- Befestigungsöffnung
- 87
- Kamera
- 88
- Geräuschfilter
- 89
- Speichereinheit
- 89a
- Datenbank
- 90
- Unterputzdose
- 91
- Stromanschluss
- 100
- Smart-Home
- 110
- Heimnetzwerk
- 120
- Hauswand
- 130
- Fußboden
- 140
- Hausraum
- 200
- externes Kommunikationsnetz
- 300
- Remote-Server
- 400
- Applikationsserver