-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Multifunktionseinheit 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Bei Smart-Home Systemen ist es bekannt, dass Umgebungssignale im Smart-Home erkannt werden und die erkannten Umgebungssignale zum Steuern und/oder Regeln von elektrischen Netzwerkgeräten des intelligenten Heimnetzwerkes des Smart-Homes genutzt werden.
-
Es ist bekannt, Umgebungssignale zum Steuern der elektrischen Netzwerkgeräte im intelligenten Heimnetzwerk durch verschiedene Sensoren, beispielsweise Licht-, Temperatur-, Gas- und/oder Lautstärkesensoren zu erkennen bzw. zu erfassen. Solche Sensoren sind in der Regel in dem elektrischen Netzwerkgerät, das gesteuert und/oder geregelt werden soll, integriert. Bei einem Defekt des Sensors ist eine kostspielige Reparatur des elektrischen Netzwerkgerätes erforderlich. Im schlimmsten Fall kann ein solcher Defekt sogar zum Ersatz des gesamten elektrischen Netzwerkgerätes führen. Dies kann hohe Kosten verursachen.
-
Derartige Sensoren müssen außerdem mit Strom versorgt werden. Dies kann entweder mit einem Akkumulator, wie beispielsweise in einer Smart Device, erfolgen, oder durch eine Anbindung an das Stromnetz des Smart-Homes. Bei entsprechenden Netzwerkgeräten führt die Anbindung an das Stromnetz dabei häufig zu ästhetisch unschönen Kabelverläufen, die darüber hinaus Stauraum kosten und eine Stolpergefahr sowie eine grundsätzliche Gefahr für Kinder darstellen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Multifunktionseinheit 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 einer Erkennung eines Umgebungssignals in einem Smart-Home auf sichere Weise Kosten und Platz gespart werden können.
-
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch die Multifunktionseinheit gemäß Anspruch 1, das intelligente Heimnetzwerk gemäß Anspruch 11, das Smart-Home gemäß Anspruch 12 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 Multifunktionseinheit 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.
-
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Multifunktionseinheit zum Steuern und/oder Regeln wenigstens eines elektrischen Netzwerkgerätes in einem intelligenten Heimnetzwerk sowie zum Erkennen wenigstens eines Umgebungssignals in einer Umgebung der Multifunktionseinheit zur Verfügung gestellt. Die Multifunktionseinheit weist einen Controller zum Umwandeln des wenigstens einen Umgebungssignals in wenigstens ein digitales Befehlssignal sowie zum Übertragen des wenigstens einen Befehlssignals an ein Steuergerät des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes auf. Die Multifunktionseinheit weist ferner ein Gehäuse auf, das für eine Wandmontage der Multifunktionseinheit ausgestaltet ist.
-
Dadurch ist es möglich, die Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit geeignet ist, verstanden werden.
-
Durch das Gehäuse, das für die Wandmontage der Multifunktionseinheit ausgestaltet ist, kann die Multifunktionseinheit besonders einfach separat zu dem wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerät, das durch die Multifunktionseinheit kontrollierbar ist, in einem Smart-Home angeordnet werden. Die Multifunktionseinheit ist mithin als separates Bauteil ausgestaltet, das grundsätzlich nur wenige Sensoren oder nur einen Sensor, den Controller bzw. eine entsprechende Rechen- und/oder Steuereinheit zum Umwandeln bzw. Verarbeiten des Umgebungssignals und eine Stromversorgungseinheit, beispielsweise in Form eines Akkumulators oder eines Netzteils für einen Anschluss der Multifunktionseinheit an einem Stromnetz, benötigt bzw. aufweist. Damit kann die Multifunktionseinheit besonders kostengünstig bereitgestellt werden.
-
Unter Umgebungssignalen können akustische, digitale, visuelle, elektromagnetische und stoffparametrische Signale verstanden werden. Die Umgebungssignale können auch aus externen oder verschiedenen Hardware-Komponenten stammen. Umgebungssignale können auch in Form eines Pulses oder von mehreren Pulsraten von mehreren Personen und/oder Tieren vorliegen bzw. erkannt werden.
-
Durch das Gehäuse kann die Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit fast unsichtbar im Smart-Home integriert werden. Das Sicherheitsrisiko aufgrund von herumliegenden oder ungeeignet verlegten Kabeln kann auf ein Minimum reduziert werden.
-
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.
-
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.
-
Für die Wandmontage kann das Gehäuse beispielsweise Befestigungsöffnungen aufweisen. Durch die Befestigungsöffnungen kann das Gehäuse und somit die Multifunktionseinheit 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.
-
Für die Wandmontage der Multifunktionseinheit kann das Gehäuse zusätzlich oder alternativ klebende Befestigungsmittel aufweisen, durch welche die Multifunktionseinheit besonders einfach an und/oder in der Wand im Smart-Home montierbar ist. Damit ist die Multifunktionseinheit, wie auch im vorstehenden Beispiel, ohne größeren Installationsaufwand im Smart-Home integrierbar.
-
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 Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit 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.
-
Außerdem ist es bei einer Multifunktionseinheit im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass im Gehäuse oder wenigstens abschnittsweise im Gehäuse ein Lautsprecher zur akustischen Kommunikation mit einem Nutzer der Multifunktionseinheit angeordnet ist. So kann der Nutzer über erkannte und umgewandelte Umgebungssignale sowie über bevorstehende Steuer- und/oder Regelvorgänge akustisch informiert werden. Das wenigstens eine elektrische Netzwerkgerät kann dadurch noch zuverlässiger gesteuert und/oder geregelt werden, da der Nutzer beispielsweise noch die Möglichkeit hat, vor der tatsächlichen Steuerung oder Regelung des elektrischen Netzwerkgerätes einzugreifen oder diese zu verhindern. Mittels des Lautsprechers ist es ferner möglich, dass die Multifunktionseinheit dem Nutzer Fragen beantwortet. So kann beispielsweise nach einer Temperatureinstellung der Heizung gefragt und dem Nutzer anschließend durch die Multifunktionseinheit mitgeteilt werden, dass diese auf 21 Grad eingestellt ist und im Wohnzimmer momentan 20 Grad herrschen.
-
Ferner ist es möglich, dass bei einer erfindungsgemäßen Multifunktionseinheit im Gehäuse oder wenigstens abschnittsweise im Gehäuse ein Mikrofon zum Erkennen wenigstens eines Sprachbefehls angeordnet ist, wobei der Controller zum Umwandeln des wenigstens einen Sprachbefehls in das wenigstens eine digitale Befehlssignal ausgestaltet ist. Dadurch lässt sich die Multifunktionseinheit besonders einfach ansteuern. Neben der Sprache können durch das Mikrofon bzw. eine entsprechende Spracherkennungseinheit selbstverständlich auch andere Geräusche, wie beispielsweise Schritte im Smart-Home oder in der Umgebung des Smart-Homes, erkannt werden.
-
Zudem kann in der erfindungsgemäßen Multifunktionseinheit 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.
-
Von weiterem Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit.
-
Außerdem ist es bei einer Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit ausgestaltet ist, wobei der Controller mit der Kamera in Signalverbindung steht und derart konfiguriert ist, dass das wenigstens eine Umgebungssignal 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.
-
Darüber hinaus kann in einer erfindungsgemäßen Multifunktionseinheit im Gehäuse eine Speichereinheit zum Speichern des wenigstens einen Umgebungssignals angeordnet sein. In der Speichereinheit können definierte Umgebungssignale hinterlegt sein. Durch einen Abgleich zwischen dem erkannten Umgebungssignal und einem definierten hinterlegten Umgebungssignal kann die Umwandlung des wenigstens einen Umgebungssignals in das wenigstens eine digitale Befehlssignal besonders zuverlässig durchgeführt werden. Der Speicher kann außerdem dazu dienen, die erkannten Umgebungssignale zu speichern und diese dadurch zu dokumentieren. Die gespeicherten Umgebungssignale können, falls sie sich auf den Nutzer beziehen, zur Erstellung eines Verhaltensmusters des Nutzers genutzt werden, unter Verwendung von welchem zukünftige nutzerbezogene Umgebungssignale vorhergesagt, noch besser erkannt und/oder umgewandelt werden können.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin möglich, dass bei einer Multifunktionseinheit in der Speichereinheit eine Datenbank gespeichert ist, in der definierte Umgebungssignale abgelegt sind, wobei der Controller für einen Vergleich zwischen dem wenigstens einen Umgebungssignal und den definierten Umgebungssignalen mit der Datenbank in Signalverbindung steht. Hierbei ist es möglich, einen Alarm auszulösen, wenn ein definiertes Schlüssel- bzw. Triggersignal, das in der Datenbank hinterlegt ist, in Umgebungssignalen erkannt wird. Durch Triggersignale können 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.
-
Weiterhin ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass in dem Gehäuse oder wenigstens abschnittsweise im Gehäuse zum Erkennen des wenigstens einen Umgebungssignals wenigstens einer der folgenden Sensoren angeordnet ist:
- - Temperatursensor
- - Feuchtigkeitssensor
- - Gassensor
- - Helligkeitssensor
- - Distanzsensor
- - Bewegungssensor.
-
Dadurch ist die Multifunktionseinheit besonders universell einsetzbar. Unter dem Distanzsensor ist im Wesentlichen ein Entfernungsmesser zu verstehen. Der Bewegungssensor kann im weiteren Sinne als Präsenzmesser verstanden werden, durch welchen beispielsweise die Präsenz einer Person in einem Raum erkannt werden kann. Die Präsenz der Person kann dabei auch in Kombination mit dem Temperatursensor und/oder dem Mikrofon erkannt werden.
-
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein intelligentes Heimnetzwerk mit wenigstens einem elektrischen Netzwerkgerät und wenigstens einer wie vorstehend im Detail beschriebenen Multifunktionseinheit bereitgestellt. Die Multifunktionseinheit ist in dem intelligenten Heimnetzwerk beabstandet zu dem wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerät als separates bzw. entkoppeltes Bauteil bereitgestellt. Durch die Entkopplung der Multifunktionseinheit von dem wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerät kann das intelligente Heimnetzwerk besonders flexibel ausgestaltet werden. Außerdem können im Falle einer Beschädigung der Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit bereitgestellt werden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn eine Multifunktionseinheit zum Kontrollieren von mehreren elektrischen Netzwerkgeräten bereitgestellt ist. Durch die Integration der Multifunktionseinheit bringt das erfindungsgemäße intelligente Heimnetzwerk auch die Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Multifunktionseinheit beschrieben worden sind.
-
Außerdem wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Smart-Home mit dem intelligenten Heimnetzwerk zur Verfügung gestellt. Damit bringt auch das erfindungsgemäße Smart-Home die gleichen Vorteile mit sich, wie sie vorstehend ausführlich beschrieben worden sind. Bei einer Weiterbildung des Smart-Homes ist es möglich, dass die Multifunktionseinheit zumindest abschnittsweise in einer Hauswand des Smart-Homes, insbesondere unter Putz, angeordnet ist. Wie bereits vorstehend ausführlich beschrieben, ist die Multifunktionseinheit dadurch besonders platzsparend und sicher positioniert.
-
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 Umgebungssignals zum Kontrollieren des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes mit der Multifunktionseinheit,
- - Umwandeln des wenigstens einen Umgebungssignals in wenigstens ein digitales Befehlssignal in der Multifunktionseinheit,
- - Übertragen des wenigstens einen Umgebungssignals von der Multifunktionseinheit an ein Steuergerät des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes, und
- - Kontrollieren des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes durch das zugehörige Steuergerät anhand des wenigstens einen Befehlssignals.
-
Damit bringt auch das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Multifunktionseinheit beschrieben worden sind.
-
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.
-
Bei einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Verfahren das wenigstens eine erkannte Umgebungssignal 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 Umgebungssignale Zeit und somit Kosten gespart werden.
-
Ferner ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass während des Erkennens des wenigstens einen Umgebungssignals mittels der Kamera Mimik und/oder Gestik einer Person in der Umgebung der Multifunktionseinheit aufgenommen werden, wobei das wenigstens eine Umgebungssignal unter Berücksichtigung der durch die Kamera aufgenommenen Mimik und/oder Gestik des Nutzers umgewandelt wird. Dadurch beispielsweise ein zitternder Nutzer mit einer erfassten niedrigen Temperatur in Korrelation gebracht werden. Dadurch kann das Befehlssignal besonders zuverlässig korrekt erstellt werden. Zudem ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass während des Erkennens des wenigstens einen Umgebungssignals mittels des Mikrofons eine Klangfarbe eines Sprachbefehls des Nutzers erkannt wird, wobei das wenigstens eine Umgebungssignal unter Berücksichtigung der erkannten Klangfarbe des Nutzers umgewandelt wird. Demnach kann eine zitternde Stimme des Nutzers mit einer erfassten niedrigen Temperatur in Korrelation gebracht werden. Deshalb kann das Befehlssignal auch hierdurch besonders zuverlässig korrekt erstellt werden.
-
Darüber hinaus kann es bei einem Verfahren der vorliegenden Erfindung von Vorteil sein, wenn ein Vergleich zwischen dem erkannten wenigstens einen Umgebungssignal und definierten Umgebungssignalen, die in der Datenbank abgelegt sind, durchgeführt wird, das erkannte wenigstens eine Umgebungssignal abhängig von dem Vergleich modifiziert wird oder nicht, und das erkannte wenigstens eine Umgebungssignal oder das modifizierte wenigstens eine Umgebungssignal in das digitale Befehlssignal umgewandelt wird. Durch den Vergleich kann das wenigstens eine Umgebungssignal genauer verarbeitet bzw. umgewandelt werden und so zu einer zuverlässigeren Steuerung und/oder Regelung des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes führen.
-
Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass ein Vergleich zwischen dem erkannten wenigstens einen Umgebungssignal und definierten Umgebungssignalen, die in der Datenbank abgelegt sind, durchgeführt wird, und wenn ermittelt wird, dass das erkannte wenigstens eine Umgebungssignal keinem der definierten Umgebungssignalen entspricht, das erkannte wenigstens eine Umgebungssignal in das wenigstens eine digitale Befehlssignal umgewandelt wird und an einen Remote-Server zur Überprüfung des wenigstens einen Umgebungssignals bzw. des entsprechenden digitalen Befehlssignals übertragen wird. 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 Multifunktionseinheit bzw. den Controller der Multifunktionseinheit geschickt werden. Basierend auf diesem überprüften und ggf. modifizierten zurückgeschickten Befehlssignal kann anschließend das wenigstens eine elektrische Netzwerkgerät kontrolliert werden.
-
Außerdem ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass ein Vergleich zwischen dem erkannten wenigstens einen Umgebungssignal und einem Soll-Umgebungssignal durchgeführt wird und abhängig von dem Vergleich ein Warnsignal ausgegeben wird. Basierend auf einem solchen Vergleich bzw. Abgleich kann der Vorgang zum Kontrollieren des wenigstens einen elektrischen Netzwerkgerätes besonders sicher durchgeführt werden.
-
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.
-
Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 ein Smart-Home mit einem erfindungsgemäßen intelligenten Heimnetzwerk,
- 2 eine erfindungsgemäße Multifunktionseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 3 eine erfindungsgemäße Multifunktionseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 4 eine erfindungsgemäße Multifunktionseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform, und
- 5 ein Flussdiagram zum Erläutern eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
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 Multifunktionseinheit 80 auf, die zum Kontrollieren bzw. Steuern und/oder Regeln der elektrischen Netzwerkgeräte 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 ausgestaltet ist.
-
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.
-
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.
-
Wie ferner in 1 dargestellt ist, ermöglicht die als Gateway ausgestaltete Multifunktionseinheit 80 die Datenkommunikation bzw. eine Datenverbindung mit einem externen Kommunikationsnetz 200, vorzugsweise dem Internet. Dabei steht die Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit 80 implementiert werden kann bzw. können, um eine Datenverbindung zwischen der Multifunktionseinheit 80 und den elektrischen Netzwerkgeräten 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 des Smart-Homes 100 herzustellen.
-
In 1 ist eine Betriebssituation dargestellt, in welcher der Nutzer 1 elektrische Netzwerkgeräte 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 über die Multifunktionseinheit 80 ansteuert und steuert, während er sich innerhalb des Smart-Homes 100 befindet. Dabei empfängt die Multifunktionseinheit 80 einen Sprachbefehl des Nutzers 1. Wie aus 1 hervorgeht, ist die Multifunktionseinheit 80 in dem intelligenten Heimnetzwerk 110 beabstandet zu den elektrischen Netzwerkgeräten 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 als separates Bauteil bereitgestellt.
-
Bei dem in 1 dargestellten Smart-Home 100 ist die Multifunktionseinheit 80 auf einer Höhe von ca. 1,70m über einem Fußboden 130 des Wohnzimmers angeordnet. Auf dieser Höhe kann die Sprache des Nutzers im Stehen besonders gut verstanden werden. Die Multifunktionseinheit 80 kann auch höher oder niedriger angeordnet sein, beispielsweise zwischen 0,6m und 2m über dem Fußboden 130 des Wohnzimmers, um die Sprache eines auf einem Sofa liegenden, auf einem Stuhl sitzenden oder stehenden Nutzer 1 möglichst gut zu verstehen bzw. erkennen zu können.
-
2 zeigt eine Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit 80, die in diesem Fall als Sprachsteuervorrichtung ausgestaltet ist, weist ein Mikrofon 81 zum Erkennen eines Sprachbefehls auf. Außerdem weist die Multifunktionseinheit 80 einen Controller 83 zum Umwandeln wenigstens eines Umgebungssignals 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 Multifunktionseinheit 80 einen Lautsprecher 82 zur akustischen Kommunikation mit einem Nutzer 1 der Multifunktionseinheit 80 auf. Für eine Stromversorgung des Mikrofons 81, des Lautsprechers 82 sowie des Controllers 83 weist die Multifunktionseinheit 80 ein Netzteil 84 auf. Das Mikrofon 81, der Lautsprecher 82, der Controller 83 und das Netzteil 84 sind in einem Gehäuse 85 der Multifunktionseinheit 80 angeordnet.
-
Die in 2 dargestellte Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit 80 sind im Gehäuse 85 zwei Befestigungsöffnungen 86 ausgestaltet, über welche die Multifunktionseinheit 80 beispielsweise durch zwei Schrauben einfach in der Hauswand 120 montiert werden kann.
-
3 stellt eine Multifunktionseinheit 80 gemäß einer zweiten Ausführungsform dar. Die in 3 dargestellte Multifunktionseinheit 80 entspricht überwiegend der in 2 dargestellten Multifunktionseinheit 80, weist selbst jedoch keine Befestigungsöffnungen auf. Die Multifunktionseinheit 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 Multifunktionseinheit 80 ist dabei einfach in die Unterputzdose 90 gesteckt. Zur Stromversorgung der Multifunktionseinheit 80 kann diese bzw. das Netzgerät 84 der Multifunktionseinheit 80 auf einen Stromanschluss 91 der Unterputzdose 90 zugreifen bzw. mit diesem verbunden werden.
-
Die in 3 dargestellte Unterputzdose 90 und somit auch die Multifunktionseinheit 80 sind in der Hauswand 120 ca. 1,70m über dem Fußboden 130 eines Hausraums 140 angeordnet bzw. montiert.
-
4 stellt eine Multifunktionseinheit 80 gemäß einer dritten Ausführungsform dar. Die in 4 dargestellte Multifunktionseinheit 80 ist ähnlich der Multifunktionseinheit 80 gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform aufgebaut und weist keinen Lautsprecher 82 auf. Zusätzlich weist die Multifunktionseinheit 80 der dritten Ausführungsform in dem Gehäuse 85 eine Kamera 87 zur Erkennung einer Mimik und Gestik des Nutzers 1 der Multifunktionseinheit 80 auf. Der Controller 83 steht dabei derart mit der Kamera 87 in Signalverbindung und ist derart konfiguriert, dass ein Umgebungssignal unter Berücksichtigung einer durch die Kamera 87 aufgenommenen Mimik und Gestik des Nutzers 1 umgewandelt wird.
-
Außerdem weist die Multifunktionseinheit 80 gemäß 3 einen Geräuschfilter 88 zum Filtern von Störgeräuschen, die zusätzlich zu dem wenigstens einen Umgebungssignal erkannt werden können, auf. Der Controller 83 weist eine Klangfarben-Erkennungseinheit 83a zum Erkennen einer Klangfarbe eines Sprachbefehls auf, wobei der Controller 83 derart konfiguriert ist, dass der Sprachbefehl unter Berücksichtigung der Klangfarbe umgewandelt wird.
-
Darüber hinaus weist die Multifunktionseinheit 80 gemäß 3 im Gehäuse 85 eine Speichereinheit 89 zum Speichern des erkannten wenigstens einen Umgebungssignals auf. In der Speichereinheit 89 ist eine Datenbank 89a gespeichert, in der definierte Umgebungssignale abgelegt sind, wobei der Controller 83 für einen Vergleich zwischen dem erkannten Umgebungssignal und den definierten Umgebungssignal mit der Datenbank 89a in Signalverbindung steht.
-
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.
-
In einem ersten Schritt S1 wird ein Sprachbefehl, der als Umgebungssignal zu verstehen ist, 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 Multifunktionseinheit 80 in ein digitales Befehlssignal umgewandelt. Daraufhin wird in einem Schritt S3 das Befehlssignal von der Multifunktionseinheit 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.
-
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.
-
Zwischen dem erkannten wenigstens einen Sprachbefehl und 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.
-
Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. So ist es möglich, dass die Multifunktionseinheit 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.
-
Weiterhin ist es möglich, dass die erfindungsgemäße Multifunktionseinheit 80 eine Stimmenidentifikationseinheit aufweist, durch welche die Stimme des Nutzers 1 erkannt werden kann.
-
Außerdem können durch das Mikrofon 81 Schritte des Nutzers 1 dahingehend erfasst werden, dass anhand des erfassten Schrittgeräuschs eine Relativposition des Nutzers 1 zur Multifunktionseinheit 80 ermittelt werden kann. Basierend darauf kann wiederum das Mikrofon 81 mehr oder weniger sensibel eingestellt werden, d.h. ein Sensibilitätsgrad des Mikrofons kann abhängig von der Relativposition höher oder niedriger eingestellt werden. Dadurch kann ein Signal des Nutzers, beispielsweise der Sprachbefehl, besonders gut erkannt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 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
- Multifunktionseinheit
- 81
- 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
