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Hintergrund
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Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit einer Vorrichtung und einem System zur Gefahrenerkennung in einem Gebäude. Anhand von Spracherkennung und Sprachverarbeitung wird ein Benutzer befähigt, im Gefahrenfall verbal Anweisungen anzufordern oder Befehle zur Steuerung von Komponenten eines Gebäudes zu erteilen.
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Gefahrenmelder spielen in Gebäuden eine bedeutende Rolle, indem sie im Fall eines Brandes, im Fall giftiger Gase oder im Fall anderer Gefahren eine Alarmierung bereitstellen. Solche Gefahrenmelder kommen in Gebäuden, beispielsweise in industriellen Gebäuden, in Bürogebäuden und/oder in Wohngebäuden zum Einsatz. Weit verbreitet sind Gefahrenmelder in Form von Brandmeldern, beispielsweise als optische und/oder als photoelektrische Rauchmelder und/oder als Ionisationsrauchmelder.
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In einer Gefahrensituation besteht durch Personen in einem Gebäude vielfach Bedarf an Informationen. Jene Informationen können durchaus überlebenswichtig sein. So mag eine besuchende Person in einem brennenden Fabrikgebäude Informationen wünschen hinsichtlich vorhandener Fluchtwege. Weiterhin mögen Eltern in einem brennenden Wohngebäude wissen wollen, wo im Gebäude sich deren Nachwuchs aufhält.
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Die europäische Patentanmeldung
EP3147879A1 ist angemeldet am 11. August 2016 durch die Tyco Fire & Security GmbH in Nehausen. Die Anmeldung nimmt Bezug auf eine Priorität vom 21. September 2015.
EP3147879A1 offenbart ein Feuerdetektionssystem. Das System umfasst mindestens einen Sensor (
20-
1,
20-
2,
20-
3), welcher Hinweise auf ein Feuer detektiert und eine Alarmierung erzeugt. Zusätzlich stellt das System mindestens einen Überbrückungsschalter (
50-
1,
50-
2) bereit. Schliesslich löst ein Überwachungssystem (
120) einen Feueralarm abhängig von den Signalen der Sensoren (
20-
1,
20-
2,
20-
3) und weiterhin abhängig von Befehlen aus den Überbrückungsschaltern (
50-
1,
50-
2) aus. In Abschnitt
36 lehrt die Patentanmeldung
EP3147879A1 , dass sich der Überbrückungsschalter (
50-
1) in der Küche beispielsweise über Spracherkennung steuern lässt. Zusätzlich lässt sich gemäss Abschnitt
54 eine lokale Alarmierung durch Sicherheitspersonal mündlich anhand eines Spracherkennungssystems quittieren.
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Die Patentanmeldung
WO2005050953A2 ist angemeldet am 26. Oktober 2004 durch die Firma Honeywell International Inc. Sie nimmt Bezug auf eine Priorität vom 18. November 2003.
WO2005050953A2 offenbart eine Audioeinheit
10 in einem Gehäuse
18. Die Audioeinheit
10 weist einen Lautsprecher
12 sowie ein Mikrofon
14 auf. Ferner umfasst sie einen thermischen Sensor
20. Anhand einer Schnittstelle
16 ist sie mit einem Überwachungssystem verbunden. Es werden von Mikrofonen
14 aufgenommene Audiosignale bereitgestellt, welche auf die Gegenwart von Personen oder das Vorhandensein bestimmter Umgebungsbedingungen hinweisen.
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Eine Patentanmeldung
US2018/0018866A1 mit Anmeldungs-Nummer
15/
452,845 wurde am 8. März 2017 eingereicht. Die Anmeldung
US2018/0018866A1 wurde veröffentlicht am 18. Januar 2018.
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US2018/0018866A1 offenbart eine hörbare und visuelle Alarmierungseinrichtung
10, welche zudem netzwerkfähig ist. Die Alarmierungseinrichtung
10 ermöglicht synchronisierte Benachrichtigungen einer Basisstation
37a -
37c. Die Alarmierungseinrichtung
10 ermöglicht weiterhin elektronische Kodierungen
270 für jeden Alarm.
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Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Verbesserung der Bereitstellung von Informationen im Gefahrenfall. Insbesondere werden im Brandfall anhand einer Spracherkennung und Sprachverarbeitung relevante Informationen hinsichtlich Evakuierung bereitgestellt.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Offenbarung lehrt einen Gefahrenmelder und ein interaktives Gefahrenmeldesystem in einem Gebäude. Das Gefahrenmeldesystem weist mindestens einen Gefahrensensor wie beispielsweise einen Brandalarmsensor oder einen Gasalarmsensor auf. Zur Interaktion weist das Gefahrenmeldesystem mindestens ein Mikrofon sowie mindestens eine Ausgangsstufe wie beispielsweise einen Lautsprecher auf. Das mindestens eine Mikrofon zeichnet Audiosignale auf. Ein Spracherkennungssystem erkennt Sprache, insbesondere Worte und/oder Wortkombinationen und/oder Sätze, in den von Mikrofon kommenden Audiosignalen. Erkannte Worte und/oder Wortkombinationen und/oder Sätze können beispielsweise sein „Wie komme ich nach aussen?“ oder „Tür auf!“. Eine Auswerteeinheit liest Eingaben aus dem Spracherkennungssystem sowie aus dem mindestens einen Gefahrensensor ein. So erkennt die Auswerteeinheit, ob eine Gefahr wie beispielsweise ein Brand oder ein Gasalarm vorliegt.
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Der Gefahrenmelder bestimmt nun auf der Basis eines Signals eines Gefahrensensors, ob eine gefährliche Situation vorliegt. Ohne das Vorliegen einer gefährlichen Situation werden Worte und/oder Wortkombinationen und/oder Sätze aus dem Spracherkennungssystem nur bei Vorhandensein einer Präambel an die Auswerteeinheit weitergeleitet. Ein Beispiel für eine Präambel ist beispielsweise „OK Melder“. Bei Vorliegen einer gefährlichen Situation werden Worte und/oder Wortkombinationen und/oder Sätze unabhängig vom Vorhandensein einer Präambel an die Auswerteeinheit weitergeleitet.
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Das genannte Problem eines interaktiven Gefahrenmeldesystems wird anhand der Hauptansprüche der vorliegenden Offenbarung angegangen. Besondere Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen behandelt.
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Es ist ein verwandtes Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass die Auswerteeinheit räumlich getrennt ist von dem mindestens einen Mikrofon und dem mindestens einen Gefahrensensor. So können beispielsweise der mindestens eine Gefahrensensor und das mindestens eine Mikrofon auf einem Gefahrenmelder in einem Raum eines Gebäudes angeordnet sein. Räumlich vom Gefahrenmelder getrennt ist die Auswerteeinheit, welche beispielsweise ein Rechenzentrum ist. Anhand einer Datenverbindung sind die Auswerteeinheit und der Gefahrenmelder kommunikativ verbunden. Vorzugsweise ist die Verbindung bidirektional. Vorzugsweise kommunizieren Gefahrenmelder und Auswerteeinheit anhand eines vorgegebenen Kommunikationsbusprotokolls.
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Es ist auch ein verwandtes Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass die Auswerteeinheit eine Antwort und/oder einen Befehl zusätzlich als Funktion von Gebäudedaten erzeugt. So kann die Auswerteeinheit beispielsweise über ein gespeichertes Modell des Gebäudes verfügen. Anhand des gespeicherten Modells und anhand von Sensordaten werden beispielsweise Fluchtwege berechnet.
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Es ist ein weiteres verwandtes Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass gleichzeitig mehrere Gefahrenmelder mit je mindestens einem Gefahrensensor in einem Gebäude installiert sind. Jeder dieser Gefahrenmelder ist mit der Auswerteeinheit kommunikativ verbunden. Die Auswerteeinheit erzeugt nun Antworten und/oder Befehle auf Basis der Signale der verschiedenen Gefahrenmeldesensoren und erzeugt vorzugsweise unter Verwendung gespeicherter Gebäudemodelle mögliche Fluchtwege.
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Es ist ein weiteres verwandtes Ziel der vorliegenden Offenbarung, dass das System eine Antwort als Funktion der Eingaben aus dem Spracherkennungssystem und zugleich als Funktion der Signale des mindestens einen Gefahrensensors erzeugt. Die Antwort wird an eine Sprachsyntheseeinheit weitergeleitet. Die Sprachsyntheseinheit erzeugt aus der Antwort ein Signal, welches gegebenenfalls anhand eines Verstärkers über den mindestens einen Lautsprecher ausgegeben werden kann. Gemäss einer alternativen Ausführungsform erzeugt die Auswerteeinheit einen Befehl, beispielsweise einen Befehl zum Öffnen einer automatisch öffnenden Tür. Der Befehl wird über eine Ausgabeeinheit an die automatisch öffnende Tür übermittelt. Schliesslich führt die Tür den von der Ausgabeeinheit kommenden Befehl aus und öffnet.
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Figurenliste
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Verschiedene Details werden dem Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung zugänglich. Die einzelnen Ausführungsformen sind dabei nicht einschränkend. Die Zeichnungen, welche der Beschreibung beigefügt sind, lassen sich wie folgt beschreiben:
- 1 zeigt schematisch Gefahrenmeldesystem gemäss der vorliegenden Offenbarung.
- 2 zeigt schematisch einen Gefahrenmelder für das offenbarte Gefahrenmeldesystem.
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Detaillierte Beschreibung
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Das in 1 gezeigte Brandmeldesystem umfasst einen Gefahrenmelder 1, insbesondere einen Brandmelder. Der Gefahrenmelder 1 ist kommunikativ verbunden mit einem externen Rechner 7, insbesondere mit einer externen Datenverarbeitungsanlage. Der externe Rechner 7 befindet sich an einem anderen Ort als der Gefahrenmelder 1. Vorzugsweise ist der externe Rechner 7 ein Rechenzentrum. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist der externe Rechner 7 ein Gebäudemanagement-System.
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Der Gefahrenmelder 1 kommuniziert mit dem Rechner 7 anhand eines gegebenen Kommunikationsprotokolls, insbesondere anhand eines gegebenen Kommunikationsbusprotokolls. Gemäss einer Ausführungsform ist das gegebene Kommunikationsprotokoll und/oder das gegebene Kommunikationsbusprotokoll ein verbindungsloses Protokoll. Insbesondere können der Gefahrenmelder 1 und der Rechner 7 anhand eines TCP/IP- oder anhand eines UDP-Protokolls miteinander kommunizieren.
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Es ist angedacht, dass die Verbindung zwischen dem Gefahrenmelder 1 und dem Rechner 7 eine verschlüsselte Datenverbindung ist. Vorzugsweise werden Schlüssel für die verschlüsselte Datenverbindung anhand eines Diffie-Hellman Algorithmus, besonders bevorzugt anhand eines Diffie-Hellman Algorithmus basierend auf elliptischen Kurven, generiert. Eine Verschlüsselung anhand Diffie-Hellman, insbesondere anhand Diffie-Hellman basierend auf elliptischen Kurven, bietet den Vorteil einer Verschlüsselung, welche sicher ist gegenüber einem Mittelsmannangriff oder einem Janusangriff.
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Der Gefahrenmelder 1 umfasst ferner eine Schnittstelle 6. Der Gefahrenmelder kommuniziert mit dem Rechner 7 in der oben beschriebenen Art und Weise anhand der Schnittstelle 6. Gemäss einer Ausführungsform ist die Schnittstelle 6 vollständig oder teilweise in eine verarbeitende Einheit 5 des Gefahrenmelders 1 integriert. Beispielsweise kann die Schnittstelle 6 vollständig oder teilweise in einen Prozessor oder in einen Mikroprozessor oder in einen Mikrokontroller integriert sein. Die vollständig oder teilweise integrierte Schnittstelle 6 ermöglicht einen kompakten Aufbau.
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Der Gefahrenmelder 1 umfasst weiterhin mindestens ein Mikrofon 2. Das Mikrofon 2 ist kommunikativ verbunden mit der verarbeitenden Einheit 5. Vorzugsweise sind das Mikrofon 2 und die verarbeitende Einheit 5 anhand eines Analog/Digital-Wandlers kommunikativ verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Analog/Digital-Wandler integrierter Bestandteil der verarbeitenden Einheit 5. Der integrierte Analog/Digital-Wandler ermöglicht einen kompakten Aufbau.
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Ferner ist angedacht, dass das Mikrofon 2 zugleich ein Lautsprecher ist. In dieser Ausführungsform umfasst der Gefahrenmelder eine kombinierte Einheit, welche ein Mikrofon 2 und einen Lautsprecher 2 umfasst. Eine kombinierte Einheit umfasst ein Mikrofon 2 und einen Lautsprecher ermöglicht einen kompakten und/oder kostengünstigen Aufbau. Eine kombinierte Einheit umfasst ein Mikrofon 2 und einen Lautsprecher verringert die Anzahl an Komponenten und trägt damit zu einem weniger fehleranfälligen Aufbau bei.
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Zur Gefahrendetektion umfasst der Gefahrenmelder 1 mindestens einen Gefahrensensor 3. Der Gefahrensensor 3 ist insbesondere ein Brandsensor, insbesondere ein Brandsensor basierend auf oder ausschliesslich basierend auf einem optischen Messprinzip und/oder basierend auf oder ausschliesslich basierend auf einem Ionisations-Messprinzip. Der Gefahrensensor 3 ist in kommunikativer Verbindung mit der verarbeitenden Einheit 5.
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In dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Gefahrensensor 3 mit der verarbeitenden Einheit 5 anhand einer Detektionsschaltung 4 kommunikativ verbunden. Die Detektionsschaltung 4 liest Signale des Gefahrensensors 3 aus, verarbeitet diese zu einem Messwert und sendet den Messwert an die verarbeitende Einheit 5 weiter. Der Messwert kann beispielsweise ein binäres Signal sein, wobei ein Wert von 0 keine Gefahr angibt und ein Wert von 1 eine Gefahr angibt. Es ist angedacht, dass die Detektionsschaltung 4 den Gefahrensensor 3 in regelmässigen Zeitabständen, beispielsweise ein Mal pro Millisekunde, alle zwei Millisekunden, alle fünf Millisekunden, einmal pro Sekunde, zwei Mal pro Sekunde, fünf Mal pro Sekunde, alle zwei Sekunden usw. ausliest. Es ist weiterhin angedacht, dass die Detektionsschaltung 4 nur dann ein Signal an die verarbeitende Einheit 5 sendet, wenn eine Gefahr vorliegt. Mit anderen Worten, in dieser Ausführungsform sendet die Detektionsschaltung 4 nur Gefahrensignale, das heisst gemäss obigem Beispiel einen Wert von 1, an die verarbeitende Einheit 5. In einer alternativen Ausführungsform sendet die Detektionsschaltung 4 so oft Gefahrensignale an die verarbeitende Einheit 5, wie die Detektionsschaltung 4 den Gefahrensensor 3 ausliest. In einer speziellen Ausführungsform ist die Detektionsschaltung 4 als Bestandteil in die verarbeitende Einheit 5 integriert. Die vollständig oder teilweise integrierte Detektionsschaltung 4 ermöglicht einen kompakten Aufbau.
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Bevorzugt umfasst der Gefahrenmelder 1 auch eine Ausgangsstufe 8, 9. Die Ausgangsstufe kann beispielsweise ein Lautsprecher 8 oder eine Peripherieschnittstelle 9 sein. Eine Peripherieschnittstelle 9 kann beispielsweise eine digitale oder analoge Schnittstelle zum Öffnen einer Tür oder zum Auslösen einer Löschanlage sein. Die Ausgangsstufe 8, 9 ist kommunikativ verbunden mit der verarbeitenden Einheit 5.
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2 zeigt weitere Details eines Gefahrenmelders 1 der vorliegenden Offenbarung. So ist in 2 veranschaulicht, wie das Mikrofon 2 anhand einer Einheit 10 an die verarbeitende Einheit 5 gekoppelt ist. Die Einheit 10 ist vorzugsweise eine aktivierbare Filtereinheit 10. Die Filtereinheit 10 wertet in ihrem aktivierten Zustand vom Mikrofon 2 kommende Signale auf das Vorhandensein einer gegebenen Präambel wie beispielsweise „OK Melder“ aus. Zu diesem Zweck ist die Filtereinheit 10 zur Spracherkennung ausgebildet. Nur dann, wenn eine gegebene Präambel bestehend aus einem oder mehreren Worten vorhanden ist, werden vom Mikrofon 2 stammende (und verarbeitete) Signale an die verarbeitende Einheit 5 weitergeleitet. In ihrem deaktivierten Zustand leitet die Filtereinheit 10 vom Mikrofon 2 stammende (und verarbeitete) Signale unabhängig vom Vorhandensein einer gegebenen Präambel an die verarbeitende Einheit 5 weiter.
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Die Filtereinheit 10 ist vorzugsweise kommunikativ verbunden mit einem Prozessor 11. Der Prozessor 11 kann beispielsweise als Mikroprozessor oder als Mikrokontroller ausgebildet sein. Die Filtereinheit 10 kann dann anhand des Prozessors 11 aktiviert oder deaktiviert werden. Wenn eine gegebene Präambel bestehend aus einem oder mehreren Worten vorhanden ist und die Filtereinheit 10 aktiv ist, werden vom Mikrofon 2 stammende (und verarbeitete) Signale an den Prozessor 11 weitergeleitet. In ihrem deaktivierten Zustand leitet die Filtereinheit 10 vom Mikrofon 2 stammende (und verarbeitete) Signale unabhängig vom Vorhandensein einer gegebenen Präambel an den Prozessor 11 weiter.
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Es ist angedacht, dass die Filtereinheit 10 ein integrierter Bestandteil der verarbeitenden Einheit 5 ist. Die integrierte Filtereinheit 10 ermöglicht einen kompakten Aufbau.
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2 zeigt ferner eine Syntheseeinheit 12. Die Syntheseeinheit 12 ist kommunikativ verbunden mit dem Prozessor 11. Sie ist weiterhin kommunikativ verbunden mit der Ausgangsstufe 8, 9. Insbesondere kann die Syntheseeinheit 12 mit dem mindestens einen Lautsprecher 8 verbunden sein.
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Vorzugsweise ist die Syntheseeinheit 12 eine Sprachsyntheseeinheit. Als solche empfängt sie Nachrichten mit einzelnen oder mehreren Worten oder Sätzen wie beispielsweise „Guten Morgen“ vom Prozessor 11. Die Sprachsyntheseeinheit 12 verarbeitet die empfangenen Nachrichten zu einem Audio-Signal, welches (allenfalls verstärkt) über den Lautsprecher 8 ausgegeben werden kann. Die Syntheseeinheit 12 sendet schliesslich die verarbeiteten, empfangenen Nachrichten in Form eines Audio-Signals an den Lautsprecher 8 oder an einen dem Lautsprecher 8 vorgeschalteten Verstärker.
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Es ist angedacht, dass die Syntheseeinheit 12 ein integrierter Bestandteil der verarbeitenden Einheit 5 ist. Die integrierte Syntheseeinheit 12 ermöglicht einen kompakten Aufbau.
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Mit anderen Worten, die vorliegende Offenbarung lehrt einen Gefahrenmelder 1, der Gefahrenmelder 1 umfassend:
- mindestens ein Mikrofon 2 ausgebildet zum Aufzeichnen eines Audiosignals oder mehrerer Audiosignale;
- mindestens einen Gefahrensensor 3;
- eine Detektionsschaltung 4 in kommunikativer Verbindung mit dem mindestens einen Gefahrensensor 3;
- eine verarbeitende Einheit 5 in kommunikativer Verbindung mit der Detektionsschaltung 4 und mit dem mindestens einen Mikrofon 2;
- wobei die Detektionsschaltung 4 ausgebildet ist, Sensorsignale von dem mindestens einen Gefahrensensor 3 zu empfangen und als Funktion der Sensorsignale ein Detektorsignal zu erzeugen, welches eine positive oder negative Indikation hinsichtlich einer Gefahr enthält; und
- die verarbeitende Einheit 5 eine digitale Schnittstelle 6 zur Kommunikation mit einem externen Rechner 7 aufweist und ausgebildet ist:
- zum Empfang des Detektorsignals der Detektionsschaltung 4;
- zum Empfang des Audiosignals oder der Audiosignale von dem mindestens einen Mikrofon 2 und zur Detektion einer vorgegebenen Präambel umfassend mindestens ein Wort in dem Audiosignal oder in den Audiosignalen; und,
- falls das Detektorsignal eine positive Indikation hinsichtlich einer Gefahr enthält und/oder falls eine vorgegebene Präambel in dem Audiosignal oder in den Audiosignalen detektiert wird,
- zur Erzeugung eines digitalen Ausgangssignals als Funktion des empfangenen Audiosignals oder der empfangenen Audiosignale; und
- zur Weiterleitung und/oder zum Senden des digitalen Ausgangssignals an einen externen Rechner 7 anhand der digitalen Schnittstelle 6.
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Der Gefahrenmelder 1 ist insbesondere ein Brandmelder oder ein Melder für Erdbeben oder ein Melder im Fall von Naturkatastrophen.
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Der Gefahrensensor 3 ist insbesondere ein Brandsensor, beispielsweise ein Brandsensor zur optischen Erkennung von Bränden oder ein Brandsensor basierend auf dem Ionisationsprinzip. Die Detektionsschaltung kann insbesondere ausgebildet sein, Sensorsignale von dem mindestens einen Brandsensor 3 zu empfangen und als Funktion der Sensorsignale ein Detektorsignal zu erzeugen, welches eine positive oder negative Indikation hinsichtlich eines Brandes enthält.
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Die vorgegebene Präambel umfasst vorzugsweise mindestens ein vorgegebenes Wort oder eine vorgegebene Gruppe von Worten wie beispielsweise „OK Melder“. Die vorgegebene Präambel kann beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicher der verarbeitenden Einheit 5 hinterlegt sein. Die verarbeitende Einheit 5 ist ausgebildet, die vorgegebene Präambel aus dem nicht-flüchtigen Speicher zu lesen.
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Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei der Gefahrenmelder 1 ausgebildet ist zur Weiterleitung und/oder zum Senden des digitalen Ausgangssignals an einen externen Rechner 7 über ein vorgegebenes Kommunikationsprotokoll.
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Das vorgegebene Kommunikationsprotokoll kann beispielsweise ein verbindungsloses Kommunikationsprotokoll sein. Das vorgegebene Kommunikationsprotokoll kann weiterhin ein vorgegebenes Kommunikationsbusprotokoll sein.
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Die Verbindung zwischen dem Gefahrenmelder 1 und dem externen Rechner 7 ist vorzugsweise ausgelegt zum bidirektionalen Datenaustausch. Insbesondere kann die Verbindung zwischen dem Gefahrenmelder 1 und dem externen Rechner 7 zum bidirektionalen und verschlüsselten Datenaustausch ausgelegt sein.
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Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei die Detektionsschaltung 4 ausgebildet ist zum Senden des Detektorsignals an die verarbeitende Einheit 5; 11.
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Vorzugsweise ist die Detektionsschaltung 4 ausgebildet zum Senden des Detektorsignals an die verarbeitende Einheit 5; 11 anhand einer zumindest unidirektionalen Datenverbindung. Es kann insbesondere ein vorgegebenes Kommunikationsbusprotokoll zwischen Detektionsschaltung 4 und verarbeitender Einheit 5; 11 zum Einsatz kommen.
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Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei die verarbeitende Einheit 5 anhand eines Kommunikationsbusses in kommunikativer Verbindung mit der Detektionsschaltung 4 ist.
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Es ist angedacht, dass die Detektionsschaltung 4 und die verarbeitende Einheit 5; 11 anhand eines bidirektionalen oder unidirektionalen Kommunikationsbusses kommunikativ verbunden sind. An jenen Kommunikationsbus können auch andere Einheiten wie beispielsweise das Mikrofon 2 angeschlossen sein.
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In einer speziellen Ausführungsform ist die verarbeitende Einheit 5 ein Mikrokontroller mit integriertem Analog/DigitalWandler oder ein Mikroprozessor mit integriertem Analog/DigitalWandler. Der integrierte Analog/Digital-Wandler ermöglicht einen kompakten Aufbau. Der Analog/Digital-Wandler der verarbeitenden Einheit 5 ist in kommunikativer Verbindung mit dem mindestens einen Mikrofon 2.
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Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei die verarbeitende Einheit 5 ausgebildet ist zur Erzeugung eines digitalen Ausgangssignals als Funktion des empfangenen Audiosignals oder der empfangenen Audiosignale unter Verwendung (verlustbehafteter) Kompression des empfangenen Audiosignals oder der empfangenen Audiosignale.
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Gemäss einer Ausführungsform umfasst der Gefahrenmelder 1, insbesondere der Prozessor 5; 10; 11, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung und/oder eine im Feld programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung zur (verlustbehafteten) Kompression der empfangenen Audiodaten. Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung und/oder eine im Feld programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung ist vorzugsweise integrierter Bestandteil des Prozessors 5; 10; 11. Die integrierte anwendungsspezifische integrierte Schaltung und/oder die im Feld programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung ermöglicht einen kompakten Aufbau.
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Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei der Gefahrenmelder 1 zusätzlich mindestens einen Lautsprecher 8 umfasst, wobei die verarbeitende Einheit 5 mit dem mindestens einen Lautsprecher 8 in kommunikativer Verbindung ist und zusätzlich ausgebildet ist:
- zum Empfang eines digitalen Eingangssignals von dem externen Rechner 7 anhand der digitalen Schnittstelle 6;
- zur Erzeugung eines Lautsprechersignals als Funktion, vorzugsweise als direkte Funktion, des von dem externen Rechner 7 empfangenen digitalen Eingangssignals;
- zum Senden des Lautsprechersignals an den mindestens einen Lautsprecher 8; und
- wobei der mindestens eine Lautsprecher 8 ausgebildet ist zur Ausgabe des von der verarbeitenden Einheit 5 erzeugten Audioausgabesignals.
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Eine direkte Funktion hängt von keinen anderen als den angegebenen Argumenten ab. Allenfalls können Funktionsparameter in die Bestimmung der Funktion eingehen.
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Es ist angedacht, dass der mindestens eine Lautsprecher 8 und die verarbeitende Einheit 5; 11 anhand eines bidirektionalen oder unidirektionalen Kommunikationsbusses kommunikativ verbunden sind. An jenen Kommunikationsbus können auch andere Einheiten wie beispielsweise das Mikrofon 2 und/oder die Detektionsschaltung 4 angeschlossen sein.
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In einer speziellen Ausführungsform ist die verarbeitende Einheit 5 ein Mikrokontroller oder Mikroprozessor mit integriertem Digital/Analog-Wandler. Der integrierte Digital/Analog-Wandler-Wandler ermöglicht einen kompakten Aufbau. Der Digital/Analog-Wandler -Wandler der verarbeitenden Einheit 5 ist (allenfalls über einen zwischengeschalteten Verstärker) in kommunikativer Verbindung mit dem mindestens einen Lautsprecher 8.
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In einer weiteren speziellen Ausführungsform umfasst die verarbeitende Einheit 5 eine Sprachsyntheseeinheit 12. Die Sprachsyntheseeinheit 12 ist (allenfalls über einen zwischengeschalteten Verstärker) in kommunikativer Verbindung mit dem mindestens einen Lautsprecher 8. Bevorzugt ist die Sprachsyntheseeinheit 12 anhand eines Digital/Analog-Wandlers (und einen Verstärker) in kommunikativer Verbindung mit dem mindestens einen Lautsprecher 8.
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Vorzugsweise umfasst der Gefahrenmelder 1 zusätzlich eine Verstärkerschaltung. Dabei ist die verarbeitende Einheit 5 anhand eines Digital/Analog-Wandlers und anhand der Verstärkerschaltung in kommunikativer Verbindung mit dem mindestens einen Lautsprecher 8. Die verarbeitende Einheit 5 erzeugt ein digitales Lautsprechersignal als Funktion, vorzugsweise als direkte Funktion, des von dem externen Rechner 7 empfangenen digitalen Eingangssignals und sendet das digitale Lautsprechersignal an den Digital/Analog-Wandler. Der Digital/Analog-Wandler wandelt das digitale Lautsprechersignal in ein analoges Lautsprechersignal und sendet das analoge Lautsprechersignal an die Verstärkerschaltung. Die Verstärkerschaltung verstärkt das analoge Lautsprechersignal und sendet das verstärkte analoge Lautsprechersignal an den mindestens einen Lautsprecher 8. Die Verstärkerschaltung weist bevorzugt einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor auf.
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Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei der Gefahrenmelder 1 zusätzlich mindestens eine lokale Peripherieschnittstelle 9 umfasst, wobei die verarbeitende Einheit 5 mit der mindestens einen lokalen Peripherieschnittstelle 9 in kommunikativer Verbindung ist und zusätzlich ausgebildet ist:
- zum Empfang eines digitalen Eingangssignals von dem externen Rechner 7 anhand der digitalen Schnittstelle 6;
- zur Erzeugung eines Ansteuersignals als Funktion, vorzugsweise als direkte Funktion, des von dem externen Rechner 7 empfangenen digitalen Eingangssignals;
- zum Senden des Ansteuersignals an die mindestens eine lokale Peripherieschnittstelle 9; und
- wobei die mindestens eine lokale Peripherieschnittstelle 9 ausgebildet ist zur Ausgabe des von der verarbeitenden Einheit 5 erzeugten Ansteuersignals an ein lokales Peripheriegerät.
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Das lokale Peripheriegerät kann beispielsweise eine steuerbare Türe und/oder ein steuerbares Fenster sein. Das lokale Peripheriegerät kann ebenfalls eine steuerbare Brandlöschanlage sein.
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Die mindestens eine lokale Peripherieschnittstelle 9 kann eine digitale Schnittstelle sein. Also solche kommuniziert sie anhand eines digitalen Kommunikationsprotokolls und/oder anhand eines digitalen Kommunikationsbusprotokolls mit dem Peripheriegerät. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die mindestens eine lokale Peripherieschnittstelle 9 eine analoge Schnittstelle.
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Der Gefahrenmelder 1 umfasst in einer Ausführungsform zusätzlich eine Verstärkerschaltung. Bevorzugt ist die verarbeitende Einheit 5 des Gefahrenmelders 1 in kommunikativer Verbindung mit der mindestens einen lokalen Peripherieschnittstelle 9. Dazu erzeugt die verarbeitende Einheit 5 ein Vorsignal als Funktion, vorzugsweise als direkte Funktion, des von dem externen Rechner 7 empfangenen digitalen Eingangssignals und sendet das Vorsignal an die Verstärkerschaltung. Die Verstärkerschaltung verstärkt das Vorsignal zu einem Ansteuersignal und sendet das Ansteuersignal an die mindestens eine lokale Peripherieschnittstelle 9. Die Verstärkerschaltung weist bevorzugt einen Operationsverstärker und/oder einen Transistor auf.
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Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei die verarbeitende Einheit 5 zusätzlich einen nicht-flüchtigen Speicher aufweist, in welchem eine Kennung hinterlegt ist, wobei sich aus der hinterlegten Kennung die Position des Gefahrenmelders 1 in einem Gebäude bestimmen lässt, wobei die verarbeitende Einheit 5 zusätzlich ausgebildet ist,
falls das Detektorsignal eine positive Indikation hinsichtlich einer Gefahr enthält:
- zur Weiterleitung und/oder zum Senden der hinterlegten Kennung an den externen Rechner 7 anhand der digitalen Schnittstelle 6.
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Das Gebäude kann beispielsweise ein industrielles Gebäude, ein Wohngebäude und/oder ein Fabrikgebäude sein. Die Aufzählung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
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Gemäss einer Ausführungsform ist die hinterlegte Kennung eine Adresse der digitalen Schnittstelle 6. Insbesondere ist die hinterlegte Kennung eine Adresse wie beispielsweise einen Maschinenadresse der digitalen Schnittstelle 6 selbst, die als eindeutiger Identifikator der digitalen Schnittstelle 6 und/oder des Gefahrenmelders 1 in einem Rechnernetz dient. Anhand einer Tabelle aus jener Adresse wird die Position des Gefahrenmelders 1 in einem Gebäude bestimmt. Dabei bildet die Tabelle Kennungen auf Positionen des Gefahrenmelders in einem Gebäude ab. Die Tabelle zur Bestimmung der Position kann beispielsweise auf dem externen Rechner 7, insbesondere in einem nicht-flüchtigen Speicher des externen Rechners 7, und/oder auf dem Gefahrenmelder 1, beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicher der verarbeitenden Einheit 5, hinterlegt sein.
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Gemäss einer anderen Ausführungsform enthält die Kennung Koordinaten, anhand derer sich die Position des Gefahrenmelders 1 in einem Gebäude bestimmen lassen. Beispielsweise kann es sich bei den Koordinaten um Längen- und Breitengrade handeln. Insbesondere ist vorgesehen, dass die verarbeitende Einheit 5 eine Einheit zur satellitengestützten Ortung und/oder zur Ortung anhand von Radiowellen durch Triangulation umfasst. Die so ausgestattete verarbeitende Einheit 5 ermittelt die Position in Form von Koordinaten des Gefahrenmelders 1 mithilfe der Einheit zur Ortung und schreibt die ermittelte Position in den nicht-flüchtigen Speicher der verarbeitenden Einheit 5.
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Eie vorliegende Offenbarung lehrt ferner einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei die verarbeitende Einheit 5 zusätzlich einen nicht-flüchtigen Speicher aufweist, in welchem eine Kennung und ein Gebäudemodell hinterlegt sind, und wobei die verarbeitende Einheit 5 zusätzlich ausgebildet ist,
falls das Detektorsignal eine positive Indikation hinsichtlich einer Gefahr enthält:
- zur Bestimmung einer Position des Gefahrenmelders 1 anhand des hinterlegten Gebäudemodells und der hinterlegten Kennung; und
- zur Weiterleitung und/oder zum Senden der bestimmten Position an den externen Rechner 7 anhand der digitalen Schnittstelle 6.
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Es ist vorgesehen, dass das Gebäudemodell ein Bauwerksdatenmodell ist. Insbesondere kann das Gebäudemodell ein Bauwerksdatenmodell gemäss einer/einem oder mehreren der folgenden Normen oder Dokumente sein:
- - National Building Information Modeling Standard für die Vereinigten Staaten von Amerika, erschienen am 18. Dezember 2007 in der Version 2,
- - National Building Information Modeling Standard für die Vereinigten Staaten von Amerika, erschienen 2015 in der Version 3,
- - BIM-Leitfaden für Deutschland, Aktenzeichen 10.08.17.7-12.08, erschienen 2013,
- - British Standard 8536-2:2016,
- - ÖNORM A 6241-2:2015.
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Der externe Rechner 7 findet vorzugsweise basierend auf der übermittelten Position und basierend auf dem Gebäudemodell durch Anwendung eines passenden Algorithmus einen optimalen Fluchtweg aus dem Gebäude. Beispielsweise kann anhand eines Algorithmus zur Lösung des Botenproblems ein optimaler Fluchtweg bestimmt und/oder errechnet werden.
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Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin einen der vorgenannten Gefahrenmelder 1, wobei die digitale Schnittstelle 6 eine drahtlose Schnittstelle ist und ausgebildet ist, mit dem externen Rechner 7 unter Verwendung von Phasenumtastung und/oder Quadraturphasenumtastung zu kommunizieren; und
wobei die verarbeitende Einheit 5 zusätzlich ausgebildet ist,
falls das Detektorsignal eine positive Indikation hinsichtlich einer Gefahr enthält und/oder falls eine vorgegebene Präambel in dem Audiosignal detektiert wird,
zur Weiterleitung und/oder zum Senden des digitalen Ausgangssignals an einen externen Rechner 7 anhand der digitalen Schnittstelle 6 unter Verwendung von Phasenumtastung und/oder Quadraturphasenumtastung.
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Zur Kommunikation mit dem externen Rechner 7 kommen ein geeignetes (digitales und/oder verbindungsloses) Kommunikationsbusprotokoll und/oder ein geeigneter (bidirektionaler) Kommunikationsbus zum Einsatz. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Kommunikationsbusprotokoll und/oder ein Kommunikationsbus zur drahtlosen Übertragung von Informationen zum Einsatz kommen. Im Falle einer drahtlosen Übertragung von Informationen ist zu beachten, dass im Gefahrenfall eine drahtgestützte Kommunikation vielfach unmöglich wird und auch die Übertragung von Radiowellen gestört ist. Entsprechend werden robuste Verfahren zur drahtlosen Datenübertragung verwendet. Gemäss einer speziellen Ausführungsform überträgt die digitale Schnittstelle 6 des Gefahrenmelders 1 deshalb drahtlos unter Verwendung eines speziellen Modulationsverfahrens wie Phasenumtastung und/oder Quadraturphasenumtastung. Ferner lässt sich die Zuverlässigkeit der drahtlosen Datenübertragung verbessern, indem die Redundanz der zu übertragenden Daten erhöht wird. So kann beispielsweise eine (über den Bus) zu übertragende Nachricht aus bis zu 2000 Einzelübertragungen zusammengesetzt sein. Mit den genannten Verbesserungen lassen sich die Robustheit und/oder die Reichweite der drahtlosen Datenübertragung optimieren. Weitere Verbesserungen in dieser Hinsicht betreffen die Wahl einer geeigneten Kanalbreite (von 180 kHz) in Verbindung mit einem geeigneten Frequenzband (vorzugsweise um 800 MHz, beispielsweise 868 MHz).
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Teile einer Vorrichtung oder eines Verfahrens gemäss der vorliegenden Offenbarung können als Hardware, als Softwaremodul, welches von einer Recheneinheit ausgeführt wird, oder anhand eines Cloud-Rechners, oder anhand einer Kombination der vorgenannten Möglichkeiten realisiert werden. Die Software mag eine Firmware, einen Hardware-Treiber, der innerhalb eines Betriebssystems ausgeführt wird, oder ein Anwendungsprogramm umfassen. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich also auch auf ein Rechnerprogramm-Produkt, welches die Merkmale dieser Offenbarung enthält bzw. die erforderlichen Schritte ausführt. Bei Realisierung als Software können die beschriebenen Funktionen gespeichert werden als einer oder mehrere Befehle auf einem Rechner-lesbaren Medium. Einige Beispiele Rechner-lesbarer Medien schliessen Arbeitsspeicher (RAM), magnetischen Arbeitsspeicher (MRAM), ausschliesslich lesbaren Speicher (ROM), Flash-Speicher, elektronisch programmierbares ROM (EPROM), elektronisch programmierbares und löschbares ROM (EEPROM), Register einer Recheneinheit, eine Festplatte, eine auswechselbare Speichereinheit, einen optischen Speicher, oder jegliches geeignete Medium ein, auf welches durch einen Rechner oder durch andere IT-Vorrichtungen und Anwendungen zugegriffen werden kann.
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Das Genannte bezieht sich auf einzelne Ausführungsformen der Offenbarung. Verschiedene Änderungen an den Ausführungsformen können vorgenommen werden ohne von der zu Grunde liegenden Idee abzuweichen und ohne den Rahmen dieser Offenbarung zu verlassen. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist definiert über deren Ansprüche. Es können verschiedenste Änderungen vorgenommen werden ohne den Schutzbereich der folgenden Ansprüche zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gefahrenmelder
- 2
- Mikrofon
- 3
- Gefahrensensor
- 4
- Detektionsschaltung
- 5
- verarbeitende Einheit
- 6
- Schnittstelle
- 7
- externer Rechner
- 8
- Lautsprecher
- 9
- Peripherieschnittstelle
- 10
- Filtereinheit
- 11
- Prozessor
- 12
- Syntheseeinheit
