DE102020129712A1

DE102020129712A1 - Verfahren zur Lokalisierung sowie Wartung eines aufzufindenden Anlagenmoduls

Info

Publication number: DE102020129712A1
Application number: DE102020129712.2A
Authority: DE
Inventors: Raphael Simon Obst
Original assignee: Ziehl Abegg SE
Current assignee: Ziehl Abegg SE
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2022-05-12

Abstract

Zum Lokalisieren eines bestimmten aufzufindenden Anlagenmoduls 1,2 innerhalb einer Vielzahl 3 von Anlagenmodulen 1, die ortsfest installiert sind, wird vorgeschlagen, eine relative Positionsbestimmung des aufzufindenden Anlagenmoduls 1,2 durch Auswertung von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 5 zu dem aufzufindenden Anlagenmodul 1,2 und/oder gegebenenfalls zu weiteren der Anlagenmodule 1 durchzuführen und einem Benutzer die so bestimmte Position 6 zu visualisieren, damit der Benutzer diese Visualisierung zum Auffinden des Anlagenmoduls 1,2 in der realen Welt verwenden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung eines aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb einer Vielzahl von, insbesondere gleichartigen, Anlagenmodulen, die ortsfest, beispielsweise in oder an einem Gebäude oder aber im Freien an einer sonstigen Einrichtung, installiert sind und die jeweils eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle zum Aufbau einer jeweiligen drahtlosen Kommunikationsverbindung aufweisen. Unter einer ortsfesten Installation kann hier insbesondere auch eine feste Installation innerhalb eines beweglichen Objekts, etwa eines Schiffs oder eines Zugs, verstanden werden, denn auch in solchen Objekten können Anlagenmodule verbaut werden.
In einem Nebenaspekt betrifft die Erfindung zudem ein Verfahren zur Wartung und/oder Instandhaltung eines in der realen Welt aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb einer Vielzahl von, insbesondere gleichartigen, Anlagenmodulen, die ortsfest, zum Beispiel in oder an einem Gebäude, installiert sind.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Netzwerk aus einer Vielzahl von, insbesondere gleichartigen, Anlagenmodulen, die ortsfest, zum Beispiel in oder an einem Gebäude oder in einem beweglichen Objekt, installiert sind.
Diese beiden Verfahren können dabei miteinander kombiniert werden, um dem Benutzer einen Mehrwert zu bieten, wie noch genauer zu erläutern sein wird.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Netzwerk, welches von einer Vielzahl von gleichartigen Anlagenmodulen gebildet ist, die ortsfest in oder an einem Gebäude installiert sind.
In einer Anlage mit vielen ortsfest hinter einer Deckenverkleidung installierten Ventilatoren kann es beispielsweise vorkommen, dass die Kenntnis über die Position einzelner Ventilatoren zu einem gewünschten Zeitpunkt nicht verfügbar ist. Dies wird insbesondere dann problematisch, wenn ein Ventilator eine Störung meldet, aus seinem Umfeld aber nicht heraussticht, das heißt von einem Service-Techniker nicht ohne weiteres optisch oder akustisch erkannt werden kann (beispielsweise nicht ohne vorher aufwändig Einzelteile der Deckenverkleidung zu demontieren).
Auch beispielsweise dann, wenn einer der Ventilatoren eine im Vergleich zu Normalparametern erhöhte Stromaufnahme zeigt (z.B. ersichtlich auf einem Anlagen-Dashboard in einer Cloud-Anwendung), kann sich das Betriebsverhalten des betroffenen Ventilators nach außen hin kaum oder möglicherweise gar nicht von dem der ihn umgebenden Ventilatoren unterscheiden, sodass auch dann ein Auffinden des betroffenen Ventilators schwierig bis unmöglich sein kann. Die Suche nach dem Ventilator, an dem ein solches Wartungsereignis aufgetreten ist, kann so kostbare Zeit in Anspruch nehmen, insbesondere dann, wenn nur eine ID (Identifikator) oder Ähnliches des defekten Ventilators bekannt ist.
Selbst dann, wenn eine Zuordnung zwischen einer ID eines Ventilators und einer bestimmten Raumposition innerhalb der Deckenverkleidung in diversen Unterlagen einer Anlage dokumentiert ist, kann es vorkommen, dass diese Information im Falle eines Notfalls nicht oder nur unzureichend schnell beschafft werden kann. Im Ergebnis muss der Servicetechniker dann mit viel Aufwand das betroffene Anlagenmodul erst mühsam und zeitaufwändig auffinden.
Auch eine Autoadressierung, durch welche jedem der fest installierten Ventilatoren eine bestimmte ID zugeordnet wird, kann für eine Lokalisierung nur dann verwendet werden, wenn die Information hinsichtlich der Verknüpfung zwischen ID und tatsächlicher Raumposition des zugehörigen Ventilators (also zumindest dessen relative Position innerhalb der Gesamtinstallation an Ventilatoren) bekannt und auf dem aktuellen Stand ist. Andernfalls kann nur auf Basis einer bekannten ID eines defekten Ventilators dieser nicht schnell und effizient aufgefunden werden. Das heißt, es kann auch dann zunächst unbekannt sein, an welcher Raumposition die entsprechende ID / der entsprechende Ventilator tatsächlich aktuell installiert ist.
Ausgehend von dieser Problemstellung ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, welches einen Service-Techniker beim Lokalisieren und tatsächlichen Auffinden eines aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb einer Vielzahl von gleichartigen Anlagenmodulen, die ortsfest in oder an einem Gebäude installiert sind, unterstützt. Das Verfahren soll dabei sowohl eine automatische Lokalisierung des aufzufindenden Anlagenmoduls ermöglichen als auch den Service-Techniker beim tatsächlichen Auffinden anleiten.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass zu einzelnen der Anlagenmodule eine jeweilige drahtlose Kommunikationsverbindung aufgebaut wird und dass mittels eines Lokalisierungsalgorithmus, der einzelne der Kommunikationsverbindungen auswertet, eine räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls - zum Beispiel in Bezug auf ein Gebäude, in welchem das aufzufindende Anlagenmodul installiert ist - ermittelt wird.
Der Aufbau der drahtlosen Kommunikationsverbindungen kann beispielsweise dadurch geschehen, dass einzelne der Anlagenmodule mittels jeweiliger der Kommunikationsverbindungen drahtlos miteinander kommunizieren und/oder drahtlos mit einem Teilnehmer eines Netzwerks kommunizieren, welches von den Anlagenmodulen gebildet wird. Ein solcher Teilnehmer kann etwa ein wireless access point (WAP) oder etwa ein tragbares elektronisches Gerät sein, welches mit dem Netzwerk drahtlos verbunden wird beziehungsweise ist.
Der Lokalisierungsalgorithmus muss nicht zwingend eine Kommunikationsverbindung auswerten, die zu dem aufzufindenden Anlagenmodul besteht. Denn wie noch genauer zu erläutern sein wird, kann die Position des aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb der Vielzahl an Anlagenmodulen selbst dann noch bestimmbar sein, wenn das aufzufindende Anlagenmodul vollständig ausgefallen ist und nicht mehr kontaktiert werden kann.
Besonders günstig für ein einfaches Auffinden ist es hierbei, wenn die ermittelte aktuelle Position des aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb einer Darstellung computerimplementiert visualisiert wird, die eine räumliche Aufteilung der installierten Anlagenmodule visualisiert.
Von Vorteil ist bei diesem Verfahren, dass die aktuelle Position des aufzufindenden Anlagenmoduls einem Benutzer automatisiert bereitgestellt werden kann, insbesondere ohne dass der Benutzer diese Information erst selbständig aufwändig ermitteln muss, indem eine oftmals ohnehin vorhandene Drahtloskommunikation zwischen einzelnen der Anlagenmodule intelligent ausgewertet wird. Das Verfahren schlägt somit eine autonome Selbstlokalisierung vor, bei welcher die aktuelle Position des aufzufindenden Anlagenmoduls selbständig und computerimplementiert ermittelt wird auf Basis der drahtlosen Kommunikation zwischen und/oder zu den einzelnen Anlagenmodulen. Hierbei kann der Lokalisierungsalgorithmus entweder automatisch in Gang gesetzt werden, insbesondere in Reaktion auf die Detektion eines Wartungsereignisses, oder etwa ad hoc von einem Benutzer, der sich mit der Aufgabe konfrontiert sieht, ein bestimmtes Anlagenmodul schnell auffinden zu müssen.
Erfindungsgemäß kann die Aufgabe auch durch weitere vorteilhafte Ausführungen gemäß den Unteransprüchen gelöst werden.
So kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass jeweilige drahtlose Kommunikationsverbindungen zwischen und/oder zu benachbarten der Anlagenmodule aufgebaut werden und in einem ersten Schritt absolute oder relative Abstände zwischen einzelnen der Anlagenmodule mittels jeweiligen der Kommunikationsverbindungen ermittelt werden. Aus den ermittelten Abständen kann dann iterativ auf die aktuelle Position des aufzufindenden Anlagenmoduls zurückgeschlossen werden. Die Kommunikationsverbindungen können dabei also zwischen einzelnen der Anlagenmodule bestehen oder zwischen einzelnen Anlagenmodulen und einem weiteren Teilnehmer eines von den Anlagenmodulen gebildeten drahtlosen Netzwerks, etwa einem portablen elektronischen Gerät oder einem ortsfesten Knotenpunkt wie einem WAP.
Hierbei ist es für ein einfaches Auffinden des betroffenen Anlagenmoduls bevorzugt, wenn in einem zweiten Schritt, insbesondere iterativ, aus den ermittelten Abständen eine, vorzugsweise die zuvor erwähnte, räumliche Aufteilung der installierten Anlagenmodule ermittelt wird. Die räumliche Aufteilung kann beispielsweise als ein virtuelles 2D-Layout ermittelt werden, aus welchem die relativen Positionen einzelner der Anlagenmodule innerhalb der Vielzahl von gleichartigen Anlagenmodulen ersichtlich ist.
Aus der ermittelten räumlichen Aufteilung beziehungsweise dem ermittelten Layout der Anlagenmodule kann die aktuelle räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls dann beispielsweise computerimplementiert oder aber einfach durch einen Benutzer selbst ermittelt werden. Die räumliche Aufteilung kann somit bevorzugt die räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls mit umfassen.
Für eine höhere Robustheit und Genauigkeit der Lokalisierung ist es ferner vorteilhaft, wenn zur Ermittlung der räumlichen Position mehrere der besagten Kommunikationsverbindungen, und zwar zu dem aufzufindenden Anlagenmodul und zu benachbarten der Anlagenmodule, ausgewertet werden. Hieraus können insbesondere mehrere Abstände zwischen dem aufzufindenden Anlagenmodul und benachbarten der Anlagenmodulen ermittelt werden.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Lokalisierungsalgorithmus von einem Teilnehmer eines Netzwerks, welches von den Anlagenmodulen (mit) gebildet wird, ausgeführt wird. Ein solcher Teilnehmer kann beispielsweise eines der Anlagenmodule sein. Der Lokalisierungsalgorithmus kann somit insbesondere von dem aufzufindenden Anlagenmodul selbst ausgeführt werden. Ferner ist es auch möglich, dass der Lokalisierungsalgorithmus etwa von einem Knoten- oder Zugangspunkt des Netzwerks oder aber von einem tragbaren elektronischen Gerät, welches in das Netzwerk eingebunden ist, ausgeführt wird. Das Lokalisierungsalgorithmus kann ferner auch von einem externen Gerät ausgeführt werden, wie etwa einer Steuerzentrale oder einem Cloud-Server. Ein Netzwerkteilnehmer, insbesondere das aufzufindende Anlagenmodul selbst, kann somit eine Selbstortung mithilfe des Lokalisierungsalgorithmus ausführen beziehungsweise anstoßen (autonome Selbstortung).
Bei einer Anbindung der Anlagenmodule an eine Cloud ist ebenfalls denkbar, dass im Rahmen einer aufkommenden Wartungsnotwendigkeit oder eines sonstigen automatischen oder manuell ausgelöstem Ereignis ein Lokalisierungsvorgang ausgelöst wird. Denkbar ist sodann, die Information über die Positionen der Anlagenmodule bereits in einem entsprechenden Portal, einer Serviceemail oder einem Ausdruck, beispielsweise als generiertes 2D-Layout, darzustellen.
Die Lokalisierung kann aber auch erst ad hoc, das heißt bei Bedarf, ausgeführt werden: Beispielsweise dann, wenn der Lokalisierungsalgorithmus nur lokal auf einem elektronischen Gerät wie einem Tablet ausgeführt wird, können die Kommunikationsverbindungen, die zur Lokalisierung ausgewertet werden, auch, insbesondere ausschließlich, zwischen dem Gerät und dem aufzufindenden Anlagenmodul und/oder zu benachbarten der Anlagenmodule erst ad hoc aufgebaut werden. Das Gerät/Tablet kann dadurch ad hoc Teil eines von den Anlagenmodulen gebildeten drahtlosen Netzwerks werden. Mit anderen Worten kann also der Lokalisierungsalgorithmus auch nur ad hoc, etwa in Reaktion auf eine Benutzereingabe, ausgeführt werden (also gerade dann, wenn es der Benutzer für erforderlich hält).
Die besagten drahtlosen Kommunikationsschnittstellen der Anlagenmodule können insbesondere als Funkschnittstellen ausgebildet sein. Technologien die sich hierfür anbieten sind insbesondere Bluetooth-, vorzugsweise Bluetooth Low Energy (BLE)-, WLAN-, LoRa, oder AM-Modbus-W-Schnittstellen.
Mit anderen Worten kann der Lokalisierungsalgorithmus also als ein Funklokalisierungsalgorithmus ausgestaltet sein. In diesem Fall kann der Funklokalisierungsalgorithmus Funksignalstärken und/oder Funksignallaufzeiten der Kommunikationsverbindungen auswerten.
Zur Lokalisierung von Objekten unter Verwendung von Drahtlos-Technologien existieren verschiedene Verfahren. Beispielsweise seien RSSI(Relative Signal Strength Indication) basierte Verfahren und ToA-(Time of Arrival) basierte Verfahren benannt. RSSI-Basierte Verfahren basieren auf der Empfangsfeldstärke einer Sender-Empfänger-Einheit. Es ist festzustellen, dass bei vergleichbaren Umgebungsbedingungen mit zunehmendem Abstand des Sender-Empfänger-Paares der RSSI-Wert sinkt. Häufig ist der RSSI-Wert Inhalt der Übertragungsprotokolle, wie es beispielsweise bei Bluetooth Low Energy (BLE) der Fall ist. Mit dem RSSI-Wert kann sodann die Entfernung zwischen den beiden Kommunikationsteilnehmern bestimmt werden. Falls erforderlich kann dabei auf einen Referenzwert beziehungsweise auf ein Referenzsignal zurückgegriffen werden.
ToA basierte Verfahren besitzen eine höhere Genauigkeit als RSSI-Verfahren, da sie nicht so anfällig für Umgebungsbedingungen und deren Dämpfungseffekte sind. Hingegen zeichnen sich ToA-Verfahren durch eine erhöhte Komplexität aus. Mehrere Sender senden dabei typischerweise synchron ein Signal mit Zeitstempel an den Empfänger aus, wobei diese Signale aufgrund von unterschiedlichen Signallaufzeiten zu leicht versetzten Ankunftszeiten beim Empfänger ankommen. Aus dieser Zeitdifferenz kann dann die Position des Empfängers bestimmt werden.
Bei ausreichender Anzahl an Kommunikationspartnern kann die Information über die Entfernung verwendet werden, um die Position von Teilnehmern zu bestimmen. Hierzu kann insbesondere eine Trilateration angewendet werden. Jedes Sender-Empfänger-Paar definiert dabei ausgehend von einer Kenngröße, beispielsweise der Empfangsstärke und einer hieraus errechneten Entfernung, einen Kreis im 2D-Raum beziehungsweise eine Kugeloberfläche im 3D-Raum, auf deren Umfang sich der jeweils andere Kommunikationspartner befinden könnte. Durch Hinzunahme weiterer Teilnehmer (mindestens 2 im Falle einer 2D-Lokalisierung, mindestens 3 im Falle einer 3D-Lokalisierung) ergibt sich durch die Schnittpunkte der einzelnen Aufenthaltskreise bzw. -kugeln die tatsächliche Position.
Das Verfahren kann daher so ausgebildet sein, dass die Abstände zwischen den Anlagenmodulen auf Basis von gemessenen Signalstärken und/oder auf Basis von Signallaufzeiten einer jeweiligen der Kommunikationsverbindungen ermittelt werden. In diesem Fall ist es für eine einfache Implementierung des Verfahrens vorzuziehen, wenn die Signallaufzeiten und/oder Signalstärken mittels der Kommunikationsschnittstellen der Anlagenmodule erfasst werden.
Zur Ermittlung der Abstände kann beispielsweise ein RSSI-Verfahren und/oder ein ToA-Verfahren eingesetzt werden, wie sie grundsätzlich im Stand der Technik bekannt sind und zuvor skizziert wurden. Das heißt der Lokalisierungsalgorithmus kann ein RSSI-Verfahren und/oder ein ToA-Verfahren einsetzen, um Abstände zwischen den Anlagenmodulen und gegebenenfalls daraus die räumliche Aufteilung der Anlagenmodule zu bestimmen.
Besonders wertvoll wird das Verfahren als Unterstützung, wenn der Lokalisierungsalgorithmus auf Basis von ermittelten Abständen zwischen den Anlagenmodulen die räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb eines Raums des Gebäudes computerimplementiert ermittelt. Hierzu kann vorzugsweise eine Orientierung und/oder eine Lage der ermittelten räumlichen Aufteilung in Bezug auf den Raum berücksichtigt werden.
Dies ist besonders einfach möglich, wenn eine räumliche Position eines ortsfesten oder beweglichen Ankerpunkts innerhalb des Gebäudes bei der Bestimmung der räumlichen Position des aufzufindenden Anlagenmoduls berücksichtigt wird. Ein solcher Ankerpunkt kann beispielsweise ein ortsfester Knotenpunkt sein, zum Beispiel eine Basisstation, insbesondere ein wireless-access-point (WAP) eines durch die Anlagenmodule gebildeten drahtlosen Netzwerks. Ein solcher Ankerpunkt kann ferner auch nur als momentaner beziehungsweise virtueller Ankerpunkt ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein mobiles Endgerät drahtlos in das Netzwerk eingebunden werden, und dessen momentane Position als Ankerpunkt verwendet werden. Befindet sich das Endgerät / die das Endgerät tragende Person beispielsweise am Rande des Netzwerks und wird diese Position des Endgeräts im Layout des Netzwerks angezeigt, kann der Benutzer hieraus sehr einfach auf die räumliche Ausrichtung des Netzwerks schließen, insbesondere wenn das Endgerät über einen Kompass verfügt.
Anstatt einen stationären Ankerpunkt zu verwenden kann auch ein beweglicher Ankerpunkt verwendet werden. Ein beweglicher Ankerpunkt lässt sich beispielsweise durch ein tragbares elektronisches Gerät bereitstellen, wie noch genauer zu erläutern sein wird. Somit kann also der Ankerpunkt insbesondere von einem Benutzer bereitgestellt beziehungsweise definiert werden. Hierzu kann der Benutzer insbesondere eine Benutzereingabe ausführen, etwa auf dem besagten elektronischen Gerät.
Es kann somit vorgesehen sein, dass der Lokalisierungsalgorithmus auf Basis von wenigstens einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen einem Ankerpunkt und einem der installierten Anlagenmodule eine Orientierung und/oder eine Lage der räumlichen Aufteilung der Anlagenmodule in Bezug auf den Ankerpunkt und damit in Bezug auf den Raum bestimmt.
Wie bereits erwähnt wurde, können die Anlagenmodule ein drahtloses Netzwerk ausbilden. Ein Benutzer kann in diesem Fall ein tragbares elektronisches Gerät mit dem Netzwerk, vorzugsweise drahtlos oder aber drahtgebunden, verbinden. Dadurch kann der Benutzer insbesondere einen beweglichen Ankerpunkt zur Verfügung stellen. Dies macht insbesondere dann Sinn, wenn das aufzufindende Anlagenmodul gerade mit Hilfe des Geräts aufgefunden werden soll beziehungsweise wird. In einer solchen Situation ist es vorteilhaft, wenn zum Auffinden des betroffenen Anlagenmoduls eine relative Position des Geräts in Bezug auf die räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls und/oder in Bezug auf die räumliche Aufteilung bestimmt wird. Denn die Kenntnis über die relative Position des Geräts (und damit typischerweise über die eigene Position) kann für den Benutzer beim Auffinden des Anlagenmoduls sehr hilfreich sein.
Die Bestimmung der relativen Position des Geräts kann beispielsweise mittels eines Lokalisierungsalgorithmus erfolgen, der (mindestens) eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen dem Netzwerk und dem Gerät, also insbesondere mehrere jeweilige Kommunikationsverbindungen zwischen mehreren der Anlagenmodule und dem Gerät, auswertet.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die räumliche Position und/oder die räumliche Aufteilung, vorzugsweise und die relative Position, einem Benutzer auf dem Gerät visualisiert werden/wird. Denn dann kann sich der Benutzer von der Visualisierung besonders einfach beim Auffinden des Anlagenmoduls anleiten lassen.
Mittels des Verfahrens ist es also möglich, dass der Benutzer mit Hilfe des Geräts innerhalb der Vielzahl an Anlagenmodulen navigiert, um so das aufzufindende Anlagenmodul schnell lokalisieren zu können.
Der zur Bestimmung der relativen Position des Geräts verwendete Lokalisierungsalgorithmus kann dabei analog ausgestaltet sein zu dem zuvor beschriebenen Algorithmus, mit welchem die räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmodul bestimmt wird.
Das Verfahren kann demnach vorsehen, dass der Ankerpunkt durch eine Person bereitgestellt wird, die mit Hilfe des Verfahrens das aufzufindende Anlagenmodul lokalisiert. Beispielsweise kann die Person ein elektronisches Gerät tragen, welches - bevorzugt über eine drahtlose Kommunikationsverbindung - die Position des Geräts (und damit die Position der Person, die das Gerät trägt) relativ zu mindestens einem der Anlagenmodule ermittelt (und gegebenenfalls an das Netzwerk übermittelt) und so die Position des Geräts im Raum als Ankerpunkt definiert. Das Gerät kann also durch Verbinden mit einem drahtlosen Netzwerk, welches von den Anlagenmodulen bereitgestellt wird, einen Ankerpunkt im Raum bereitstellen. Anhand des Ankerpunkts und der bestehenden drahtlosen Verbindung zwischen dem Gerät und dem drahtlosen Netzwerk kann dann die relative Orientierung und Lage der räumlichen Aufteilung der Anlagenmodule in dem Raum bestimmt werden.
Dies ist besonders einfach dann möglich, wenn sich die Person mit dem Gerät innerhalb des Netzwerks bewegt. Denn dann können aus der Veränderung der Signalstärken und/oder Signallaufzeiten in Folge der Bewegung sehr einfach Rückschlüsse gezogen werden auf die relative Orientierung und Lage der räumlichen Aufteilung der Anlagenmodule in Bezug auf den Raum, in welchem die Bewegung stattfindet. Es kann somit vorgesehen sein, dass eine Orientierung und/oder Lage der räumlichen Position des aufzufindenden Anlagenmoduls und/oder der räumlichen Aufteilung in Bezug auf den Raum dadurch ermittelt wird, dass ein Benutzer das tragbare elektronische Gerät in dem Netzwerk bewegt und dabei Veränderungen in den Kommunikationsverbindungen mit dem Gerät erfasst. Denn dann können insbesondere eine Änderung einer Signalstärke und/oder einer Signallaufzeit von wenigstens einer der Kommunikationsverbindungen zwischen dem Gerät und dem Netzwerk zur Ermittlung der Orientierung und/oder Lage ausgewertet werden.
Alternativ kann der Ankerpunkt auch durch ein fest installiertes Gerät definiert sein, beispielsweise einen WAP, wie bereits erwähnt wurde. Werden nämlich mehrere Ankerpunkte verwendet, lässt sich besonders einfach die absolute Position des aufzufindenden Anlagenmoduls und/oder des eventuell verwendeten portablen elektronischen Endgeräts im Raum bestimmen.
Die besagte Benutzereingabe zur Definition eines Ankerpunkts kann beispielsweise mittels eines portablen elektronischen Geräts geschehen. Dies kann zum Beispiel durch Antippen einer virtuellen Wiedergabe eines realen Ankerpunkts auf einer Anzeigeeinheit des Geräts gelingen, wobei der reale Ankerpunkt zuvor in dem Raum vom Benutzer lokalisiert worden ist. Das Verfahren kann dann die relative oder absolute Position des aufzufindenden Anlagenmoduls in Bezug auf den Ankerpunkt ausgeben, sofern die relative Lage der räumlichen Aufteilung der Anlagenmodule in Bezug auf den Ankerpunkt bekannt ist.
Alternativ kann auch - wie zuvor beschrieben - die Lage des aufzufindenden Anlagemoduls in Bezug auf den Ankerpunkt mittels einer drahtlosen Verbindung zwischen dem Ankerpunkt und dem drahtlosen Netzwerk ermittelt werden.
Lokalisiert ein Benutzer im Raum beispielsweise einen WAP als Ankerpunkt und ist er durch das Verfahren über die relative Lage des aufzufindenden Anlagenmoduls zu diesem Ankerpunkt informiert, insbesondere mit Hilfe einer Visualisierung auf einem portablen elektronischen Endgerät, so kann der Benutzer das aufzufindende Anlagenmodul selbständig leicht innerhalb des Raums lokalisieren.
Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren somit zur relativen oder sogar absoluten Bestimmung einer Raumposition des aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb eines bestimmten Raums des Gebäudes, oder auch innerhalb einer bestimmten Fassade des Gebäudes, eingesetzt werden (in-roomlocalization).
Die räumliche Lage des aufzufindenden Anlagenmoduls kann somit in Bezug auf den Ankerpunkt computerimplementiert ermittelt werden. Dies kann insbesondere auf Basis von vorbekannten ortsfesten räumlichen Koordinaten des Ankerpunkts geschehen, etwa wenn die genaue Position eines WAP im Gebäudeplan bekannt ist.
Bei solchen Ausgestaltungen des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn der Lokalisierungsalgorithmus auf Basis wenigstens einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen einem der Anlagenmodule und dem Ankerpunkt die Orientierung und/oder Lage des aufzufindenden Anlagenmoduls in Bezug zum Ankerpunkt und damit auf den Raum bestimmt.
Um den Lokalisierungsalgorithmus zu vereinfachen (insbesondere hinsichtlich erforderlicher Rechenkapazität) kann eine geometrische Randbedingung, beispielsweise eine näherungsweise gleichbleibende Installationshöhe der Anlagenmodule, bei der Ermittlung der räumlichen Aufteilung berücksichtigt werden.
Um Trilateration anzuwenden, können beispielsweise die Kommunikationsverbindungen von wenigstens drei Anlagenmodulen jeweils zu dem aufzufindenden Anlagenmodul, ausgewertet werden, um die räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmodul in drei Dimensionen zu bestimmen.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schlägt die Erfindung ein weiteres Verfahren vor, welches alternativ oder aber ergänzend zu den zuvor beschriebenen Lokalisierungsverfahren angewendet werden kann, um ein bestimmtes Anlagenmodul aufzufinden. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren zur Wartung und/oder Instandhaltung eines in der realen Welt aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb einer Vielzahl von gleichartigen Anlagenmodulen, die ortsfest in oder an einem Gebäude installiert sind, vorgeschlagen, dass ein Wartungsereignis mit Hilfe einer, vorzugsweise drahtlosen, Kommunikationsschnittstelle des aufzufindenden Anlagenmoduls automatisch erfasst wird, dass in Reaktion auf das erfasste Wartungsereignis eine aktuelle räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls innerhalb eines Raums automatisch ermittelt wird, und dass die ermittelte Position ausgegeben wird.
Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die durch das Verfahren ermittelte aktuelle räumliche Position genutzt werden kann, um das aufzufindende Anlagenmodul tatsächlich aufzufinden. Anschließend kann das aufgefundene Anlagenmodul dann zeitnah gewartet beziehungsweise instandgehalten werden.
Im Unterschied zu einfachen realen oder virtuellen „dashboards“, also Anzeigetafeln, die auf einer einmal angelegten Verknüpfung zwischen einer bestimmten ID eines Anlagenmoduls und einer in dem dashboard angezeigten Position beruhen, wird mit Hilfe des Verfahrens die aktuelle Position erst dann ermittelt, nachdem das Wartungsereignis detektiert worden ist. Dies stellt sicher, dass dem Benutzer stets eine aktuelle Ortsinformation zum betroffenen Anlagenmodul zur Verfügung gestellt wird und nicht etwa eine veraltete, die nicht mehr korrekt ist und daher zu einer mühseligen Fehlsuche führt. Solche Fehlinformationen sind bei bisherigen Anlagen sehr einfach möglich, etwa wenn beim Austausch eines der Anlagenmodule eine Verknüpfung zwischen der ID des neuen Anlagenmoduls und seiner tatsächlichen Ortsposition nicht aktualisiert hinterlegt worden ist. Auch können Fehler beim automatischen oder manuellem Erstellen der initialen Lagepläne auftreten. Durch die ad hoc Ermittlung der aktuellen Position nach Bedarf (nämlich nach Auftreten des Wartungsereignisses) werden solche Fehlinformationen vermieden. Die Suche und das Auffinden wird dadurch vereinfacht und beschleunigt.
Ein Wartungsereignis im Sinne der Erfindung kann beispielsweise ein Defekt, ein Ablauf eines Wartungsintervalls, eine plötzlich auftretende Schädigung oder eine nur langsam auftretende Abnutzung sein.
Bei diesem zweiten Verfahren, dass sich insbesondere mit den zuvor beschriebenen Lokalisierungsverfahren kombinieren lässt, ist es vorteilhaft, wenn die Anlagenmodule jeweils eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle zum Aufbau einer jeweiligen drahtlosen Kommunikationsverbindung aufweisen. Ganz besonders vorteilhaft ist es dann, wenn vorab die räumliche Position durch Anwendung eines der zuvor beschriebenen Lokalisierungsverfahren, also unter Ausnutzung der drahtlosten Kommunikation zwischen den Anlagenmodulen, ermittelt wird.
Eine drahtlose Kommunikation ist zur Durchführung des Verfahrens aber nicht zwingend erforderlich. Denn im Stand der Technik ist es bereits üblich, Anlagenmodule wie etwa Ventilatoren über einen Feldbus (zum Beispiel Modbus) anzusteuern und auszulesen. Ein solcher drahtgebundener Feldbus erlaubt es beispielsweise 200 Teilnehmer einzeln zu adressieren und auszulesen. Solche Feldbus-Systeme sind typischerweise als Master-Slave-Systeme aufgebaut, sodass ein zentraler Master die einzelnen Feldbusgeräte ansteuert und ausliest. Auch bei einer solchen Ausgestaltung kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Wartung eines aufzufindenden Anlagenmoduls angewendet werden, wobei das Wartungsereignis auf vielfältige Weise erfasst werden kann:

So kann das aufzufindende Anlagenmodul als Feldgerät über eine gewisse Intelligenz verfügen und sich selbst überwachen, etwa in regelmäßigen Abständen. Wird ein Wartungsereignis erfasst, so kann dieses in einem internen Speicher des Anlagenmoduls abgelegt werden. Ein Master des Feldbussystems kann dann die Feldgeräte/Anlagenmodule in regelmäßigen Abständen auslesen und so eine Überwachung übernehmen. Detektiert der Master dann das Wartungsereignis, kann er eine räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls aus einem bereits vorliegenden Lageplan ermitteln und ausgeben. Mit diesen Informationen kann ein Service-Techniker dann bis zu dem aufzufindenden Anlagenmodul geleitet werden.

Die Feldgeräte/Anlagenmodule können aber auch so ausgestattet sein, dass sie selbst aktiv ein Wartungsereignis an den Master des Feldbussystems melden. Dies gilt selbstverständlich auch für Anlagenmodule, die über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle verfügen. In diesem Fall detektiert das betroffene Anlagenmodul somit das Wartungsereignis selbst und gibt auch selbstständig - etwa über den Feldbus - eine Wartungsmeldung ab. Zur Bestimmung eines Wartungsereignisses muss das Anlagenmodul dabei nicht zwangsweise über einen Sensor verfügen. Beispielsweise kann eine Wartungszeitpunkt auch einfach bei Ablauf eines zeitlichen Wartungsintervalls bestimmt werden. Hierbei kann beispielsweise auch eine erhöhte Drehzahlvorgabe an einen Ventilator von dem Ventilator über ein kürzeres Wartungsintervall berücksichtigt werden.
Ferner kann das Verfahren auch durch eine externe Instanz, also beispielsweise ein separates hierfür vorgesehenes Überwachungsgerät, ausgeführt werden. Diese Instanz kann beispielsweise eine jeweilige Stromaufnahme oder andere Messgrößen der einzelnen Anlagenmodule in regelmäßigen Abständen überprüfen und dadurch Wartungsereignisse erfassen und eine entsprechende Meldung abgeben.
Um das Wartungsereignis erfassen zu können, kann somit das aufzufindende Anlagenmodul über einen Sensor verfügen, mit dem sich ein Betriebszustand des Anlagenmoduls überwachen lässt. In diesem Fall kann das Wartungsereignis mit Hilfe des Sensors erfasst werden. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass das aufzufindende Anlagenmodul selbsttätig in Reaktion auf das mit dem Sensor erfasste Wartungsereignis das Wartungsereignis über die Kommunikationsschnittstelle meldet, etwa an eine übergeordnete Überwachungsinstanz.
Alternativ oder aber ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass das das Wartungsereignis erfasst wird, indem eine computerimplementierte Überwachungsinstanz, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen, über die Kommunikationsschnittstelle des Anlagenmoduls dessen Sensor oder einen Betriebsparameter des Anlagenmoduls, etwa eine Stromaufnahme, ausliest und so das Wartungsereignis erfasst.
Es versteht sich, dass es vorteilhaft ist, wenn jedes der Anlagenmodule über einen solchen Sensor und eine derartige Funktionalität verfügt, insbesondere derart, dass jedes der Anlagenmodule sensorisch den eigenen Betriebszustand überwachen kann.
Der Sensor kann insbesondere dazu eingerichtet sein, Schädigungen oder Abnutzungen zu erkennen, die durch den Menschen ohne Zerlegung des Moduls von außen weder optisch noch akustisch wahrnehmbar sind.
Der Sensor kann beispielsweise zur Überwachung einer elektrischen Leistungsaufnahme (insbesondere durch Messung einer Stromaufnahme oder eines Spannungsabfalls) und/oder zur Überwachung mechanischer Betriebsparameter (wie etwa mechanischer Schwingungen, Motordrehzahl oder etwa erforderliche Antriebsmomente/-kräfte) des Anlagenmoduls eingerichtet sein beziehungsweise hierzu benutzt werden. Hierzu kann das Anlagenmodul auch über eine entsprechende Steuereinheit, etwa in Form eines Mikrokontrollers, verfügen, die diese Überwachung steuert.
In all diesen Fällen wird jedoch eine jeweilige Kommunikationsschnittstelle (etwa eine Feldbus-Schnittstelle oder eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle) des betroffenen Anlagenmoduls genutzt, um das Wartungsereignis zu erfassen. Ferner kann in allen obigen Fällen vorgesehen sein, dass von dem jeweiligen das Verfahren ausführenden System ein auf das gerade aufgetretene Wartungsereignis zugeschnittener Lageplan bereitgestellt wird oder eine sonstige Information über die ermittelte räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls. Mit einer solchen Ausgabe der Position kann ein Service-Techniker dann das Anlagenmodul, an welchem das Wartungsereignis aufgetreten ist, schnell und effizient auffinden.
Ist das aktuelle Layout der installierten Anlagenmodule beispielsweise bekannt, das heißt abrufbar hinterlegt, etwa weil es vorab erfasst worden ist (beispielsweise während oder nach Installation der Anlagenmodule), kann es ausreichend sein, dass eine ID des zu wartenden Anlagenmoduls, an welchem das Wartungsereignis aufgetreten ist, automatisch, vorzugsweise computerimplementiert, ermittelt wird. Aus der ermittelten ID und dem vorbekannten Layout kann dann die räumliche Position des aufzufindenden und zu wartenden Anlagenmoduls bestimmt werden, etwa mittels einer automatisierten Datenbankabfrage, die der Ermittlung der aktuellen Position dient. Die Ermittlung der aktuellen räumlichen Position des aufzufindenden Anlagenmoduls kann somit automatisch, das heißt insbesondere computerimplementiert, erfolgen.
Die Ermittlung der räumlichen Position des aufzufindenden Anlagenmoduls kann auch beispielsweise (ohne Nutzung einer Selbstlokalisation des aufzufindenden Anlagenmoduls) so erfolgen, dass eine ID des aufzufindenden Anlagenmoduls ermittelt wird (insbesondere indem das Anlagenmodul, nach Detektion des Wartungsereignisses, seine eigene ID übermittelt), und dass die aktuelle räumliche Position des Anlagenmoduls - entweder händisch oder computerimplementiert - anhand eines vorbekannten Layouts der installierten Anlagenmodule bestimmt wird. Anschließend kann das zuvor beschriebene Lokalisierungsverfahren genutzt werden, um den Benutzer beim tatsächlichen Lokalisieren des betroffenen Anlagenmoduls innerhalb des Gebäudes zu unterstützen. Beispielsweise kann sich der Benutzer eine in Reaktion auf das Wartungsereignis generierte Visualisierung (Ausgabe der Position) ausdrucken oder auf einem portablen Gerät anzeigen lassen und so beim Auffinden des zu wartenden Anlagenmoduls benutzen.
Zum vereinfachten Auffinden des zu wartenden Anlagenmoduls ist es ferner vorteilhaft, wenn mit der ermittelten Position, die etwa eine relative Position innerhalb eines Raums sein kann, auch eine globale Ortinformation übermittelt wird, also beispielsweise Informationen hinsichtlich Gebäude und/oder Stockwerk und/oder Raumnummer, in welchem sich das aufzufindende Anlagenmodul befindet. Bei dem zuvor erläuterten Wartungsverfahren kann also vorgesehen sein, dass die räumliche Position computerimplementiert ermittelt wird und/oder zusammen mit einer globalen Ortsinformation zum Auffinden des aufzufindenden Anlagenmoduls ausgegeben wird.
Alle bislang beschriebenen Verfahren können noch weitergebildet werden, wie im Folgenden beschrieben wird, um neue Anwendungen zu erschließen und/oder um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern:

So kann vorgesehen sein, dass die räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls einer Person, die das aufzufindende Anlagenmodul auffinden und gegebenenfalls warten und/oder instand halten soll, auf einem tragbaren elektronischen Gerät visualisiert wird. Diese Visualisierung kann vorzugsweise computerimplementiert und/oder automatisch, insbesondere in Reaktion auf die automatische Erfassung des Wartungsereignisses, erfolgen.

Ferner wird das Auffinden des Anlagenmoduls einfacher, wenn die ermittelte Position innerhalb einer Darstellung einer räumlichen Aufteilung (z.B. als Lageplan oder 2D-Layout) der installierten Anlagenmodule computerimplementiert visualisiert wird. Hierbei kann vorzugsweise die Darstellung mit Informationen zum Betriebszustand von einzelnen der installierten Anlagenmodule, insbesondere des aufzufindenden Anlagenmoduls, angereichert sein. Es versteht sich, dass ferner die Aufteilung der installierten Anlagenmodule mittels eines der zuvor beschriebenen Lokalisierungsverfahren ermittelt werden kann.
Eine besonders wertvolle Verbesserung für den Benutzer hinsichtlich der Einfachheit der Handhabung kann erzielt werden, wenn die räumliche Position des aufzufindenden Anlagenmoduls, vorzugsweise und die räumliche Aufteilung der installierten Anlagenmodule, besonders bevorzugt und die relative Position des Geräts, mittels einer mixed-reality-(MR)-Darstellung visualisiert wird. Dies kann bevorzugt auf dem tragbaren elektronischen Gerät selbst geschehen. In der MR-Darstellung kann der Benutzer dann beispielsweise real vorhandene Teile des Gebäudes / des Raums sehen genauso wie eine virtuelle Einblendung der räumlichen Position und/oder der räumlichen Aufteilung und/oder der relativen Position des Geräts.
Das elektronische Gerät kann beispielsweise ein notebook, ein smart phone, ein tablet, eine virtual reality (VR)-Brille, oder ein wearable computing device (z.B. ein head-up display etc.) sein.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass zur Vereinfachung des Auffindens der Fassade oder des Raums, in welchem das aufzufindende Anlagenmodul installiert ist, die vorhergehend beschriebenen Verfahren mit einem lokalen Ortungsverfahren (innerhalb des Gebäudes) und/oder einem globalen Ortungsverfahren kombiniert werden/wird. Somit können globale Ortungsverfahren wie etwa GPS (global positioning system), Systeme auf Basis von Sendern bekannter Position (beacon sender) oder sonstige im Stand der Technik verfügbare Verfahren zur indoor-/inhouse-Navigation zur Vereinfachung des Auffindens des Anlagenmoduls genutzt werden. Die durch Anwendung dieser Werkzeuge entstandenen Zusatzinformationen hinsichtlich der absoluten Position eines Anlagenmoduls können beispielsweise auch bereits zum Inbetriebnahmezeitpunkt erfasst und in den Anlagengeräten oder einer übergeordneten Steuervorrichtung hinterlegt werden. Insbesondere ermöglicht dies zu einem späteren Zeitpunkt die Lokalisierung von drahtgebundenen Geräten, wenn entweder kein mobiles Endgerät verwendet wird, oder die Funkvorrichtung in den betroffenen Geräten ausfallen sollte oder deaktiviert wird.
Das globale und/oder lokale Ortungsverfahren kann dabei den Benutzer anleiten, die betroffene Fassade oder den korrekten Raum zunächst innerhalb des Gebäudes aufzufinden. Anschließend kann dann an der Fassade / innerhalb dieses Raums mit Hilfe der zuvor beschriebenen Lokalisierungsverfahren das korrekte Anlagenmodul aufgefunden werden.
Selbstverständlich kann auch die MR-Darstellung mit Informationen zum Betriebszustand von einzelnen der installierten Anlagenmodule angereichert sein.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe sind schließlich bei einem Netzwerk die Merkmale des auf ein Netzwerk gerichteten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Netzwerk, welches von einer Vielzahl von, insbesondere gleichartigen Anlagenmodulen, die jeweils ortsfest, zum Beispiel in oder an einem Gebäude, installiert sind, gebildet ist, vorgeschlagen, dass jedes der Anlagenmodule mit wenigstens einem weiteren Teilnehmer des Netzwerks mittels einer, vorzugsweise drahtlosen, Kommunikationsschnittstelle über eine Kommunikationsverbindung verbunden ist, und dass eine Instanz als Teilnehmer des Netzwerks zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 eingerichtet ist.
Diese Instanz kann beispielsweise eines der Anlagenmodule sein, ein elektronisches Gerät, welches in das Netzwerk eingebunden wird, oder aber eine externe Überwachungsinstanz (beispielsweise ein Server) der drahtgebunden an dem Netzwerk teil nimmt. Die Instanz führt somit ein erfindungsgemäßes Verfahren aus und kann dadurch das aufzufindende Anlagenmodul lokalisieren und/oder dessen ermittelte Position ausgeben (um ein Auffinden zu ermöglichen) und/oder ein Wartungsereignis an einem der Anlagenmodule erfassen.
Das beschriebene Netzwerk kann folglich vorzugsweise als drahtloses Netzwerk ausgestaltet sein, nämlich dann, wenn die Anlagenmodule, jeweils eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle zum Aufbau einer jeweiligen drahtlosen Kommunikationsverbindung aufweisen. Auch die Instanz kann vorzugsweise drahtlos an dem Netzwerk teilnehmen / in das Netzwerk eingebunden sein.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Anlagenmodule jeweils über einen Sensor verfügen, mit dem sich ein Betriebszustand des jeweiligen Anlagenmoduls überwachen lässt, sodass ein Wartungsereignis mit Hilfe des Sensors detektiert werden kann. In diesem Fall können nämlich die Anlagenmodule insbesondere dazu eingerichtet sein, mittels jeweiliger, vorzugsweise drahtloser, Kommunikationsschnittstellen, das Auftreten eines Wartungsereignisses selbständig zu melden.
Von Vorteil ist bei dem Netzwerk, dass dieses alle Voraussetzungen mitbringt, um ein schnelles und effizientes Auffinden eines zu wartenden Anlagenmoduls des Netzwerks zu ermöglichen.
Das Netzwerk kann als ein Infrastruktur-Netz, beispielsweise in Form eines WLAN (wireless local area network), bei welchem die Kommunikation der einzelnen Teilnehmer der Netzwerks (sogenannte clients) über einen zentralen Knotenpunkt (WAP - wireless access point) ermöglicht wird. Beispielsweise können sich die Teilnehmer mit einer sie identifizierenden Adresse am zentralen Knotenpunkt anmelden, um das Netzwerk aufzubauen. Der WAP kann dabei auch als Vermittler in ein weiteres (auch drahtgebundenes) Netz fungieren. Teilnehmer des Netzwerkes können somit neben Anlagenmodulen auch weitere Knotenpunkte wie WAPs oder ein Gateway sein.
Das Netzwerk kann als ein MESH-WLAN ausgestaltet sein, insbesondere unter Verwendung eines MESH-Access-Points. MESH-WLANs basieren typischerweise auf speziellen Routern, mit denen sich im Verbund mit mehreren clients mit WLAN-Funktionalität ein flächendeckendes Netzwerk aufbauen lässt. Das drahtlose Netzwerk kann zu diesem Zweck also neben einem MESH-Access-Point auch über WLAN-repeater verfügen. Letztere können in Knotenpunkten für eine Erhöhung der Reichweite des MESH-WLAN sorgen. Von Vorteil ist dabei, dass über das gesamte mehrere Maschen aufweisende Netzwerk eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit und eine hohe Übertragungsstabilität erzielt werden kann, was insbesondere für die Überwachung von Anlagenmodulen wichtig ist. Das somit aus mehreren Maschen (englisch „mesh“ = Masche) bestehende Netzwerk kann dabei unter einem einheitlichen Netzwerknamen (SSID) laufen. Der Wechsel von Knotenpunkt zu Knotenpunkt kann dabei fließend stattfinden, also ohne, dass man dies als User bemerkt oder bestätigen muss. Ein Service-Techniker kann beispielsweise sein elektronisches tragbares Gerät immer mit demjenigen Netzwerkknoten verbinden, der gerade das stärkste Signal bietet. Selbes gilt auch für den Fall eines Bluetooth-MESH-Funknetzwerks, was ermöglicht mit Anlagengeräten zu kommunizieren, die im Falle einer beabsichtigten Direktverbindung außerhalb der technisch erforderlichen Empfangsreichweite liegen.
Das Netzwerk kann somit bevorzugt als ein dezentrales MESH-Funknetzwerk ausgestaltet sein. In diesem Fall können einzelne der Anlagenmodule dazu eingerichtet sein, als Knotenpunkte des MESH-Funknetzwerks zu fungieren und somit eine Kommunikation zwischen Teilnehmern des Netzwerks, etwa zwischen weit voneinander entfernten der Anlagenmodule, zu vermitteln.
Das Netzwerk kann aber auch beispielsweise als drahtgebundenes Netzwerk, insbesondere in Form eines Feldbus-Systems, beispielsweise auch als Master-Slave-System konfiguriert, aufgebaut sein. In diesem Fall kann beispielsweise auch entweder der Master oder eine sonstige Überwachungsinstanz die einzelnen Anlagenmodule auslesen, um das Wartungsereignis zu detektieren. Oder aber die Anlagenmodule selbst können über drahtgebundene Kommunikationsverbindungen das Auftreten eines Wartungsereignisses selbständig melden, etwa an den Master / die Überwachungsinstanz.
Die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren und Netzwerke sind sehr breit auf alle möglichen Arten von fest installierten Anlagenmodulen anwendbar. Hierunter fallen insbesondere Raumluftmodule, insbesondere zur Filterung und/oder Ventilation und/oder Belüftung und/oder Beheizung und/oder Kühlung und/oder Trocknung und/oder Klimatisierung von Raumluft. Aber auch Rauminstallationsmodule, insbesondere zur Raumbeleuchtung oder beispielsweise als mittels Aktoren verstellbare Jalousien. Die Anlagenmodule können somit entsprechend als Raumluftmodule und/oder als Rauminstallationsmodule ausgestaltet sein, wobei auch Kombinationen denkbar sind.
Somit können also einzelne oder alle Anlagenmodule insbesondere Ventilatoren, Filtermodule, Heizungs-, Belüftungs- oder Klimamodule oder auch beispielsweise Beleuchtungsmodule oder elektrisch steuerbare Jalousien sein. Denn die Erfindung lässt sich auf alle mögliche ortsfest installierte Anlagentechnik anwenden, die im Rahmen eines technischen Gebäudemanagements von Zeit zu Zeit lokalisiert werden müssen, etwa um eine anstehende Sicherheits-Überprüfung vorzunehmen oder eine anstehende Wartung oder eine notwendige Instandhaltung oder gar einen notwendig gewordenen Austausch der Anlagentechnik vorzunehmen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausbildungen der Erfindung können aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der allgemeinen Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen gewonnen werden.
Es zeigt:

1 Anlagenmodule, zwischen denen eine Funkverbindung aufgebaut ist,
2 einen virtuellen 2D-Lageplan als eine relative räumliche Aufteilung einer Vielzahl von gleichartigen Anlagenmodulen,
3 eine 2D-Layout einer realen Anordnung von 5x4 Anlagenmodulen,
4 eine Deckenverkleidung innerhalb eines realen Raums, hinter der die 5x4 Anlagenmodule gemäß dem Layout von 3 angeordnet sind, und
5 eine mixed-reality Darstellung auf dem Display eines tragbaren elektronischen Geräts, welches den realen Raum aus 4 zeigt (der auch teilweise noch in 5 zu sehen ist) sowie eine virtuelle Einblendung, die das aufzufindende Anlagenmodul lokalisiert.

4 illustriert einen typischen Anwendungsfall der Erfindung: In einem Reinraum 8 sind, hinter einer Deckenverkleidung 22 verborgen, eine Vielzahl 3 von gleichartigen Anlagenmodulen 1 in Form von Deckenventilatoren 1 ortsfest installiert, wobei jedes der Anlagenmodule 1 über eine eigene ID 20 (Vgl. 3) verfügt und gemäß einem bestimmten Lageplan 7, der in 3 illustriert ist, an der Decke des Raums 8 an einem bestimmten Platz montiert ist. Ein Servicetechniker, der nun einen bestimmten defekten Ventilator warten muss, müsste hier normalerweise erst aufwändig die Deckenverkleidung abnehmen, um dann die Ventilatoren 1 einzeln zu inspizieren, um so den defekten Ventilator 1 lokalisieren zu können.
Um diese Lokalisierung zu vereinfachen, weisen die Anlagenmodule 1 jeweils eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 4 zum Aufbau einer jeweiligen drahtlosen Kommunikationsverbindung 5 auf. Zum Lokalisieren des defekten und demnach aufzufinden Anlagenmoduls 1, 2 innerhalb der Vielzahl 3 von Anlagenmodulen 1 verbindet der Servicetechniker ein mitgebrachtes tragbares elektronisches Gerät 12 in Form eines Tablets mit einem Funknetzwerk 10, welches von den Anlagenmodulen 1 bereitgestellt wird. Dadurch baut der Servicetechniker mehrere drahtlose Kommunikationsverbindungen 5 zwischen dem Tablet 12 und einzelnen der Anlagenmodule 1 auf. Ein Lokalisierungsalgorithmus, der mittels einer App auf dem Tablet 12 realisiert ist, wertet mehrere dieser zwischen dem Tablet 12 und einzelnen der Anlagenmodule 1 bestehenden Kommunikationsverbindungen 5 aus und ermittelt daraus die räumliche Position 6 des aufzufinden Anlagenmoduls 1,2 innerhalb des Reinraums 8 und damit in Bezug auf das Gebäude, in welchem die Anlagenmodule 1 installiert sind. Genauer berechnet der Lokalisierungsalgorithmus zunächst die räumliche Aufteilung 7 der insgesamt 20 installierten Anlagenmodule 1, die in 3 zu sehen ist, und visualisiert darin die ermittelte Position 6 mittels der in 3 schematisch gezeigten Schraffur.
Zur Berechnung der räumlichen Aufteilung 7 können neben den Direktverbindungen zwischen dem mobilem Endgerät 12 und den Anlagenmodulen 3 auch Verbindungsdaten der Anlagenventilatoren 1 untereinander verwendet werden, insbesondere bei Ausgestaltung des Netzwerks 10 als ein MESH-Netzwerk 10. In diesem Fall werden die Eigenschaften einer jeweiligen Kommunikationsverbindung 5 zwischen verschiedenen der Anlagenventilatoren 1 untereinander, da sie nicht zwangsweise in der Reichweite des mobilen Endgerätes 12 liegen, auf den jeweiligen Anlagengeräten 1 gespeichert und dann dem Endgerät 12 zur Verfügung gestellt. Somit reicht in diesem Fall für die Darstellung des Lageplans 7 nach 2 bereits die Verbindung 5 mit einem einzigen Anlagengerät 1. Der Funklokalisierungsalgorithmus kann hierzu auf den Anlagenventilatoren 1 selbst ausgeführt werden, sodass von diesen bereits der fertige Lageplan 7 ausgegeben wird. Alternativ können die einzelnen Verbindungsdaten von dem Netzwerk 10 / den Anlagenmodulen 1 ausgegeben werden, um dann anschließend die Berechnung des Lageplans 7 vollständig auf dem Tablet 12 oder etwa auf einem Server vorzunehmen.
Durch die Direktverbindung mit mehreren Anlagengeräten 3 ist es hingegen zusätzlich möglich, auch die Position des mobilen Endgerätes 12 innerhalb des Netzwerks 10 zu bestimmen. Der Servicetechniker kann somit mit einem Blick auf das Display seines Tablets 12 das in 3 gezeigte Layout 7 und darin die relative Position 6 des aufzufindenden Anlagenmoduls 1, 2 mit der ID 21 entnehmen. Denn grundsätzlich ist es ausreichend, lediglich ein Layout 7, etwa wie in 2, zu bestimmen, aus welchem die relativen Positionen der einzelnen Anlagenmodule 1 ersichtlich sind. Beispielsweise ist es in dem in 3 und 4 illustrierten Beispiel nicht notwendig, die exakte Position der einzelnen Anlagenmodule 1 in Metern zu wissen, um diese in dem in 4 gezeigten Raum 8 lokalisieren zu können, was jedoch unter Verwendung entsprechender Berechnungsvorschriften möglich wäre.
Der Lokalisierungsalgorithmus geht dabei wie folgt vor: In einem ersten Schritt werden zunächst jeweilige drahtlose Kommunikationsverbindungen 5 (von dem Tablet 12 ausgehend) zu benachbarten der Anlagenmodule 1 aufgebaut. Alternativ oder ergänzend hierzu können aber auch direkt zwischen benachbarten Anlagenmodulen 1 drahtlose Kommunikationsverbindungen 5 aufgebaut werden. Diese Kommunikationsverbindungen 5 werden dann ausgewertet und daraus absolute oder relative Abstände 18 zwischen den Anlagenmodulen 1 ermittelt. Aus den ermittelten Abständen 18 kann dann in einem zweiten Schritt iterativ die räumliche Aufteilung 7 ermittelt werden, beispielsweise als ein virtuelles 2-D-Layout, wie dies im Beispiel der 2 illustriert ist. Das so ermittelte Layout 7 kann dann auf dem Tablet 12 visualisiert und somit an den Servicetechniker ausgegeben werden.
Wurden die relativen Positionen der Ventilatoren 1 zueinander bestimmt, kann somit eine Ansicht gemäß 2 gewonnen werden, die eine räumliche Aufteilung 7 der Anlagenmodule 1 als ein virtuelles 2D-Layout wiedergibt. In besonders vorteilhaften Fällen spiegelt sich die ermittelte Geometrie der Anordnung beispielsweise in einem eindeutigen Aufbau des Raums wider. Das heißt mittels des Verfahrens kann so automatisch ein Lageplan 7 der Ventilatoren 1 erstellt werden, aus dem die jeweiligen Positionen der Ventilatoren 1 direkt ablesbar sind. Zugleich kann dieser Lageplan 7 mit Informationen angereichert werden, zum Beispiel zum Zustand des Ventilators (vgl. die Schattierung in 2 am Anlagenmodul 1 mit der ID 21).
Um Kenntnis über die Position von Ventilatoren 1 außerhalb der Reichweite des Tablets 12 zu erlangen, können die Ventilatoren 1 auch untereinander eine relative Positionsbestimmung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführen. Sobald die relative Anordnung der Anlagenmodule 1 untereinander bekannt ist, kann diese Information an den Servicetechniker übermittelt werden, der dann auch innerhalb des Netzwerks 10 navigieren kann.
In dem eingangs erläuterten Beispiel wird der Lokalisierungsalgorithmus somit von einem Teilnehmer, nämlich dem Tablet 12, eines von den Anlagenmodulen 1 gebildeten Netzwerks 10 ausgeführt. Alternativ wäre es auch möglich, dass beispielsweise der in 4 illustrierte Wireless Access Point (WAP) 23, welcher ebenfalls drahtlos mit dem Netzwerk 10 verbunden ist, den Lokalisierungsalgorithmus ausführt, oder eine sonstige mit dem Netzwerk 10 verbundene Instanz (etwa ein Server).
Zur Ermittlung der räumlichen Position 6 des aufzufinden Anlagenmoduls 1,2 werden demnach mehrere Kommunikationsverbindungen 5 ausgewertet, nämlich zu dem aufzufindenden Anlagenmodul 1,2 selbst (ID 21 in 3) aber auch zu benachbarten Anlagenmodulen 1 (also etwa zu den Anlagenmodulen 1 mit der ID 20, 14, 15). Aus diesen Kommunikationsverbindungen 5 lassen sich dann mehrere Abstände 18 zwischen dem aufzufindenden Anlagenmodul 1,2 und benachbarten Anlagenmodulen 1, also zum Beispiel zu dem Anlagenmodul 1 mit der ID 20, oder zu dem mit der ID 14 oder zu dem mit der ID 16, ermitteln (Vgl. 3). Ferner ist es aber auch möglich, dass das mobile Endgerät 12 mit den Ventilatoren 1, 2, 7 und 8 verbunden wird, um die Position des mobilen Endgerätes 12 im Netzwerk 10 zu bestimmen, um einen durch die Anlagenmodule 1 eigenständig ermittelten Lageplan 7 herunterzuladen, oder um einfach nur Verbindungsdaten 5 von den Anlagenmodulen 1 abzufragen, aus denen der Lageplan 7 dann berechnet werden kann. Eine direkte Verbindung zu dem aufzufindenden Anlagenmodul 1, 2 an der räumlichen Position 6 ist also nicht zwingend erforderlich. Ist das aufzufindende Anlagenmodul 1,2 beispielsweise vollständig ausgefallen, so taucht dieses und dessen (üblicherweise aufsteigende) ID nicht im Lageplan 7 auf, weshalb in diesem Fall auch eine Lokalisierung des Anlagenmoduls 1, 2 ohne Direktverbindung, oder gar ohne jedwede Verbindung zu dem Anlagenmodul 1, 2 erzielt werden kann.
Wie die 1 illustriert können hierzu die Abstände 18 zwischen den Anlagenmodulen 1 auf Basis von gemessenen Signalstärken und oder auf Basis von Signallaufzeiten der jeweiligen Kommunikationsverbindungen 5 ermittelt werden. Beispielsweise wird die relative Signalstärke der drahtlosen Kommunikationsverbindung 5 zwischen dem Anlagenmodul A und dem Anlagenmodul B höher sein als diejenige zwischen dem Anlagenmodul A und dem Anlagenmodul C, welches sich in einem größeren Abstand zu Anlagenmodul A befindet als das Anlagenmodul B. Bei der Signallaufzeit ist es hingegen gerade umgekehrt: So wird die Signallaufzeit (ToA - time of arrival) zwischen A und B kürzer sein als zwischen A und C in 1. Entsprechendes gilt für die räumliche Aufteilung 7, die in 2 als virtuelles Layout 7 illustriert ist. Auch dort können unterschiedliche Signalstärken und Signallaufzeiten zwischen einzelnen der Anlagenmodule 1 gemessen und daraus Rückschlüsse auf die jeweiligen relativen Abstände 18 zwischen den Anlagenmodulen 1 geschlossen werden. Werden diese Schritte iterativ durchgeführt und logisch miteinander verknüpft, kann schlussendlich das in 2 gezeigte Layout 7 ermittelt werden, ohne dass zuvor die genauen Positionen der einzelnen Anlagenmodule 1 bekannt sein müssen.
Wenn der Lokalisierungsalgorithmus im Beispiel der 4 die räumliche Position 6 des aufzufinden Anlagenmoduls 1,2 innerhalb eines Raumes 8 computerimplementiert ermitteln soll, ist es besonders vorteilhaft, wenn dabei eine Orientierung und oder eine Lage der zuvor ermittelten räumlichen Aufteilung 7 in Bezug auf diesen Raum 8 berücksichtigt wird. Denn auch dann, wenn dem Servicetechniker das in 3 illustrierte Layout 7 samt der darin visualisieren räumlichen Position 6 auf dem Tablet 12 angezeigt wird, muss sich der Servicetechniker zunächst im Raum 8 orientieren, um auch in der realen Welt die tatsächliche Position des aufzufinden Anlagenmoduls 1,2 mit der ID 21 bestimmen zu können. Mit anderen Worten muss der Servicetechniker somit wissen, wenn er auf sein Tablet 12 blickt, wie seine eigene Orientierung in Bezug auf das angezeigte Layout 7 ist.
Zur Lösung dieses Problems schlägt die Erfindung die Verwendung von Ankerpunkten 9 vor. Dies können entweder bewegliche Ankerpunkte 9 sein, wie etwa das tragbare elektronische Gerät 12, oder aber ortsfeste Ankerpunkte 9, etwa der in 3 und 4 illustrierte WAP 23, der in das von den Anlagenmodulen 1 gebildete drahtlose Netzwerk 10 eingebunden ist. Der Lokalisierungsalgorithmus kann nämlich auf Basis von wenigstens einer drahtlosen Kommunikationsverbindung 5 zwischen einem solchen Ankerpunkt 9 und wenigstens einem der installierten Anlagenmodule 1 die Orientierung und/oder auch eine Lage der räumlichen Aufteilung 7 in Bezug auf den Ankerpunkt 9 und damit schlussendlich in Bezug auf den Raum 8 bestimmen.
Dies kann beispielsweise so gelingen, dass sich der Servicetechniker mit seinem Tablet 12, das in 3 als X dargestellt ist, innerhalb des Funknetzwerks 10 bewegt. In diesem Fall können nämlich die drahtlosen Kommunikationsverbindungen 5 zwischen den einzelnen fest installierten Anlagenmodulen 1 und dem Gerät 12 ausgewertet werden. Bewegt sich der Techniker mit dem Gerät 12 etwa nach rechts in 3, so wird die Signalstärke zu dem Anlagenmodul 1 mit der ID 9 zunehmen, während sie zu dem Anlagenmodul 1 mit der ID 8 abnehmen wird. Daraus lässt sich also auf einfache Weise die relative Orientierung und auch die relative Position des Layouts 7 in Bezug auf den weiteren Funkteilnehmer, hier der Servicetechniker mit seinem Gerät 12, bestimmen. Eine Alternative aber wesentlich komplexere Lösung bestünde darin, dass einzelne der Anlagenmodule 1 über einen Kompass verfügen. Eine solche Funktion ist in handelsüblichen tragbaren elektronischen Geräten 12 wie Tablets ohnehin oftmals vorhanden und wäre ausreichend, damit der Techniker, etwa wenn er sich um 180° dreht, eine entsprechend angepasste Darstellung des Layouts 7 auf seinem Tablet 12 sieht, bei welcher die um 180° gedrehte Orientierung dann aktualisiert dargestellt wird.
In die Vielzahl 3 an Ventilatoren 1 kann auch ein Gerät 9 integriert sein, das über einen elektrischen Kompass und eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle, optional auch über ein Modul zur absoluten Lokalisierung (z.B. GPS), verfügt. Durch die Einbindung in das Netzwerk 10 und durch Kombination mit dem ermittelten Lageplan 7 reicht dieses Zusatzgerät 9 aus, um die Anordnung der Ventilatoren 1 im Raum 8, gegebenenfalls auch eine absolute Position samt Höhenlage (unter Verwendung von GPS), zu ermitteln. Auch ein solches Gerät kann demnach als ein ortsfester Ankerpunkt 9 verwendet werden.
Alternativ kann die Lage/Orientierung der räumlichen Aufteilung 7 aber auch dadurch bestimmt werden, dass relative Entfernungen zwischen mehreren der Anlagenmodule 1 und einem ortsfesten Ankerpunkt 9, dessen räumliche Position bekannt ist, ausgewertet werden. Im Beispiel der 3 und 4 läuft dies etwa darauf hinaus, dass die Anlagenmodule 1 mit der ID 1, 2 und 7 die kürzesten Abstände aufweisen zudem als ortsfesten Knotenpunkt 9 dienenden WAP 23. Dies bedeutet, dass durch Auswertung der drahtlosen Kommunikationsverbindungen 5 zwischen dem WAP 23 und mehreren der fest installierten Anlagenmodule 1 bestimmt werden kann, wie das in 3 gezeigte Layout 7 zu dem ortsfesten Knotenpunkt 9 orientiert ist. Sofern dann ein Service-Techniker den in 4 gezeigten Raum 8 betritt und darin den ortsfesten WAP 23 lokalisieren kann, kann der Service-Techniker diese Information und das ihm zur Verfügung stehende korrekt orientierte Layout 7 verwenden, um gerade das Anlagenmodul 1,2 mit der ID 21 aufzufinden, welches, wie in 3 als auch in 4 zu sehen, dem WAP 23 gerade gegenüber liegt und somit in der untersten Reihe des Layout 7 in der Mitte angeordnet ist (vergleiche 3 und 4). In diesem Fall wird also gerade die räumliche Position 6 des aufzufinden Anlagenmoduls 1,2 in Bezug auf den Ankerpunkt 9 computerimplementiert ermittelt und zwar auf Basis der bekannten räumlichen Koordinaten des ortsfesten WAP 23.
Ganz besonders einfach gelingt das Navigieren innerhalb des Netzwerks 10 dann, wenn dem Servicetechniker beispielsweise innerhalb des Layouts 7 auch die eigene Position 13, d.h. genauer die Position 13 des von ihm getragenen elektronischen Geräts 12 angezeigt wird (Vgl. 3). Dies ist insbesondere dann hilfreich, wenn sich der Servicetechniker mit dem Gerät 12 innerhalb des Netzwerks 10 bewegt und dabei ständig eine visuelle Rückmeldung auf dem Display des Tablets 12 erhält, nämlich eine jeweils aktualisierte relative Position 13 des Geräts 12. Mit anderen Worten wird also auch das Gerät 12 mit Hilfe des erfindungsgemäßen Lokalisierungsverfahrens geortet.
Durch Zuhilfenahme externer Signalquellen (Beacon-Sender mit bekannter Position, GPS) kann zudem, entweder bewegungsfrei oder aber alternativ zur Bewegung, auch die Absolutposition des mobilen Gerätes 12 und des aufzufindenden Anlagenmoduls 1,2 bestimmt werden.
Bei einem Bewegen durch das Netzwerk 10 erfasst der Service-Techniker mit seinem Tablet 12 somit Veränderungen in den Signalstärken und/oder Signallaufzeiten der einzelnen Kommunikationsverbindungen 5, die zwischen dem Gerät 12 und den einzelnen Anlagenmodulen 1 aufgebaut sind. Auch diese Änderungen der Signalstärken oder Signallaufzeiten sind hervorragend geeignet, um die Orientierung und/oder Lage der räumlichen Position 6 des aufzufinden Anlagenmoduls 1,2 und/oder der räumlichen Aufteilung 7 in Bezug auf den Raum 8 zu ermitteln.
Die Tatsache, dass die Ventilatoren 1 allesamt in einer gleichbleibenden Höhe in der Decke montiert sind, wie in 4 illustriert, kann als geometrische Randbedingung berücksichtigt werden, um den Lokalisierungsalgorithmus zu vereinfachen bzw. den hierfür erforderlichen Rechenaufwand zu begrenzen. In anderen Situationen, etwa dann, wenn die Anlagenmodule 1 in unterschiedlichen Höhen innerhalb eines Raums 8 montiert sind, kann beispielsweise auch durch Anwendung von Trilateration, also durch Auswertung von mindestens 4 der Kommunikationsverbindungen eine Positionsbestimmung des aufzufinden Anlagenmoduls 1 in drei Dimensionen erfolgen.
Die Erfindung befasst sich zudem noch mit einem zweiten Aspekt, nämlich der Frage, wie ein an einem Anlagenmodul 1 auftretendes Wartungsereignis genutzt werden kann, um einen Servicetechniker gezielt zu dem zu wartenden Anlagenmodul 1,2 zu leiten. Dieses Problem kann gelöst werden, wenn die Anlagenmodule 1 jeweils über eine Kommunikationsschnittstelle 4 verfügen, über welche sich ein Wartungsereignis automatisch erfassen lässt. Dies setzt nicht zwingend eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 4 voraus, vielmehr kann diese auch beispielsweise mittels eines Feldbusses realisiert sein.
Beispielsweise können die Anlagenmodule 1 über einen eingebauten Sensor 11 verfügen, wie dies in 3 illustriert ist, mit dem sich ein Betriebszustand des Anlagenmoduls 1 überwachen lässt. Ein solcher Sensor 11 kann beispielsweise im Falle eines Ventilators eine Drehzahl überwachen oder mechanische Schwingungen. Erfasst nun das Anlagenmodul 1 mithilfe des Sensors 11 ein Wartungsereignis, so kann dieses selbsttätig in Reaktion hierauf das Wartungsereignis über die Kommunikationsschnittstelle 4 melden. Alternativ kann aber auch beispielsweise eine computerimplementierte Überwachungsinstanz ausgestaltet sein, die vorzugsweise in regelmäßigen Zeitabständen über eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle die jeweiligen Anlagenmodule 1 beziehungsweise deren Sensoren 11 ausliest und so mögliche Wartungsereignisse erfasst. Hierzu kann es in Einzelfällen auch genügen, lediglich Betriebsparameter wie etwa eine Stromaufnahme des jeweiligen Anlagenmoduls 1 auszulesen und so zu erfassen.
Jeweils in Reaktion auf die Erfassung eines solchen Wartungsereignis kann nun eine aktuelle räumliche Position 6 des aufzufinden und nun zu wartenden Anlagenmoduls 1 innerhalb eines Raums 8 automatisch ermittelt werden und diese aktuell ermittelte Position 6 an einen Benutzer ausgegeben werden. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass die Position 6 erst dann ermittelt wird, wenn das Wartungsereignis auftritt. Dadurch wird sichergestellt, dass stets eine aktuelle Information und nicht etwa eine veraltete Information über die Position 6 ausgegeben wird.
Die Ermittlung der räumlichen Position 6 kann beispielsweise wie zuvor erläutert mithilfe von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 5, also insbesondere unter Anwendung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Lokalisierungsverfahrens erfolgen. Es sind aber auch Ausgestaltungen denkbar, bei denen ein Computersystem die Position 6 beispielsweise durch eine Datenbankabfrage ermittelt, wobei das Computersystem dazu beispielsweise aus dem Wartungsereignis die ID des betroffenen Anlagenmoduls 1 entnimmt und aus der Datenbank die aktuell hinterlegte Raumposition 6 des Anlagenmoduls 1. Wie auch immer die räumliche Position 6 des aufzufinden den Anlagenmoduls 1 ermittelt wird, kann diese wie zuvor erläutert visualisiert werden, das heißt insbesondere wie zuvor mit Bezug auf 3 erläutert innerhalb einer virtuellen Darstellung der räumlichen Aufteilung 7 der Anlagenmodule 1. Und auch beim konkreten Auffinden des Anlagenmoduls 1, 2 ist es vorteilhaft, wenn der Servicetechniker sich dann innerhalb des Netzwerks 10, welches von den Anlagenmodulen 1 gebildet wird, mittels der drahtlosen Kommunikationsverbindungen 5 navigiert.
Ferner kann in allen zuvor erläuterten Verfahrensvarianten das Auffinden des Raums 8, in welchem das aufzufindende Anlagenmodul 1 installiert ist, erleichtert werden, wenn zusammen mit der räumlichen Position 6 des aufzufindenden Anlagenmoduls 1,2 auch eine globale Ortsinformation 19 (etwa Gebäude, Stockwerk, Raumnummer) an den Benutzer des Verfahrens ausgegeben wird.
Die 5 schließlich erläutert einen weiteren Aspekt der Erfindung. Denn um die Suche nach dem aufzufindenden Anlagenmodul 1,2 in der realen Welt zu erleichtern kann die räumliche Position 6 des aufzufinden Anlagenmoduls 1,2 wie in 5 gezeigt, beispielsweise auf einem elektronischen Gerät 12, genauer auf dessen Anzeigeeinheit 15, mittels einer sogenannten Mixed-Reality-(MR)-Darstellung 14 visualisiert werden. Der Servicetechniker, der auf die Anzeigeeinheit 15 blickt (vergleiche 5) sieht darin einerseits real vorhandene Teile des Gebäudes, nämlich die Raumwände und die Deckenverkleidung 22, und zusätzlich eine virtuelle Einblendung 16, aus der er die räumliche Position 6 des aufzufinden Anlagenmoduls 1,2 entnehmen kann. Diese Einblendung 16 erhält zudem noch weitere Informationen zu dem Anlagenmodul 1,2 wie etwa dessen ID, Informationen über den Betriebszustand („service required“) oder etwa zusätzliche Informationen über die globale Position 19 („building 102, room 2-03“).
Wie die 4 illustriert, bilden die Gesamtheit der Anlagenmodule 1 ein drahtloses Netzwerk 10 wobei jedes der Anlagenmodule 1 mit wenigstens einem weiteren Teilnehmer des Netzwerks 10, nämlich entweder mit dem WAP 23 oder einem anderen Anlagenmodul 1, drahtlos verbunden ist. Das in 5 und 3 illustrierte Tablet 12, welches mit diesem Netzwerk 10 drahtlos verbunden ist, und somit als Teilnehmer des Netzwerks 10 agiert, kann als eine Instanz aufgefasst werden, die - wie zuvor erläutert - das erfindungsgemäße Lokalisierungsverfahren ausführt und hierzu mittels geeigneter Software und Hardware eingerichtet ist.
Zusammenfassend wird zum Lokalisieren eines bestimmten aufzufindenden Anlagenmoduls 1,2 innerhalb einer Vielzahl 3 von gleichartigen Anlagenmodulen 1, die ortsfest installiert sind, vorgeschlagen, eine relative Positionsbestimmung des aufzufindenden Anlagenmoduls 1,2 durch Auswertung von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 5 zu dem aufzufindenden Anlagenmodul 1,2 und/oder gegebenenfalls zu weiteren der Anlagenmodule 1 durchzuführen und einem Benutzer die so bestimmte Position 6 zu visualisieren, damit der Benutzer diese Visualisierung zum Auffinden des Anlagenmoduls 1,2 in der realen Welt verwenden kann.
Bezugszeichenliste

1: Anlagenmodul (z.B. Ventilator)
2: aufzufindendes Anlagenmodul
3: Vielzahl an Anlagemodulen
4: Kommunikationsschnittstelle
5: Kommunikationsverbindung
6: räumliche Position (von 2)
7: räumliche Aufteilung (Layout/Lageplan) von 2
8: Raum
9: Ankerpunkt
10: Netzwerk (gebildet durch 1 beziehungsweise 3)
11: Sensor (von 1)
12: tragbares elektronisches Gerät
13: relative Position (von 12 zu 10 bzw. 3,2)
14: mixed-reality(MR)-Darstellung
15: Anzeigeeinheit (von 12)
16: (virtuelle) Einblendung
17: Information (zum Betriebszustand von 1 und/oder bezüglich Wartung und/oder Instandhaltung von 1)
18: Abstände (zwischen 1, insbesondere zwischen 2 und 1)
19: globale Ortsinformation (zu 2)
20: ID (von 1)
21: reale Anordnung (von 3)
22: Deckenverkleidung
23: wireless access point (WAP)

Claims

Verfahren zur Lokalisierung eines aufzufindenden Anlagenmoduls (1, 2) innerhalb einer Vielzahl (3) von Anlagenmodulen (1), die ortsfest installiert sind und die jeweils eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle (4) zum Aufbau einer jeweiligen drahtlosen Kommunikationsverbindung (5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, - dass zu einzelnen der Anlagenmodule (1) eine jeweilige drahtlose Kommunikationsverbindung (5) aufgebaut wird und - dass mittels eines Lokalisierungsalgorithmus, der einzelne der Kommunikationsverbindungen (5) auswertet, eine räumliche Position (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1, 2) ermittelt wird, - vorzugsweise wobei die ermittelte Position (6) innerhalb einer Darstellung einer räumlichen Aufteilung (7) der installierten Anlagenmodule (1) computerimplementiert visualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, - wobei zwischen und/oder zu benachbarten der Anlagenmodule (1) jeweilige drahtlose Kommunikationsverbindungen (5) aufgebaut werden und in einem ersten Schritt absolute oder relative Abstände (18) zwischen einzelnen der Anlagenmodule (1) mittels jeweiligen der Kommunikationsverbindungen (5) ermittelt werden, - vorzugweise wobei in einem zweiten Schritt, insbesondere iterativ, aus den ermittelten Abständen (18) eine, vorzugsweise die zuvor erwähnte, räumliche Aufteilung (7) der installierten Anlagenmodule (1), beispielsweise als ein virtuelles 2D-Layout, ermittelt wird, - besonders bevorzugt und an einen Benutzer ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei zur Ermittlung der räumlichen Position (6) mehrere der Kommunikationsverbindungen (5) zu dem aufzufindenden Anlagenmodul (2, 1) und zu benachbarten der Anlagenmodule (1) ausgewertet werden, - insbesondere wobei hierzu mehrere Abstände (18) zwischen dem aufzufindenden Anlagenmodul (1,2) und benachbarten der Anlagenmodulen (1) ermittelt werden, und/oder dass - der Lokalisierungsalgorithmus von mindestens einem Teilnehmer eines von den Anlagenmodulen (1) gebildeten Netzwerks (10) ausgeführt wird, beispielsweise von einem der Anlagenmodule (1), von dem aufzufindenden Anlagenmodul (1,2), von einem Knoten- oder Zugangspunkt des Netzwerks (10) oder von einem tragbaren elektronischen Gerät (12).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Abstände (18) zwischen den Anlagenmodulen (1) auf Basis von gemessenen Signalstärken und/oder Signallaufzeiten einer jeweiligen der Kommunikationsverbindungen (5) ermittelt werden, - vorzugsweise wobei die Signallaufzeiten und/oder Signalstärken mittels der Kommunikationsschnittstellen erfasst werden und/oder - wobei hierzu ein RSSI-(relative signal strength indication) und/oder ein ToA(time of arrival)-Verfahren eingesetzt wird, - insbesondere wobei der Lokalisierungsalgorithmus ein RSSI- und/oder ein ToA-Verfahren einsetzt, um Abstände (18) zwischen den Anlagenmodulen (1) und daraus die räumliche Aufteilung (7) zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Lokalisierungsalgorithmus auf Basis von ermittelten Abständen (18) zwischen den Anlagenmodulen (1) die räumliche Position (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1,2) innerhalb eines Raums (8) des Gebäudes computerimplementiert ermittelt, - vorzugsweise wobei hierzu eine Orientierung und/oder Lage der ermittelten räumlichen Aufteilung (7) in Bezug auf den Raum (8) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei eine räumliche Position eines ortsfesten oder beweglichen, insbesondere momentanen, Ankerpunkts (9), beispielsweise eines ortsfesten Knotenpunkts, zum Beispiel einer Basisstation, insbesondere eines wireless-access-point (WAP), eines durch die Anlagenmodule (1) gebildeten drahtlosen Netzwerks (10), oder beispielsweise eines durch ein tragbares elektronisches Gerät (12) bereitgestellten beweglichen oder momentanen Ankerpunkts (9), innerhalb des Gebäudes bei der Bestimmung der räumlichen Position (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1, 2) berücksichtigt wird, - insbesondere wobei der Ankerpunkt (9) von einem Benutzer bereitgestellt beziehungsweise definiert wird, insbesondere durch eine Benutzereingabe, und/oder - wobei der Lokalisierungsalgorithmus auf Basis von wenigstens einer drahtlosen Kommunikationsverbindung (5) zwischen dem Ankerpunkt (9) und einem der installierten Anlagenmodule (1) die Orientierung und/oder Lage der räumlichen Aufteilung (7) in Bezug auf den Ankerpunkt (9) und damit auf den Raum (8) bestimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Anlagenmodule (1) ein drahtloses Netzwerk (10) ausbilden und ein tragbares elektronisches Gerät (12) mit dem Netzwerk (10), vorzugsweise drahtlos, verbunden wird, um einen beweglichen Ankerpunkt (9) zur Verfügung zu stellen, wobei das aufzufindende Anlagenmodul (1,2) mit Hilfe des Geräts (12) aufgefunden wird, - vorzugsweise wobei hierzu eine relative Position (13) des Geräts (12) in Bezug auf die räumliche Position (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (2) und/oder in Bezug auf die räumliche Aufteilung (7) mittels eines Lokalisierungsalgorithmus, der eine drahtlose Kommunikationsverbindung (5) zwischen dem Netzwerk (10), insbesondere mehreren der Anlagenmodule (1), und dem Gerät (12) auswertet, bestimmt wird, - besonders bevorzugt wobei die räumliche Position (6) und/oder die räumliche Aufteilung (7), vorzugsweise und die relative Position (13), einem Benutzer auf dem Gerät (12) visualisiert werden/wird, - insbesondere sodass der Benutzer mit Hilfe des Geräts (12) innerhalb der Vielzahl (3) an Anlagenmodulen (1) navigieren kann, um so das aufzufindende Anlagenmodul (1, 2) schnell lokalisieren zu können.
Verfahren nach Anspruch 7, - wobei eine Orientierung und/oder Lage der räumlichen Position (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1,2) und/oder der räumlichen Aufteilung (7) in Bezug auf den Raum (8) dadurch ermittelt wird, dass ein Benutzer das tragbare elektronische Gerät (12) in dem Netzwerk (10) bewegt und dabei Veränderungen in den Kommunikationsverbindungen (5) mit dem Gerät (12) erfasst, - insbesondere wobei dabei eine Änderung einer Signalstärke und/oder einer Signallaufzeit von wenigstens einer der Kommunikationsverbindungen (5) zwischen dem Gerät (12) und dem Netzwerk (10) zur Ermittlung der Orientierung und/oder Lage ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, - wobei die räumliche Lage (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1, 2) in Bezug auf den Ankerpunkt (9) computerimplementiert ermittelt wird, insbesondere auf Basis von vorbekannten ortsfesten räumlichen Koordinaten des Ankerpunkts (9), - vorzugsweise wobei der Lokalisierungsalgorithmus auf Basis wenigstens einer drahtlosen Kommunikationsverbindung (5) zwischen einem der Anlagenmodule (1) und dem Ankerpunkt (9) die Orientierung und/oder Lage des aufzufindenden Anlagenmoduls (1, 2) in Bezug zum Ankerpunkt (9) und damit auf den Raum (8) bestimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei eine geometrische Randbedingung, beispielsweise eine näherungsweise gleichbleibende Installationshöhe der Anlagenmodule (), bei der Ermittlung der räumlichen Aufteilung () berücksichtigt wird, um den Lokalisierungsalgorithmus zu vereinfachen, und/oder - wobei, insbesondere unter Anwendung von Trilateration, die Kommunikationsverbindungen (5) von wenigstens drei der Anlagenmodule (1) jeweils zu dem aufzufindenden Anlagenmodul (1) ausgewertet werden, um die räumliche Position (6) des aufzufindenden Anlagenmodul (1) in drei Dimensionen zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die drahtlose Kommunikationsschnittstelle (4) eine Funkschnittstelle ist - insbesondere und als eine Bluetooth-, vorzugsweise Bluetooth Low Energy-, WLAN-, LoRa, oder AM-Modbus-W-Schnittstelle ausgestaltet ist, und/oder - wobei der Lokalisierungsalgorithmus ein Funklokalisierungsalgorithmus ist, - vorzugsweise der Funksignalstärken und/oder Funksignallaufzeiten der Kommunikationsverbindungen (5) auswertet.
Verfahren zur Wartung und/oder Instandhaltung eines in der realen Welt aufzufindenden Anlagenmoduls (1,2) innerhalb einer Vielzahl (3) von Anlagenmodulen (1), die ortsfest installiert sind, - insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Wartungsereignis mit Hilfe einer, vorzugsweise drahtlosen, Kommunikationsschnittstelle (4) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1) automatisch erfasst wird, - dass in Reaktion auf das erfasste Wartungsereignis eine aktuelle räumliche Position (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1) innerhalb eines Raums (8) automatisch ermittelt wird, und - dass die ermittelte Position (6) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 12, - wobei das aufzufindende Anlagenmodul (1,2) über einen Sensor (11) verfügt, mit dem sich ein Betriebszustand des Anlagenmoduls (1,2) überwachen lässt, und das Wartungsereignis mit Hilfe des Sensors (11) erfasst wird, - insbesondere indem das aufzufindende Anlagenmodul (1,2) selbsttätig in Reaktion auf das mit dem Sensor (11) erfasste Wartungsereignis das Wartungsereignis über die Kommunikationsschnittstelle (4) meldet oder/und (insbesondere ergänzend) - indem eine computerimplementierte Überwachungsinstanz, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen, über die Kommunikationsschnittstelle (4) des Anlagenmoduls (1) dessen Sensor (11) oder einen Betriebsparameter ausliest und so das Wartungsereignis erfasst.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, - wobei die räumliche Position (6) computerimplementiert und/oder - zusammen mit einer globalen Ortsinformation (19) zum Auffinden des aufzufindenden Anlagenmoduls (1,2) ausgegeben wird und/oder - wobei vorab die räumliche Position (6) durch Anwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die räumliche Position (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1,2) einer Person, die das aufzufindende Anlagenmodul (1,2) auffinden und gegebenenfalls warten und/oder instand halten soll, auf einem tragbaren elektronischen Gerät (12) visualisiert wird, - insbesondere computerimplementiert und/oder automatisch in Reaktion auf die automatische Erfassung des Wartungsereignisses.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die ermittelte Position (6) innerhalb einer Darstellung einer räumlichen Aufteilung (7) der installierten Anlagenmodule (1) computerimplementiert visualisiert wird, - vorzugsweise wobei die Darstellung mit Informationen zum Betriebszustand von einzelnen der installierten Anlagenmodule (1), insbesondere des aufzufindenden Anlagenmoduls (1,2) angereichert ist, - insbesondere wobei hierzu vorab die Aufteilung (7) mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1-11 ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die räumliche Position (6) des aufzufindenden Anlagenmoduls (1,2), vorzugsweise und die räumliche Aufteilung (7) der installierten Anlagenmodule (1), besonders bevorzugt und die relative Position (13) des Geräts (12), mittels einer Mixed-reality-(MR)-Darstellung (14), insbesondere auf dem tragbaren elektronischen Gerät (12), visualisiert wird, - insbesondere sodass der Benutzer in der MR-Darstellung (14) real vorhandene Teile des Gebäudes / des Raums (8) sieht und eine virtuelle Einblendung (16) der räumlichen Position (6) und/oder der räumlichen Aufteilung (7) und/oder der relativen Position (13) des Geräts (12).
Netzwerk (10), vorzugsweise drahtloses Netzwerk (10), gebildet von einer Vielzahl (3) von, insbesondere gleichartigen, Anlagenmodulen (1), die ortsfest installiert sind, dadurch gekennzeichnet, - dass jedes der Anlagenmodule (1) mit wenigstens einem weiteren Teilnehmer des Netzwerks (10) mittels einer, vorzugsweise drahtlosen, Kommunikationsschnittstelle (4) über eine Kommunikationsverbindung (5) verbunden ist, und - dass mindestens eine Instanz als Teilnehmer des Netzwerks (10) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 eingerichtet ist.
Netzwerk (10) gemäß Anspruch 18, - wobei die Anlagenmodule (1) jeweils über einen Sensor (11) verfügen, mit dem sich ein Betriebszustand des jeweiligen Anlagenmoduls (1) überwachen lässt, und so ein Wartungsereignis mit Hilfe des Sensors (11) detektiert werden kann, - insbesondere wobei die Anlagenmodule (1) dazu eingerichtet sind, mittels jeweiliger, vorzugsweise drahtloser, Kommunikationsschnittstellen (4), das Auftreten eines Wartungsereignisses selbständig zu melden und/oder - wobei das Netzwerk (10) als ein dezentrales MESH-Funknetzwerk ausgestaltet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder Netzwerk (10) nach Anspruch 18 oder 19, - wobei die Anlagenmodule (1) Raumluftmodule, insbesondere zur Filterung und/oder Ventilation und/oder Belüftung und/oder Beheizung und/oder Kühlung und/oder Trocknung und/oder Klimatisierung von Raumluft sind und/oder - zumindest teilweise als Rauminstallationsmodule, insbesondere zur Raumbeleuchtung oder beispielsweise als mittels Aktoren verstellbare Jalousien, ausgestaltet sind.