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Die Erfindung betrifft eine gewichtserfassende Ereignismeldevorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von Ereignismeldungen sowie ein damit ausgestattetes Überwachungssystem.
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Die Überwachung von unterschiedlichen Geräten, Sensoren und dergleichen sowie eine ereignisgesteuerte Alarmierung gehört zu den wesentlichen Funktionalitäten von Überwachungssystemen, wie sie z.B. in sogenannten Smart-Home-Anwendungen zum Einsatz kommen. Es sind bereits Systeme bekannt, die für einen oder mehrere Nutzer einen Überwachungsdienst bereitstellen, der es ermöglicht, die Zustände zahlreicher und verschiedenster Gegenstände, Geräte sowie Bereiche automatisch überwachen zu lassen und ggf. den Nutzer zu benachrichtigen oder zu alarmieren.
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So offenbart
US 2016/0165387 A1 ein Smart-Home-System mit Datenanalyse zur Überwachung von geschlossenen Räumen von daheim oder außer Haus. Das System kann ein BLE-Mesh-Netzwerk (BLE: Bluetooth Low Energy) mit einem eingebetteten Gateway und mehreren Repeater-Knoten enthalten, auf denen BLE-Mesh-Software zur Verwendung mit einem Cloud-Server zum Empfangen von Daten vom Gateway über Wifi-Kommunikation ausgeführt wird. Eine Vielzahl von Vorrichtungen mit jeweils einem Sensor und einem BLE-Modul kann in dem System enthalten sein. Das System soll insbesondere für erkrankte oder altersschwache Menschen genutzt werden, wobei als Sensoren z.B. ein Sturzerkennungssensor, ein Herz- und Atmungssensor oder eine Kamera verwendet werden; auch können Schalter zum Einsatz kommen, die das Öffnen von Türen oder Fenster erfassen.
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US 2015/0312348 A1 offenbart ein Smart-Home-System, das insbesondere im Küchenbereich eingesetzt wird und viele der Küchengeräte miteinander bzw. mit dem Gateway-Server vernetzt. Dazu sind die Küchengeräte mit passender Sensorik und drahtloser Übertragungstechnik ausgestattet (s.
1B). In Abs. [0040], [0051] und [0092-93] wird auch der Einsatz einer smarten Lebensmittel-Waage (food scale oder Wi-Fi scale) genannt, deren Aufbau aber nicht näher beschrieben wird.
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Solche smarten Waagen bzw. gewichtserfassende Vorrichtungen sind aber an sich bekannt und werden z.B. in
CN 107610751 A , oder
US 8 829 365 B1 . Wenn der Nutzer etwas abwiegt, z.B. Nahrungsmittel, dann meldet eine solche Waage das gemessene Gewicht an den Gateway-Server und kann somit als gewichtserfassende Ereignismeldevorrichtung verstanden werden. Der Nutzer muss aber zum Wiegen und Absenden von Meldungen eine App benutzen, die auf seinem Smartphone installiert ist. Dies und die Bedienung der Waage an sich sind recht umständlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewichtserfassende Eingabemeldevorrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich der Bedienbarkeit wie auch der Erzeugung von Ereignismeldungen deutlich zu verbessern.
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine manuell bedienbare Ereignismeldevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ereignismeldevorrichtung nicht nur mindestens einen Gewichts-Sensor, sondern auch einen Temperatur-Sensor und einen Vibrations-Sensor aufweist sowie eine mit den Sensoren verbundene Auswerteeinheit aufweist, welche getriggert von einer mittels des Vibrations-Sensors detektierten Vibration die Zustände und/oder Zustandsänderungen zumindest einiger der Sensoren (zumindest des mindestens einen Gewichts-Senors und/oder des Temperatur-Sensors) auswertet und daraus eine Ereignismeldung zum Übertragen an einen Netzwerk-Knoten für einen ereignisabhängigen Dienst erzeugt.
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Demnach werden ausgelöst bzw. getriggert von einer Vibration Gewichts- und/oder Temperatur-Messungen durchgeführt und in Anhängigkeit davon aufgrund von sensorischem Erfassen der Zustände (statische Messerfassung und Auswertung) und/oder der Zustandsänderungen (dynamische Messerfassung und Auswertung) Ereignismeldungen zum Übertragen an einen Netzwerk-Knoten für einen ereignisabhängigen Dienst erzeugt. Somit kann die Ereignismeldevorrichtung durchaus als smarte Waage genutzt werden, die bei Vibration aktiviert wird und sehr energiesparend sowie hochgenau arbeitet. Die Vibration wird insbesondere durch das Ablegen einen Objekts auf der Auflagefläche verursacht und ebenso durch das Entfernen des Objektes. Denn auch beim Entfernen des Objektes wird eine Vibration erzeugt. Dasselbe gilt für ein Berühren der Auflagefläche durch den Nutzer der Waage. Durch das Erfassen von Gewicht und Temperatur wird das Überwachen einer Temperaturabhängigkeit beim Gewichtsmessen ermöglicht, wie dies im Bereich der Thermogravimetrische Analyse gefordert wird; auch sind genaue Kalibrierungen möglich. Allerdings beschränkt sich die Erfindung keinesfalls auf die Labortechnik, sondern betrifft nahezu alle Lebensbereiche, insbesondere im Bereich von Smart Home Applications. Denn die Erfindung wertet intelligent gewichts- und temperatur-abhängige Zustände (statisch und dynamisch) aus und erzeugt daraus passende Ereignismeldungen für einen ereignisabhängigen Dienst. Die Erfindung betrifft somit alle Ereignisse, die gewichts- und/oder temperaturbedingte Ursachen haben. Durch das Vibrations-getriggerte Aktivieren der Waage, kann diese sehr energieeffizient arbeiten, indem die Auswerteeinheit nur dann von einem Ruhemodus (Sleep Mode) in einen Aktivmodus versetzt wird (Wake Up), wenn der Vibrations-Sensor eine Vibration detektiert.
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Demnach kann die Ereignismeldevorrichtung z.B. als Berührungsmelder dienen (Person berührt die Auflagefläche, z.B. bei Betreten seines Arbeitsplatzes) oder als Anwesenheitsindikator (Post/Päckchen wurde auf der Auflagefläche abgestellt) oder als Gewichts- und/oder Temperatur-Überwacher (Tasse mit heißem Kaffee wird abgestellt und über die Zeit leergetrunken) usw.. Die Vorrichtung kann sehr einfach bedient werden, erlaubt aber dennoch das Erfassen von sehr vielen verschiedenen Kombinationen von Gewichts- und/oder Temperatur-Zuständen sowie das Überwachen von auftretenden Änderungen derselben, wodurch insbesondere im Bereich von Smart-Home-Anwendungen ein sehr breit angelegter und flexibler Einsatz der Ereignismeldevorrichtung möglich ist.
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Es wird auch ein Verfahren zum Erzeugen von Ereignismeldungen mittels einer solchen Ereignismeldevorrichtung offenbart, wobei das Verfahren im Wesentlichen mittels einer mit den Sensoren verbundenen Auswerteeinheit ausgeführt wird und folgende Schritte aufweist: In einem Schritt wird eine vibrierende Berührung der Abstellfläche mittels des vorhandenen mindestens einen Gewichts-Sensors oder eines eigens dafür vorgesehenen Vibrations-Sensor erkannt und dadurch wird die Auswerteeinheit aktiviert, wobei die Auswerteeinheit von einem Schlafmodus in einen Aktivmodus versetzt wird. Dann werden im Aktivmodus die Zustände und/oder Zustandsänderungen des mindestens einen Gewichts-Sensor mittels der Auswerteeinheit ausgewertet, um das Objekt-Gewicht oder dessen Änderungen zu messen; und/oder es werden die Zustände und/oder Zustandsänderungen des Temperatur-Sensors ausgewertet, um die Objekt- (oder auch Umgebungs-) Temperatur oder dessen Änderungen zu messen; dabei werden zumindest für einen der Sensoren dessen Zustandsänderungen anhand eines Zeitintervalls ausgewertet, das z.B. im Bereich von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stunden liegen kann; schließlich wird mittels der ausgewerteten Zustände und/oder Zustandsänderungen eine Ereignismeldung zum Übertragen den Netzwerk-Knoten für einen ereignisabhängigen Dienst erzeugt.
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Des Weiteren wird ein Überwachungssystem vorgestellt, das einen Netzwerk-Knoten für einen ereignisabhängigen Dienst aufweist und mindestens eine solche gewichtserfassende Ereignismeldevorrichtung aufweist, die vorzugsweise so installiert wird, dass sie leicht vom Nutzer bedient werden kann (z.B. auf dem Schreibtisch, auf dem Tisch in der Küche, auf einem Sideboard im Eingangsbereich oder an einem anderen prädestinierten Platz). Das System ist netzwerkbasierend, vorzugsweise das Internet nutzend, aufgebaut und umfasst als Netzwerk-Knoten ein Gateway, das vorzugsweise drahtlos (z.B. mittels ZigBee; Thread oder BluetoothMesh) mit zahlreichen Sensoren (Kameras, Bewegungssensoren, Magnetschalter usw.) kommuniziert sowie mit Endgeräten der Nutzer, insbesondere mit Smartphones, kommunizieren kann, wobei die Daten vorzugsweise in einer Cloud gespeichert und den Nutzern über eine App, ein Portal usw. zur Verfügung gestellt werden. Das System kann somit einen Nutzer-konfigurierbaren intelligenten und automatischen Überwachungs- und Benachrichtigungs- bzw. Ereignismeldedienst bereitstellen, der Nutzer-freundlich eine Überwachung von Gewichts- und/oder Temperatur-relevanten Ereignissen in einem Bereich, wie z.B. Wohnung, Haus, Büro, Firma, ermöglicht.
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Die Ereignismeldevorrichtung kann als kompaktes Gerät z.B. in Form eines mehrfunktionalen und intelligenten Wäge- und Berührungsgerätes (sozusagen als „smarte Touch-Waage“) aufgebaut sein, so dass der Nutzer quasi mit einer Berührung desselben sofort das Erzeugen einer Ereignismeldung an das Gateway veranlasst, auf dem wiederum eine Anwendungssoftware mindestens einen Prozess abhängig von der Ereignismeldung durchführt, im Sinne eines ereignisabhängigen Dienstes bzw. Dienst-Features auszuführen. Beispielsweise befindet sich Ereignismeldevorrichtung als smarte Touch-Waage am Arbeitsplatz und der Nutzer berührt kurz die Ablagefläche der Ereignismeldevorrichtung oder stellt darauf sein Wasserglas ab, wenn er am Arbeitsplatz erscheint; es wird also eine Login-Funktion realisiert, mit der z.B. auch der PC usw. eingeschaltet werden kann. Ebenso kann der Nutzer beim Verlassen des Arbeitsplatzes die Ereignismeldevorrichtung für eine LogOut-Funktion nutzen (Wasserglas entfernen), wobei dann eine passende Ereignismeldung („Nutzer verlässt seinen Arbeitsplatz“) erzeugt wird und das Gateway dann eine dazu passende Abfrage aller im Arbeitsplatzbereich installierten und im System integrierten Geräte, Sensoren initiiert, insbesondere PC, Drucker, Schreibtischleuchte usw.. Die Anwendungssoftware fragt dann den Status aller dieser Geräte ab und überprüft diese im Vergleich mit Solldaten (z.B. Drucker/Schreibtischleuchte ausgeschaltet; PC heruntergefahren usw.). Der Nutzer kann sich dann schon Richtung Büroausgang bewegen, denn sofort geht eine Meldung zurück an sein SmartPhone (App), die ihm anzeigt, dass alles OK ist oder nicht. Dem Nutzer kann z.B. eine Übersicht aller Geräte-Zustände angezeigt werden, so dass er auf einen Blick erkennt, wenn ggf. noch etwas nicht OK sein sollte, wie z.B. dass der Drucker oder Kopierer im Nebenraum noch eingeschaltet ist usw.. Die sehr breite Anwendungspallette der Erfindung wird auch anhand der nachfolgenden Beschreibung weiter verdeutlicht.
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Unter Ereignismeldung soll nicht eingrenzend nur eine solche Meldung verstanden werden, die sich auf ein Ereignis im engeren Sinnen bezieht, also auf ein Geschehnis oder dergleichen, das mit einer Zustandsänderung einhergeht, sondern sich auf jede Art von Ereignis bezieht, d.h. auch auf die Abfrage von Zuständen ohne dass diese sich geändert haben müssen. In diesem Sinne sind die Begriffe „Ereignis“ und „Ereignismeldung“ ganz allgemein und ohne Einschränkung zu verstehen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die Unteransprüche angegeben:
- In der Ereignismeldevorrichtung detektiert der mit der Auswerteeinheit verbundene Vibrations-Sensor sofort jede vibrierende Berührung der Abstellfläche; dies wird als Aktivierungsereignis „WakeUp“ für die Auswerteeinheit genutzt, um sie vom Schlafmodus in den Aktivmodus zu versetzen oder zumindest den Wägeprozess zu initiiert. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Ereignismeldevorrichtung mindestens ein Federelement aufweist, das mit der Auflagefläche wirkverbunden ist und Vibrationen an den Vibrations-Sensor überträgt, die beim Berühren der Auflagefläche, beim Ablegen des zu wiegenden Objektes auf der Auflagefläche oder beim Entfernen des Objektes von der Auflagefläche auftreten. Durch mindestens ein solches Federelement wird die Sensitivität des Vibrations-Sensors, der sich z.B. auf einer Platine (PCB) unterhalb der Auflagefläche befindet, deutlich verbessert. Das Erkennen von Vibrationen kann kann aber auch mittels der Auswertung der Zustände und/oder Zustandsänderungen der Gewichts-Sensoren erfolgen, um somit ein vordefinierbares Vibrations-Ereignis zu erkennen und abhängig davon die Zustände und/oder Zustandsänderungen von mindestens einem der Sensoren auszuwerten, also z.B. Gewicht und Temperatur zu messen.
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Die Auswerteeinheit kann mittels der Auswertung der Zustände und/oder Zustandsänderungen vordefinierbare Vibrations-, Wiege- und/oder Temperatur-Ereignisse erkennt und Informationen über diese Ereignisse in die Ereignismeldung zum Übertragen an den Netzwerk-Knoten einbettet. Es werden also entsprechend der erkannten Zustände und/oder deren Änderungen geeignete Ereignismeldungen erzeugt und an das Gateway gesendet. Dabei können die Zustände/Zustandsänderungen des/der Gewichtssensoren als „weight events“ oder auch als „vibration events“ aufgefasst werden und die Zustände/Zustandsänderungen des Temperatur-Sensors können als „temperature events“ aufgefasst werden. Je nachdem, welche Zustände bzw. Zustandsänderungen erkannt werden, wird dafür eine passende Ereignismeldung erzeugt, wie z.B. „Die Post wurde geliefert“ oder „Kaffee-Tasse ist leer und/oder kalt“ usw..
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Vorzugsweise weist die Ereignismeldevorrichtung eine mit der Auswerteeinheit verbundene drahtlose Datenübertragungsvorrichtung auf, die in einem lizenzfreien Funkband, insbesondere in einem ISM-Band, arbeitet und/oder gemäß einem Funkprotokoll für geringes Datenaufkommen arbeitet. Somit können die Daten effektiv und sehr effizient ausgetauscht werden, wobei sehr wenig Energie verbraucht wird, was für Batterie-betriebene besonders vorteilhaft ist.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn die drahtlose Datenübertragungsvorrichtung auch zum Empfangen von Meldungen von dem Netzwerk-Knoten ausgebildet ist, und dass Ereignismeldevorrichtung mindestens ein mit der Datenübertragungsvorrichtung verbundenes optisches Anzeigemittel (LED(s) oder Display...) und/oder akustisches Ausgabemittel (Piepser, Lautsprecher...) aufweist, das die Meldung an den Nutzer ausgibt. Hierdurch ist es möglich auch an der Ereignismeldevorrichtung selbst an den Nutzer eine Meldung abzugeben, wie z.B. eine akustische Ansage „Alles OK“.
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Für eine sehr präzise Gewichtsmessung ist es vorteilhaft, wenn die Ereignismeldevorrichtung vier Gewichts-Sensoren aufweist, die zu einer Wheatstone-Messbrückenschaltung verschaltet sind. Als Gewichts-Sensoren sind hierfür besonders Dehnungsmessstreifen-Wägezellen (strain gauge load cells) geeignet.
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Für die zeitabhängige, also dynamische Messung, ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit zumindest für einen der Sensoren dessen Zustandsänderungen anhand eines flexibel vorgebbaren Zeitintervalls auswertet, dessen Länge abhängig von der jeweiligen Umgebungssituation ist. Dazu gehört insbesondere die Temperatur bzw. deren Änderung. Wird z.B. eine relativ rasche Temperaturänderung festgestellt, dann wird ein eher kurzes Zeitintervall eingestellt; und im umgekehrten Fall ein eher längeres Zeitintervall.. Ein Zeitintervall von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stunden deckt die meisten Anwendungsfälle ab. Mit einem kurzen Zeitinterval kann z.B. eine engmaschige Gewichtsmessung durchgeführt werden. Je länger jedoch das Zeitinterval sein kann, desto länger kann aber die MCU im Sleepmodus verbleiben, wodurch wiederum der Batterieverbrauch gering gehalten werden kann. Ein Zeitintervall um die 5 Minuten hat sich für Einsatz im häuslichen Bereich sowie in einer Büroumgebung als guter Kompromiss erwiesen.
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In bevorzugten Ausführungsformen ist die Vorrichtung als eine rundförmige, flache Touch-Waage ausgebildet. Hierdurch kann ein sehr kompaktes und benutzerfreundliches Design gestaltet werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Detail anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgendes darstellen:
- 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Ereignismeldevorrichtung in Kommunikation mit einem Überwachungssystem, das z.B. im Smart-Home-Bereich ereignisabhängige Dienste für Nutzer bereitstellen kann;
- 2 zeigt als Blockschaltbild den Schaltungs-Aufbau der erfindungsgemäßen Ereignismeldevorrichtung;
- 3 zeigt die erfindungsgemäße Ereignismeldevorrichtung in einem zerlegten Zustand, um den konstruktiven Aufbau zu veranschaulichen;
- 4 veranschaulicht in Teilfiguren a) und b) den Aufbau und die Funktion von Dehnungsmessstreifen-Wägezellen (strain gauge load cells);
- 5 veranschaulicht in Teilfiguren a) und b) den Aufbau eines Dehnungsmessstreifens-Sensors sowie die Zusammenschaltung von vier Sensoren zu einer Wheatstone-Messbrückenschaltung; und
- 6 zeigt in einem schematischen Flussdiagramm den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Zunächst wird anhand der 1 der Grundaufbau des Überwachungssystems SYS beschrieben: Das System wird beispielsweise im Smart-Home-Bereich eingesetzt und stellt für einen oder mehrere Nutzer einen ereignisabhängigen Dienst bereit, der es ermöglicht, die Zustände zahlreicher und verschiedenster Gegenstände, Geräte sowie Bereiche automatisch überwachen zu lassen und ggf. benachrichtigt oder alarmiert zu werden. Dabei erkennt das System anhand der Zustände bzw. Zustandsänderungen bestimmte Ereignisse und veranlasst dann dazu passende, vom Nutzer konfigurierbare, Steuerungen der Geräte und/oder Benachrichtigungen. Das System stellt im Wesentlichen einen Nutzer-konfigurierbaren intelligenten und automatischen Überwachungs- und Benachrichtigungsdienst bereit, der den oder die Nutzer entlastet, einen Bereich, wie z.B. Wohnung, Haus, Büro, Firma, selbst überwachen zu müssen.
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Beispielsweise ist das Überwachungssystem SYS in einer Büroumgebung installiert und umfasst u.a. Kameras, Sensoren (Sensorik) und dergleichen, die in den Geräten integriert sind oder an diesen appliziert sind, um Zustände derselben zu überwachen, wie z.B. Kühlschrank offen/geschlossen? oder Kaffeemaschine AN/AUS? oder Fenster offen/gekippt/geschlossen? usw.. Die Geräte sowie die Sensorik sind in das System integriert, vorzugsweise drahtlos, indem sie mit dem zentralen Netzwerkknoten, dem Gateway GTW, in Verbindung stehen und kommunizieren können, z.B. über ZigBee-Technologie. Die Daten, welche im Umfang des ereignisabhängigen Dienstes erzeugt erzeugt werden, werden vorzugsweise in einer Cloud CLD gespeichert. Das System SYS kann die Daten z.B. fortlaufend in vorgebbaren Intervallen oder auch nur zu bestimmten Zeitpunkten bzw. Ereignissen eine Übersicht aller Geräte-Zustände erfassen und protokollieren, quasi als Momentaufnahme (SnapShot) speichern, wobei alle Arten von Daten gemeint sind, also nicht bloß Zustandsdaten an sich, sondern auch Bilddaten (Fotos), Audiodaten und dergleichen.
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Auch eine oder mehrere Ereignismeldevorrichtungen NG12 sind Teil des Systems SYS und dienen insbesondere dazu, vom den Nutzern einfach bedient werden zu können, um gewichts-bedingte Ereignisse WE und/oder temperatur-bedingte Ereignisse TE zu erkennen und in eine Meldung EMSG einzubetten, um dann bei dem Gateway GTW ereignisabhängige Dienste zu initiieren. Jede Vorrichtung NG12 hat eine runde Auflagefläche TCS und eine flaches Gehäuse HSG. Im vorliegenden Beispiel befindet sich eine solche Ereignismeldevorrichtung NG12 jeweils am Arbeitsplatz eines jeden Nutzers kann von ihm vielfach genutzt werden: Zum Beispiel beim Eintreffen (LogIn) am Arbeitsplatz oder beim Verlassen (LougOut) desselben. Somit kann der Nutzer bereits durch einfaches Berühren der Ereignismeldevorrichtung NG12 verschiedene Ereignismeldungen EMSG erzeugen und an das Gateway senden lassen, um unterschiedlichste Dienste oder Features auslösen. In einem einfachen Beispiel ist das die Abfrage beim Verlassen des Büros, ob alle Fenster und Türen geschlossen sind. Der Nutzer kann z.B. aber auch Nutzerbezogen für seinen Aufgabenbereich abfragen, ob z.B. alle Geräte (PC, Drucker, Leuchten, Klimagerät) an seinem Arbeitsplatz abgeschaltet sind und in der Küche sich die dortigen Geräte den gewünschten Zustand befinden (Kühlschrank geschlossen, Herd aus, Spülmaschine läuft), denn dieser Nutzer hat z.Zt. Küchendienst. Während der Arbeitszeit kann auch festgestellt werden, ob der Nutzer anwesend ist (z.B. steht eine heiße Tasse Kaffee auf der smarten Touch-Waage). Auch kann der Nutzer darauf hingewiesen werden, dass der Kaffee abkühlt usw.. Sehr viele, nahezu unzählig viele, andere Szenarien sind denkbar, wie z.B. im Küchenbereich, in der Poststelle, am Empfang usw..
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Die Ereignismeldevorrichtung NG12 ist viel einfacher und schneller zu bedienen, als übliche Mensch-Maschine-Schnittstellen, wie z.B. eine App auf den Smartphone oder ein Laptop bzw. PC des Benutzers. Insbesondere kann die Ereignismeldevorrichtung NG12 auch dann und von jedem Nutzer genutzt werden, wenn die übliche Mensch-Maschine-Schnittstellen (z.B. Smartphone-App) nicht zur Verfügung steht, deren Handhabung zu umständlich/langwierig ist oder die übliche Mensch-Maschine-Schnittstelle (z.B. PC) deaktiviert ist/sein soll.
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Der Aufbau sowie die Funktionen der Ereignismeldevorrichtung NG12 werden nachfolgend auch mit Bezug auf die 2-7 beschrieben:
- Wie die 2 und 3 zeigen den schaltungstechnischen bzw. konstruktiven Aufbau der Ereignismeldevorrichtung NG12. Die Vorrichtung enthält insbesondere mindestens einen (hier vier) Gewichts-Sensoren WS, einen Vibrations-Sensor VS und einen Temperatur-Sensor TS, die alle mit der Auswerteeinrichtung MCU verbunden sind, welche im Wesentlichen aus einer Mikro-Controller-Einheit besteht. Des Weiteren ist eine Drahtlos-Datenübertragungsvorrichtung RFAMP zur Kommunikation mit dem Gateway vorgesehen. Für die Auswertung der Zustandsdaten und die Erzeugung der Ereignismeldung greift die Auswerteeinrichtung MCU auf einen lokalen Speicher EEPROM zu. Die Stromversorgung (PowerSupply) der elektrischen / elektronischen Bauteile erfolgt über eine Batterie, wobei beispielsweise mit Hilfe des ZigBee-Standards Energie gespart werden kann, weil die Ereignismeldevorrichtung NG12, insbesondere die MCU, sich in einem Schlafmodus befindet, wenn sie nicht gerade aktiviert sein muss.
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Erfindungsgemäß wird die Auswerteeinheit durch eine vom Vibrations-Sensor erkannte Vibration aktiviert. Dann werden die Zustände der Sensoren erfasst, also die statischen Messwerte für Gewicht und Temperatur. Es werden aber auch auch Zustandsänderungen erfasst und erkannt, also dynamische Messwerte, welche eine zeitliche Gewichtsänderung, Vibration oder Temperaturänderung betreffen. Daraus werden kombinatorische Ereignis-Meldungen erzeugt, wie z.B.:
- (a) Vibration an der Auflagefläche erzeugt WakeUp bzw. Start der Messung(en);
- (b) Meldung alle 30 Sekunden nach Vibration, wenn die Temperatur-Änderung größer als 1 Grad und Gewichtsänderung größer als 5 Gramm sind;
- (c) Meldung alle 5 Sekunden nach Vibration, wenn die Temperatur-Änderung größer als 1 Grad ist;
- (d) Meldung alle 15 Minuten (900 Sekunden) nach Stromausfall (power cut)
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Die Zustände werden elektrisch bzw. elektronisch erfasst und zwar mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen-Wägezellen über eine Messschaltung, wie sie in den später noch beschriebenen 4 und 5 gezeigt werden.
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Die 3 zeigt den konstruktiven Aufbau der Vorrichtung N12, welche im Wesentlichen aus folgenden Bauteilen besteht (von oben nach unten): Einer Auflagefläche TCS (top cover surface) für das jeweils zu messende Objekt; einer oberen Abdeckung TCV (top cover); einer Scheiben-Platte PLT (pallet) mit vier Löchern; vier diese durchdringenden Federelemente SPG (springs); einer mittlere Abdeckung MCV (middle cover) mit vier Löchern, welche die Federelemente ebenfalls durchdringen; und vier Gewichtssensoren WSR (weight sensors), mit denen Gewichtsmessungen durchgeführt werden können. Unterhalb der Gewichtssensoren WSR ist eine Platine mit Schaltung PCB (printed circuit board) mit den Schaltungselementen (s. 2) angeordnet; auf der Platine PCB sind auch ein Temperatur-Sensor TS sowie ein Vibrations-Sensor VS (s. 2) angeordnet. Die Federelemente stellen eine Wirkverbindung zwischen Auflagefläche TCS und Platine PCB her, so dass jede an der Auflagefläche TCS auftretende Vibration an den auf der Platine PCB befindlichen Vibrations-Sensor VS übertragen wird. Unter der Platine PCB befindet sich die untere Abdeckung bzw. Bodenplatte BCV (bottom cover); das darin befindliche Batteriefach ist nicht dargestellt. Insgesamt werden alle Bauteile und Komponenten in einem sehr kompakten Nutzer-freundlichem Design integriert.
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Die Gewichts-Messung erfolgt im vorliegenden Beispiel mit Sensoren und einer Schaltung, wie sie in den 4 und 5 gezeigt sind:
- Die 4a zeigt eine Dehnungsmessstreifen-Wägezelle (strain gauge load cell), also eine Wägezelle mit 4 Dehnungsmessstreifen als Gewichts-Sensoren, wobei in dieser Ansicht nur die zwei oberen Sensoren bzw. Dehnungsmessstreifen WS1 und WS2 zu sehen sind. Eine auf die Wägezelle wirkende Gewichtskraft (s. Pfeile) führt zu einer Dehnung oder Stauchung der Sensoren. Dies wird in 4b gezeigt, wobei die Sensoren WS1 und WS3 gestreckt/gedehnt werden und die anderen Sensoren WS2 und WS4 gestaucht/komprimiert werden. Jeder Dehnungsmessstreifen WS ist auf einer elastischen Folie aufgebaut (s. 5a) und stellt einen elektrischen Widerstand dar, der sich ändern, wenn aufgrund von Krafteinwirkung eine mechanische Verbiegung/Stauchung/Komprimierung auftritt. Mit Hilfe von einer Anordnung von vier Gewichts-Sensoren WS1 bis WS4 kann eine Messbrücke nach dem Wheatstone-Prinzip aufgebaut werden (s. 5b), die eine sehr genaue Messung ermöglicht. Die Messwerte/Messpannungen können per Analog-Digital-Wandler für die MCU in Messdaten gewandelt werden, welchen dann die Auswertung durchführt.
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Die Ereignismeldevorrichtung NG12 (s. auch 2) enthält also mehrere Typen von Sensoren, nämlich die oben genannten Gewichts-Sensoren WS sowie der Temperatur-Sensor TS wie (optional) auch der Vibrations-Sensor VS, und es werden deren Zustände und Zustandsänderung erfasst und ausgewertet (Im Weiteren wird vereinfachend nur von Zustand gesprochen).
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Jeder Zustand allein kann schon als ein bestimmtes Ereignis verstanden werden und somit die Erzeugung einer entsprechenden Ereignismeldung veranlassen. In vielen Fällen aber kommt es auf die jeweilige Kombination an. Es kann bereits mit nur einer Bedienaktion bzw. Berührung der Ereignismeldevorrichtung NG12 eine Vielzahl von unterschiedlichsten ereignisabhängigen Diensten getriggert werden. Die manuelle Bedienaktion (Berührung des Auflagefläche TCS) beinhaltet in der Regel auch das Aufwecken der Ereignismeldevorrichtung NG12, d.h. das Überführen der MCU vom Schlafmodus und den Aktivmodus. Daher wird diese Bedienaktion hier auch mit WKUP (WakeUp) bezeichnet.
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Die Erfindung umfasst auch das beanspruchte Verfahren, nach welchem die Prozesse in dem System, insbesondere in der Ereignismeldevorrichtung NG12 gesteuert werden. Anhand der 6 wird dies veranschaulicht:
- Das Verfahren 100 dient zum Erzeugen von Ereignismeldungen EMSG mittels der beschriebenen manuell bedienbaren Ereignismeldevorrichtung NG12 und weist folgende Schritte auf:
- Zunächst wird die Vorrichtung eingeschaltet (Schritt 110); danach folgt eine Initialisierung, die auch eine Kalibrierung beinhalten kann (Schritt 120).
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Mit Schritt 131 geht die Vorrichtung, insbesondere die MCU, zunächst in den Ruhe- bzw. Schlafmodus - es sind nur rudimentäre Funktionalitäten Prozesse aktiv („Always ON“ - AON).
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Wenn es insbesondere aufgrund einer auftretenden Vibration nun zu einem WakeUp-Ereignis WKUP kommt, dann führt dies zum Übergang in den Aktivmodus (Schritt 132).
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Im Schritt 133 wird geprüft, ob eine Vibration erkannt wird; wenn JA, dann geht das Verfahren in die Schritte 134 ff. über; andernfalls werden andere Prozesse ausgeführt (133*).
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Im Schritt 134 erfolgt nun die eigentliche Gewichts-Messung und im Schritt 135 die eigentliche Temperatur-Messung. Durch Auswertung der gewonnenen Zustandsdaten wird im Schritt 136 ein passender kombinatorischer Zustand (combinatorial event) erzeugt und im Schritt 137 eine entsprechende Ereignismeldung EMSG, um diese an das Gateway GTW zu senden (s. 1).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2016/0165387 A1 [0003]
- US 2015/0312348 A1 [0004]
- CN 107610751 A [0005]
- US 8829365 B1 [0005]
