DE102022125428A1 - System zum Ubertragen eines Signals mit einem Datenpaket zu und von einem aus einer Mehrzahl von Controllern - Google Patents

System zum Ubertragen eines Signals mit einem Datenpaket zu und von einem aus einer Mehrzahl von Controllern Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System mit einer Mehrzahl von vermaschten, paketbasierten Kommunikationskanälen für eine Vollduplex-Signalübertragung, einer Mehrzahl von Controllern als Datenempfängern oder Datenquellen, wobei jeder aus der Mehrzahl von Controllern eine Schnittstelle zum Anbinden zumindest eines Sensors oder eines Aktors, eine Datenverarbeitungseinrichtung und genau einen Transceiver aufweist, wobei der genau eine Transceiver zu jedem Zeitpunkt an genau einen aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen angebunden ist, und mindestens einer Infrastrukturkomponente, wobei die mindestens eine Infrastrukturkomponente eine Datenverarbeitungseinrichtung und mindestens zwei Transceiver aufweist, wobei jeder der mindestens zwei Transceiver zu jedem Zeitpunkt an genau einen aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen angebunden ist, wobei die Mehrzahl von Kommunikationskanälen auf mindestens ein erstes Subnetz und ein zweites Subnetz aufgeteilt sind, wobei alle Trägerfrequenzen einer Signalübertragung in dem ersten Subnetz von allen Trägerfrequenzen der Signalübertragung in dem zweiten Subnetz verschieden sind, wobei das System zum Übertragen eines Signals mit einem Datenpaket zu und von einem aus der Mehrzahl von Controllern eingerichtet ist, wobei das Übertragen des Signals ein Weiterleiten des Datenpakets durch die mindestens eine Infrastrukturkomponente umfasst, wobei bei dem Weiterleiten die mindestens eine Infrastrukturkomponente das Datenpaket auf einem ersten aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen empfängt und das Datenpaket auf einem zweiten aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen sendet, wobei der erste Kommunikationskanal Teil des ersten Subnetzes ist und der zweite Kommunikationskanal Teil des zweiten Subnetzes ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System mit einer Mehrzahl von vermaschten, paketbasierten Kommunikationskanälen für eine Vollduplex-Signalübertragung zu und von einer Mehrzahl von Controllern als Datenempfängern oder Datenquellen, wobei jeder aus der Mehrzahl von Controllern eine Schnittstelle zum Anbinden zumindest eines Sensors oder eines Aktors, eine Datenverarbeitungseinrichtung und einen Transceiver aufweist, sowie mindestens einer Infrastrukturkomponente.
  • Derartige Systeme oder Datennetzwerke zum Anbinden von Sensoren, beispielsweise Dämmerungssensoren, und Aktoren, beispielsweise Relais zum Einschalten von Leuchten, sind aus dem Stand der Technik in mannigfaltiger Weise bekannt. Solche Systeme sind notwendig, um eine Vielzahl von an verschiedenen Orten, beispielsweise über ein Gebäude oder eine Stadt verteilt angeordneten Elementen zum Informationsaustausch miteinander zu verbinden und für verschiedene Applikationen logisch miteinander zu verknüpfen. Beispiele für derartige Applikationen sind eine Parkplatzerkennung und Zuweisung freier Parkplätze über eine Smartphone App, ein Müllmanagementsystem, welches volle Abfallbehälter erfasst und meldet oder eine Beleuchtungssteuerung. Die Applikationen stellen Dienste bereit, die ohne eine entsprechende Vernetzung von Sensoren und Aktoren nicht verfügbar sind und die darüber hinaus helfen können, den Ressourcenverbrauch, insbesondere den Energieverbrauch zu reduzieren.
  • Ziel moderner Netzwerkinfrastrukturen ist es, eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren und die damit verbundenen Endgeräte bei niedrigen Betriebskosten miteinander zu verbinden. Herkömmliche drahtlose Wide Area Networks (WAN) ermöglichen es, Daten mit hoher Datenrate über große Distanzen zu übertragen. Dies jedoch mit einem vergleichsweise hohen Energieaufwand. Dies führt dazu, dass Controller, die mit Sensoren verbunden sind, nicht unabhängig vom Versorgungsnetz mit einer batteriegestützten Energieversorgung versehen werden können.
  • Sogenannte Low Power Wide Area Networks (LPWAN) ermöglichen eine drahtlose Kommunikation über große Entfernungen zwischen Sensoren und Aktoren, wobei die Controller aufgrund des geringen Energiebedarfs mit einer Batterie betrieben werden können. In LPWANs ist die Datenübertragung selbst über große Distanzen energieeffizient. Allerdings sind die verfügbaren Datenraten für komplexere Applikationen zu gering.
  • Demgegenüber ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System zur Datenübertragung von und zu an Sensoren und Aktoren anbindbaren Controllern bereitzustellen, das es ermöglicht, große Distanzen zwischen den einzelnen Elementen des Systems zu überbrücken, das energieeffizient arbeitet und gleichzeitig Datenraten ermöglicht, die über denen von herkömmlichen LWPAN-Technologien liegen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Dazu umfasst das System eine Mehrzahl von vermaschten, paketbasierten Kommunikationskanälen für eine Vollduplex-Signalübertragung sowie eine Mehrzahl von Controllern als Datenempfängern und Datenquellen, wobei jeder aus der Mehrzahl von Controllern eine Schnittstelle zum Anbinden zumindest eines Sensors oder eines Aktors, eine Datenverarbeitungseinrichtung und genau einen Transceiver aufweist. Der genau eine Transceiver ist zu jedem Zeitpunkt an genau einen aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen angebunden. Zudem umfasst das System mindestens einer Infrastrukturkomponente, wobei die Infrastrukturkomponente eine Datenverarbeitungseinrichtung und mindestens zwei Transceiver aufweist, wobei jeder der mindestens zwei Transceiver zu jedem Zeitpunkt an genau einen aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen angebunden ist. Dabei ist die Mehrzahl von Kommunikationskanälen auf mindestens ein erstes Subnetz und ein zweites Subnetz aufgeteilt, wobei alle Trägerfrequenzen einer Signalübertragung in dem ersten Subnetz von allen Trägerfrequenzen einer Signalübertragung in dem zweiten Subnetz verschieden sind. Das System ist zum Übertragen eines Signals mit einem Datenpaket zu und von einem aus der Mehrzahl von Controllern eingerichtet. Das Übertragen des Signals umfasst ein Weiterleiten des Datenpakets durch die mindestens eine Infrastrukturkomponente, wobei bei dem Weiterleiten die mindestens eine Infrastrukturkomponente das Datenpaket auf einem ersten aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen empfängt und das Datenpaket auf einem zweiten aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen sendet, wobei der erste Kommunikationskanal Teil des ersten Subnetzes ist und der zweite Kommunikationskanal Teil des zweiten Subnetzes ist.
  • Es ist der Vorteil der vorliegenden Erfindung eine Systemarchitektur bereitstellen zu können, die es ermöglicht, drahtlos in einem lizenzfreien und genehmigungsfreien Frequenzband zu arbeiten, welches eine ausreichend hohe Bandbreite für komplexere Applikationen bereitstellt. Die beanspruchte Lösung ermöglicht dennoch die Überbrückung großer Distanzen trotz der mit hohen Trägerfrequenzen einhergehenden Reduzierung der Funkreichweite. Der Aufbau großer Netze ist möglich.
  • Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es, das erste und das zweite Subnetz mit Trägerfrequenzen zu betreiben, die voneinander verschieden sind. Die mindestens eine Infrastrukturkomponente, welche die Weiterleitung eines Datenpakets aus dem ersten Subnetz in das zweite Subnetz übernimmt, verfügt über zwei Transceiver, von denen einer an einen Übertragungskanal des ersten Subnetzes mit einer ersten Trägerfrequenz und der andere mit einem Übertragungskanal des zweiten Subnetzes mit einer zweiten Trägerfrequenz angebunden ist. Man kann die Infrastrukturkomponente auch als Repeater in dem Sinne bezeichnen, dass die Reichweite des Systems erhöht wird.
  • Beim herkömmlichen Repeating eines Signals auf einem einzigen Kommunikationskanal mit einer Trägerfrequenz wird die Bandbreite durch das Repeating reduziert. Demgegenüber führt die erfindungsgemäße Weiterleitung zu keiner Reduzierung der zur Verfügung stehenden Bandbreite. Allerdings ist die Latenz durch das Weiterleiten eines Datenpakets erhöht.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zumindest das erste oder das zweite Subnetz ein drahtloses Subnetz mit drahtlosen Kommunikationskanälen.
  • Während die Vorteile der vorliegenden Erfindung voranstehend insbesondere für die Ausprägung der Kommunikationskanäle als drahtlose (Funk-)Kommunikationskanäle beschrieben wurden, kann das erfindungsgemäße System auch drahtgebunden implementiert werden. Die Kommunikationskanäle des ersten und zweiten Subnetzes sind dann auf Leitungen bzw. Drähten ausgebildet. Insbesondere geeignet ist das System auch zur Implementierung von Powerline-Datenkommunikation.
  • Erfindungsgemäß müssen sich bei dem Weiterleiten eines Datenpakets durch die Infrastrukturkomponente die Trägerfrequenzen des ersten Subnetzes und des zweiten Subnetzes voneinander unterscheiden. In einer Ausführungsform der Erfindung nutzen darüber hinaus das erste Subnetz und das zweite Subnetz jeweils eine einzige Trägerfrequenz.
  • Die Mehrzahl von Controllern dient erfindungsgemäß als Senke oder Quelle von Daten und stellt eine Schnittstelle zum Anbinden eines Sensors oder eines Aktors bereit. Sensoren und Aktoren bezeichnen die zwei Gruppen von Elementen, die es miteinander zu vernetzen gilt. Dabei dienen Sensoren naturgemäß als Datenquellen und Aktoren als Datensenken.
  • Beispiele für einen Sensor sind ein Lichtsensor, beispielsweise ein Fototransistor, ein PIR-Sensor, ein kapazitiver Schalter, ein Rauchmelder, ein Tür- oder Fensterkontakt, ein Bewegungsmelder, ein Thermostat, ein Einbruchmelder, ein Sensor zum Erfassen eines Qualitätswerts der Luft, ein Helligkeitssensor, ein Radarsensor, ein Sensor eines E-Bikes oder E-Rollers, ein Parkplatzsensor, ein Mülltonnensensor, ein auf einer Digitalkamera basierender Sensor oder eine Kombination davon.
  • Beispiele für Aktoren sind ein elektrischer Schalter, ein Relais und ein elektromechanisches Stellglied oder eine Kombination davon.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das System eine Mehrzahl von Controllern, und eine Mehrzahl von Sensoren oder Aktoren, wobei mit jeder Schnittstelle eines Controllers zumindest ein Sensor oder ein Aktor verbunden ist. Der Sensor oder der Aktor ist in dieser Ausführungsform Bestandteil des Systems.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System zumindest ein mit einem Aktor zu schaltendes, zu steuerndes, oder zu regelndes und an den Aktor angebundenes Element, insbesondere eine Leuchte, beispielsweise eine Deckenleuchte oder eine Straßenleuchte, eine Ladesäulen für E-Autors, Roller, Fahrräder, einen Schaltschrank, eine Unterverteilung, eine Einbausteckdose oder einen Zwischenstecker. Dabei ist das Element über den Aktor und die Schnittstelle an die Datenverarbeitungseinrichtung eines Controllers angebunden. Über den Controller erhält der Aktor einen Schaltbefehl zum Schalten, Steuern oder Regeln des Elements.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Infrastrukturkomponente neben ihrer Funktion als „Brücke“ oder Repeater zwischen dem ersten und dem zweiten Subnetz auch ein Controller. Dazu weist in einer Ausführungsform der Erfindung die mindestens eine Infrastrukturkomponente auch eine Schnittstelle zum Anbinden zumindest eines Sensors oder eines Aktors auf. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schnittstelle zumindest mit einem Sensor oder einem Aktor verbunden. Der Sensor oder der Aktor sind in einer solchen Ausführungsform Bestandteil des Systems.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Infrastrukturkomponente an ein Netzwerk zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie (umgangssprachlich Stromnetz) angebunden. Dieses dient der Energieversorgung der Datenverarbeitungseinrichtung sowie der Transceiver. Die Anbindung an das Stromnetz ermöglicht es aber in eine Ausführungsform der Infrastrukturkomponenten mit einer Schnittstelle für einen Sensor oder Aktor auch den Sensor oder den Aktor oder einen über den Aktor angebundenen Verbraucher, beispielsweise eine Leuchte, mit Netzspannung zu versorgen.
  • Während das erfindungsgemäße System in der einfachsten Ausführungsform genau ein erstes und ein zweites Subnetz aufweist, weist das System in einer Ausführungsform mehr als zwei Subnetze auf. Es versteht sich, dass dann in einer Ausführungsform jedes Subnetz ausschließlich Trägerfrequenzen seine Kommunikationskanäle aufweist, die von den Trägerfrequenzen aller anderen Subnetze verschieden sind. In einer alternativen Ausführungsform genügt es zu fordern, dass diejenigen Subnetze, für die ein Übersprechen zwischen den Kommunikationskanälen der Subnetze droht, voneinander verschiedene Trägerfrequenzen aufweisen. Typischerweise ist zu fordern, dass benachbarte Subnetze voneinander verschiedene Trägerfrequenzen aufweisen, während ausreichend beabstandete Subnetze die gleiche Trägerfrequenz verwenden können.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung nutzt jedes aus der Mehrzahl von Subnetzen genau eine Trägerfrequenz, die von den Trägerfrequenzen aller anderen Subnetze verschieden ist. Diese Trägerfrequenz wird für die gesamte Intra-Subnetzkommunikation verwendet.
  • In einer Minimalkonfiguration mit genau einem ersten und einem zweiten Subnetz kommt das System grundsätzlich mit einer einzigen Infrastrukturkomponente, welche das Weiterleiten der Datenpakete von dem ersten Subnetz zu dem zweiten Subnetz oder umgekehrt übernimmt, aus. Allerdings sind Ausführungsformen der Erfindung vorteilhaft, bei denen selbst in einer Konfiguration mit genau einem ersten und einem zweiten Subnetz eine Mehrzahl von Infrastrukturkomponenten vorgesehen sind, welche das Weiterleiten von Datenverkehr zwischen dem ersten Subnetz und dem zweiten Subnetz übernehmen. Dies gilt erst recht für Ausführungsformen mit mehr als zwei Subnetzen.
  • Eine Datenverarbeitungseinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist in einer Ausführungsform ein Rechner mit einem Prozessor.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung der mindestens einen Infrastrukturkomponente derart eingerichtet, dass sie analysiert, ob das empfangene Datenpaket weiterzuleiten ist oder nicht.
  • In einer Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Infrastruktureinrichtungen ist jede der Datenverarbeitungseinrichtungen dieser Mehrzahl von Infrastrukturkomponenten derart eingerichtet. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung der mindestens einen Infrastrukturkomponente derart eingerichtet, dass sie ein Routing des empfangenen Datenpakets ausführt. Es versteht sich, dass dann, wenn das System eine Mehrzahl von Infrastrukturkomponenten aufweist, jede der Datenverarbeitungseinrichtungen dieser Infrastrukturkomponenten diese Funktion ausführt.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung der mindestens einen Infrastrukturkomponente derart eingerichtet, dass sie eine folgende Infrastrukturkomponente, an die sie das Datenpaket weiterleitet, auswählt anhand einer Informationen, die ausgewählt ist aus einer Position der folgenden Infrastrukturkomponente, einer Signaldämpfung, einer Signalstörung oder einer Anzahl der Elemente in dem ersten oder zweiten Subnetz und des Datenverkehrs oder einer Kombination davon.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die mindestens eine Infrastrukturkomponente einen Empfänger für Signale eines globalen Navigationssatellitensystems auf, der mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, oder die Datenverarbeitungseinrichtung der mindestens einen Infrastrukturkomponente ist derart eingerichtet, dass sie eine Position der Infrastrukturkomponente mithilfe einer Signallaufzeitmessung bestimmt. Auf diese Weise kann die Position der mindestens einen Infrastrukturkomponente für das Routing der Paketweiterleitung verwendet werden. Es versteht sich, dass in einer Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Infrastrukturkomponenten jede auf diese Weise ausgestaltet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Datenverarbeitungseinrichtung der mindestens einen Infrastrukturkomponente derart eingerichtet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung die Trägerfrequenz des zweiten Kommunikationskanals zumindest lastabhängig oder indifferenzabhängig zuweist.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das System zumindest einen Router für das Übertragen des Datenpakets innerhalb zumindest des ersten oder des zweiten Subnetzes auf. Es versteht sich, dass ein solcher Router in einer Ausführungsform wie oben dargelegt von der mindestens einen Infrastrukturkomponente gebildet wird.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das System zumindest einen Router zum Anbinden des Systems an ein Datennetz auf. Ein Beispiel für ein solches Datennetz, an welches das System anzubinden ist, ist das Internet. In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein solcher Router zum Anbinden des Systems an ein Datennetz ein dafür vorgesehener und spezialisierter EDGE-Router. In einer alternativen Ausführungsform wird ein solcher Router von einer Infrastrukturkomponente, so wie sie zuvor für das Weiterleiten eines Datenpakets zwischen dem ersten Subnetz und dem zweiten Subnetz beschrieben wurde, gebildet.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung verfügt die mindestens eine Infrastrukturkomponente über mehr als zwei Transceiver. Eine solche Infrastrukturkomponente kann eine Kommunikation von einem ersten Subnetz zu einer Mehrzahl von weiteren Subnetzen übernehmen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine derartige Infrastrukturkomponente mit mehr als zwei Transceivern an einen Router angebunden oder bildet diesen, wobei der Router das System mit einem Datennetz, beispielsweise dem Internet, verbindet. In einer Ausführungsform verteilt eine solche Infrastrukturkomponente mit n Transceivern Datenpakete auf n-1-Subnetze, wobei n größer als zwei ist. In einer alternativen Ausführungsform bindet eine solche Infrastrukturkomponente mit n Transceivern n-1 erfindungsgemäße Systeme an ein Datennetz an. In einer Ausführungsform der Erfindung bildet dabei diese Infrastrukturkomponente ein Backbone, das die n-1-Systeme miteinander verbindet. Eine direkte Kommunikation zwischen den Subnetzten eines aus den n-1 Systemen mit den Subnetzen eines anderen aus den n-1 Systemen gibt es nicht.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest das erste Subnetz oder das zweite Subnetz ein vermaschtes Subnetz.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Trägerfrequenzen des ersten Subnetzes und die Trägerfrequenzen des zweiten Subnetzes ausgewählt aus den Frequenzen eines einzigen Trägerfrequenzbandes. Geeignet sind grundsätzlich alle Trägerfrequenzbänder, die es ermöglichen eine Mehrzahl von Kommunikationskanälen mit voneinander verschiedenen Trägerfrequenzen zu implementieren. Ein Beispiel für ein geeignetes Band ist das 2,4 GHz-ISM-Band.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren deutlich. In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
    • 2 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
    • 3 ist ein Blockschaltbild eines Controllers, so wie er Bestandteil der Systeme aus den 1 und 2 ist.
    • 4 ist ein Blockschaltbild einer Infrastrukturkomponente, so wie sie Bestandteil der Systeme aus den 1 und 2.
  • In der 1 ist beispielhaft ein System 1 mit zwei jeweils vermaschten Subnetzen 2, 3 dargestellt. Jedes der Subnetze arbeitet mit einer eigenen Trägerfrequenz aus dem 2,4 GHz ISM-Frequenzbands. So wird ein Übersprechen zwischen den beiden Subnetzen 2, 3 verhindert. Die Kommunikation innerhalb jedes der beiden Subnetze 2, 3 erfolgt bei der für das jeweilige Subnetz 2, 3 festgelegten Trägerfrequenz.
  • In den 1 und 2 sind die mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Elemente des Systems 1 Controller, welche über ihre Schnittstellen mit Aktoren, vorliegend Relais, verbunden sind. Die Aktoren dienen zum Schalten von Beleuchtungen.
  • Die mit dem Bezugszeichen 5 bezeichneten Elemente sind Controller, deren Schnittstellen mit Dämmerungssensoren verbunden sind. Erfassen die Sensoren ein Helligkeitswert unterhalb einer bestimmten Schwelle, so lösen sie beispielsweise das Einschalten der an die Controller 4 angebundenen Leuchten aus.
  • Dazu sendet beispielsweise der Controller 5a ein Paket innerhalb des ersten Subnetzes 2 an den Controller 4a, sodass dort die angebundene Leuchte eingeschaltet wird.
  • Allerdings soll der Controller 5b aus dem ersten Subnetz 2 dem Einschalten einer Leuchte, die an den Controller 4b aus dem zweiten Subnetz 3 verbunden ist, dienen. Dazu sendet der Controller 5b ein Datenpaket mit einem Steuersignal über einen ersten Kommunikationskanal, der die Trägerfrequenz des ersten Subnetzes 2 aufweist. Dieses Datenpaket wird von einer Infrastrukturkomponente 6 empfangen und auf einem zweiten Kommunikationskanal, welcher die Trägerfrequenz des zweiten Subnetzes 3 aufweist, gesendet. Der Controller 4b empfängt dieses Datenpaket und löst den Schaltbefehl für den mit dem Controller 4b verbundenen Aktor aus.
  • Das System 1 aus 2 hat eine erhöhte Komplexität dadurch, dass es vier Subnetze 2, 3, 7, 8 aufweist. Jedes dieser Subnetze 2, 3, 7, 8 umfasst eine Mehrzahl von Infrastrukturkomponenten 6, die in der Lage sind, über zwei Transceiver gleichzeitig Signale aus einem ersten Subnetz zu empfangen und Signale in ein zweites Subnetz zu senden. Darüber hinaus ist das mit dem Bezugszeichen 2 versehene Subnetz über einen EDGE-Router 9 an das Internet angebunden.
  • 3 zeigt einen Controller 4 mit einem einzigen Transceiver 10 zur Anbindung des Controllers 4 an einem einzigen Kommunikationskanal eines einzigen Subnetzes. Der Transceiver 10 ist mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 11 und diese wiederum mit einer Schnittstelle zwölf verbunden. Die Schnittstelle 12 ist exemplarisch über ein Relais 13 als Aktor mit einer Leuchte 14 verbunden.
  • 4 zeigt schematisch eine Infrastrukturkomponente 6 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Infrastrukturkomponente 6 weist zwei Transceiver 10 zur Anbindung der Infrastrukturkomponente 6 an zwei Kommunikationskanäle mit unterschiedlicher Trägerfrequenz, die zu zwei verschiedenen Subnetzen gehören, auf. Die Transceiver sind mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 11 verbunden. Die Datenverarbeitungseinrichtung 11 übernimmt eine Routingfunktion bei der Verbindung der beiden Subnetze. Bei dem Weiterleiten eines Datenpakets wird diese auf einem ersten Kommunikationskanal des einen Subnetzes empfangen und auf einem zweiten Kommunikationskanal des zweiten Subnetzes gesendet. In der dargestellten Ausführungsform dient die Infrastrukturkomponente 6 auch als Controller zum Ansteuern einer Leuchte 14. Zu diesem Zweck verfügt die Infrastrukturkomponente 6 zusätzlich über eine Schnittstelle 12 zum Anbinden eines Aktors. In der Abbildung ist die Schnittstelle mit dem Aktor verbunden und dieser wiederum mit der Leuchte.
  • Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.
  • Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
  • Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen“ nicht andere Elemente oder Schritte aus, und der unbestimmte Artikel „eine“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    System
    2, 3, 7, 8
    Subnetz
    4, 4a , 4b
    mit Aktoren verbundene Controller
    5, 5a, 5b
    mit Sensoren verbundene Controller
    6
    Infrastrukturkomponente
    9
    EDGE-Router
    10
    Transceiver
    11
    Datenverarbeitungseinrichtung
    12
    Schnittstelle
    13
    Relais
    14
    Leuchte

Claims (12)

  1. System (1) mit einer Mehrzahl von vermaschten, paketbasierten Kommunikationskanälen für eine Vollduplex-Signalübertragung, einer Mehrzahl von Controllern (4, 5) als Datenempfängern oder Datenquellen, wobei jeder aus der Mehrzahl von Controllern (4, 5) eine Schnittstelle (12) zum Anbinden zumindest eines Sensors oder eines Aktors (13), eine Datenverarbeitungseinrichtung (11) und genau einen Transceiver (10) aufweist, wobei der genau eine Transceiver (10) zu jedem Zeitpunkt an genau einen aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen angebunden ist, und mindestens einer Infrastrukturkomponente, wobei die mindestens eine Infrastrukturkomponente eine Datenverarbeitungseinrichtung (11) und mindestens zwei Transceiver (10) aufweist, wobei jeder der mindestens zwei Transceiver (10) zu jedem Zeitpunkt an genau einen aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen angebunden ist, wobei die Mehrzahl von Kommunikationskanälen auf mindestens ein erstes Subnetz (2) und ein zweites Subnetz (3) aufgeteilt sind, wobei alle Trägerfrequenzen einer Signalübertragung in dem ersten Subnetz von allen Trägerfrequenzen der Signalübertragung in dem zweiten Subnetz verschieden sind, wobei das System (1) zum Übertragen eines Signals mit einem Datenpaket zu und von einem aus der Mehrzahl von Controllern (4, 5) eingerichtet ist, wobei das Übertragen des Signals ein Weiterleiten des Datenpakets durch die mindestens eine Infrastrukturkomponente umfasst, wobei bei dem Weiterleiten die mindestens eine Infrastrukturkomponente das Datenpaket auf einem ersten aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen empfängt und das Datenpaket auf einem zweiten aus der Mehrzahl von Kommunikationskanälen sendet, wobei der erste Kommunikationskanal Teil des ersten Subnetzes ist und der zweite Kommunikationskanal Teil des zweiten Subnetzes ist.
  2. System (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (11) der mindestens einen Infrastrukturkomponente derart eingerichtet ist, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (11) analysiert, ob das empfangene Datenpaket weiterzuleiten ist oder nicht.
  3. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (11) der mindestens einen Infrastrukturkomponente derart eingerichtet ist, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (11) ein Routing des empfangenen Datenpakets ausführt.
  4. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (11) der mindestens einen Infrastrukturkomponente derart eingerichtet ist, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (11) eine folgende Infrastrukturkomponente an die sie das Datenpaket weiterleitet auswählt anhand einer Information, die ausgewählt ist aus einer Position der folgenden Infrastrukturkomponente, einer Signaldämpfung, einer Signalstörung oder und einer Anzahl der Elemente in dem Subnetz und des aktuellen Datenverkehrs oder einer Kombination davon.
  5. System (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die mindestens eine Infrastrukturkomponente einen Empfänger für Signale ein globales Navigationssatellitensystem aufweist oder die Datenverarbeitungseinrichtung (11) der mindestens einen Infrastrukturkomponente ist derart eingerichtet, dass sie eine Position der Infrastrukturkomponente mit Hilfe einer Signallaufzeitmessung bestimmt.
  6. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (11) mindestens einen Infrastrukturkomponente derart eingerichtet ist, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (11) die Trägerfrequenz des zweiten Kommunikationskanals zumindest lastabhängig oder interferenzabhängig zuweist.
  7. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Infrastrukturkomponente eine Schnittstelle zum Anbinden zumindest eines Sensors oder eines Aktors aufweist.
  8. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) einen zumindest einen Router für das Übertragen des Datenpakets innerhalb zumindest des ersten oder des zweiten Subnetzes aufweist.
  9. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) zumindest einen Router zum Anbinden des Systems an ein Datennetz aufweist.
  10. System (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest das erste oder das zweite Subnetz ein drahtloses Subnetz ist.
  11. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest das erste Subnetz oder das zweite Subnetz ein vermaschtes Subnetz ist.
  12. System (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Trägerfrequenzen des ersten Subnetzes und die Trägerfrequenzen des zweiten Subnetzes ausgewählt sind aus den Frequenzen eines einzigen Trägerfrequenzbandes, vorzugsweise des 2,4 GHz-ISM-Bandes.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016003266T5 (de) 2015-07-21 2018-04-19 Intel IP Corporation Konfiguration von datenpfadgruppen bei drahtlosen netzwerken
DE112017004996T5 (de) 2016-09-30 2019-06-27 Intel Corporation Gatewaykoordination für das Internet der Dinge

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070183439A1 (en) * 2006-01-05 2007-08-09 Osann Robert Jr Combined directional and mobile interleaved wireless mesh network
WO2012140610A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Hierarchical routing for wireless networks
CA2897534C (en) * 2013-01-08 2021-06-01 Semiosbio Technologies Inc. Monitoring and control systems for the agricultural industry

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016003266T5 (de) 2015-07-21 2018-04-19 Intel IP Corporation Konfiguration von datenpfadgruppen bei drahtlosen netzwerken
DE112017004996T5 (de) 2016-09-30 2019-06-27 Intel Corporation Gatewaykoordination für das Internet der Dinge

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