DE10218267A1

DE10218267A1 - Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System

Info

Publication number: DE10218267A1
Application number: DE10218267A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Schaffert; Kalman Szechenyi
Original assignee: CASTEL GmbH
Current assignee: CASTEL GmbH
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-13

Abstract

Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System, bei dem alle Steuerbefehle in Sprachform durch eine Sprachverarbeitungseinrichtung aufnehmbar und verarbeitbar sind, bei dem eine Sprachempfangsschaltung der Sprachverarbeitungseinrichtung mit Geräuschfilter- und/oder Geräuschunterdrückungsschaltungen und/oder Echofilterschaltungen ausgestattet ist und so im Freisprechbetrieb arbeitet, bei dem eine Sprachausgabeeinrichtung der Sprachverarbeitungseinrichtung dem Benutzer in Sprachform über den Empfang, die erfolgte Auswertung sowie die Weitergabe und/oder Ausführung des Steuerbefehls informiert, das mittels eines gesonderten Befehlswortes zur Aufnahme der Steuerbefehle aktivierbar ist, bei welchem die Sprachverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von den erkannten Steuerbefehlen Verbindungen zu den zu steuernden Geräten herstellt und die Steuerbefehle in einer für diese Geräte verarbeitbaren Form aussendet, bei welchem die jeweiligen Verbindungen zwischen der Sprachverarbeitungseinrichtung und den an sie angeschlossenen Einrichtungen der Art und dem Aufstellungsort dieser Einrichtungen entsprechend ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System, bei dem alle Steuerbefehle in Sprachform durch eine Sprachverarbeitungseinrichtung aufnehmbar und verarbeitbar sind.

Im Schrifttum sind Steuerungs-Systeme mittels Spracherkennung bekannt geworden. So ist aus der Offenlegungsschrift DE 100 03 779 ein Steuerungssystem bekannt, bei welchem Sprachkommandos über eine Telefonverbindung in einen Computer eingegeben und von einer Spracherkennungssoftware erkannt werden. Die Steuerungskommandos lösen dann Schaltvorgänge zur Steuerung von Geräten aus. Bei der Telefonverbindung kann es sich um eine hausinterne oder eine solche von einem externen Telefon über das öffentliche Telefonnetz handeln. Ebenfalls ist es bei diesem bekannten System möglich, eine Mehrplatzlösung für den Zugriff mehrerer Anwender zu verwenden.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 911 808 ist ein sprachgesteuertes System für die Haussteuerung von allen Arten von Geräten bekannt, die an ein gemeinsames, hausinternes Bus-System angeschlossen sind.

In beiden bekannten, oben erwähnten Systemen ist eine zentrale Spracherkennungseinrichtung in Verbindung mit einer zentralen Steuerungseinheit vorgesehen, die gemeinsam mit den zu steuernden Geräten an einen Bus angeschlossen sind.

Außer der Fähigkeit, die gesprochenen Steuerbefehle mittels einer Spracherkennungseinrichtung aufzunehmen, ist dies in der o. g. europäischen Patentanmeldung beschriebene System auch zu einem bestimmten Umfang dialogfähig und zur Ausgabe von Informationen in Sprachform eingerichtet.

Ein entscheidender Faktor für die Realisierbarkeit eines in der Praxis brauchbaren, sprachgesteuerten Systems ist die Sicherheit eines solchen Systems gegen Störgeräusche im weitesten Sinne, d. h. ob das System hinsichtlich der Erkennung der gesprochenen Steuerbefehle mit genügender Zuverlässigkeit vom Einfluss der Störgeräusche arbeitet.

Als Störgeräusche im weitesten Sinne sind z. B. Tonsignale zu verstehen, die am Ort der Befehlsgabe durch den Benutzer außer dem Sprachbefehl vorhanden sind und durch das Mikrofon einer Sprachverarbeitungseinrichtung mit erfasst werden.

Bei einem Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System, das von verschiedenen Räumen oder gar von außen gesteuert arbeiten soll, treten je nach Örtlichkeit unterschiedliche Störgeräusche auf, die sowohl von den jeweiligen, konstruktiven Eigenheiten eines Ortes als auch von unterschiedlichen, aktiven Störquellen abhängen. Die z. B. in einer Küche auftretenden Störgeräusche sind verschieden von denen in einem Kinderzimmer. Ebenso hat ein an einer belebten Straße gelegenes Zimmer eine Geräuschkulisse, die sich stark von derjenigen eines Musikzimmers unterscheidet. Von den konstruktiven Gegebenheiten eines Raumes oder anderen statischen Einrichtungen, wie z. B. Möbel und Dekoration, wird in starkem Maße das Echoverhalten eines Raumes bestimmt.

Eine weitere, für ein solches System als Störquelle wirkende Einrichtung besteht z. B. aus einer während der Befehlsgabe in Betrieb befindlichen Musikanlage oder aus einem in Betrieb befindlichen Fernsehempfangsgerät.

Soweit für sprachgesteuerte Systeme Maßnahmen zur Störbefreiung bekannt sind, wie z. B. für eine Telefonfreisprecheinrichtung im Auto, gelingt diese Störbefreiung nur, weil einerseits die Ausrichtung des Mikrofons auf den Fahrer, dessen gesprochenen Befehle dominant sind und andererseits der räumlich geringe Abstand zwischen Fahrer und Mikrofon erhebliche Erleichterungen darstellen; weiter sind sonstige Störgeräusche, wie z. B. Motor- und Fahrgeräusche, in ihrer Charakteristik leicht erfassbar und in gewissem Umfang zeitlich konstant.

Für die Vielfalt der weiter oben beschriebenen, in einem Haus herrschenden Störeinflüsse reicht eine solche Störbefreiung nicht aus.

Weiterhin ist es bekannt und in den eingangs bezeichneten Durchschriften dargestellt, für die Verbindung zwischen der zentralen Sprachverarbeitungseinrichtung und den an sie angeschlossenen Einrichtungen, z. B. Kommunikationsendgeräte, Computer, Fernsehgeräte etc., ein zwar weitgehend frei wählbares aber einheitliches Netzwerk oder Bus-System zu verwenden, und zwar ein drahtgebundenes oder eines per Funk. Für die Auswahl ist offenbar die Eigenart der zu steuernden Systemeinrichtungen maßgeblich.

Ausgehend von den bekannten Systemen zur Steuerung und/oder Überwachung liegt dem erfindungsgemäßen Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System die Aufgabe zu Grunde, einerseits eine ausreichende Betriebssicherheit auch beim Vorhandensein unterschiedlicher akustischer Störquellen zu gewährleisten und andererseits eine der Vielfalt der zu steuernden und zu überwachenden Einrichtungen, Geräte etc. entsprechende Flexibilität für deren Anschluss an das System zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 enthaltenen Merkmale. Für die Ausgestaltung und die Funktion der Sprachverarbeitungseinrichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 2 vorzugehen. Zur Vermittlung eines erhöhten Sicherheitsgefühls beim Benutzer als auch zur Erhöhung der Auswertesicherheit wird entsprechend Patentanspruch 3 ein dialogförmiger Ablauf der Befehlsaufnahme vorgeschlagen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 4 sieht vor, dass vorbestimmte Steuerbefehle eine Mehrzahl von Funktionen in festgelegter Kombination und Abfolge auslösen. Eine Steigerung der Flexibilität der Benutzung erreicht man dadurch, dass gemäß Patentanspruch 5 die Steuerbefehle individuell bezüglich Benützer und Ort im Haus durch die Sprachverarbeitungseinrichtung aufnehmbar sind.

Nach Patentanspruch 6 wird in weiterer Ausgestaltung ein Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System vorgeschlagen, bei dem die Aufnahme der Steuerbefehle bei gleichzeitiger Aktivierung durch mehrere Benutzer mit einer vorgegebenen Priorität erfolgt.

Eine zusätzliche, über den internen Hausgebrauch hinausgehende Ausgestaltung der Erfindung sieht ein System vor, bei welchem die Sprachverarbeitungseinrichtung Sondersteuerbefehle, insbesondere "Hilfe"-Befehle, zum Aufbau von Verbindungen zu Notrufeinrichtungen auswertet und in Gang setzt.

In einem solchen vorstehend beschriebenen Fall ist eine Weiterbildung des Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-Systems sehr vorteilhaft, bei dem die Sprachverarbeitungseinrichtung mit mehreren, örtlich verteilten Sprachempfangsschaltungen und Sprachausgabeeinrichtungen ausgestattet ist und bei dem die so ausgestattete Sprachverarbeitungseinrichtung als Kommunikationssystem zwischen den entsprechenden Aufstellungsorten der Spracheingabe- und Sprachausgabe-Einrichtungen benutzbar ist.

Als besonders funktionssicher hat sich ein Hausüberwachungs- und Haussteuerungs- System erwiesen, bei dem gemäß Patentanspruch 9 die Sprachverarbeitungseinrichtung mit einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung (Computer) ausgestattet ist, bei dem die Datenverarbeitungseinrichtung in zeitlich festgelegten Zyklen auf ihre Funktionsbereitschaft überprüfbar ist.

Zur Unterdrückung von Störgeräuschen, von denen Steuerbefehle begleitet sein können, wird gemäß Patentanspruch 10 ein Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System vorgeschlagen, bei dem die Sprachempfangsschaltung mit einer Tonanalyseeinrichtung versehen ist, in welcher die von einem Mikrofon der Sprachempfangsschaltung aufgenommenen Tonsignale auf mit erfasste Störsignale untersucht werden und bei dem die so erkannten Störsignale bei der Auswertung der Tonsignale unberücksichtigt bleiben.

Eine praktische Verwirklichung der vorstehenden Lösung erfolgt in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems, bei dem in der Sprachempfangsschaltung die über deren Mikrofon aufgenommenen Tonsignale einem Geräuschfilter zugeführt werden, in welchem das Tonsignal in Teilfrequenzbänder (z. B. Zwicker-Filterbank) aufgeteilt, jedes dieser Teilfrequenzbänder gefiltert und diese am Ausgang des Geräuschfilters wieder zu einem Gesamtsignal addiert werden.

Für die Anwendung in Räumen ist eine Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, gemäß der dem Mikrofon der Sprachempfangsschaltung ein Echolöscher nachgeschaltet ist. Beim Vorhandensein einer Geräuschquelle, die lokalisierbar ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zusätzlich zum Mikrofon der Sprachempfangsschaltung mindestens ein weiteres Mikrofon, ein Nebenmikrofon, in der Nähe einer Geräuschquelle anzuordnen und die Ausgangssignale beider Mikrofone einer Kompensationsschaltung zuzuleiten, an deren Ausgang ein störbefreites Signal ansteht. Als praktisches Anwendungsbeispiel kann man sich vorstellen, in einem zu einer verkehrsreichen Straße hin gelegenen Raum das Nebenmikrofon in der Nähe des Fensters anzuordnen, durch welches der Straßenlärm eintritt.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, in Räumen mit elektroakustischen Geräten die Signaleingänge der elektroakustischen Wandler dieser Geräte mit entsprechenden Eingängen einer Kompensationsschaltung zu verbinden und die Kompensationsschaltung dem Mikrofon der Sprachempfangsschaltung nachzuschalten. Auf diese Weise lässt sich das Störgeräusch direkt als elektrisches Signal erfassen.

Für vorwiegend Überwachungszwecke wird eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems vorgeschlagen, bei dem die Sprachausgabeeinrichtung in Sprachform über Zustände oder Ereignisse einzelner Teile oder Geräte des Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-Systems informiert und durch einen Anfrage-Steuerbefehl aktivierbar ist, oder bei welchem die Sprachausgabeeinrichtung in Sprachform über vorgebbare Zustände oder Ereignisse einzelner Teile oder Geräte des Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-Systems informiert und die Sprachverarbeitungseinrichtung selbsttätig aktivierbar ist.

Weitere Einzelheiten und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems werden anhand der Beschreibung der beigefügten Zeichnungen offenbar.
Fig. 1 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild des Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-Systems,
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Sprachempfangsschaltung,
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Architektur für ein Mehrraum-/Mehrpersonen- System,
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinheit für einen Raum.
Das erfindungsgemäße Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System in Fig. 1 besteht im wesentlichen aus den Funktionen Sprachempfangsschaltung SI und Sprachausgabeeinrichtung SO. Beide Funktionen sind an eine zentrale Funktion Sprachverarbeitungseinrichtung SU angeschlossen, und zwar über eine schematisch bezeichnete Schnittstelle I1. Die Sprachverarbeitungseinrichtung SU besteht im wesentlichen aus einem Standard-PC mit sowohl Standard- als auch spezieller Applications-Software sowie Hardware. Die zentrale Einrichtung SU empfängt die von der Sprachempfangsschaltung SI aufgenommenen Sprachbefehle des Benutzers U und übersetzt sie in gerätespezifische Steuerbefehle. Über eine wiederum schematisch bezeichnete Schnittstelle I2 werden diese so übersetzten Steuerbefehle den jeweils an das System angeschlossenen Teile und Geräte T1 bis T3 zugeleitet.
Die zentrale Sprachverarbeitungseinrichtung SU gibt dem Benutzer U über die Schnittstelle I1, unter Einschaltung der Sprachausgabeeinrichtung SO, in Sprachform Information über den Empfang, die Auswertung und die Weitergabe des Steuerbefehls. Dies kann auch z. B. in Dialogform derart geschehen, dass die zentrale Einrichtung SU zunächst nur den Empfang und die Auswertung des Steuerbefehls bestätigt und vor der Weitergabe und Ausführung den Benutzer U zur Bestätigung oder ggfs Präzisierung des Steuerbefehls auffordert. Erst dann sendet die zentrale Einrichtung SU im hier angenommenen Fall über die Schnittstelle I2 den Steuerbefehl zur Ausführung an bzw. durch das angesprochene Gerät T1 bis T3. Von diesen Teilen oder Geräten T1 bis T3 erhält die zentrale Einrichtung SU Informationen über die Ausführung eines Steuerbefehls und/oder Zustände der Teile und Geräte T1 bis T3; die zentrale Einrichtung SU empfängt diese Informationen und wertet sie aus, übersetzt sie in Sprache und gibt sie über die Schnittstelle I1 und die Sprachausgabeeinrichtung SO an den Benutzer U. Bei den Verbindungen zwischen den gezeigten und beschriebenen Funktionen kann es sich um drahtgebundene, elektrische Verbindungen, um Funkverbindungen, um Telefonverbindungen, Infrarotverbindungen, Installationsbus etc. oder Kombinationen davon handeln. Die Auswahl wird unter Berücksichtigung örtlicher, personeller oder gerätespezifischer Aspekte getroffen.
Durch die Ausbildung der Schnittstellen I1 und I2 soll angedeutet werden, dass beiderseits der Schnittstelle entsprechende, verbindungsangepasste Anschlussschaltungen vorzusehen sind.
Außerdem ist, von der zentralen Einrichtung SU ausgehend, noch eine abgehende und ankommende Verbindung zu einer schematisch mit ES bezeichneten Funktion dargestellt. Die Bezeichnung ES steht für "Externer Service". Gemeint ist damit, dass die zentrale Einrichtung SU auch prinzipiell Zugang zu außerhalb des Hausüberwachungs- und Hausssteuerungs-Systems befindlichen Einrichtungen und Systemen hat.
Ein externer Service kann z. B. geräte- bzw. funktionspezifisch sein, wobei es sich z. B. um eine Überwachung und Wartung der zentralen Einrichtung SU, also des PC, hard- und softwaremaßig, durch einen externen Server handelt.
Ein externer Service kann aber auch ein benutzerspezifischer Service sein, d. h. ein Dienstleistungsbetrieb, eine medizinische Fernbetreuung, eine Notrufzentrale o. ä. Abhängig von der Art des externen Services wird natürlich auch die Verbindung dorthin gestaltet, sei es via einer Telefonverbindung über das öffentliche Netz oder z. B. über eine Intranetschnittstelle zum erwähnten Server.
In einem realistischen Szenario für ein Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System gemäß der Erfindung muss man davon ausgehen, dass der Benutzer eines solchen Systems in mehreren Räumen des Hauses seine Steuerbefehle in Sprachform an das System geben können will, und zwar unter den Bedingungen des so genannten "Freisprechens" und nicht mit einem Mikrofon in unmittelbarer Mundnähe. Unerlässlich für den Freisprechbetrieb ist es aber, dass Stör- oder Nebengeräusche in weitestem Sinne unterdrückt werden müssen, um eine fehlerfreie Spracherkennung zu gewährleisten.
Für die Anwendung in einem solchen realistischen Szenario ist in Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Sprachempfangsschaltung gewählt worden.
Es wird davon ausgegangen, dass in einem Raum, in dem der Steuerbefehl vom Benutzer abgegeben wird, ein entsprechendes Mikrofon m1 vorhanden ist. Als Schallquellen kommen außerdem Geräte der Unterhaltungselektronik, wie Fernsehgerät (Tonkanal) und Hifi-Anlage, in Frage,; außerdem dringt annahmegemäß Straßenlärm durch das Zimmerfenster ein. Vervollständigt wird das Tongesamtsignal noch durch raumbedingtes Echo. Alle Tonsignale, außer dem des Steuerbefehls aber inklusive des Steuerbefehlsechos, sind Stör- bzw. Nebengeräusche. Aufgabegemäß soll der Sprachverarbeitungseinrichtung, hier angedeutet durch Pfeil und SR am rechten Bildrand, ein störbefreites, eindeutig auswertbares Signal mit dem Inhalt des Steuerbefehls zugeleitet werden.
Das über das Mikrofon m1 aufgenommene Tongesamtsignal wird über einen Analog- Digital-Wandler ADC an eine Zwicker-Filterbank ZF geleitet und dort in Teilfrequenzbänder 1 bis n aufgeteilt, und jedes dieser Teilfrequenzbänder wird in einem zugeordneten Kanal c1 bis cn weiter verarbeitet. Wie, das zeigt der detailliert dargestellte Kanal ck; die Kanäle c1 und cn sind nur schematisch angedeutet. Außerdem werden der Zwicker-Filterbank noch die Tonsignale der Unterhaltungselektronikgeräte TV und Hifi (Stereo) mit den Kanälen R und L zugeleitet. Diese Tonsignale können zweckmäßigerweise in Form der an den Lautsprechereingängen anstehenden, elektrischen Signale abgegriffen werden. Schließlich stehen noch die mit dem Nebenmikrofon mn z. B. in der Nähe eines Fensters aufgenommenen Straßengeräusche an, die alle wie auch das Tonsignal des Mikrofons m1 der Zwicker- Filterbank ZF zugeführt werden, und zwar ebenfalls über einen Analag-Digitalwandler ADC.
In der Prinzipdarstellung der Fig. 2 sind für jedes Teilfrequenzband c1 bis cn der Zwicker-Filterbank ZF, hier z. B. für den Kanal ck des Teilfrequenzbandes ck, die unter Berücksichtigung der vorher erwähnten Stör- und Nebengeräusche verwendeten Geräusch-Filter NR, Echolöscher EC, adaptiven Filter AF und die Kompensationsschaltungen k1 bis k3 eingezeichnet. Die Summierschaltung Σ dient der Erzeugung des Summensignals aus rechtem R und linkem L Stereokanal.
Die einzelnen Geräuschfilter NR können z.B. nichtlinear ausgebildet sein; es werden Signale unterhalb einer bestimmten Amplitude als Geräusch gewertet und deshalb ganz unterdrückt, während Signale oberhalb einer bestimmten Amplitude verstärkt werden. Ebenfalls in den Signalweg eines Teilfrequenzbandes ck ist ein adaptiver Echolöscher EC geschaltet, der die in einem Raum entstehenden akustischen Echos, die sich dem gesprochenen Steuerbefehl überlagern und dessen Erkennung beeinträchtigen, nach bekannten Algorithmen kompensiert.
Das Nebenmikrofon mn ist z. B. so im Raum plaziert, dass es vorwiegend den Straßenlärm erfasst und nicht die gesprochenen Steuerbefehle, während das Mikrofon m1 beide Tonsignale aufnimmt. Das Ausgangssignal vom Nebenmikrofon mn, das heißt der im Teilfrequenzband ck liegende Anteil, wird nach Filterung und Amplitudenanpassung im adaptiven Filter AF vom entsprechenden Anteil des Ausgangssignals des Mikrofons m1 subtrahiert (k2).
In analoger Weise werden die Ausgangssignale der Stereokanäle L und R behandelt, wobei man allerdings die an die Lautsprechereingänge geführten, elektrischen Signale den Filtern ZF und AF zuführt.
Die nunmehr auf diese oben beschriebene Weise störbefreiten Tonsignale der Kanäle c1 bis cn bzw. Teilfrequenzbänder werden in der Summier- und Verstärkerschaltung SV wieder zu einem Gesamtsignal, d. h. dem störbefreiten Steuerbefehl, zusammengefasst und zur Sprachverarbeitungseinrichtung SR weiter geleitet.
Es sei darauf hingewiesen, dass es sich nach der Charakteristik des Raumes richtet, in welchem der Steuerbefehl gesprochen wird, ob in der Sprachempfangsschaltung des betreffenden Raumes alle Filtermaßnahmen aktiviert werden oder ob weitere Geräusche bzw. Geräuschquellen zu berücksichtigen sind; wesentlich ist die Forderung, dass der betreffende Steuerbefehl, der am Ausgang der Summier- und Verstärkerschaltung SV ansteht, in ausreichendem Maße störbefreit ist und in der Sprachverarbeitungseinrichtung SR sicher erkannt werden kann.
In Fig. 3 ist die mögliche Architektur eines Mehrraum- bzw. Mehrbenutzer-Systems gezeigt, wie es für ein realistisches, mit mehreren Räumen, mit mehreren in diesen Räumen Steuerbefehle gebenden Personen und mehreren in diesen Räumen befindlichen, zu steuernden und zu überwachenden Geräten und Teilen strukturiert sein könnte.
Wie dargestellt, sind die Räume RA1 bis RAN mit den dort zu überwachenden oder zu steuernden Geräten oder Teilen D11 bis DNk ausgestattet. Dies können Anlagen oder Teile davon der Unterhaltungselektronik sein, also Radio, Fernsehempfänger, Hifi- Anlage, Videorecorder etc., oder Geräte und Anlagen der Haustechnik, d. h. Fenster, Türen, Beleuchtung, Aufzug etc., ebenso Hausgeräte, also Küchengeräte, Waschmaschine, Trockner etc., auch die Hausklimatechnik mit Heizung, Lüftung, Klimaanlage, nicht zuletzt auch die Kommunikationstechnik mit Telefon, Nebenstellenanlage, Türsprechanlage, Überwachungskameras sowie entsprechende Einrichtungen am Krankenbett bzw. im Pflegebereich. Außerdem können Geräte und Teile in sinnvollen Gruppen für mehrere Räume zusammengefasst oder zusammenfassbar sein.
Ebenso sind in der Fig. 3 für jeden der Räume KA1 bis RAN sogenannte Raumsteuereinheiten RC1 bis RCN vorhanden.
Notwendigerweise ist prinzipiell in jedem der Räume, in dem Steuerbefehle gegeben werden können oder sollen eine Sprachempfangsschaltung vorzusehen, die zumindest mit einem entsprechenden Mikrofon m1, ggfs. einem Nebenmikrofon mn ausgestattet sein muss. Zweckmäßigerweise wird man auch die vorher beschriebene Störbefreiung raumindividuell für jeden Raum ausbilden und als Teil der Raumsteuereinheit RC1 bis RCN vorsehen. Außerdem ist die Raumsteuereinheit RC1 bis RCN mit den auf die verwendete Verbindungstechnik ausgerichteten Ein- und Ausgangsschaltungen ausgestattet, wobei es sich, wie schon früher erwähnt wurde, bei den notwendigen Verbindungen nicht um durchgehend gleichartige Verbindungen handeln muss, um eine möglichst große Flexibilität hinsichtlich Aufbau und Betrieb, nicht zuletzt aus Kostengründen, zu erzielen.
Zentral angeordnet ist die Sprachverarbeitungseinrichtung SR, deren Funktion der im Prinzipbild nach Fig. 1 ausführlich beschriebenen Einheit SU entspricht.
Außer dem Empfang, der Auswertung und Weitergabe der Steuerbefehle, dem im weitesten Sinne als Dialog mit dem Benutzer zu bezeichnenden Austausch von Sprachinformationen, hat diese zentrale Sprachverarbeitungseinrichtung SR auch bei z. B. Mehrfachanforderung oder bei gleichzeitigem Befehlseingang deren Priorität in der Erledigung zu entscheiden oder die entsprechende Berechtigung zu prüfen.
Nach technischen oder praktischen Aspekten wird man im Einzelfall zu entscheiden haben, ob die eine oder andere Funktion zentral in der Sprachverarbeitungseinrichtung SR oder dezentral in einer, mehreren oder allen Raumsteuereinheiten RC1 bis RCN vorgesehen wird.
Für die notwendige Verbindung der zentralen Sprachverarbeitungseinrichtung SR mit den entsprechenden Einrichtungen des Hausüberwachungs- und Haussteuerungs- Systems ist die Sprachverarbeitungseinrichtung SR mit einem Sender-Empfänger und Multiplexer ausgestattet, dessen Ein- und Ausgänge entsprechend der jeweiligen Verbindungsart angepasst sein müssen.
Ebenso ist dessen Ausgestaltung für die nach außerhalb des eigentlichen Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-Systems führenden Verbindungen der zentralen Sprachverarbeitungseinrichtung SR gewählt.
Schließlich ist in Fig. 4 eine detailliertere Darstellung im Blockbild der Funktionen im Raum RA1 bis RAN gewählt.
Die erwähnte Raumsteuereinheit RC1 bis RCN ist einerseits mit einem Sender- Empfänger TRR für die Verbindung zur zentralen Sprachverarbeitungseinheit SR ausgerüstet; andererseits ist ein Sender-Empfänger TRU für die Verbindungen zu den im betreffenden Raum KA1 bis RAN befindlichen Einrichtungen vorgesehen. Dabei handelt es sich im wesentlichen um Spracheingabeeinheit, d. h. im einfachsten Fall um ein oder mehrere Mikrofone o. ä., desweiteren um die Sprachausgabeeinheit, im einfachsten Fall um einen Lautsprecher LS. Weiterhin ist der Sender-Empfänger TRU noch für die Verbindungen zu den im Raum befindlichen, zu überwachenden oder zu steuernden Teile und Geräte D11 bis DNk ausgerüstet. Natürlich sind auch die Sender- Empfänger TRD dieser Teile und Geräte DU bis DNk entsprechend ausgestaltet.
Außer durch die oben beschriebenen, technischen Funktionen kann die Funktionssicherheit, in erster Linie darin die Auswertesicherheit, durch bestimmte Maßnahmen beim Betriebsablauf erhöht werden.
So ist es zweckmäßig, das Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System vor der eigentlichen Steuerbefehlsgabe mit einem sogenannten Weckbefehl zu aktivieren und anhand der Rückantwort die Betriebsbereitschaft festzustellen. Ebenso kann man vorsehen, dass das System am Ende einer Befehls- oder Informations-Folge gemäß einer einstellbaren Zeit in den Stand-by-Zustand umsteuert.
Für die Ausbildung der Spracherkennungseinrichtung SR ist es sicherlich vorteilhaft, wenn die Steuerbefehle gemäß einer vorbestimmten Grammatik gebildet werden. Die nachfolgende Tabelle möge dies beispielhaft verdeutlichen:
Desweiteren können vorher festgelegte Mehrfunktionen der Teile und Geräte in einem oder mehreren Räumen durch einen einzigen Befehl aktiviert werden.
Ein besonderes Kapitel ist sicherlich aus der Benutzersicht die Aktivierung des Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-Systems in Notfällen, insbesondere wenn zur Erledigung des Notfalles Hilfe von außen angefordert werden muss. Für diesen Fall ist, wie schon erwähnt, die zentrale Sprachverarbeitungseinrichtung SR (Fig. 3) bzw. SU (Fig. 1) mit einer nach außen gerichteten Verbindungsmöglichkeit ES ausgestattet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn diese Verbindungsmöglichkeit eine dialogfähige Verbindung vorsieht, über die erforderlichenfalls Fragen und Informationen zwischen dem Benutzer und der angewählten Hilfsorganisation ausgetauscht werden können.
Zweckmäßig ist es auch, wenn über die Außenverbindung ES fallweise oder regelmäßig ein Kontakt zwischen der zentralen Sprachverarbeitungseinrichtung SR und einem Server hergestellt wird, wodurch die Funktionssicherheit dieser zentralen Einrichtung gewährleistet werden kann. Bezugszeichenliste ADC Analog-Digitalwandler
AF Adaptive Filter
c1. . .ck Teilfrequenzbänder
D11. . .DNk zu steuernde Geräte/Einrichtungen
EC Echolöscher
Es Externe Dienste
Hifi Hifi-Stereoanlage
I1, I2 Schnittstellen
k1-k3 Kompensationsschaltungen
L linker Kanal (Stereo)
LS Lautsprecher
m1 Mikrofon
mn Nebenmikrofon
NR Geräuschreduktion
R rechter Kanal (Stereo)
RA1. . .RAN Räume
RC1. . .RCN Raum-Steuereinheit
Σ Summierschaltung
SI Spracheingabeschaltung
SO Sprachausgabeeinrichtung
SR Sprachverarbeitungseinrichtung (Mehrraum-System)
SU Sprachverarbeitungseinrichtung (Prinzip-Schaltbild)
SV Summier- und Verstärkerschaltung
T1. . .T3 zu steuernde/überwachende Geräte (Prinzip-Schaltbild)
TRD Sender-Empfänger Geräte/Einrichtungen, LS, Mikro
TRM Sender-Empfänger Multiplexer
IRR Sender-Empfänger Raum-Steuereinheit (SR)
TRU Sender-Empfänger Raum-Steuereinheit (D11. . .DNk)
TV Fernsehempfänger
U Teilnehmer/Befehlsgeber
ZF Zwickerfilterbank

Claims

1. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System, bei dem alle Steuerbefehle in Sprachform durch eine Sprachverarbeitungseinrichtung aufnehmbar und verarbeitbar sind, bei dem eine Sprachempfangsschaltung der Sprachverarbeitungseinrichtung mit Geräuschfilter- und/oder Geräuschunterdrückungsschaltungen und/oder Echofilterschaltungen ausgestattet ist und so im Freisprechbetrieb arbeitet, bei dem eine Sprachausgabeeinrichtung der Sprachverarbeitungseinrichtung den Benutzer in Sprachform über den Empfang, die erfolgte Auswertung sowie die Weitergabe und/oder Ausführung des Steuerbefehls informiert, das mittels eines gesonderten Befehlswortes zur Aufnahme der Steuerbefehle aktivierbar ist, bei welchem die Sprachverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von den erkannten Steuerbefehlen Verbindungen zu den zu steuernden Geräten herstellt und die Steuerbefehle in einer für diese Geräte verarbeitbaren Form aussendet, bei welchem die jeweiligen Verbindungen zwischen der Sprachverarbeitungseinrichtung und den an sie angeschlossenen Einrichtungen der Art und dem Aufstellungsort dieser Einrichtungen entsprechend ausgebildet sind.

2. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei dem alle Steuerbefehle in Sprachform und mit vorgebbarer Befehlsstruktur erfolgen.

3. Hausüberwachungs-Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei welchem die Sprachverarbeitungseinrichtung nach dem Empfang eines Steuerbefehls in Sprachform zur Bestätigung oder gegebenenfalls zur Präzisierung des Steuerbefehls auffordert.

4. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 2 oder 3, bei dem vorbestimmte Steuerbefehle eine Mehrzahl von Funktionen in festgelegter Kombination und Abfolge auslösen.

5. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 2, bei dem die Steuerbefehle individuell bezüglich Benutzer und Ort im Haus durch die Sprachverarbeitungseinrichtung aufnehmbar sind.

6. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 5, bei dem die Aufnahme der Steuerbefehle bei gleichzeitiger Aktivierung durch mehrere Benutzer mit einer vorgegebenen Priorität erfolgt.

7. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 2, bei dem die Sprachverarbeitungseinrichtung Sondersteuerbefehle, insbesondere "Hilfe"-Befehle zum Aufbau von Verbindungen zu Notrufeinrichtungen auswertet und in Gang setzt.

8. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 5, bei dem die Sprachverarbeitungseinrichtung mit mehreren, örtlich verteilten Sprachempfangsschaltungen und Sprachausgabeeinrichtungen ausgestattet ist und bei dem die so ausgestattete Sprachverarbeitungseinrichtung als Kommunikationssystem zwischen den entsprechenden Aufstellungsorten der Spracheingabe- und Sprachausgabeeinrichtungen benutzbar ist.

9. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei dem die Sprachverarbeitungseinrichtung mit einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung ausgestattet ist, bei dem die Datenverarbeitungseinrichtung in zeitlich festgelegten Zyklen auf ihre Funktionsbereitschaft überprüfbar ist.

10. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anpruch 1, bei dem die Sprachempfangsschaltung mit einer Tonanalyseeinrichtung versehen ist, in welcher die von einem Mikrofon der Sprachempfangsschaltung aufgenommenen Tonsignale auf mit erfasste Störsignale untersucht werden und bei dem die so erkannten Störsignale bei der Auswertung der Tonsignale unberücksichtigt bleiben.

11. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei dem in der Sprachempfangsschaltung die über deren Mikrofon aufgenommenen Tonsignale einem Geräuschfilter zugeführt werden, in welchem das Tonsignal in Teilfrequenzbänder (z. B. Zwicker-Filterbank) aufgeteilt, jedes dieser Teilfrequenzbänder gefiltert und diese am Ausgang des Geräuschfilters wieder zu einem Gesamtsignal addiert werden.

12. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei welchem dem Mikrofon der Sprachempfangsschaltung ein Echolöscher nachgeschaltet ist.

13. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei dem zusätzlich zum Mikrofon der Sprachempfangsschaltung mindestens ein weiteres Mikrofon, ein Nebenmikrofon, in der Nähe einer Geräuschquelle angeordnet ist, bei dem die Ausgangssignale beider Mikrofone einer Kompensationsschaltung zugeleitet werden, an deren Ausgang das störbefreite Signal ansteht.

14. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei welchem in Räumen mit elektroakustischen Geräten die Signaleingänge der elektroakustischen Wandler dieser Geräte mit entsprechenden Eingängen einer Kompensationsschaltung verbunden sind, bei welchem die Kompensationsschaltung dem Mikrofon der Sprachempfangsschaltung nachgeschaltet ist.

15. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei dem die Sprachausgabeeinrichtung in Sprachform über Zustände oder Ereignisse einzelner Teile oder Geräte des Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-Systems informiert und die Sprachverarbeitungseinrichtung durch einen Anfrage-Steuerbefehl aktivierbar ist, oder bei welchem die Sprachausgabeeinrichtung in Sprachform über vorgebbare Zustände oder Ereignisse einzelner Teile oder Geräte des Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-Systems informiert und die Sprachverarbeitungseinrichtung selbsttätig aktivierbar ist.

16. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei dem als Ferndiagnosesystem vorbestimmte Datenquellen (Blutdruck, Temperatur, Herzfrequenz etc) anschließbar sind.

17. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1 oder 14, bei dem ein Alarmsystem (Feuer, Einbruch) anschaltbar ist.

18. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 1, bei dem ein Unterhaltungssystem (Vorlesen, Spiele) anschaltbar ist.

19. Hausüberwachungs- und Haussteuerungs-System nach Anspruch 6, bei dem die übrigen, nicht bedienten Benutzer von der Sprachverarbeitungseinrichtung ein Wartesignal erhalten.