DE10307505A1

DE10307505A1 - Textilgewebestruktur, Flächenverkleidungsstruktur und Verfahren zum Bestimmen eines Abstands von Mikroelektronikelementen der Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition

Info

Publication number: DE10307505A1
Application number: DE2003107505
Authority: DE
Inventors: Christl Lauterbach; Stefan Dr. Jung; Rupert Glaser
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-22
Also published as: EP1595013A1; DE10307505B4; JP2006517618A; US20060035554A1; WO2004076731A1; CN1751148A

Abstract

Eine Textilgewebestruktur weist eine Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten, welche in der Textilgewebestruktur angeordnet sind, elektrisch leitfähige Fäden, welche die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten miteinander koppeln, leitfähige Datenübertragungs-Fäden, welche die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten miteinander koppeln, und elektrisch nicht-leitfähige Fäden auf. Ferner sind die leitfähigen Fäden und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden am Rande der Textilgewebestruktur jeweils mit elektrischen Schnittstellen bzw. Datenübertragungs-Schnittstellen versehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Textilgewebestruktur, eine Flächenverkleidungsstruktur und ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands von Mikroelektronikelementen der Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition.
In vielen Bereichen der Haustechnik und bei vielen Messeaufbauten besteht das Bedürfnis, Sensorik und Aktorik, vorzugsweise Anzeigeelemente, auf einfache Weise in Fußböden, Wänden oder Decken zu verlegen. Dabei sollen Fußböden, Wände oder Decken wahlweise oder in Kombination Berührung und/oder Druck wahrnehmen können und auf die Existenz einer Berührung und/oder eines Drucks mit einer optischen Anzeige oder einer akustischen Anzeige reagieren.
Die benötigte großflächige Sensorik bzw. die großflächigen Anzeigeeinheiten sollen auf einfache, kostengünstige und fehlertolerante Weise angebracht und betrieben werden können. Insbesondere soll die Installation der Sensorik bzw. Aktorik auf vielfältige Größen und geometrische Formen von einem Fußboden, einer Wand oder einer Decke anpassbar sein.
Zur Integration von Sensorik bzw. Aktorik in einen Fußboden, eine Seitenwand oder die Decke eines Raumes ist es bekannt, in einer kundenspezifischen Lösung die gewünschten Sensoren bzw. Aktoren in den Fußboden, die Wand oder die Decke zu verlegen.
Die Speziallösungen erfordern einen hohen planerischen Aufwand, wobei jeweils noch bei der Planung des Gebäudes genau anzugeben ist, an welchen Orten die jeweilige Sensorik bzw. Aktorik vorzusehen ist.
Ein weiterer Nachteil besteht bei einer solchen Speziallösung darin, dass jeder Sensor bzw. jeder Aktor individuell angesteuert wird und jeweils getrennt mit Stromleitungen und Datenleitungen versehen wird. Die Datenleitungen wurden einzeln oder über gesondert zu installierende Router zu einer zentralen Recheneinheit geführt. Ferner ist gemäß dem Stand der Technik eine komplexe Steuersoftware zum Ansteuern der jeweiligen Sensoren bzw. Aktoren erforderlich, welche auf die spezielle Geometrie der jeweiligen Speziallösung angepasst werden muss, um eine räumliche oder ebene Erfassung von Objekten, insbesondere von Personen zu ermöglichen.
Somit sind solche Speziallösungen für den Massenmarkt ungeeignet, da sie unflexibel und teuer sind.
Ferner ist in [1] eine fehlertolerante Architektur selbstorganisierender Anzeigefelder und Sensorfelder im Bereich der Mikroelektronik, anders ausgedrückt im Bereich eines Mikrosystems, bekannt.
Die Erfindung schafft eine Textilgewebestruktur, eine Flächenverkleidungsstruktur und ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands von Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition.
Eine Textilgewebestruktur weist eine Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten, welche in der Textilgewebestruktur angeordnet sind, elektrisch leitfähige Fäden, welche die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten miteinander koppeln, leitfähige Datenübertragungs-Fäden, welche die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten miteinander koppeln, und elektrisch nicht-leitfähigen Fäden auf. Ferner sind die leitfähigen Fäden und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden am Rande der Textilgewebestruktur jeweils mit elektrischen Schnittstellen bzw. Datenübertragungs-Schnittstellen versehen.
Anschaulich kann die Erfindung darin gesehen werden, dass eine Textilgewebestruktur geschaffen wird, welche zur Verkleidung einer Fläche, vorzugsweise eines Fußbodens, einer Wand oder einer Decke verwendet werden kann. Die Textilgewebestruktur kann in beliebigen textilen Geweben z.B. auch in Vorhängen, textilen Rollos oder Markisen verwendet werden. Die Textilgewebestruktur weist eine Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten zur elektronischen Datenverarbeitung auf, welche Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten über ebenfalls in der Textilgewebestruktur vorgesehene elektrisch leitfähige Fäden mit Strom versorgt werden können und welche die zu verarbeitenden Daten mittels der Datenübertragungs-Fäden zugeführt bekommt oder über diese senden kann. Die Textilgewebestruktur besitzt durch ihren Aufbau gegenüber den Stand der Technik den Vorteil, dass sie großflächig hergestellt werden kann und einfach in jede gewünschte Form geschnitten werden kann. Somit kann sie jeder beliebigen Fläche auf der sie verlegt werden soll angepasst werden. Es ist nicht notwendig, die einzelnen Mikroelektronikkomponenten, wie z.B. LED's Sensoren, Aktoren oder Prozessoreinheiten, nachträglich miteinander zu koppeln, da die Mikroelektronikkomponenten schon innerhalb der Textilgewebestruktur miteinander gekoppelt sind.
Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass eine Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten in eine Textilgewebestruktur zur Verkleidung einer Fläche eingebettet wird. Vorzugsweise sind die einzelnen Mikroelektronikkomponenten aufgrund zusätzlich vorgesehener Komponenten in der Lage, mit anderen Mikroelektronikkomponenten in der Textilgewebestruktur über die Datenübertragungs-Fäden elektronische Nachrichten auszutauschen und somit beispielsweise eine lokale Positionsbestimmung der jeweiligen Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur bzw. bezüglich einer vorgegebenen Referenzposition zu ermöglichen, d.h. eine Selbstorganisation durchzuführen.
Somit wird es ermöglicht sehr einfach für eine Mikroelektronikkomponente, deren Position innerhalb einer Fläche ohne zusätzliche externe Information zu bestimmen, auch wenn eine Textilgewebestruktur durch Schneiden in eine vorgegebene Form gebracht wird, wobei durch das Schneiden Mikroelektronikkomponenten oder Kopplungsleitungen zwischen den einzelnen Mikroelektronikkomponenten zerstört oder entfernt werden können.
Damit ist es, im Falle einer Selbstorganisation der Mikroelektronikkomponenten, für den Massenmarkt auf sehr einfache und kostengünstige Weise ermöglicht, eine Textilgewebestruktur auszugestalten und zur Verlegung der Textilgewebestruktur die Textilgewebestruktur gemäß einer vorgegebenen, gewünschten Form zuzuschneiden und trotz der zusätzlichen in dieser integrierter Elektronik nicht darauf achten zu müssen, an welchen Positionen die Mikroelektronikkomponenten innerhalb der mit dieser bedeckten Fläche angeordnet sind, damit die jeweilige Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur eindeutig adressierbar ist.
Eine Flächenverkleidungsstruktur weist eine Textilgewebestruktur auf, auf welcher eine Flächenverkleidung fixiert ist. Die Fixierung wird vorzugsweise mittels Klebens und/oder Laminierens und/oder Vulkanisierens durchgeführt.
Beim Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes von Mikroelektronikkomponenten einer Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition unter Austausch von elektronischen Nachrichten zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten wird eine erste Nachricht von einer ersten Mikroelektronikkomponente erzeugt, wobei die erste Nachricht eine erste Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der ersten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die erste Nachricht empfangenden zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält. Die erste Nachricht wird von der ersten Mikroelektronikkomponente zu der zweiten Mikroelektronikkomponente gesendet. Abhängig von der Abstandsinformation wird der Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert. Ferner wird von der zweiten Mikroelektronikkomponente eine zweite Nachricht erzeugt, welche eine zweite Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die zweite Nachricht empfangenden dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält. Die zweite Nachricht wird von der zweiten Mikroelektronikkomponente zu der dritten Mikroelektronikkomponente gesendet. Abhängig von der zweiten Abstandsinformation wird der Abstand der dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert. Die oben beschriebenen Verfahrensschritte werden für alle miteinander gekoppelten Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur durchgeführt.
Damit ist nach Durchführen dieses Verfahrens lediglich unter Verwendung lokaler Information die jeweilige Position jeder Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur und deren Abstand zu mindestens einer Referenzposition ermittelt worden.
Anschaulich kann dieser Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass eine für Mikrosysteme und dort für Mikro-Datenanzeigeeinrichtungen und Sensoren, entwickelte Architektur und dafür entwickelte Algorithmen auf die Makrosysteme für Haustechnik und Messetechnik übertragen worden ist, wobei die benötigten Mikroelektronikkomponenten in die Textilgewebestruktur, auf welche Elemente einer Verkleidung fixiert werden können, eingebettet sind.
Auf diese Weise öffnet sich eine Fülle neuer Anwendungsmöglichkeiten, welche im Folgenden näher erläutert werden.
Die Referenzposition kann grundsätzlich beliebig sein, vorzugsweise ist die Referenzposition eine Position, an der sich ein im Weiteren beschriebener Portalprozessor befindet, welcher die Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur ansteuert und die Kommunikation von außerhalb der Textilgewebestruktur anstößt. Der Portalprozessor kann eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur oder ein zusätzlicher Prozessor sein. Die Referenzposition kann ferner eine Position innerhalb der Textilgewebestruktur sein, wobei in diesem Fall vorzugsweise eine Mikroelektronikkomponente an der Referenzposition angeordnet und dieser zugeordnet ist. Vorzugsweise befindet sich in diesem Fall die Referenzposition am Rand, d.h. an der obersten oder untersten Zeile oder der linken oder rechten Spalte für den Fall, dass die Mikroelektronikkomponenten in der Textilgewebestruktur matrixförmig in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Übertragung von Information in oder aus der Textilgewebestruktur erfolgt vorzugsweise mittels des Portalprozessors ausschließlich über zumindest einen Teil der sich am Rand der Textilgewebestruktur befindenden Mikroelektronikkomponenten.
Anschaulich bedeutet diese Vorgehensweise, dass ausgehend von einer "Einleit-Mikroelektronikkomponente" an der Referenzposition üblicherweise am Rand der Textilgewebestruktur, das heißt an einem bezüglich der Textilgewebestruktur äußeren Mikroelektronikkomponente, ein erster Abstand zugeordnet wird, beispielsweise der Abstandswert „1", womit angegeben wird, dass die Mikroelektronikkomponente einen Abstand „1" von dem Portalprozessor aufweist. Für den Fall, dass jeweils in der jeweiligen Nachricht der Abstand der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition in die Nachricht eingefügt wird und an die die Nachricht zu empfangende Mikroelektronikkomponente übertragen wird, wird von der ersten Mikroelektronikkomponente der Abstandswert „1" zu der zweiten Mikroelektronikkomponente in der ersten Nachricht übermittelt und von der zweiten Mikroelektronikkomponente wird der empfangene Abstandswert um einen Wert „1" inkrementiert. Der inkrementierte Wert „2" wird nunmehr als aktualisierter zweiter Abstandswert der zweiten Mikroelektronikkomponente gespeichert. Der zweite Abstandswert wird um einen Wert „1" inkrementiert und ein dritter Abstandswert wird erzeugt und an die dritte Mikroelektronikkomponente übertragen und dort gespeichert. Die entsprechende Vorgehensweise wird für alle Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur in entsprechender Weise durchgeführt und der einer Mikroelektronikkomponente jeweils zugeordnete Abstandswert wird nach Empfang einer Nachricht mit einer Abstandsinformation immer dann aktualisiert, wenn der empfangene Abstandswert kleiner ist als der gespeicherte Abstandswert.
Eine Textilgewebestruktur weist eine Vielzahl von Mikroelektronikkomponenten auf. Jede Mikroelektronikkomponente ist über eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle, der Datenübertragungs-Schnittstelle, mit mindestens einer ihr benachbarten Mikroelektronikkomponente gekoppelt. Zum Ermitteln des jeweiligen Abstands einer Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur von einer Referenzposition werden Nachrichten zwischen den Mikroelektronikkomponenten ausgetauscht, vorzugsweise zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten, wobei jede Nachricht eine Abstandsinformation enthält, welche den Abstand einer die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder einer die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente, von der Referenzposition, angibt (auch als Abstandswert bezeichnet) und wobei jede Mikroelektronikkomponente derart eingerichtet ist, dass aus der Abstandsinformation einer empfangenen Nachricht der Abstand der Mikroelektronikkomponente zu der Referenzposition ermittelbar oder speicherbar ist.
Aufgrund des Einsatzes lediglich lokaler Informationen und dem Austausch elektronischer Nachrichten insbesondere zwischen einander unmittelbar benachbarter Mikroelektronikkomponenten ist die Vorgehensweise sehr robust gegenüber auftretenden Störungen und Ausfällen einzelner Mikroelektronikkomponenten oder einzelner Verbindungen zwischen zwei Mikroelektronikkomponenten, wenn diese Verbindungen zum Beispiel beim Zuschneiden der Textilgewebestruktur auf eine vorgegebene Form zerstört werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die im Weiteren beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung betreffen das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur .
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrisch leitfähigen Fäden derart eingerichtet sind, dass sie zur Energieversorgung der Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten verwendet werden können.
Bei der Textilgewebestruktur können die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden elektrisch leitfähig sind.
In einer Weiterbildung der Textilgewebestruktur sind die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden optisch leitfähig.
Die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten kann in einem regelmäßigen Raster in der Textilgewebestruktur, vorzugsweise in einem regelmäßigen rechteckigen oder quadratischen Raster, angeordnet sein.
Besonders vorzugsweise ist jede Mikroelektronikkomponente aus der Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten mit allen benachbarten Mikroelektronikkomponenten mittels der leitfähigen Fäden und der leitfähigen Datenübertragungs-Fäden gekoppelt, d.h. bei einem regelmäßigen rechteckigen Raster mit jeweils vier benachbarten Mikroelektronikkomponenten.
In einer Weiterbildung sind die Mikroelektronikkomponenten Prozessoreinheiten.
Vorzugsweise kann mindestens ein Sensor mit der Mehrzahl von Prozessoreinheiten gekoppelt sein. Solch ein Sensor kann z.B. ein Drucksensor, ein Wärmesensor, ein Rauchsensor, ein optischer Sensor oder ein Geräuschsensor sein.
In einer Weiterbildung weist die Textilgewebestruktur mindestens ein bildgebendes Element und/oder, ein Schallwellen-Erzeugungselement und/oder ein Vibrations-Erzeugungselement auf, welches mit mindestens einem Teil der Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten gekoppelt ist.
Das heißt, dass die Textilgewebestruktur mindestens einen darin integrierten Aktor aufweist. Der Aktor ist beispielsweise eine bildgebende Einheit oder eine schallerzeugende Einheit, vorzugsweise eine Flüssigkeits-Kristall-Anzeigeeinheit oder eine Polymerelektronik-Anzeigeeinheit, allgemein jede Art von Anzeigeeinheit, oder ein Lautsprecher, der eine Schallwelle erzeugt, allgemein jedes eine elektromagnetische Welle erzeugendes Element. Ein weiterer möglicher vorgesehener Aktor ist ein vibrationserzeugendes Element.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist bei der Textilgewebestruktur die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten derart eingerichtet, dass zum Ermitteln eines jeweiligen Abstands einer ersten Mikroelektronikkomponente von einer Referenzposition elektronische Nachrichten ausgetauscht werden zwischen der ersten Mikroelektronikkomponente und einer zweiten, benachbarten Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur. Jede Nachricht enthält eine Abstandsinformation, welche den Abstand einer die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder einer die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition angibt. Ferner ist die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten derart eingerichtet, dass aus der Abstandsinformation einer empfangenen Nachricht der eigene Abstand zu der Referenzposition ermittelbar ist oder speicherbar ist.
Vorzugsweise ist die Flächenverkleidungsstruktur als Wand Verkleidungsstruktur oder Fußboden-Verkleidungstruktur oder Decken-Verkleidungstruktur ausgebildet.
Die Flächenverkleidungsstruktur kann zumindest über Teilbereichen der Textilgewebestruktur ein gleichförmig mit elektrisch leitfähigen Drähten durchzogenes Textil aufweisen.
Das mit elektrisch leitfähigen Drähten durchzogene Textil kann zur Vermeidung von „Elektrosmog" in der Umgebung von Menschen verwendet werden. Hierdurch kann der „Elektrosmog" abgeschirmt werden. Dabei ist jedoch zu achten, dass gegebenenfalls bestimmte Bereiche, z.B. Bereiche über kapazitiven Sensoren, nicht von der Abschirmung überdeckt werden dürfen.
Gemäß einer Ausgestaltung werden beim Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes vor Bestimmen des Abstandes der Mikroelektronikkomponenten von der Referenzposition die örtlichen Positionen der Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur ermittelt, indem ausgehend von einer Mikroelektronikkomponente an einer Einleitstelle der Textilgewebestruktur jeweils Positionsermittlungs-Nachrichten, welche zumindest einen Zeilenparameter z und einen Spaltenparameter s aufweisen, welche die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur enthält, an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur übermittelt werden und von der jeweiligen Mikroelektronikkomponente die folgenden Schritte durchgeführt werden. Falls der Zeilenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die bisher gespeicherte Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der eigenen Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente der Zeilenparameterwert z der empfangenen Nachricht zugeordnet. Falls der Spaltenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die eigene Spaltennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der gespeicherten Spaltennummer der Spaltenparameterwert der empfangenen Nachricht zugeordnet. Falls die eigene Zeilennummer und/oder die eigene Spaltennummer aufgrund der oben dargestellten Verfahrensschritte verändert worden sind, so werden neue Positionsmess-Nachrichten mit neuen Zeilenparametern und neuen Spaltenparametern erzeugt, welche jeweils die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente enthalten, und diese werden an eine benachbarte Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur übertragen.
Durch diese Weiterbildung wird das erfindungsgemäße Konzept des lokalen Nachrichtenaustauschs zwischen einander benachbarten Mikroelektronikkomponenten weiter ausgebaut, da schon die örtlichen Positionen der einzelnen Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur gemäß diesem Konzept basierend auf lokaler Positionsinformation, welche sich lediglich aus einer von dem unmittelbar benachbarten Mikroelektronikkomponenten erhaltenen Positionsinformation ergibt, basiert. Dies ermöglicht eine sehr fehlerrobuste Vorgehensweise im Rahmen der Selbstorganisation der Textilgewebestruktur.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird in einem iterativen Verfahren der eigene Abstandswert der Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur dann verändert, wenn der bisher gespeicherte Abstandswert größer ist als der um einen vorgegebenen Wert erhöhte empfangene Abstandswert in der jeweils empfangenen Nachricht. Ferner wird bei dem Verfahren für den Fall, dass eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur den eigenen Abstandswert verändert, diese Mikroelektronikkomponente eine Abstandsmess-Nachricht erzeugt und an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur gesendet, wobei die Abstandsmess-Nachricht jeweils den eigenen Abstand als Abstandsinformation enthält oder den Abstandswert, welchen die empfangende Mikroelektronikkomponente von einem Portalprozessor aufweist.
Der Abstandswert kann um einen um einen vorgegebenen Wert erhöhten Wert gegenüber dem eigenen Abstandswert verändert werden, vorzugsweise um den Wert „1".
Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Ansatz in folgenden Anwendungsbereichen:

– Hausautomatisierung, insbesondere zur Erhöhung des häuslichen Komforts,
– Alarmanlagen mit Positionsbestimmung und optionaler Gewichtsbestimmung eines Eindringlings,
– eine automatische Besucherführung auf Messen bei einer Ausstellung oder in einem Museum,
– für ein Leitsystem in einer Notfallsituation, beispielsweise in einem Flugzeug oder in einem Zug, um den Passagieren einen Weg zu einem Notausgang anzuzeigen,
– in Textilbetonkonstruktionen, in welchen Textilgewebestrukturen dazu dienen können, mögliche Schäden zu detektieren,
– Informationsgewinnung zur Führung einer Statistik, in welchen Bereichen in einem Geschäft sich Kunden wie lange aufhalten.

Anschaulich kann die Erfindung darin gesehen werden, dass eine gewünschte elektronische Datenverarbeitung und optional gewünschte Sensorik oder Anzeigeelemente sowie Kommunikationsnetzwerk-Bestandteile in an sich bekannte Wand-, Boden- oder Decken-Verkleidungen integriert werden.
Eine erfindungsgemäße Textilgewebestruktur enthält neben einen vorzugsweise aus Kunstfaser (elektrisch nicht-leitfähigen Fäden) bestehenden Grundgewebe, leitfähige Fäden, vorzugsweise leitfähige Kett- und Schussfäden, die vorzugsweise aus Metalldrähten, z.B. Kupfer, Polymerfilamenten, Carbonfilamenten oder anderen elektrisch leitfähigen Drähten bestehen. Werden Metalldrähte verwendet, wird vorzugsweise eine Beschichtung aus edleren Metallen, z.B. Gold oder Silber als Korrosionsschutz bei Feuchtigkeit oder agressive Medien verwendet. Eine andere Möglichkeit besteht darin Metallfäden durch das Aufbringen eines Isolierlackes, z.B. Polyester, Polyamidimid, oder Polyurethan zu isolieren.
Als Datenübertragungs-Fäden können neben elektrisch leitfähigen Fasern auch Lichtwellenleiter aus Kunststoff oder Glas verwendet werden.
Das Grundgewebe der Textilgewebestruktur wird vorzugsweise in einer Dicke hergestellt, welche einer Dicke der zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten, im Folgenden auch Mikroprozessormodule genannt, z.B. Sensoren, Leuchtdioden und/oder Mikroprozessoren angepasst ist. Ein Sensor kann z.B. ein Drucksensor, ein Wärmesensor, ein Rauchsensor, ein optischer Sensor oder ein Geräuschsensor sein. Vorzugsweise wird ein Abstand der optisch und/oder elektrisch leitfähigen Fasern so gewählt, dass es zu einem Anschlussraster der zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten passt.
Auch wenn das folgende Ausführungsbeispiel eine Teppich-Anordnung beschreiben, so ist die Erfindung nicht auf einen Teppich beschränkt, sondern ist auf jedes zur Flächenbedeckung bzw. Flächenverkleidung geeignete Element anwendbar.
Die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur mit integrierter Mikroelektronik, Prozessoreinheiten und/oder Sensoren und/oder Aktoren, z.B. Anzeigelämpchen, ist für sich voll funktionsfähig und kann unter verschiedenartige Flächenverkleidungen fixiert werden. Hierbei sind zum Beispiel nicht leitende Textilien, Bodenbeläge aus Teppichboden, Parkett, Kunststoff, Gardinen, Rollos, Tapeten, Isoliermatten, Zeltdächer, Verputzschichten, Estrich und Textilbeton zu nennen. Vorzugsweise wird das Fixieren mittels Klebens, Laminierens, oder Vulkanisierens durchgeführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weitern näher erläutert. In den Figuren sind gleiche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 eine Textilgewebestruktur gemäß der Erfindung, als ein grobmaschiges Gewebe mit leitfähigen Fäden und integrierter Mikroelektronik, wobei in der Figur vier Bereiche a), b), c) und d) markiert sind;
2 eine Konzeptstudie einer Textilgewebestruktur, auf welche in Teilbereichen ein dunkler Teppich fixiert ist;
3 eine schematische Darstellung eines regulären 11 × 11 Netzwerkes von Mikroelektronikkomponenten einer erfindungsgemäßen Textilgewebestruktur;
4 eine schematische Draufsicht auf eine Textilgewebestruktur mit Mikroelektronikkomponenten in einem regulären quadratischen Raster;
In 1 ist eine schematische Darstellung einer Textilgewebestruktur 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur 100 weist als Grundstruktur ein grobmaschiges Gewebe auf, welches aus nicht leitfähigen Fäden 101 ausgebildet ist. Ferner weist die Textilgewebestruktur 100 elektrisch leitfähige Fäden 102, 107 auf. Die elektrisch leitfähigen Fäden 102 dienen als Erdung für in die Textilgewebestruktur 100 zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten 103. Die elektrisch leitfähigen Fäden 107 werden für die Stromversorgung der in die Textilgewebestruktur 100 zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten 103 verwendet. Ferner weist die Textilgewebestruktur 100 leitfähige Fäden 104 auf, welche zur Datenübertragung von und zu den zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten verwendet werden.
Die elektrisch leitfähigen Fäden 102, 107 und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 sind vorzugsweise im Gewebe in einem quadratischen Raster angelegt, so dass ein quadratisches Raster von Kreuzungspunkten 105 in der Textilgewebestruktur 100 gebildet wird, ein Bereich eines solchen Kreuzungspunktes ist in 1 mit a) markiert.
Ferner sind im Bereich, welcher in 1 mit b) markiert ist, eines solchen Kreuzungspunktes die elektrisch leitfähigen Fäden 102, 107 und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 entfernt, wodurch eine Lücke in der Textilgewebestruktur 100 gebildet wird.
Im Bereich c) der 1 ist in einer Lücke 105 in der Textilgewebestruktur 100 eine Mikroelektronikkomponente (Mikroelektronikmodul) 103 angeordnet, wobei die elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 an das Mikroelektronikmodul 103 gekoppelt werden, um das Mikroelektronikmodul 103 mit elektrischer Energie zu versorgen und eine Datenübertragungsleitung für das Mikroelektronikmodul 103 bereitzustellen. Vorzugsweise wird in der erfindungsgemäßen Textilgewebestruktur 100 jedes Mikroelektronikmodul 103 an einem jeweiligen Kreuzungspunkt 105 der elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und der leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 angeordnet und nachfolgend an die elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 gekoppelt, welche von vier Seiten das Mikroelektronikmodul 103 heranführen.
Die Kopplung zwischen dem Mikroelektronikmodul 103 und den elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und den leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 kann mittels Kontaktierung durch eine flexible Leiterplatte oder mittels so genannten Drahtbondens realisiert sein.
Im Bereich d) der 1 ist schematisch ein Mikroelektronikmodul 103 gezeigt, welches verkapselt ist, um den Kopplungsbereich (Kontaktstellen) zwischen Mikroelektronikmodul 103 und den elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und den leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 zu isolieren und ferner einen mechanisch robusten und wasserfesten Schutz bereitzustellen.
Eine erfindungsgemäße Textilgewebestruktur 100 weist an einer Mehrzahl von Kreuzungspunkten 105 jeweils ein Mikroelektronikmodul 103 auf. Eine solche „intelligente" Textilgewebestruktur kann als Basisschicht oder als Zwischenlage einer Wand- oder Bodenverkleidung oder andere Arten von technischen Textilien bilden. Sie kann z.B. auch als Schicht einer Textilbetonkonstruktion verwendet werden. Die Mikroelektronikmodule 103 der Textilgewebestruktur können mit einer Vielzahl von verschiedenartigen Sensoren und/oder Aktoren gekoppelt sein. Zum Beispiel können dies LEDs, Anzeigeelemente oder Displays sein, um Informationen, welche zu den Mikroelektronikmodulen übertragen werden anzuzeigen.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines so genannten intelligenten Teppichs. Im unteren rechten Teil der 2 ist ein grobmaschiges Grundgewebe 206 dargestellt, in welches leitfähige Fäden 102, 104 und 107 in einem quadratischen Raster eingewoben sind. An Kreuzungspunkten 105 der leitfähigen Fäden 102, 104 und 107 sind Mikroelektronikmodule 103 in dem grobmaschigen Grundgewebe 206 angeordnet. Somit entsteht ein regelmäßiges Raster aus Mikroelektronikmodulen 103, welche jeweils auf vier Seiten mit Versorgung- und Datenleitungen kontaktiert sind. Wobei die Mikroelektronikmodule 103 zusätzlich mit einer Verkapselung und mit einer Leuchtdiode versehen sind. Ferner ist im linken und hinteren Teil der 2 ein Teppichboden auf der Textilgewebestruktur 100 fixiert.
Die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur 100 mit integrierter Mikroelektronik, Sensoren und/oder Aktoren, z.B. Anzeigelämpchen, ist für sich voll funktionsfähig und kann unter verschiedenartige Flächenverkleidungen fixiert werden. Hierbei sind zum Beispiel nicht leitende Textilien, Bodenbeläge aus Teppichboden, Parkett, Kunststoff, Gardinen, Tapeten, Isoliermatten, Zeltdächer, Verputzschichten, Estrich und Textilbeton zu nennen. Vorzugsweise wird das Fixieren mittels Klebens, Laminierens, oder Vulkanisierens durchgeführt. Zur Vermeidung von „Elektrosmog" in der Umgebung von Menschen, kann über die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur zur Abschirmung auch ein gleichförmig mit elektrisch leitfähigen Drähten durchzogenes Textil aufgebracht werden. Dabei ist jedoch zu achten, dass gegebenenfalls bestimmte Bereiche, z.B. Bereiche über kapazitiven Sensoren, nicht von der Abschirmung überdeckt werden dürfen.
Die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur mit integrierter Mikroelektronik wird vorzugsweise an einer Stelle am Rand der Textilgewebestruktur mit einer zentralen Steuereinheit, z.B. einen einfachen Personalcomputer, gekoppelt.
Mit einfachen Algorithmen beginnen die Mikroelektronikmodule sich selbst zu organisieren. Wird eine Textilgewebestruktur, welche ein Netzwerk aus Mikroelektronikmodulen aufweist angeschlossen, d.h. in Betrieb genommen, so beginnt eine Lernphase, nach der jedes Mikroelektronikmodul seine exakte physikalische Position im Raster kennt. Ferner werden automatisch Wege für Datenströme durch das Raster hindurch konfiguriert, wodurch Sensor- oder Displayinformationen um defekte Bereiche der Textilgewebestruktur geleitet werden können. Durch die Selbstorganisation des Netzwerkes, werden defekte Bereiche erkannt und umgangen. Dadurch ist das Netzwerk aus Mikroelektronikmodulen auch noch funktionsfähig, falls die Textilgewebestruktur in eine Form geschnitten ist, welche durch den jeweiligen Verwendungszweck vorgegeben ist. Darüber hinaus bewirkt die Selbstorganisation, dass kein manueller Installationsaufwand für das Netzwerk von Mikroelektronikmodulen notwendig ist.
Anhand der folgenden Figuren wird das Verfahren zum Bestimmen von Abständen zwischen Mikroelektronikkomponenten 103 der Textilgewebestruktur 100 und der Selbstorganisation erläutet.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines regulären quadratischen 11 × 11 Netzwerkes aus Mikroelektronikmodulen, welche in 3 durchnummeriert sind, einer erfindungsgemäßen Textilgewebestruktur, in welcher ein Beispiel für eine Selbstorganisation gezeigt ist. Das reguläre quadratische 11 × 11 Netzwerk der 3 weist neun defekte Mikroelektronikmodule auf, welche in der Figur mit einem „Blitz" gekennzeichnet sind. Die eingezeichneten Linien zeigen neue Verbindungsrouten der einzelnen Mikroelektronikmodule, welche mittels des Verfahrens erhalten werden, nachdem die neun defekten Mikroelektronikmodule ausgefallen und somit für eine funktionsfähiges Verbindungsroute nicht mehr zur Verfügung stehen. Die eingezeichneten neuen Verbindungsrouten sind mittels des Verfahrens zum Bestimmen von Abständen zwischen Mikroelektronikkomponenten erhalten worden.
Allgemein wird in einer ersten Phase des Verfahren zum Bestimmen von Abständen zwischen Mikroelektronikkomponenten, der sogenannten Selbstorganisation, durchgeführt eine

– Selbsterkennung der lokalen Positionen der einzelnen Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur und somit der Gesamtform der Textilgewebestruktur;
– Selbstorganisation von Routing-Wegen ausgehend von dem Portalprozessor 302 zu jeder Mikroelektronikkomponente 103 in der Textilgewebestruktur 100 derart, dass innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zahl von Zeittakten jeder Mikroelektronikkomponente von dem Portalprozessor 302 eine elektronische Nachricht zugeführt bekommen kann.

In einer zweiten Phase, dem eigentlichen Einsatz der Textilgewebestruktur 100, z.B. im Rahmen der Darstellung von visuellen Daten oder der Schallerzeugung, werden die Daten von dem Portalprozessor 302 zu den Mikroelektronikkomponenten 103 versendet, das heißt übertragen, wodurch die visuellen Daten („Bilder") oder Töne mittels Aktoren, welche an die Mikroelektronikkomponenten in der Textilgewebestruktur 100 gekoppelt sind, aufgebaut werden. Umgekehrt können die Mikroelektronikkomponenten 103 auch mittels Sensoren, z.B. Druck oder visueller Sensoren, detektierte Daten an den Portalprozessor übertragen. Im Folgenden wird, ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit, das Verfahren anhand von Bilddaten erläutert werden, d.h. dass an die einzelnen Mikroelektronikkomponenten 103 der Textilgewebestruktur 100 Display-Einheiten (Anzeige-Einheiten) gekoppelt sind.
Die Mikroelektronikkomponenten 103 sind, wie in 4 dargestellt, für den Fall, dass sie eine rechteckige Form, vorzugsweise eine quadratische Form, aufweisen, jeweils über jede Seite des Vierecks über eine der somit jeweils vier vorgesehenen bidirektionalen Kommunikationsschnittstellen 401 pro Mikroelektronikkomponente 103, welche mit den Datenübertragungs-Fäden 104 (nachfolgend auch bidirektionale Verbindungen genannt) der Textilgewebestruktur gekoppelt sind, und darüber über die elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 (nachfolgend auch elektrische Leitungen 402 genannt) jeweils mit dem unmittelbar zu einer jeweiligen Mikroelektronikkomponente 103 benachbarten Mikroelektronikkomponente 103 gekoppelt.
Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass jeweils ein Nachrichtenaustausch zwischen zwei unmittelbar einander benachbarten Mikroelektronikkomponenten ermöglicht ist, nicht jedoch ein unmittelbarer, d.h. direkter Nachrichtenaustausch über eine weitere Entfernung hinweg als die unmittelbare Nachbarschaft einer Mikroelektronikkomponente 103.
Die Selbstorganisation wird mittels dem aus [1] bekannten Verfahren durchgeführt.
Beim Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes von Mikroelektronikkomponenten einer Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition unter Austausch von elektronischen Nachrichten zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten wird eine erste Nachricht von einer ersten Mikroelektronikkomponente erzeugt, wobei die erste Nachricht eine erste Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der ersten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die erste Nachricht empfangenden zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält. Die erste Nachricht wird von der ersten Mikroelektronikkomponente zu der zweiten Mikroelektronikkomponente gesendet. Abhängig von der Abstandsinformation wird der Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert. Ferner wird von der zweiten Mikroelektronikkomponente eine zweite Nachricht erzeugt, welche eine zweite Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die zweite Nachricht empfangenden dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält. Die zweite Nachricht wird von der zweiten Mikroelektronikkomponente zu der dritten Mikroelektronikkomponente gesendet. Abhängig von der zweiten Abstandsinformation wird der Abstand der dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert. Die oben beschriebenen Verfahrensschritte werden für alle miteinander gekoppelten Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur durchgeführt.
Damit ist nach Durchführen dieses Verfahrens lediglich unter Verwendung lokaler Information die jeweilige Position jeder Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur und deren Abstand zu mindestens einer Referenzposition ermittelt worden.
Anschaulich kann dieser Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass eine für Mikrosysteme und dort für Mikro-Datenanzeigeeinrichtungen und Sensoren, entwickelte Architektur und dafür entwickelte Algorithmen auf die Makrosysteme für Haustechnik und Messetechnik übertragen worden ist, wobei die benötigten Mikroelektronikkomponenten in die Textilgewebestruktur, auf welche Elemente einer Verkleidung fixiert werden können, eingebettet sind.
Auf diese Weise öffnet sich eine Fülle neuer Anwendungsmöglichkeiten, welche im Folgenden näher erläutert werden.
Die Referenzposition kann grundsätzlich beliebig sein, vorzugsweise ist die Referenzposition eine Position, an der sich ein im Weiteren beschriebener Portalprozessor befindet, welcher die Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur ansteuert und die Kommunikation von außerhalb der Textilgewebestruktur anstößt. Der Portalprozessor kann eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur oder ein zusätzlicher Prozessor sein. Die Referenzposition kann ferner eine Position innerhalb der Textilgewebestruktur sein, wobei in diesem Fall vorzugsweise eine Mikroelektronikkomponente an der Referenzposition angeordnet und dieser zugeordnet ist. Vorzugsweise befindet sich in diesem Fall die Referenzposition am Rand, d.h. an der obersten oder untersten Zeile oder der linken oder rechten Spalte für den Fall, dass die Mikroelektronikkomponenten in der Textilgewebestruktur matrixförmig in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Übertragung von Information in oder aus der Textilgewebestruktur erfolgt vorzugsweise mittels des Portalprozessors ausschließlich über zumindest einen Teil der sich am Rand der Textilgewebestruktur befindenden Mikroelektronikkomponenten.
Anschaulich bedeutet diese Vorgehensweise, dass ausgehend von einer "Einleit-Mikroelektronikkomponente" an der Referenzposition üblicherweise am Rand der Textilgewebestruktur, das heißt an einem bezüglich der Textilgewebestruktur äußeren Mikroelektronikkomponente, ein erster Abstand zugeordnet wird, beispielsweise der Abstandswert „1", womit angegeben wird, dass die Mikroelektronikkomponente einen Abstand „1" von dem Portalprozessor aufweist. Für den Fall, dass jeweils in der jeweiligen Nachricht der Abstand der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition in die Nachricht eingefügt wird und an die die Nachricht zu empfangende Mikroelektronikkomponente übertragen wird, wird von der ersten Mikroelektronikkomponente der Abstandswert „1" zu der zweiten Mikroelektronikkomponente in der ersten Nachricht übermittelt und von der zweiten Mikroelektronikkomponente wird der empfangene Abstandswert um einen Wert „1" inkrementiert. Der inkrementierte Wert „2" wird nunmehr als aktualisierter zweiter Abstandswert der zweiten Mikroelektronikkomponente gespeichert. Der zweite Abstandswert wird um einen Wert „1" inkrementiert und ein dritter Abstandswert wird erzeugt und an die dritte Mikroelektronikkomponente übertragen und dort gespeichert. Die entsprechende Vorgehensweise wird für alle Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur in entsprechender Weise durchgeführt und der einer Mikroelektronikkomponente jeweils zugeordnete Abstandswert wird nach Empfang einer Nachricht mit einer Abstandsinformation immer dann aktualisiert, wenn der empfangene Abstandswert kleiner ist als der gespeicherte Abstandswert.
Eine Textilgewebestruktur weist eine Vielzahl von Mikroelektronikkomponenten auf. Jede Mikroelektronikkomponente ist über eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle, der Datenübertragungs-Schnittstelle, mit mindestens einer ihr benachbarten Mikroelektronikkomponente gekoppelt. Zum Ermitteln des jeweiligen Abstands einer Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur von einer Referenzposition werden Nachrichten zwischen den Mikroelektronikkomponenten ausgetauscht, vorzugsweise zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten, wobei jede Nachricht eine Abstandsinformation enthält, welche den Abstand einer die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder einer die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente, von der Referenzposition, angibt (auch als Abstandswert bezeichnet) und wobei jede Mikroelektronikkomponente derart eingerichtet ist, dass aus der Abstandsinformation einer empfangenen Nachricht der Abstand der Mikroelektronikkomponente zu der Referenzposition ermittelbar oder speicherbar ist.
Aufgrund des Einsatzes lediglich lokaler Informationen und dem Austausch elektronischer Nachrichten insbesondere zwischen einander unmittelbar benachbarter Mikroelektronikkomponenten ist die Vorgehensweise sehr robust gegenüber auftretenden Störungen und Ausfällen einzelner Mikroelektronikkomponenten oder einzelner Verbindungen zwischen zwei Mikroelektronikkomponenten, wenn diese Verbindungen zum Beispiel beim Zuschneiden der Textilgewebestruktur auf eine vorgegebene Form zerstört werden.
Gemäß einer Ausgestaltung werden beim Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes vor Bestimmen des Abstandes der Mikroelektronikkomponenten von der Referenzposition die örtlichen Positionen der Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur ermittelt, indem ausgehend von einer Mikroelektronikkomponente an einer Einleitstelle der Textilgewebestruktur jeweils Positionsermittlungs-Nachrichten, welche zumindest einen Zeilenparameter z und einen Spaltenparameter s aufweisen, welche die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur enthält, an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur übermittelt werden und von der jeweiligen Mikroelektronikkomponente die folgenden Schritte durchgeführt werden. Falls der Zeilenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die bisher gespeicherte Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der eigenen Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente der Zeilenparameterwert z der empfangenen Nachricht zugeordnet.
Falls der Spaltenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die eigene Spaltennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der gespeicherten Spaltennummer der Spaltenparameterwert der empfangenen Nachricht zugeordnet. Falls die eigene Zeilennummer und/oder die eigene Spaltennummer aufgrund der oben dargestellten Verfahrensschritte verändert worden sind, so werden neue Positionsmess-Nachrichten mit neuen Zeilenparametern und neuen Spaltenparametern erzeugt, welche jeweils die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente enthalten, und diese werden an eine benachbarte Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur übertragen.
Durch diese Weiterbildung wird das erfindungsgemäße Konzept des lokalen Nachrichtenaustauschs zwischen einander benachbarten Mikroelektronikkomponenten weiter ausgebaut, da schon die örtlichen Positionen der einzelnen Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur gemäß diesem Konzept basierend auf lokaler Positionsinformation, welche sich lediglich aus einer von dem unmittelbar benachbarten Mikroelektronikkomponenten erhaltenen Positionsinformation ergibt, basiert. Dies ermöglicht eine sehr fehlerrobuste Vorgehensweise im Rahmen der Selbstorganisation der Textilgewebestruktur.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird in einem iterativen Verfahren der eigene Abstandswert der Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur dann verändert, wenn der bisher gespeicherte Abstandswert größer ist als der um einen vorgegebenen Wert erhöhte empfangene Abstandswert in der jeweils empfangenen Nachricht. Ferner wird bei dem Verfahren für den Fall, dass eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur den eigenen Abstandswert verändert, diese Mikroelektronikkomponente eine Abstandsmess-Nachricht erzeugt und an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur gesendet, wobei die Abstandsmess-Nachricht jeweils den eigenen Abstand als Abstandsinformation enthält oder den Abstandswert, welchen die empfangende Mikroelektronikkomponente von einem Portalprozessor aufweist.
Der Abstandswert kann um einen um einen vorgegebenen Wert erhöhten Wert gegenüber dem eigenen Abstandswert verändert werden, vorzugsweise um den Wert „1".
Zusammenfassend schafft die Erfindung eine Textilgewebestruktur, welche als Chassis für eine integrierte Mikroelektronik dient. Diese Textilgewebestruktur kann unter nahezu jeden beliebigen Boden-, Decken und/oder Wandbelag fixiert werden. Somit lassen sich große „intelligente Flächen" herstellen, welche als Sensor- oder Anzeigeflächen verwendet werden können. Durch die Verfahren zur Selbstorganisation kann die Textilgewebestruktur mit integrierter Mikroelektronik in nahezu jede beliebige Form geschnitten werden, ohne dass sich beim Zuschneiden entfernte Mikroelektronikmodule oder entfernte Kopplungsleitungen zwischen den Mikroelektronikmodulen auswirken. Fehlerhafte oder fehlende Mikroelektronikmodule werden durch entsprechendes Routen so umgangen, dass die Funktion aller funktionierender Mikroelektronikmodule noch erhalten bleibt und der Installationsaufwand einer derartigen „intelligenten Fläche" sehr gering bleibt.
In diesem Dokument ist folgende Veröffentlichung zitiert:

[1] T.F. Sturm, S. Jung, G. Stromberg, A. Stöhr, A Novel Fault Tolerant Architecture for Self-Organizing Display and Sensor Arrays, International Symposium Digest of Technical Papers, Volume XXXIII, Nr. II, Society for Information Display, Boston, Massachusetts, 22. bis 23. Mai 2002, Seiten 1316 bis 1319, 2002

100: Textilgewebestruktur
101: nicht leitfähige Fäden
102: elektrisch leitfähige Fäden (Erdung)
103: Prozessoreinheit
104: leitfähige Fäden (Datenübertragung)
105: Kreuzungspunkt
107: elektrisch leitfähige Fäden (Spannungsversorgung)
206: Grundgewebe
302: Portalprozessor
303: Prozessoreinheiten-Anordnung
401: Bidirektionale Kommunikationsschnittstellen
402: Elektrische Leitung

Claims

Textilgewebestruktur – mit einer Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten, welche in der Textilgewebestruktur angeordnet sind, – mit elektrisch leitfähigen Fäden, welche die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten miteinander koppeln, – mit leitfähigen Datenübertragungs-Fäden, welche die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten miteinander koppeln, und – mit elektrisch nicht-leitfähigen Fäden, und – bei der die leitfähigen Fäden und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden am Rande der Textilgewebestruktur jeweils mit elektrischen Schnittstellen bzw. Datenübertragung-Schnittstellen versehen sind.
Textilgewebestruktur gemäß Anspruch 1, bei dem die elektrisch leitfähigen Fäden derart eingerichtet sind, dass sie zur Energieversorgung der Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten verwendet werden können.
Textilgewebestruktur gemäß Anspruch 1 oder 2 Anspruch, bei der die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden elektrisch leitfähig sind.
Textilgewebestruktur gemäß Anspruch 1 oder 2 Anspruch, bei der die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden optisch leitfähig sind.
Textilgewebestruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten in einem regelmäßigen Raster in der Textilgewebestruktur angeordnet sind.
Textilgewebestruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten an mehreren Seiten mit den leitfähigen Fäden und den leitfähigen Datenübertragungs-Fäden gekoppelt ist.
Textilgewebestruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Mikroelektronikkomponenten Prozessoreinheiten sind.
Textilgewebestruktur gemäß Anspruch 7, bei der mindestens ein Sensor mit der Mehrzahl von Prozessoreinheiten gekoppelt ist.
Textilgewebestruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, mit mindestens einem der folgenden Elemente, welches mit mindestens einem Teil der Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten gekoppelt ist: – Bildgebendes Element, oder – Schallwellen-Erzeugungselement, oder – Vibrations-Erzeugungselement
Textilgewebestruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, – bei der die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten derart eingerichtet sind, dass zum Ermitteln eines jeweiligen Abstands einer ersten Mikroelektronikkomponente von einer Referenzposition elektronische Nachrichten ausgetauscht werden zwischen der ersten Mikroelektronikkomponente und einer zweiten, benachbarten Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur, – wobei jede Nachricht eine Abstandsinformation enthält, welche den Abstand einer die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder einer die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition angibt, und – wobei die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten derart eingerichtet sind, dass aus der Abstandsinformation einer empfangenen Nachricht der eigene Abstand zu der Referenzposition ermittelbar ist oder speicherbar ist.
Flächenverkleidungsstruktur, bei der auf einer Textilgewebestruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 eine Flächenverkleidung fixiert ist.
Flächenverkleidungsstruktur gemäß Anspruch 11, wobei das Fixieren mittels Klebens und/oder, Laminierens und/oder Vulkanisierens durchgeführt ist.
Flächenverkleidungsstruktur gemäß Anspruch 11 oder 12, bei der die Flächenverkleidungsstruktur ausgebildet ist als: – Wand-Verkleidungsstruktur, oder – Fußboden-Verkleidungstruktur, oder – Decken-Verkleidungstruktur.
Flächenverkleidungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der zumindest über Teilbereichen der Textilgewebestruktur eine gleichförmig mit elektrisch leitfähigen Drähten durchzogene Textillage aufgebracht ist.
Verfahren zum Bestimmen von Abständen zwischen Mikroelektronikkomponenten einer Textilgewebestruktur gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder einer Flächenverkleidungsstruktur gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14 und mindestens einer Referenzposition unter Austausch von elektronischen Nachrichten zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten, – bei dem eine erste Nachricht von einer ersten Mikroelektronikkomponente erzeugt wird, wobei die erste Nachricht eine erste Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der ersten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die erste Nachricht empfangenden zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält, – bei dem die erste Nachricht von der ersten Mikroelektronikkomponente zu der zweiten Mikroelektronikkomponente gesendet wird, – bei dem abhängig von der Abstandsinformation der Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert wird, und – bei dem von der zweiten Mikroelektronikkomponente eine zweite Nachricht erzeugt wird, welche eine zweite Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die zweite Nachricht empfangenden dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält, – bei dem die zweite Nachricht von der zweiten Mikroelektronikkomponente zu der dritten Mikroelektronikkomponente gesendet wird, – bei dem abhängig von der zweiten Abstandsinformation der Abstand der dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert wird, – bei dem die Verfahrensschritte für alle Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur durchgeführt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem vor Bestimmen des Abstandes der Mikroelektronikkomponenten von der Referenzposition die örtlichen Positionen der Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur ermittelt werden, indem ausgehend von einer Mikroelektronikkomponente an einer Einleitstelle der Textilgewebestruktur jeweils Positionsermittlungs-Nachrichten, welche zumindest einen Zeilenparameter z und einen Spaltenparameter s aufweisen, welche die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur enthält, an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur übermittelt werden und von der jeweiligen Mikroelektronikkomponente die folgenden Schritte durchgeführt werden: – falls der Zeilenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die bisher gespeicherte Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der eigenen Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente der Zeilenparameterwert z der empfangenen Nachricht zugeordnet, – falls der Spaltenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die eigene Spaltennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der gespeicherten Spaltennummer der Spaltenparameterwert der empfangenen Nachricht zugeordnet, – falls die eigene Zeilennummer und/oder die eigene Spaltennummer aufgrund der oben dargestellten Verfahrensschritte verändert worden sind, so werden neue Positionsmess-Nachrichten mit neuen Zeilenparametern und neuen Spaltenparametern erzeugt, welche jeweils die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente enthalten, und diese werden an eine benachbarte Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur übertragen.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, – bei dem in einem iterativen Verfahren der eigene Abstandswert der Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur dann verändert wird, wenn der bisher gespeicherte Abstandswert größer ist als der um einen vorgegebenen Wert erhöhte empfangene Abstandswert in der jeweils empfangenen Nachricht, und – bei dem für den Fall, dass eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur den eigenen Abstandswert verändert, diese Mikroelektronikkomponente eine Abstandsmess-Nachricht erzeugt und an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur sendet, wobei die Abstandsmess-Nachricht jeweils den eigenen Abstand als Abstandsinformation enthält oder den Abstandswert, den die empfangende Mikroelektronikkomponente von dem Portalprozessor aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem der Abstandswert einen um einen vorgegebenen Wert erhöhten Wert gegenüber dem eigenen Abstandswert aufweist.