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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Dieses
Patent beansprucht gemäß 35 USC §119(e) die
Priorität
der vorläufigen
US-amerikanischen Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 60/823,916
(2006218581 US), die am 30. August 2006 eingereicht wurde, und der
vorläufigen
US- amerikanischen Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 60/823,807
(2006217942 US), die am 29. August 2006 eingereicht wurde, deren
Inhalt durch Bezugnahme für
alle Zwecke als hier aufgenommen gilt.
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Dieses
Patent steht in Zusammenhang mit der gleichzeitig anhängigen US-amerikanischen
Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 11/590,157 (2006218573
US), die am 31. Oktober 2006 eingereicht wurde und gemäß 35 USC §119(e) die
Priorität
der vorläufigen
US-amerikanischen Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 60/823,906
beansprucht, die am 30. August 2006 eingereicht wurde, und der gleichzeitig
anhängigen US-amerikanischen
Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 10/915,034 (2004213093
US), die am 8. August 2004 eingereicht wurde, wobei der Inhalt dieser
Anmeldungen durch Bezugnahme für
alle Zwecke als hier aufgenommen gilt.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Offenlegung betrifft im Allgemeinen Gebäudeautomationssysteme.
Sie betrifft insbesondere das drahtlose Umprogrammieren und Aktualisieren
von drahtgebundenen und drahtlosen Gebäudeautomationskomponenten innerhalb
eines Gebäudeautomationssystems.
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Ein
Gebäudeautomationssystem
(BAS – Building
Automation System) integriert und steuert in der Regel Elemente
und Dienste innerhalb eines Gebäudes,
wie die Heizungs-, Lüftungs-
und Klimaanlage (HLK), Sicherheitsdienste, Brandschutzanlagen und
dergleichen. Die integrierten und gesteuerten Systeme sind in Form
von einem oder mehreren Etagennetzwerken (Floor Level Network – FLN) angeordnet
und organisiert, welche anwendungs- oder prozessspezifische Controller,
Sensoren, Aktuatoren oder andere Vorrichtungen enthalten, die so
verteilt oder miteinander verkabelt sind, dass sie ein Netzwerk
bilden. Die Etagennetzwerke bieten eine allgemeine Steuermöglichkeit
für eine
bestimmte Etage oder einen bestimmten Bereich des Gebäudes. Bei einem
Etagennetzwerk kann es sich beispielsweise um ein mit RS-485 kompatibles
Netzwerk handeln, das einen oder mehrere Controller oder anwendungsspezifische
Controller aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie die Elemente
oder Dienste auf einer Etage oder in einem Bereich des Gebäudes steuern.
Die Controller können
wiederum so konfiguriert sein, dass sie von einem Sensor oder einer
anderen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Temperatursensor (RTS),
der für
das Überwachen
eines Raumes, einer Etage oder eines Bereiches des Gebäudes eingesetzt
wird, einen Eingangswert empfangen. Bei dem Eingangswert, der dem
Controller zugeführt wird,
kann es sich bei diesem Beispiel um eine Temperaturangabe handeln,
die die physikalische Temperatur darstellt, die auf einer gegebenen
Etage oder in einem gegebenen Bereich des Gebäudes erfasst wird. Die Temperaturangabe
kann von einer Prozesssteuerroutine, wie einer proportional-integralen Steuerroutine,
die von dem Controller ausgeführt
wird, zum Betreiben oder zum Einstellen einer Luftklappe, eines
Heizelements, Kühlelements
oder anderen Aktuators auf einen vorgegebenen Sollwert genutzt werden.
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Informationen
wie die Temperaturangabe, Sensormesswerte und/oder Aktuatorpositionen,
die einem oder mehreren Controllern zugeführt werden, welche in einem
gegebenen Etagennetzwerk in Betrieb sind, können wiederum zu einem Automatisierungsnetzwerk
(Automation Level Network – ALN) oder
Gebäudenetzwerk
(Building Level Network – BLN) übertragen
werden, das beispielsweise dafür konfiguriert
ist, Steueranwendungen, -programme oder -schleifen auszuführen, zeitbezogene
Aktivitätspläne zu koordinieren,
auf Prioritäten
basierende Eingriffe oder Alarme zu überwachen und für Techniker Feldinformationen
bereitzustellen. Gebäudenetzwerke
und die dazugehörigen
Etagennetzwerke können wiederum
in ein optionales Leitebenennetzwerk (Management Level Network – MLN) integriert
sein, das ein System für
verteilten Zugriff und verteilte Verarbeitung zur Verfügung stellt,
das eine Fernüberwachung,
Fernsteuerung, statistische Analyse sowie weitere Funktionen auf
höherer
Ebene ermöglicht. Beispiele
und zusätzliche
Informationen, die die BAS-Konfiguration und – Organisation betreffen, sind in
der gleichzeitig anhängigen
US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 11/590,157 (2006P18573 US),
die am 31. Oktober 2006 eingereicht wurde, und der gleichzeitig
anhängigen
US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 10/915,034 (2004P13093 US),
die am 8. August 2004 eingereicht wurde, zu finden, deren Inhalt
durch Bezugnahme für
alle Zwecke als hier aufgenommen gilt.
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In
dem Steuerschema eines Gebäudeautomationssystems
können
drahtlose Vorrichtungen, wie Vorrichtungen, die den Protokollen
IEEE 802.15.4/ZigBee entsprechen, implementiert werden, ohne dass
zusätzliche
Verkabelungs- oder Installationskosten entstehen. ZigBee-konforme
Vorrichtungen, wie Vollfunktionsgeräte (Full Function Device – FFD) und
Teilfunktionsgeräte
(Reduced Function Device – RFD),
können
vernetzt werden und ein Gerätenetz
oder eine Gerätemasche
in dem Gebäudeautomationssystem
herstellen oder bilden. FFD werden beispielsweise mit der Rechenleistung ausgestattet,
die sie für
das Herstellen von Peer-to-Peer-Verbindungen zu anderen FFD und/oder
zum Ausführen
von Steuerroutinen für
eine bestimmte Etage oder einen bestimmten Bereich eines Etagennetzwerks
(Floor Level Network – FLN) benötigen. Jedes
der FFD kann wiederum in einer Nabe-Speiche-Anordnung mit einem
oder mehreren RFD kommunizieren. RFD wie der oben beschriebene Temperatursensor
sind mit der begrenzten Rechenleistung versehen, die für eine (oder
mehrere) bestimmte Aufgabe(n) benötigt wird, und leiten Informationen
direkt zum damit verbundenen FFD weiter.
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Drahtgebundene
und drahtlose Vorrichtungen, die in einem Gebäudeautomationssystem verwendet
werden, besitzen in der Regel eine Lebensdauer von zehn (10) bis
zwanzig (20) Jahren. Es kann davon ausgegangen werden, dass sich
in diesem Zeitraum die Normen für
drahtgebundene und drahtlose Kommunikation ändern und so weiterentwickeln,
dass neue Softwarefunktionen, Fähigkeiten von
Komponenten und branchenspezifische Anforderungen darin aufgenommen
werden. Komponenten des Gebäudeautomationssystems
können
veralten oder nicht mehr mit den anderen Aspekten oder Komponenten
eines bestehenden Gebäudeautomationssystems
kompatibel sein, das aktuellen Kommunikationsnormen oder -protokollen
entspricht.
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KURZDARSTELLUNG
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Die
vorliegende Offenbarung stellt im Allgemeinen Verfahren, Systeme,
computerlesbare Medien und Hilfsmittel für das Konfigurieren, Aufrüsten oder
Kommunizieren mit drahtlosen Vorrichtungen und anderen BAS-Komponenten
zur Verfügung,
die mit einem drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsnetz
in Verbindung stehen. Upgrade-Software (wie ein Firmware-Programm, ein Software-Modul,
ein Anweisungspaket, eine Datenbank und/oder andere vom Computer
ausführbare
Anweisungen) kann auf einem Ursprungsknoten, wie beispielsweise
einem Controller, einem Prozessor, einer drahtlosen Vorrichtung,
einem Server, Laptop oder anderen Computer, gespeichert werden.
Die Upgrade-Software kann wiederum zum Aufrüsten und Ausführen an
drahtlose Vorrichtungen und andere BAS-Komponenten übermittelt
werden, die über
das drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsnetz mit dem Ursprungsknoten
in Verbindung stehen.
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Bei
einer Ausführungsform
wird ein Verfahren für
drahtlose Kommunikation in einem Gebäudeautomationssystem offenbart.
Zu diesem Verfahren gehört
das Herstellen einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zwischen
einem Controller oder Ursprungsknoten und einer Automationskomponente und/oder
einer drahtlosen Vorrichtung und das Übermitteln eines Upgrade-Pakets
von dem Controller oder Ursprungsknoten an die Automationskomponente.
Zu dem Verfahren gehört
des Weiteren das Ausführen
des Upgrade-Pakets, um die Automationskomponente aufzurüsten.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird ein Gebäudeautomationssystem
offenbart. Das System weist einen Controller oder Ursprungsknoten
auf, der so konfiguriert ist, dass er ein Software-Modul bereitstellt,
und einen drahtlosen Transceiver, der mit dem Controller oder Ursprungsknoten
in Verbindung steht und so konfiguriert ist, dass er das Software-Modul übermittelt.
Zu dem System gehört
des Weiteren eine drahtlose Vorrichtung, die mit dem drahtlosen
Transceiver in Verbindung steht, wobei die drahtlose Vorrichtung
als Reaktion auf den Empfang des übermittelten Software-Moduls
aufgerüstet
werden kann.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird ein Verfahren für
drahtlose Kommunikation in einem Gebäudeautomationssystem offenbart.
Zu dem Verfahren gehört
das Bereitstellen von Firmware für
eine Gebäudeautomationskomponente
und das drahtlose Übermitteln
der Firmware an eine drahtlose Vorrichtung. Zu dem Verfahren gehört des Weiteren
das Ausführen
der Firmware auf einem Prozessor in der drahtlosen Vorrichtung,
um die drahtlose Vorrichtung aufzurüsten.
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Zusätzliche
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung und den Figuren beschrieben und daraus ersichtlich
sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Das
Verfahren, das System und die Lehre ermöglichen das Programmieren,
Umprogrammieren und Aktualisieren von drahtlosen Vorrichtungen in
einem Gebäudeautomationssystem (Building
Automation System – BAS).
Das Verfahren, das System und die Lehre ermöglichen des Weiteren eine schnelle, effiziente
Interaktion mit einer einzelnen drahtlosen Vorrichtung oder mehreren
in einem BAS verteilten drahtlosen Vorrichtungen.
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1 stellt
eine Ausführungsform
eines Gebäudeautomationssystems
dar, das einer vorliegenden Offenbarung entsprechend aufgebaut ist,
und
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die 2 bis 8 stellen
beispielhafte System- und Kommunikationskonfigurationen dar.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Zu
den hier vorgestellten Ausführungsformen
gehören
Automationskomponenten, drahtlose Vorrichtungen und Transceiver.
Bei den Vorrichtungen kann es sich um mit IEEE 802.15.4/ZigBee konforme
Automationskomponenten handeln, wie beispielsweise: einen PAN-Koordinator
(PAN – Personal Area
Network), der als Field-Panel-Transceiver (FPX) implementiert werden
kann, ein Vollfunktionsgerät
(Full Function Device – FFD),
das als Etagennetzwerkgerät-Transceiver
(FLNX – Floor
Level Device Transceiver) implementiert ist, und ein Teilfunktionsgerät (Reduced
Function Device – RFD),
das als drahtloser Raumtemperatursensor (WRTS – Wireless Room Temperature
Sensor) implementiert ist, welche in einem Gebäudeautomationssystem (BAS – Building
Automation System) benutzt werden können. Die hier angegebenen
Vorrichtungen dienen als Beispiele für Automationskomponenten, drahtlose Vorrichtungen
und Transceiver, die in ein Gebäudeautomationssystem,
welches die hier offengelegte Lehre verkörpert, integriert sein und
darin benutzt werden können,
und sollen weder die Art, Funktionalität und Interoperabilität der Vorrichtungen
noch die hier vorgestellte und beanspruchte Lehre einschränken.
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Ein
beispielhaftes Gebäudeautomationssystem,
das die Vorrichtungen aufweisen und wie oben beschrieben konfiguriert
sein kann, ist das APOGEE®-System von Siemens Building
Technologies, Inc. Das APOGEE®-System kann drahtgebundene RS-485-Kommunikation,
Ethernet, firmeneigene und standardisierte Protokolle implementieren
sowie bekannte Normen für
die drahtlose Kommunikation wie beispielsweise IEEE 802.15.4, die
zu den ZigBee-Standards und/oder ZigBee-zertifizierten drahtlosen
Vorrichtungen beziehungsweise Automationskomponenten konform sind.
ZigBee-Standards, firmeneigene Protokolle oder andere Normen werden in
der Regel in eingebetteten Anwendungen implementiert, die nur niedrige
Datenübertragungsraten benutzen
und/oder wenig Strom benötigen
dürfen. Darüber hinaus
eignen sich ZigBee-Standards und -Protokolle für preiswerte, selbstorganisierende
Maschennetze, die möglicherweise
für gewerbliche Steuer-
und Erfassungsanwendungen wie die Gebäudeautomation geeignet sind.
Somit benötigt
ein Gebäudeautomationssystem
wie das APOGEE®-System, das gemäß den ZigBee-Standards oder
-Protokollen konfiguriert wurde, möglicherweise eine begrenzte
Menge Strom, wodurch einzelne drahtlose Vorrichtungen mit einer
begrenzten Batterieladung über
ausgedehnte Zeiträume
hinweg betrieben werden können.
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Die
drahtlosen oder drahtgebundenen Vorrichtungen wie die mit IEEE 802.15.4/ZigBee
konformen Automationskomponenten können beispielsweise eine RS-232-Verbindung
mit einem RJ11- Verbinder
oder einer anderen Art Verbinder, eine ethernetkompatible RJ45-Buchse
und/oder eine USB-Verbindung (USB – Universal Serial Bus) aufweisen.
Diese drahtgebundenen, drahtlosen Vorrichtungen oder Automationskomponenten
können
wiederum so konfiguriert sein, dass sie einen getrennten drahtlosen Transceiver
oder andere Peripheriegeräte
aufweisen oder an diese(n) gekoppelt sind, wodurch die drahtlose
Vorrichtung über
die oben beschriebenen Protokolle oder Normen für drahtlose Kommunikation mit dem
Gebäudeautomationssystem
kommunizieren kann. Alternativ dazu kann der separate drahtlose Transceiver
mit einer drahtlosen Vorrichtung wie einer mit IEEE 802.15.4/ZigBee
konformen Automationskomponente gekoppelt sein, um eine Kommunikation über ein
zweites Kommunikationsprotokoll, wie beispielsweise 802.11x-Protokolle
(802.11a, 802.11b, ..., 802.11n usw.), zu ermöglichen. Zu diesen beispielhaften
drahtlosen, drahtgebundenen Vorrichtungen kann des Weiteren eine
Mensch-Maschine-Schnittstelle
(MMI – Man
Machine Interface, wie beispielsweise ein web-gestützter Schnittstellenbildschirm)
gehören,
die den Zugriff auf konfigurierbare Eigenschaften der Vorrichtung
ermöglicht
und über die
der Benutzer Kommunikation zwischen anderen Vorrichtungen und Elementen
des BAS herstellen oder Fehler suchen kann.
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1 stellt
ein beispielhaftes Gebäudeautomations- oder -leitsystem 100 dar,
das die Verfahren, die Systeme und die Lehre, die hier vorgestellt
werden, verkörpern
kann. Das Leitsystem 100 weist ein erstes Netzwerk 102 wie
beispielsweise ein ALN (Automation Level Network) oder MLN (Management
Level Network) auf, das mit einem oder mehreren Controllern, wie
beispielsweise mehreren Anschlussstellen 104, und einer
modularen Gerätesteuerung
(MEC – Modular
Equipment Controller) 106 in Verbindung steht. Bei der
modularen Gerätesteuerung
oder dem Controller 106 handelt es sich um eine programmierbare
Vorrichtung, die das erste Netzwerk 102 an ein zweites
Netzwerk 108, wie beispielsweise ein Etagennetzwerk (FLN – Floor
Level Network), koppeln kann. Das zweite Netzwerk 108 kann
bei diesem Ausführungsbeispiel
ein drahtgebundenes Netzwerk 122 aufweisen, das mit Gebäudeautomationskomponenten 110 (im
Einzelnen als Automationskomponenten 110a bis 110f bezeichnet)
verbunden ist. Das zweite Netzwerk 108 kann des Weiteren
an drahtlose Gebäudeautomationskomponenten 112 gekoppelt sein.
Zu den Gebäudeautomationskomponenten 112 können beispielsweise
drahtlose Vorrichtungen gehören,
die im Einzelnen als Automationskomponenten 112a bis 112f bezeichnet
sind. Bei einer Ausführungsform
kann es sich bei der Automationskomponente 112f um eine
drahtgebundene Vorrichtung handeln, die drahtlose Funktionalität aufweisen
kann oder nicht und mit der Automationskomponente 112e verbunden
ist. Bei dieser Konfiguration kann die Automationskomponente 112f die
von der Automationskomponente 112e bereitgestellte drahtlose
Funktionalität
allein oder gemeinsam mit anderen nutzen und so einen vernetzten
drahtlosen Knoten 114 definieren.
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Das
Leitsystem 100 kann des Weiteren Automationskomponenten
aufweisen, die allgemein mit den Bezugszahlen 116a bis 116g bezeichnet
sind. Die Automationskomponenten 116a bis 116g können so
konfiguriert oder angeordnet sein, dass sie ein oder mehrere Netzwerke
oder Teilnetze 118a und 118b bilden. Die Automationskomponenten 116a bis 116g,
wie beispielsweise FFD oder RFD und/oder eine konfigurierbare Anschlussgerätesteuerung (TEC – Terminal Equipment
Controller), arbeiten zusammen und übermitteln auf drahtlosem Weg
Informationen zwischen dem zweiten Netzwerk 108, dem Leitsystem 100 und
anderen Vorrichtungen in den Maschennetzen oder Teilnetzen 118a und 118b.
Die Automationskomponente 116a kann z. B. mit anderen Automationskomponenten 116b bis 116d in
dem Maschennetz 118a kommunizieren, indem sie eine Nachricht
sendet, die an die Netzwerkkennung, das Alias und/oder die MAC-Adresse
(MAC – Media
Access Control), die jeder der vernetzten Automationskomponenten 116a bis 116g zugewiesen
wurden, und/oder an ein Field-Panel 120 adressiert ist.
Bei einer Konfiguration können
die einzelnen Automationskomponenten 116a bis 116d in
dem Teilmaschennetz 118a direkt mit dem Field-Panel 120 kommunizieren, oder
alternativ dazu können
die einzelnen Automationskomponenten 116a bis 116d auf
hierarchische Weise so konfiguriert sein, dass nur eine Komponente
(beispielsweise die Automationskomponente 116c) mit dem
Field-Panel 120 kommuniziert. Die Automationskomponenten 116e bis 116g des
Maschennetzes 118b können
wiederum mit den einzelnen Automationskomponenten 116a bis 116d des
Maschennetzes 118a oder dem Field-Panel 120 kommunizieren.
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Die
Automationskomponenten 112e bis 112f, die den
drahtlosen Knoten 114 definieren, können mit dem zweiten Netzwerk 108 und
den Automationskomponenten 116e bis 116g des Maschennetzes 118b kommunizieren,
um die Kommunikation zwischen verschiedenen Elementen, Abschnitten
und Netzwerken innerhalb des Leitsystems 100 zu erleichtern.
Die Automationskomponenten 112, 116 können beispielsweise
so konfiguriert werden, dass sie sich gegenseitig sowie an das Field-Panel 120, das
zweite Netzwerk 108, einen oder mehrere Controller 106 oder
Anschlussstellen 104 oder andere Komponenten des Leitsystems 100 Software und/oder
Firmware übermitteln.
Die Software kann in flüchtigem
Speicher und/oder die Firmware in nichtflüchtigem Speicher gespeichert
und von einem (nicht gezeigten) Prozessor ausgeführt werden, um die zu den Automationskomponenten 112, 116 gehörige Software
oder Firmware aufzurüsten.
Bei der übermittelten
Software oder Firmware kann es sich hier um Embedded-Software, einzelne
Software-Anweisungen, Befehle, Funktionen, Segmente oder Module,
Software-Pakete, Unterprogramme, Binärdateien, Images, Daten, Datenbanken
und/oder komplette Upgrades für
die operativ auf der empfangenden Automationskomponente angesiedelte
Software/Firmware handeln. Die drahtlose Kommunikation zwischen
den einzelnen Automationskomponenten 112, 116 und/oder
den Maschennetzen 118a, 118b kann auf direkte
Weise oder über
eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung erfolgen oder auf indirekte Weise
oder geroutet durch die Knoten oder Vorrichtungen, die die Knoten
oder Netzwerke 102, 108, 114 und 118 umfassen.
Bei einer alternativen Ausführungsform
ist kein drahtgebundenes Netzwerk 122 vorgesehen, und es
können
weitere drahtlose Verbindungen genutzt werden.
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2 stellt
eine Kommunikationskonfiguration dar, die implementiert werden kann,
um das Senden und Aufrüsten
von Software und/oder Firmware zwischen Komponenten des Leitsystems 100 zu
erleichtern. Ein Controller oder Computer 200 kann beispielsweise
einen Kommunikationsanschluss wie zum Beispiel einen seriellen oder
COM-Anschluss, einen USB-Anschluss
usw. aufweisen, der für
die drahtgebundene Kommunikation mit einem Anschluss 202 ausgelegt
ist, welcher sich an einer der Automationskomponenten 112, 116 befindet.
Der Computer 200, bei dem es sich um eine Anschlussstelle 104 handelt,
die in dem ersten Netzwerk 102 betrieben wird, kann als
Ursprungsknoten für
das zentrale Speichern und/oder Verteilen der Software oder Firmware
fungieren, die an die Automationskomponenten 112, 116 weitergeleitet
werden soll (alternative Konfigurationen für den Ursprungsknoten werden
im Zusammenhang mit 5 dargestellt und erläutert),
und eine generische Dateitransferprotokoll-Anwendung (FTP – File Transfer
Protocol), ein HyperTerminal-Kommunikationsprogramm, das zum MICROSOFT®-WINDOWS®-
oder LINUX-Betriebssystem gehört,
oder ein beliebiges anderes Kommunikationsprogramm benutzen, das
Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-zu-Multipunkt-Datentransfers durchführen kann.
Das Kommunikationsprogramm kann für den Transfer von Informationen
wie Software oder Firmware vom Ursprungsknoten oder Computer 200 zur
passenden Automationskomponente 112, 116 verwendet
werden. Die übertragene
Software oder Firmware kann vorübergehend
in ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash oder batteriegepuffertem RAM
oder einem beliebigen anderen nichtflüchtigen Computerspeicherabschnitt
der Automationskomponente 112, 116 gespeichert
werden. Der Speicher kann ein Boot-Loader-Programm enthalten, das
auf einem Prozessor ausgeführt
werden kann und so konfiguriert ist, dass es die übertragene
Software oder Firmware, die für
das Umprogrammieren oder Aufrüsten
der gesamten oder eines Teils der von der Automationskomponente 112, 116 ausgeführten Software
oder Firmware erforderlich ist, ablaufen lässt oder installiert. Das Aufrüsten kann
beispielsweise, um die Prozessorleistung zu maximieren, dann erfolgen,
wenn die Komponenten nicht aktiv sind, oder, um für leistungsbezogene
Kontinuität
zu sorgen, im Hintergrund ablaufen, während sich die Komponenten
in Betrieb befinden. Die Upgrades können der Automationskomponente 112, 116 zur Verfügung gestellt
werden, um neue Firmware-Funktionen bereitzustellen oder zu aktivieren,
die Kompatibilität
mit neuen oder aktualisierten Kommunikationsstandards oder -protokollen
sicherzustellen, ein neues Betriebssystem oder neue Software zu
implementieren.
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3 stellt
eine weitere Kommunikationskonfiguration dar, die implementiert
wird, um das Senden und Aufrüsten
von Software und/oder Firmware zwischen Komponenten des Leitsystems 100 zu
erleichtern. Bei dieser Ausführungsform
ist der Ursprungsknoten oder Computer 200 mit einem drahtlosen
Transceiver 204 gekoppelt, weist einen solchen auf oder
steht mit ihm in Verbindung. Bei dem drahtlosen Transceiver 204 kann
es sich um ein internes oder externes Einsteckelement oder eine
andere Vorrichtung handeln, die mit dem Computer 200 verbunden
ist. Der drahtlose Transceiver 204 kann dazu verwendet
werden, den Computer 200 mit Zweiwegekommunikation mit
anderen Vorrichtungen innerhalb eines gegebenen Bereiches oder eines
vorgegebenen Kommunikationsnetzes, wie beispielsweise einem oder
mehreren der Maschennetze 118a, 118b, auszustatten.
Der Computer 200 dient bei dieser Ausführungsform als Ursprungsknoten,
der so konfiguriert ist, dass er die Software oder Firmware für das Upgrade über ein
Kommunikationsprogramm an einen drahtlosen Transceiver 206 weiterleitet,
der über einen
externen Verbinder 206a an die Automationskomponente 116 gekoppelt
ist, die aufgerüstet
oder umprogrammiert werden soll. Die übertragene Software oder Firmware
kann über
ein Boot-Loader-Programm
ausgeführt
werden, das in einem Bootblock-Abschnitt des Speichers in den Automationskomponenten 116 angesiedelt
oder dort gespeichert ist. Bei den drahtlosen Transceivern 204 und 206 kann
es sich um fest eingebaute Komponenten des Computers 200 beziehungsweise
der Automationskomponente 116 oder um damit verbundene
Zusatzkomponenten handeln. In einem alternativen Szenarium können die
drahtlosen Transceiver 204 und 206 zusammenarbeiten
und auf einen dritten drahtlosen Transceiver-Abschnitt eines weiteren
(nicht gezeigten) drahtlosen Transceivers zugreifen. Die drahtlosen
Vorrichtungen können
hier eine Automationskomponente 116 bezeichnen, bei der
der drahtlose Transceiver 206 sowohl eine Zusatzkomponente
als auch eine fest eingebaute Komponente in der Architektur der
Vorrichtung ist. Somit kann die Upgrade-Software oder -Firmware unabhängig von
Aufbau oder Lage des drahtlosen Transceivers über eines oder mehrere der
Maschennetze 118a, 118b an verschiedene, zum Kommunizieren
gekoppelte, drahtlose Vorrichtungen und Automationskomponenten 116 übermittelt
werden.
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4 stellt
noch eine weitere Kommunikationskonfiguration dar, die implementiert
wird, um das Senden und Aufrüsten
von Software und/oder Firmware zwischen Komponenten des Leitsystems 100 zu
erleichtern. Bei dem Computer 200 oder Ursprungsknoten
kann es sich um einen tragbaren Computer oder Laptop handeln, der
sich für
den Transport durch das Gebäude
eignet, das über
das Leitsystem 100 kontrolliert oder überwacht wird. Der Laptop 200 kann
des Weiteren Folgendes aufweisen: einen fest eingebauten drahtlosen
Transceiver 204, wie beispielsweise einen WLAN-Verbinder oder -Adapter
(WLAN – Wireless
Local Area Network), einen BLUETOOTH®-Adapter,
einen Infrarotanschluss, einen WAN-Adapter (WAN – Wide Area Network), einen
802.15.4-/ZigBee-Adapter,
einen 802.15.4-/firmeneigenen Mesh-Stack-Adapter oder eine andere bereits
existierende oder noch zu entwickelnde Verbindungs- oder Kommunikationsvorrichtung.
Der drahtlose Transceiver 204 kann für die Kommunikation zwischen dem
Ursprungsknoten 200, der die Upgrade-Software, -Firmware
oder -Anweisungen speichert, und der Automationskomponente 116e sorgen. Die
Automationskomponente 116e kann bei dieser Konfiguration
Software oder Firmware wie beispielsweise eine Anwendungs-Binärdatei enthalten
oder momentan ausführen.
Wenn es sich bei der Automationskomponente 116e beispielsweise
um eine Vorrichtung der jüngsten
Generation handelt, kann es sich bei der auf der Vorrichtung ausgeführten Anwendungs-Binärdatei um
die aktuellste Software oder Firmware handeln, die in dem Leitsystem 100 läuft. In diesem
Fall kann es wünschenswert
sein, diese aktuelle Firmware anderen Vorrichtungen in dem Maschennetz 118b oder
dem Netzwerk 108 zur Verfügung zu stellen.
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Der
Computer 200 kann ein Drahtlosdienst-Tool ausführen, das
solche Anweisungen enthält
oder so konfiguriert ist, dass entweder manuell oder automatisch
oder anderweitig Kommunikation mit der Automationskomponente 116e hergestellt und
eine Kopie oder ein Klon der aktuellen Software oder Firmware erzeugt
wird. Die aktuelle Software oder Firmware kann wiederum von der
Automationskomponente 116e an eine Ziel-Automationskomponente 116f übermittelt
werden. Die übertragene
Software oder Firmware kann hier beispielsweise über ein Boot-Loader-Programm ausgeführt werden,
das in einem Bootblock-Abschnitt
des Speichers der Automationskomponente 116f angesiedelt
oder dort gespeichert ist. In einem alternativen Szenarium kann es
sich bei der Ziel-Automationskomponente um eine (in 4 nicht
ausdrücklich
gezeigte) weitere Automationskomponente 116g in dem Maschennetz 118b handeln,
und die Automationskomponente 116f kann einfach als Relais
für die übermittelte
Software oder Firmware dienen. Bei noch einem weiteren alternativen
Szenarium können
mehrere Automationskomponenten 116 seriell (der Reihe nach)
oder parallel (alle gleichzeitig) mit der Software, Firmware oder
einem oder mehreren Anweisungspaketen, die von der Automationskomponente 116e bereitgestellt
wurde(n), aufgerüstet
werden. Bei noch einem weiteren Szenarium kann die Ziel-Automationskomponente 112e mit einer
drahtlosen Vorrichtung oder der Automationskomponente 112f direkt
verkabelt, vernetzt oder anderweitig gekoppelt sein, damit das Upgrade
auf drahtlosem Wege über
die Komponente 112e an die Automationskomponente 112f übermittelt
werden kann.
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5 stellt
noch eine weitere Kommunikationskonfiguration dar, die implementiert
wird, um das Senden und Aufrüsten
von Software und/oder Firmware zwischen Komponenten des Leitsystems 100 zu
erleichtern. Bei dieser Konfiguration befindet sich das Software-
oder Firmware-Upgrade auf dem Computer 200 oder einer für die Kommunikation
verbundenen Automationskomponente 116a. Der Computer 200 und
die Automationskomponente 116a können einen Ursprungsknoten
oder ein Cluster 208 bilden. Bei dem Ursprungsknoten 208 kann
es sich um eine beliebige logisch oder für die Kommunikation gekoppelte
Gruppe von Computern, Automationskomponenten und/oder Controllern
handeln, die Quellen-Software-Anweisungen und/oder Firmware zum Verteilen
speichern oder enthalten. Ein (nicht gezeigtes) Steuer- oder Zeitplanprogramm
kann auf einer der Vorrichtungen in dem Ursprungsknoten 208 ausgeführt werden.
Das Zeitplanprogramm kann sich automatisch mit allen Automationskomponenten 112, 116 in
dem Leitsystem 100 verbinden. Alternativ dazu kann das
Zeitplanprogramm so konfiguriert sein, dass es sich selektiv mit
bestimmten Automationskomponenten verbindet, wie beispielsweise
mit den Automationskomponenten 116e, 112c, und zwar
auf der Grundlage von Kriterien wie einem Aktualisierungszeitplan,
Hardware-Versionen oder -Funktionen, Netzwerkadresse oder einem
beliebigen anderen Verfahren zum selektiven Verbinden. Die Software
und/oder Firmware zum Verteilen kann über das Zeitplanprogramm automatisch
für das
massenhafte Herunterladen, Reflashing der neuen Software und/oder
Firmware oder Aktualisieren der ausgewählten Automationskomponenten
gemäß dem definierten
Zeitplan oder Kriterium übermittelt
werden. Wie der Pfeil A anzeigt, kann das Zeitplanprogramm so konfiguriert
sein, dass es serienmäßig (der
Reihe nach) jede identifizierte oder ausgewählte Automationskomponente
in einem vorgegebenen Maschennetz 118b, Netzwerk 108 oder
Leitsystem 100 aktualisiert. Nach Beendigung des massenhaften
Reflashings oder der Massenaktualisierung kann das Zeitplanprogramm
den Systemstatus protokollieren oder den Benutzer anderweitig darüber informieren.
Dem Benutzer kann beispielsweise dieser Reflashing- oder Aktualisierungsstatus
angezeigt werden, wobei die Anzeige Informationen wie Erfolg oder
Misserfolg des Upgrades oder Version der Firmware für jede Automationskomponente
in dem Maschennetz 118 enthalten kann.
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6 stellt
noch eine weitere Kommunikationskonfiguration dar, die implementiert
wird, um ein Rundsende-Reflashing oder eine Rundsende-Aktualisierung
der drahtlosen Automationskomponenten 112, 116 zu
erleichtern, die in dem Leitsystem 100 betrieben werden.
Bei dieser Konfiguration kann sich das Software- oder Firmware-Upgrade
auf dem Computer 200, auf einer der Automationskomponenten 112, 116 oder
in dem Cluster oder dem Ursprungsknoten 208 befinden. Das
Zeitplan- oder Schaltprogramm kann, wie oben erläutert wurde, auf dem Computer 200 oder
einer der anderen Vorrichtungen mit dem Ursprungsknoten 208 ausgeführt werden. Bei
einem Beispiel könnte
das Zeitplanprogramm Kommunikation mit einer bestimmten Art Automationskomponente
in dem Maschennetz 118b herstellen. Somit kann Kommunikation
mit Teilfunktionsgeräten
(RFD – Reduced
Function Device) wie beispielsweise drahtlosen Raumtemperatursensoren hergestellt
werden, die als Automationskomponenten 116e, 116f und 116g bezeichnet
sind. Das Zeitplanprogramm kann die zu aktualisierende Software und/oder
Firmware an vorgegebenen Speicherplatz 210e, 210f und 210g übermitteln,
der in den einzelnen Vorrichtungen zur Verfügung steht. Die übermittelte
Software kann wiederum ausgeführt
und/oder (beispielsweise aus einem fdata/file-Format) im Hintergrund
dekomprimiert werden, wodurch die Automationskomponenten 116e, 116f und 116g normal Weiterbetrieben
werden können,
bis die Aufrüstung abgeschlossen
ist. Bei dieser Konfiguration können alle
angegebenen oder ausgewählten
drahtlosen Vorrichtungen oder Automationskomponenten 112, 116 gleichzeitig
aufgerüstet
oder im Rahmen einer einzigen Operation einem Upgrade bzw. Reflashing auf
eine neue Software-/Firmware-Version unterzogen werden.
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7 stellt
noch eine weitere Kommunikationskonfiguration dar, die implementiert
wird, um ein Virus-Reflashing oder eine Virus-Aktualisierung der drahtlosen
Automationskomponenten 112, 116 zu erleichtern,
die in dem Leitsystem 100 betrieben werden. Bei dieser
Konfiguration kann sich das Software- oder Firmware-Upgrade auf
dem Computer 200, auf einer der Automationskomponenten 112, 116 oder
in dem Cluster oder Knoten 208 befinden. Das Zeitplan-
oder Steuerprogramm kann dafür
sorgen, dass eine der Automationskomponenten 116e vollständig oder
teilweise aufgerüstet
wird. Die aufgerüstete
Automationskomponente 116e kann wiederum ein vollständiges oder
teilweises Aufrüsten
oder Reflashing der Software oder Firmware auslösen, die von einer oder mehreren
der Automationskomponenten 112, 116 ausgeführt wird.
Somit würde
das Upgrade zwischen den Automationskomponenten 112, 116 in
dem Leitsystem 100 übermittelt
oder verbreitet werden. Wie bereits erläutert wurde, können die
aufzurüstenden
Automationskomponenten 112, 116 beispielsweise
in dem Zeitplan- oder Steuerprogramm angegeben sein, von der aufgerüsteten Automationskomponente 116e angegeben
werden oder einfach alle übermittelten
Software- und/oder Firmware-Upgrades annehmen und vor der Implementierung
oder Ausführung
eine Überprüfung der
Informationen auslösen.
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8 stellt
noch eine weitere Kommunikationskonfiguration dar, die implementiert
wird, um ein automatisches Reflashing oder eine automatische Aktualisierung
der Software oder Firmware zu erleichtern, die von einer oder mehreren
drahtlosen Automationskomponenten 112, 116 ausgeführt wird, welche
in dem Leitsystem 100 betrieben werden. Wenn beispielsweise
eine neue Automationskomponente 116a in dem Maschennetz 118a installiert
würde,
dann könnten
die Hardware- und Firmware-Funktionen dieser Vorrichtung den Vorrichtungen
zur Verfügung
stehen, die sich in dem Maschennetz 118a befinden oder
für die
Kommunikation mit dem Maschennetz 118a verbunden sind.
Wenn die neue Automationskomponente 116a eine aktualisierte
oder neuere Version der Betriebs-Software oder -Firmware aufweist,
dann könnte
diese somit für
das Aufrüsten
aller oder ausgewählter
mit dem Maschennetz 118a oder dem Netzwerk 108 in
Verbindung stehender Vorrichtungen zur Verfügung gestellt werden. Auf diese
Weise können
die Automationskomponenten 116d und 112b automatisch
so aufgerüstet
werden, dass sie die aktuellste Firmware aufweisen, indem einfach
eine neue Vorrichtung installiert wird. Diese Konfiguration könnte implementiert
werden, ohne dass ein separater Computer 200 notwendig
ist, und einfach von der Intelligenz und den Funktionen der Automationskomponenten 112, 116 selbst
abhängig sein.
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Es
versteht sich, dass für
Fachleute verschiedene Änderungs-
und Modifikationsmöglichkeiten
an den hier beschriebenen, derzeit bevorzugten Ausführungsformen
offensichtlich sein werden. So können
beispielsweise die Elemente dieser Konfigurationen in Abhängigkeit
von den Systemanforderungen, Leistungsanforderungen und anderen
gewünschten
Einsatzmöglichkeiten
auf beliebige bekannte Art und Weise angeordnet und ausgetauscht werden.
Darüber
hinaus könnten
die Upgrade-Operationen mit Hilfe bekannter Kommunikations-Tools aus
im Handel erhältlichen
Betriebssystemen manuell vorgenommen werden. Alternativ dazu könnten die
Upgrade-Operationen über
eine der Anschlussstellen 104 durchgeführt werden, die in Verbindung mit
dem Leitsystem 100 betrieben werden. Diese Upgrade-Operationen
und -Kommunikationen können manuell
von einem Benutzer durchgeführt
werden, der mit dem Leitsystem 100 und den Automationskomponenten 112, 116 interagiert,
oder automatisch, indem das Leitprogramm so konfiguriert wird, dass
es diese Operationen auf vorgegebene Weise ausführt. Auf der Grundlage der
Lehren und der Offenbarung der vorliegenden Erfindung können wohlüberlegte Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden, die die hier offenbarten
beabsichtigten Vorteile jedoch nicht verringern. Derartige Änderungen
und Modifikationen sollen daher unter die beiliegenden Ansprüche fallen.
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Zusammenfassung
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Es
wird ein Verfahren für
drahtlose Kommunikation in einem Gebäudeautomationssystem offenbart.
Zu dem Verfahren gehört
das Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einer drahtlosen
Vorrichtung und einem Controller und das Übermitteln eines Upgrade-Pakets
vom Controller an die drahtlose Vorrichtung. Zu dem Verfahren gehört des Weiteren
das Ausführen
des Upgrade-Pakets, um die drahtlose Vorrichtung oder eine mit dieser
verbundene Gebäudeautomationskomponente
aufzurüsten. Es
wird des Weiteren ein Gebäudeautomationssystem
offenbart. Das System weist einen Controller auf, der so konfiguriert
ist, dass er ein Software-Modul bereitstellt, und einen drahtlosen
Transceiver, der mit dem Controller in Verbindung steht und so konfiguriert
ist, dass er das Software-Modul übermittelt.
Das System weist des Weiteren eine drahtlose Vorrichtung auf, die
mit dem drahtlosen Transceiver in Verbindung steht und so konfiguriert
ist, dass sie das Software-Modul zum Aufrüsten der drahtlosen Vorrichtung
empfängt.