DE19502015A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Konfigurierung eines Informationsdatennetzes - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Konfigurie­ rung eines Informationsdatennetzes, insbesondere für Gebäude, mit vernetzten Sensorknoten zur Signalauslösung und Aktorkno­ ten zur Steuerung elektrischer Verbraucher. Sie betrifft außerdem ein Informationsdatennetz mit einem Bussignalsystem zur Durchführung dieses Verfahrens.

Solche Informationsdatennetze finden beispielsweise in Gebäu­ den zur Steuerung der elektrischen Anlagen Verwendung. Be­ kannte Informationsdatennetze besitzen neben den Sensor- und den Aktorknoten einen Zentralrechner, der die Auslösesignale der Sensorknoten erfaßt und an entsprechende Aktorknoten zur Steuerung der elektrischen Verbraucher weiterleitet. Dazu be­ nötigt der Zentralrechner Angaben, von welchem Sensorknoten jeweils ein Auslösesignal anliegt, und das entsprechende Bus­ signal zur Ansteuerung der Aktorknoten muß Adreßinformatio­ nen enthalten, welche Aktorknoten angesprochen werden sollen. Daher ist zunächst eine Adressierung der einzelnen Netzknoten notwendig, bei welcher jeder Sensor- und jeder Aktorknoten eine individuelle Adreßnummer zugeteilt bekommt, die im Zen­ tralrechner für die spätere Datenverarbeitung hinterlegt wird. Da zuvor ein individuelles Ansteuern einzelner Netzkno­ ten nicht möglich ist, sind zur Adressierung zwei Personen erforderlich, von denen eine den Zentralrechner bedient und die andere manuelle Auslöser in den einzelnen Netzknoten be­ tätigt. Beide Personen müssen miteinander in Sprechkontakt stehen, damit der Bediener des Rechners weiß, welcher Netz­ knoten momentan adressiert werden soll. Eine derartige Adres­ sierung ist sehr zeitaufwendig.

In der deutschen Patentanmeldung P 44 07 895.1 ist ein Infor­ mationsdatennetz vorgeschlagen worden, in welchem die Netz­ knoten in einer bestimmten Folge in Reihe geschaltet sind, und deren Konfiguration von einer Person vom Zentralrechner aus durchführbar ist. Dazu muß jedoch zunächst das Verschal­ tungsschema im Zentralrechner hinterlegt werden, und die Netzknoten müssen in der Lage sein, den Adressiervorgang für die jeweils hinter ihnen geschalteten Netzknoten auszulösen.

Weiterhin sind Informationsdatennetze mit Netzknoten bekannt, bei welchen bestimmte Aktorknoten auf bestimmte Bussignale der Sensorknoten unmittelbar reagieren. Erfaßt beispielsweise ein Windmesser eine sehr hohe Windgeschwindigkeit und sendet ein entsprechendes Bussignal aus, können alle Netzknoten, die einen Sonnenschutz ansteuern, auf dieses Signal unmittelbar reagieren und den Sonnenschutzbehang einfahren. Eine gezielte Ansteuerung einzelner Aktorknoten ist dabei jedoch nicht mög­ lich.

Insbesondere bei kleineren Gebäuden, die nur relativ wenige Netzknoten benötigen, entsteht ein relativ hoher Platzbedarf und Kostenaufwand durch die Steuerung des Informationsdaten­ netzes mittels eines Zentralrechners. Zudem bestehen bei vie­ len privaten Hauseigentümern, aber auch bei Handwerkern Be­ rührungsängste vor Computern, weshalb oft auf die elektroni­ sche Steuerung der Elektroanlage verzichtet wird. Nachteilig bei Informationsdatennetzen mit Zentralrechnern ist auch, daß bei einem Ausfall des Zentralrechners eine Steuerung der elektrischen Verbraucher nur noch sehr eingeschränkt, wenn überhaupt, möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfacheres Konfigurie­ rungsverfahren der eingangs genannten Art und ein Informa­ tionsdatennetz mit geeigneten Netzknoten zu dessen Durchfüh­ rung zu schaffen, das ohne Zentralrechner auskommt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nur den Sensorknoten manuell oder automatisch Adreßnummern zugeteilt werden, und in einem Aktorknoten jeweils die Adreßnummern derjenigen Sensorknoten abgespeichert werden, die mit ihm zu­ sammenwirken.

Dieses Verfahren ist von einer einzelnen Person durchführbar, ohne daß die Programmierung eines Zentralrechners erforder­ lich wäre oder die Netzknoten in einer bestimmten Ordnung miteinander verdrahtet werden müßten. Die Adressierung der Sensorknoten kann beispielsweise durch die manuelle Zahlen­ eingabe der Adreßnummer mittels einer Tastatur oder eines Drehschalters erfolgen. Das Abspeichern der Adreßnummern in den Aktorknoten kann in gleicher Weise erfolgen.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, daß die Reihenfolge der Adressierung der Sensorknoten nach dem Auslösen des Konfigurationsvorgangs von der Reihenfolge eines zeitlich unterschiedlich verzögerten Ansprechens der einzel­ nen Sensorknoten bestimmt wird, welches aus dem nacheinander folgenden, manuellen Betätigen von Adressierungstastern in den einzelnen Sensorknoten resultiert, durch jeweils einen Zufallsgenerator in jedem Sensorknoten gesteuert wird oder sich aus den Schwankungen der Taktfrequenz von Mikroprozes­ soren in den einzelnen Sensorknoten ergibt. Dadurch entfällt die umständliche Eingabe jeder Adreßnummer an den einzelnen Sensorknoten.

Die Vergabe der einzelnen Adreßnummern erfolgt zweckmäßiger­ weise dadurch, daß die Anzahl bereits erfolgter Adressie­ rungsvorgänge oder die Adreßnummer des zuletzt adressierten Sensorknotens in jedem Sensorknoten abgespeichert wird und eine Steuerlogik des als nächsten ansprechenden Sensorknotens diesem eine Adreßnummer zuteilt, die sie entweder durch Hin­ zuaddieren des Wertes 1 zur Anzahl bereits adressierter Sen­ sorknoten oder durch logische Operationen aus der Adreßnum­ mer des zuletzt adressierten Sensorknotens bestimmt, und an­ schließend der Speicherwert in allen Sensorknoten um 1 erhöht oder durch die neue Adreßnummer ersetzt wird. Es ist auch denkbar, daß die als nächstes zu vergebende Adreßnummer in den Sensorknoten abgespeichert wird und die logischen Opera­ tionen erst nach der eigentlichen Adreßvergabe im jeweiligen Sensorknoten durchgeführt werden.

Zur Vermeidung von Störungen im Verfahrensablaufs ist erfin­ dungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß die Steuerlogik eines Sensorknotens im Falle eines momentan durch ein Bussignal ei­ nes anderen Sensorknotens während dessen Adressierung beleg­ ten Busnetzes nach einer bestimmten Zeitdauer den Adressie­ rungsversuch wiederholt.

In einem hierzu alternativen Verfahren wird in jedem Sensor­ knoten bei der Herstellung eine individuelle Seriennummer ab­ gespeichert, und bei der Konfiguration des Informationsdaten­ netzes werden die Adreßnummern der Sensorknoten in der Rei­ henfolge absteigender oder aufsteigender Seriennummern be­ stimmt. Der Konfigurationsvorgang wird z. B. durch die Erst­ inbetriebnahme des Informationsdatennetzes oder durch das Be­ tätigen eines Adressierungstasters ausgelöst. Bei diesen Ver­ fahren besteht nicht das Risiko, daß zwei Sensorknoten gleichzeitig ansprechen, während bei Zufallsgeneratoren in gleichen Baumustern ein vollständig synchrones Arbeiten zwei­ er Generatoren nicht völlig auszuschließen ist.

Eine erfindungsgemäße Methode zur Adressierung ohne Speiche­ rung der zuletzt vergebenen Adresse in jedem Sensorknoten be­ steht darin, daß der Installateur die Sensorknoten einzeln nacheinander durch Betätigen eines Tasters oder Schalters in den Adressiermodus versetzt, woraufhin der jeweils zu adres­ sierende Sensorknoten an das Informationsdatennetz ein ent­ sprechendes Telegramm sendet, mit dem die anderen, am Netz teilnehmenden Sensorknoten aufgefordert werden, ihre eigene Adresse mit dem zugehörigen, zeitlich definierten Offset (Versatz) auf den Bus zu senden. Somit erscheinen die bisher vergebenen Adressen in einem festen Zeitraster zu den jeweils zugeordneten Zeitpunkten, d. h. nach der Zeiteinheit 1 er­ scheint die Adresse 1, nach. z. B. weiteren fünf Zeiteinhei­ ten muß die Adresse 6 erscheinen.

Bei diesem Verfahren sendet also generell der Sensorknoten mit der niedrigsten Adresse, dies wird in der Regel die Adresse 1 sein, zuerst seine eigene Adresse auf das Netz. Nach einer definierten Zeit startet daraufhin der Sensorkno­ ten mit der Adresse 2 die gleiche Prozedur. Das ganze wird solange wiederholt, bis der letzte Sensorknoten seine Adresse abgegeben hat.

Da wiederum nach einer definierten Zeit keine Adresse mehr auf dem Bus erscheint, nimmt der lernende Knoten die dem ge­ samten Zeitablauf entsprechende neue Adresse an. Der Wert der neuen Adresse ist dann automatisch die letzte Adresse plus 1. Dies wäre beispielsweise bei einer Erstinstallation, aber auch nach einer Erweiterung des Informationsdatennetzes der Fall.

Hat dagegen noch kein Sensorknoten eine Adresse, so erscheint zwangsläufig keine vergebene Adresse auf dem Informationsda­ tennetz. Damit hat der lernende Sensorknoten die Berechti­ gung, die Adresse 1 als neue Adresse anzunehmen.

Die Berechtigung zur Annahme einer neuen Adresse erhält der lernende Sensorknoten auch dann, wenn in einem Zeitraster eine Lücke der nachfolgenden Adressennummern aufgetreten ist. In diesem Fall nimmt der lernende Knoten vorzugsweise die er­ ste fehlende Adresse als eigene Adresse an. Dies wäre bei­ spielsweise der Fall, wenn ein bisheriger Sensorknoten z. B. aus Reparaturgründen aus dem Informationsdatennetz entfernt wurde.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß zum Abspeichern der Adreßnummern in den Aktorknoten diese in einen Programmiermodus versetzt werden, in welchem sie die Adreßnummern Bussignale sendender Sensorknoten ab­ speichern, und während dieser Zeitdauer mittels Adressie­ rungstaster oder sonstiger Schalter Bussignale von denjenigen Sensorknoten erzeugt werden, auf deren Betätigen im späteren Betrieb hin der zu programmierende Aktorknoten reagieren soll.

Damit kann die Konfiguration des Informationsdatennetzes in einfachster Weise ohne jegliche weitergehende Programmier­ kenntnisse vollzogen werden. Die Programmierung eines Rech­ ners und die Überwachung des Konfigurationsablauf über einen Computermonitor sind nicht notwendig.

Da ein solches Verfahren in einem bekannten Informationsda­ tennetz mit den bisher verwendeten Netzknoten nicht durch­ führbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jeder Sen­ sorknoten einen Speicher, in dem die Anzahl der bereits adressierten Sensorknoten oder die Adreßnummer (ggf. be­ stimmt durch die Sendezeit, wie oben beschrieben) des zuletzt adressierten Sensorknotens speicherbar ist, und eine Steuer­ logik besitzt, die dem zu adressierenden Sensorknoten beim Adressiervorgang eine Adreßnummer zuordnet, welche sie ent­ weder gleich dem nächsthöheren Wert der Anzahl bereits adres­ sierter Sensorknoten setzt oder durch bestimmte logische Ope­ rationen aus der Adreßnummer des zuletzt adressierten Sen­ sorknotens errechnet, und ein Bussignal von der Steuerlogik aussendbar ist, das den Speicherwert in einem zu adressieren­ den oder in allen übrigen Sensorknoten um 1 erhöht bzw. auf die Adreßnummer des sendenden Sensorknotens setzt, und daß jeder Aktorknoten einen Speicher besitzt und von einem Nor­ malmodus in einen Programmiermodus umschaltbar ist, in wel­ chem die Adreßnummern während dieser Zeit zur Aussendung von Bussignalen betätigter Sensorknoten abspeicherbar sind, wo­ nach der jeweilige Aktorknoten im Normalmodus beim Empfang eines Bussignals mit einer in seinem Speicher hinterlegten Adreßnummer den zugeordneten Verbraucher ansteuert.

Im Gegensatz zu bekannten Informationsdatennetzen ist jeder Netzknoten dank seiner einfachen integrierten Steuerlogik in der Lage, Bussignale anderer Netzknoten unmittelbar auszuwer­ ten und dementsprechend zu reagieren. Damit wird der Zentral­ rechner, der bei bisherigen Informationsdatennetzen zur Aus­ wertung der Bussignale der Sensorknoten und zum Abschicken von Bussignalen für die Steuerung der Aktorknoten erforder­ lich war, überflüssig.

Vorzugsweise besitzt jeder Sensorknoten einen verdeckt ange­ ordneten Adressiertaster, mit welchem der Adressierungsvor­ gang manuell auslösbar ist. Damit läßt sich das weiter oben beschriebene manuelle Konfigurationsverfahren durch nachein­ ander folgendes Drücken dieser Taster an den einzelnen Sen­ sorknoten durchführen. Ein solcher Adressierungstaster ist auch von Vorteil, wenn im späteren Betrieb ein Sensorknoten ausgetauscht werden muß, da man nicht mehr das ganze Konfigu­ rationsverfahren durchführen muß, sondern lediglich dem neu hinzugekommenen Sensorknoten eine Adreßnummer zuteilt. Soll die Reihenfolge der Adressierung von einer Ansprechverzöge­ rung der einzelnen Sensorknoten nach dem Auslösen des Konfi­ gurierungsvorgangs abhängig sein, besitzt entweder jeder Sen­ sorknoten einen Zufallsgenerator, der die Dauer der Ansprech­ verzögerung und/oder die Pausendauer bis zur Wiederholung ei­ nes Adressierungsversuches steuert, oder die Ansprechverzöge­ rung zwischen den einzelnen Sensorknoten ist von den Abwei­ chungen in der Taktfrequenz der Mikroprozessorsteuerung ab­ hängig. Damit wird der Teil des Konfigurationsverfahrens au­ tomatisierbar, in welchem die Sensorknoten adressiert werden.

Wenn die Adressierungsreihenfolge durch den Vergleich von Se­ riennummern bestimmt werden soll, kann alternativ ein Infor­ mationsdatennetz vorgesehen sein, bei dem jeder Sensorknoten einen Speicher besitzt, in welchem herstellungsseitig eine individuelle Seriennummer oder eine durch einen Zufallsgene­ rator erzeugte Zahl speicherbar ist. Wird die Adressierungs­ reihenfolge über diese Zufallszahlen festgelegt, ist die Ge­ fahr von Überscheidungen geringer und bei herstellungsseitig eingeprägten Seriennummern ausgeschlossen.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß durch Betätigen der Adressierungstaster der Sen­ sorknoten Bussignale auslösbar sind, durch welche in einem im Programmiermodus befindlichen Aktorknoten die Adreßnummern des jeweiligen Sensorknotens speicherbar sind, wobei auch oh­ nehin vorhandene Schalter, wie z. B. jene zur Lichtansteue­ rung, diese Funktion mit übernehmen können. Zum Programmieren der in den Programmiermodus umgeschalteten Aktorknoten ist somit nur noch das Drücken der Adressierungstaster bzw. Schalter in den zuzuordnenden Sensorknoten notwendig.

Die Sensor- und Aktorknoten können wahlweise einen BCD-Co­ dierschalter besitzen, mittels dessen die Adreßnummern der Sensorknoten bzw. die Adreßnummern, auf die der Aktorknoten reagieren soll, einstellbar sind. Solche BCD-Codierschalter können dann zweckmäßig sein, wenn im Laufe des Konfigura­ tionsverfahrens Fehler auftreten, die beispielsweise auf de­ fekte Zufallsgeneratoren zurückzuführen sind.

Alternativ kann bei der Konfiguration des Informationsdaten­ netzes so vorgegangen werden, daß jeweils ein Aktorknoten in den Programmier- bzw. Lernmodus versetzt wird. Er sendet ein entsprechendes Telegramm an das Informationsdatennetz, wel­ ches alle anderen Teilnehmer informiert, daß sich gerade ein Aktorknoten im Lernmodus befindet.

Anschließend muß der Installateur den dem lernenden Aktorkno­ ten zugeordneten Sensorknoten betätigen. Damit werden zwei Aktionen ausgelöst. Zum einen wird, falls dieser Sensorknoten noch nicht adressiert ist, die Adressierung des Sensorknotens durchgeführt, was somit einer manuellen, einzelnen Adressie­ rung entspricht. Zum anderen wird sofort die neue Adresse des Sensorknotens im Speicher des Aktorknotens abgelegt.

In noch weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind nur die Aktorknoten über Spannungsversorgungen mit dem Haus-Strom­ netz verbunden, wobei die Spannungsversorgungen über das Informationsdatennetz gleichzeitig mit Niederspannung den Strombedarf der Sensorknoten decken. Die Starkstromleitungen müssen daher nur noch zu den elektrischen Verbrauchern ge­ führt werden, in deren unmittelbarer Nähe die Aktorknoten sitzen. Die Sensorknoten, die im Bereich der Lichtschalter oder sonstiger Signalgeber liegen, benötigen nur noch den An­ schluß für die Busnetzleitung. Da in diesem Netz nur niedrige Spannungen vorhanden sind, können die Vorschriften über Starkstromanlagen außer acht bleiben, und auch Heimwerker können gefahrlos Schaltsignalgeber selbst installieren. Selbstverständlich ist es ohne weiteres möglich, an das In­ formationsdatennetz einen Rechner zur Übernahme von Kontroll- und Steuerungsfunktionen auch während der Konfiguration anzu­ schließen. So können beispielsweise auftretende Fehler schnell lokalisiert und behoben werden.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird nachfolgend näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen.

Die Abbildung zeigt einen Sensorknoten 10 und einen Aktorkno­ ten 12 im Blockschaltbild, die an ein gemeinsames Busnetzsy­ stem 14 angeschlossen sind, das weitere, nicht abgebildete Aktor- und Sensorknoten zu einem Informationsdatennetz ver­ bindet. Dieses Informationsdatennetz dient zur Steuerung der elektrischen Anlagen eines Gebäudes, wobei die Sensorknoten 10 Schaltsignale von Lichtschaltern, Windmessern u. dgl. emp­ fangen und die Aktorknoten die elektrischen Verbraucher, wie z. B. Glühlampen und Sonnenschutzbehänge, steuern. Grundsätz­ lich kann jedes busfähige System, das Daten und Befehle bidi­ rektional im Halb- oder Vollduplex übertragen kann, verwendet werden. Neben dem hier dargestellten seriellen Zweidrahtsy­ stem (z. B. R5485) kann auch ein serielles Dreidrahtsystem (z. B. V.24-Bus), ein paralleles Mehrdrahtsystem (z. B. bidi­ rektionale Centronics-Schnittstelle, IEEE-488, SCSI), ein se­ rielles/paralleles optisches System (Glasfaser), ein modu­ liertes Zwei-/Mehrdrahtsystem (z. B. ASK/FSK-Netzmodem) sowie ein moduliertes, drahtloses System (z. B. Funk, Infrarot) An­ wendung finden.

Jeder Sensor- und Aktorknoten verfügt über einen Mikrocompu­ ter 16 als Steuerlogik, der über eine Schnittstelle 18 an die Busnetzleitung 14 gekoppelt ist. Der Strombedarf der Sensor­ knoten 10 und Aktorknoten 12 wird von einer Spannungsversor­ gung 20 gedeckt, die an das 220 Volt-Haushaltsnetz ange­ schlossen ist. Es ist auch denkbar, nur die Aktorknoten, die ohnehin in der Nähe elektrischer Verbraucher angeordnet sind, mit eigenen Spannungsversorgungen auszustatten und die Sen­ sorknoten über die Busnetzleitungen 14 mit dem notwendigen Strom zu versorgen. Die Hochspannungszuleitungen zu den Sen­ sorknoten können darin entfallen. Die Mikrocomputer 16 besit­ zen einen Mikroprozessor 22 mit einem Watchdog 24 zur Über­ wachung der Spannungsversorgung und der Softwarefunktion, ein DOM 26, in dem die Software zur Steuerung des Mikroprozessors 22 bzw. Mikrocomputers 16 hinterlegt ist, ein EEPROM 28, in dem zunächst nur eine Seriennummer hinterlegt ist, ein RAM 30 zum Zwischenspeichern von Telegrammen bei Buskollisionen und einen I/O-Port 32 zur Verbindung des Mikrocomputers 16 mit der Außenwelt. Bei den Sensorknoten 10 ist der I/O-Port 32 u. a. mit Bedienelementen 34 verbunden, die zur späteren Steue­ rung der elektrischen Verbraucher dienen. Diese sind durch Optokoppler 36 galvanisch vom Mikrocomputer getrennt. Bei den Aktorknoten 12 steuert der I/O-Port 32 eine Treiberstufe 38 an, die über potentialfreie Kontakte 40 wiederum einen elek­ trischen Verbraucher ansteuert.

Da jeder Netzknoten über einen eigenen Mikrocomputer verfügt, kann bei dem hier dargestellten Informationsdatennetz der bislang notwendige Zentralrechner entfallen. Auch das Konfi­ gurierungsverfahren wird wesentlich vereinfacht. Hierzu sind die Sensorknoten 10 jeweils mit einem Adressierungstaster 42 versehen. Zur Vermeidung von Fehlauslösungen sollte der Adressierungstaster 42 verdeckt angeordnet sein, z. B. als Reed-Kontakt, der durch einen Magnet von außen durch das Ge­ häuse des Sensorknotens betätigbar ist.

Bei der Erstinbetriebnahme des Informationsdatennetzes wird der Konfigurierungsvorgang durch Betätigen des Adressierungs­ tasters 42 an einem der Sensorknoten 10 eingeleitet. Zunächst versendet dieser Sensorknoten ein Bustelegramm an alle übri­ gen Sensor- und Aktorknoten, womit er den Beginn der Konfigu­ rierung meldet. Der erste Sensorknoten gibt sich die Adreß­ nummer 1 und verschickt daraufhin an alle übrigen Sensorkno­ ten ein Telegramm mit der Meldung, daß die Adresse 1 belegt ist. Der Installateur kann nun am zweiten Sensorknoten den Adressierungstaster betätigen, worauf dieser sich die Adresse Nr. 2 zuteilt und den übrigen Sensorknoten mitteilt, daß nun auch die Adresse Nr. 2 belegt ist. Auf diese Weise werden alle Sensorknoten nacheinander adressiert.

Mit Hilfe der im EEPROM 28 hinterlegten Seriennummer ist auch eine automatische Adressierung der Sensorknoten möglich. Dazu muß der Installateur den Adressierungstaster 42 des ersten Sensorknotens 10 für eine längere Zeitdauer ausgelöst fest­ halten. Anschließend vergleichen die Sensorknoten untereinan­ der ihre Seriennummern und beginnen dann in der Reihenfolge aufsteigender oder absteigender Seriennummern mit der Zutei­ lung von Adreßnummern. Nach der Vergabe der letzten Adreß­ nummer für die höchste Seriennummer wird der Adressierungs­ vorgang der Sensorknoten 10 beendet.

Damit sind allen Sensorknoten Adressen eindeutig zugeordnet. Allerdings ist noch nicht definiert, welche Aktorknoten auf die Befehle welcher Sensorknoten reagieren sollen.

Die Aktorknoten 12 besitzen einen Lerntaster 44, der zweck­ mäßigerweise verdeckt angeordnet ist und z. B. als Reed-Kon­ takt durch einen Magnet von außen betätigbar ist. Nach der Betätigung des Lerntasters 44 schaltet der betreffende Aktor­ knoten 12 in einen Programmiermodus und sendet zunächst ein Bustelegramm an alle übrigen Sensor- und Aktorknoten, das diesen die Programmierung eines Aktorknotens ankündigt. Dar­ aufhin muß der Installateur lediglich noch die Adressierungs­ taster 42 oder, bei entsprechender Schaltungsauslegung, die Bedienelemente 34 derjenigen Sensorknoten 10 betätigen, auf die der momentan zu programmierende Aktorknoten 12 im späte­ ren Betrieb reagieren soll. Durch das Betätigen der Adressie­ rungstaste 42 bzw. der Bedienelemente 34 sendet der betref­ fende Sensorknoten ein Telegramm mit seiner Adreßnummer, die der gerade im Programmiermodus befindliche Aktorknoten 12 in seinem EEPROM 28 hinterlegt.

Nachdem die Adreßnummern aller gewünschten Sensorknoten im programmierten Aktorknoten 12 hinterlegt sind, wird der Lern­ taster 44 erneut betätigt und damit der Programmiervorgang des Aktorknotens beendet und dieser wieder in den Normalmodus versetzt. Nachfolgend verfährt der Installateur in gleicher Weise für die Programmierung der übrigen Aktorknoten. Die Programmierung der Aktorknoten 12 durch Betätigen der Bedien­ elemente 34 ist einfacher als das Betätigen der verdeckt an­ geordneten Adressierungstaster 42, jedoch können durch verse­ hentliches Auslösen eines Bedienelements in einem anderen Raum des Gebäudes Fehlprogrammierungen entstehen. Die Sensor­ knoten 10 und die Aktorknoten 12 verfügen jeweils über eine LED-Anzeige 46, die dem Installateur den momentanen Status der Konfigurierung anzeigt und über mögliche Fehler in dem Netzknoten informiert. Statt der LED-Anzeige kann auch eine alphanumerische Anzeige vorgesehen sein, die für den Laien verständlicher ist.

Weiterhin besitzt im Ausführungsbeispiel jeder Sensorknoten 10 und jeder Aktorknoten 12 einen BCD-Codierschalter 48, der ebenfalls verdeckt angeordnet sein sollte. Mit Hilfe dieses Codierschalters 48 kann jedem Sensorknoten auch unmittelbar eine Adreßnummer manuell zugeteilt werden. Bei den Aktorkno­ ten 12 dient der Codierschalter zur Eingabe der Adreßnummern derjenigen Sensorknoten 10, auf die der Aktorknoten im späte­ ren Betrieb reagieren soll. Die Eingabe einer Adreßnummer wird z. B. durch das Betätigen des Lerntasters 44 bestätigt, woraufhin man weitere Adreßnummern eingeben kann.

Soll das Informationsdatennetz mit Rückmeldungen arbeiten, müssen die Aktorknoten auch die Funktion von Sensorknoten er­ füllen und dementsprechend Adreßnummern zugeteilt bekommen. Weiterhin müssen Sensorknoten zur Auswertung der Rückmeldun­ gen bestimmter Netzknoten Funktionen eines Aktorknotens über­ nehmen können, wozu eine Programmierung erforderlich ist. Da­ durch erhöht sich der Aufwand an Software und der Zeitaufwand bei der Konfigurierung des Informationsdatennetzes insofern, als jeder kombinierte Sensor-/Aktorknoten sowohl adressiert als auch hinsichtlich seines Zusammenwirkens mit bestimmten anderen Netzknoten programmiert werden muß.

Da bei dem hier beschriebenen Informationsdatennetz kein Zen­ tralrechner vorgesehen ist, kann es passieren, daß im glei­ chen Zeitpunkt mehr als ein Sensorknoten ein Bustelegramm ab­ schickt, wodurch es zur Kollision kommt. In einer solchen Si­ tuation wird das Telegramm abgebrochen, und die an der Kolli­ sion beteiligten Sensorknoten ziehen einen mit individuellen Zufallsfaktoren behafteten Timer auf. Dieser Zufallsfaktor kann durch einen auf Hardwarebasis aufgebauten Zufallsgenera­ tor, eine Softwarelösung oder durch Ermittlung eines Zufalls­ faktors aus der im EEPROM 28 hinterlegten Seriennummer er­ zeugt werden. Nach Ablauf der Timerzeit unternimmt der be­ troffene Sensorknoten einen erneuten Sendeversuch. Ein sol­ ches zufälliges Verfahren des Bussteuerungsprinzips ist be­ reits als CSMA/CD bekannt und wird u. a. in Ethernet-Netzwer­ ken eingesetzt.

Der Zufallsfaktor kann auch für den Adressierungsvorgang der Sensorknoten 10 verwendet werden. Nachdem an einem Sensorkno­ ten der Adressierungstaster 42 betätigt wurde und alle Sen­ sorknoten das Telegramm empfangen haben, welches den Beginn des automatischen Adressierungsvorgangs meldet, erfolgt die Vergabe der Adreßnummern in der Reihenfolge, in welcher die einzelnen Sensorknoten Zugriff auf das Bussystem bekommen. Auch hierbei führen Kollisionen lediglich dazu, daß die be­ treffenden Sensorknoten zu einem späteren Zeitpunkt, der zu­ fällig liegt, erneut versuchen, auf das Bussystem zuzugrei­ fen. Haben alle Sensorknoten eine Adreßnummer zugeteilt be­ kommen, wird die Beendigung der Adressierung dem Installateur durch die LED-Anzeige 46 mitgeteilt.

Claims (16)

1. Verfahren zur Konfigurierung eines Informationsdatennet­ zes, insbesondere für Gebäude, mit vernetzten Sensorkno­ ten (10) zur Signalauslösung und Aktorknoten (12) zur Steuerung jeweils wenigstens eines elektrischen Verbrau­ chers, dadurch gekennzeichnet, daß nur den Sensorknoten (10) manuell oder automatisch Adreßnummern zugeteilt werden, und in einem Aktorknoten (12) jeweils die Adreß­ nummern derjenigen Sensorknoten (10) abgespeichert wer­ den, die mit ihm zusammenwirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Adressierung der Sensorknoten (10) nach dem Auslösen des Konfigurationsvorgangs von der Rei­ henfolge eines zeitlich unterschiedlich verzögerten An­ sprechens der einzelnen Sensorknoten (10) bestimmt wird, welches aus der nacheinander folgenden manuellen Betäti­ gung von Adressierungstastern eines Schalters (42) in den einzelnen Sensorknoten (10) resultiert, durch einen Zu­ fallsgenerator in jedem Sensorknoten (10) gesteuert wird oder sich aus den Schwankungen der Taktfrequenz von Mi­ kroprozessoren (22) in den einzelnen Sensorknoten (10) ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl bereits erfolgter Adressierungsvorgänge oder die Adreßnummer des zuletzt adressierten Sensorkno­ tens (10) in jedem Sensorknoten (10) abgespeichert wird und eine Steuerlogik (16, 22) des als nächsten anspre­ chenden Sensorknotens (10) diesem eine Adreßnummer zu­ teilt, die sie entweder durch Hinzuaddieren des Wertes 1 zur Anzahl bereits adressierter Sensorknoten oder durch logische Operationen aus der Adreßnummer des zuletzt adressierten Sensorknotens bestimmt, und anschließend der Speicherwert in allen Sensorknoten um 1 erhöht oder durch die neue Adreßnummer ersetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerlogik (16, 22) eines Sensor­ knotens (10) im Falle eines momentan durch ein Bussignal eines anderen Sensorknotens während dessen Adressierung belegten Busnetzes nach einer bestimmten Zeitdauer den Adressierungsversuch wiederholt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Sensorknoten (10, 28) bei dessen Herstellung eine individuelle Seriennummer abgespeichert wird und bei der Konfiguration des Informationsdatennetzes die Sensorkno­ ten mit ihrer Steuerlogik (16, 22) untereinander vergli­ chen und die Adreßnummern der Sensorknoten (10) in der Reihenfolge ihrer absteigenden oder aufsteigenden Serien­ nummern bestimmt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Abspeichern der Adreßnummern in den Aktorknoten (12) diese in einen Programmiermodus ver­ setzt werden, in welchem sie die Adreßnummern Bussignale sendender Sensorknoten (10) abspeichern, und während die­ ser Zeitdauer mittels der Adressierungstaster (42) oder sonstiger Schalter Bussignale von denjenigen Sensorknoten (10) erzeugt werden, auf deren Betätigen im späteren Be­ trieb hin der Aktorknoten (12) reagieren soll.

7. Informationsdatennetz mit einem Bussignalsystem zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Sensor­ knoten (10) zur Signalauslösung und Aktorknoten (12) zur Steuerung jeweils wenigstens eines elektrischen Verbrau­ chers, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensorknoten (10) einen Speicher (28, 30), in dem die Anzahl der be­ reits adressierten Sensorknoten (10) oder die Adreßnum­ mer des zuletzt adressierten Sensorknotens (10) speicher­ bar ist, und eine Steuerlogik (16, 22) besitzt, die ihm beim Adressiervorgang eine Adreßnummer zuordnet, welche sie entweder gleich dem nächsthöheren Wert der Anzahl be­ reits adressierter Sensorknoten (10) setzt oder durch be­ stimmte logische Operationen aus der Adreßnummer des zu­ letzt adressierten Sensorknotens (10) errechnet, und ein Bussignal von der Steuerlogik (16, 22) aussendbar ist, das den Speicherwert in einem zu adressierenden oder al­ len übrigen Sensorknoten (10) um 1 erhöht bzw. auf die Adreßnummer des sendenden Sensorknotens (10) setzt, und daß jeder Aktorknoten (12) einen Speicher (28, 30) be­ sitzt und von einem Normalmodus in einen Programmiermodus umschaltbar ist, in welchem die Adreßnummern während dieser Zeit zur Aussendung von Bussignalen betätigter Sensorknoten (10) abspeicherbar sind, wonach der je­ weilige Aktorknoten (12) im Normalmodus beim Empfang ei­ nes Bussignals mit einer in seinem Speicher (28, 30) hin­ terlegten Adreßnummer den zugeordneten Verbraucher an­ steuert.

8. Informationsdatennetz nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Sensorknoten (10) einen verdeckt an­ geordneten Adressierungstaster (42) besitzt, mit welchem der Adressierungsvorgang manuell auslösbar ist.

9. Informationsdatennetz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Sensorknoten (10) einen Zufalls­ generator besitzt, der die Dauer einer Ansprechverzöge­ rung beim Konfigurierungsvorgang und/oder die Pausendauer bis zur Wiederholung eines Adressierungsversuches steu­ ert.

10. Informationsdatennetz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ansprechverzögerung zwischen den einzelnen Sensorknoten (10) bei der Konfigurierung von den Abweichungen in der Taktfrequenz der Mikroprozessoren (16) abhängig ist.

11. Informationsdatennetz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Sensorknoten (10, 28) einen Spei­ cher (28) besitzt, in welchem herstellungsseitig eine Se­ riennummer oder eine durch einen Zufallsgenerator erzeug­ te Zahl speicherbar ist.

12. Informationsdatennetz nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch Betätigen der Adressie­ rungstaste (42) oder sonstiger Schalter der Sensorknoten (10) Bussignale auslösbar sind, durch welche in einem im Programmiermodus befindlichen Aktorknoten (12) die Adreßnummern der jeweiligen Sensorknoten (10) speicher­ bar sind.

13. Informationsdatennetz nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensorknoten (10) und Aktorknoten (12) eine optische Anzeige (46) besitzt, die den momentanen Status des Informationsdatennetzes und/ oder des jeweiligen Netzknotens (10, 12) anzeigt.

14. Informationsdatennetz nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensorknoten (10) und/ oder Aktorknoten (12) einen BCD-Codierschalter (48) be­ sitzt, mittels dessen die Adreßnummern der jeweiligen Sensorknoten (10) bzw. diejenigen Adressen, auf die der jeweilige Aktorknoten (12) reagieren soll, einstellbar sind.

15. Informationsdatennetz nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Aktorknoten (12) über Spannungsversorgungen (20) mit dem Haus-Stromnetz verbun­ den sind, wobei diese Spannungsversorgungen (20) über das Informationsdatennetz gleichzeitig mit Niederspannung den Strombedarf der Sensorknoten (10) decken.

16. Informationsdatennetz nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Anschlußmöglichkeit für einen Rechner zur Übernahme von Kontroll- und Steuer­ funktionen unabhängig von der Konfigurierung besitzt.