DE19801746A1

DE19801746A1 - Vorrichtung zur Steuerung oder Betätigung von Sensoren, Schaltern oder Geräten

Info

Publication number: DE19801746A1
Application number: DE1998101746
Authority: DE
Inventors: Arwed Dipl Ing Storm
Original assignee: T ANGEWANDTE SYSTEM TECHNIK MA
Current assignee: T ANGEWANDTE SYSTEM TECHNIK MA
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1999-07-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung oder Betätigung von Sensoren, Schaltern oder Geräten mittels akustischer Signale mit mindestens einem Mikrofon, das zur Aufnahme und Weiterleitung aku stischer Signale und/oder zur Aufnahme und Weiterlei tung von Sprachbefehlen dient.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Steuerung oder Betä tigung von Schaltern oder Geräten bekannt, die über Sprachbefehle ansteuerbar sind. Diese Geräte sind auf die Belange von Menschen abgestimmt, die infolge eines Unfalls oder einer Krankheit nicht mehr in der Lage sind, derartige Geräte direkt zu bedienen. Diese be kannten Geräte eignen sich insbesondere zur Nachrüstung in bestehenden Gebäuden, da hierzu ein geringer Instal lationsaufwand notwendig ist. Die bekannten, über Spra che gesteuerten Geräte sind jedoch nur für ganz be stimmte Zwecke einsetzbar. Mit den bekannten Geräten können entweder nur Rolläden oder nur Fensterheber oder nur Telefonanlagen angesprochen und aktiviert werden. Es gibt jedoch bisher keine Komplettsysteme, die alle Teilfunktionen abdecken. Außerdem arbeiten die bekann ten Systeme mit sprachabhängigen Erkennungssystemen und sind daher aufwendig und teuer zu konfigurieren und zu warten und nicht ohne weiteres einsetzbar. Es ist ein hoher Installationsaufwand erforderlich, um derartige Steuersysteme mit den Spracherkennungseinrichtungen auf bestimmte Bedienungspersonen abzustellen.

Demgemäß besteht die Erfindungsaufgabe darin, eine Vor richtung zur Steuerung oder Betätigung von Sensoren, Schaltern oder Geräten mittels akustischer Signale der art auszubilden und anzuordnen, daß sie mit geringem Kostenaufwand installiert und fortlaufend gewartet wer den kann.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende Merkmale:

1. die Vorrichtung weist ein Mikrofon auf,
1.1. das Mikrofon dient zur Aufnahme und Weiterleitung akustischer Signale oder zur Aufnahme und Weiterleitung von Sprachbefehlen,
1.2. das Mikrofon steht über eine Leitung oder einen Sender mit einem Sprachmodul oder Spracherkennungsmodul in Verbindung,
1.3. das Spracherkennungsmodul weist ein sprecherunab hängiges Identifikationssystem zur Erkennung der Spra che auf,
1.4. das Spracherkennungsmodul vergleicht die in einem Speicher abgelegten Worte und setzt diese in einen Steuerbefehl um oder vergleicht den eingegebenen Befehl mit dem auszugebenden Befehl unter Verwendung der im Speicher abgelegten Worte zur Steuerung der Sensoren,
1.5. das Spracherkennungsmodul steht über eine Schnitt stelle mit einem Feldbus und/oder IR-Modul und/oder Mo dem und/oder S/A in Wirkverbindung, in dem die erkann ten Befehle abgesetzt werden.

Durch die vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält man ein System, das für den Betrei ber ohne weiteres benutzt werden kann. Diese Vorrich tung eignet sich für schlüsselfertige Lösungen mit fe sten Wartungsverträgen. Dies ergibt sich daraus, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine hohe Systemstabi lität mit großer Zuverlässigkeit aufweist und ohne wei teres installier- und konfigurierbar ist. Darüber hin aus läßt sich das Gerät leicht erlernen und bedienen, da ein geringer Beratungsaufwand erforderlich ist. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß das Spracher kennungsmodul sprecherunabhängig ist und die in einem Speicher abgelegten Worte erfaßt, vergleicht und einen entsprechenden Steuerbefehl ausgibt, der im Zweifel durch Rückfrage beim Bediener bestätigt werden kann, um Fehlsteuerungen auszuschalten. Ferner bietet eine der artige Vorrichtung einen schnellen Service durch Dritte vor Ort und eine optimale Fernüberwachung. Die Vorrich tung läßt sich ohne weiteres auf die spezifische Behin derungsart des Bedieners abstimmen, da die Aktoren durch eine beliebige Kombination von Spracheingaben und sonstigen Sensoren wie Schaltern, Kontakten, Bewegungs meldern angesprochen werden können. Es ist lediglich erforderlich, daß von einer Bedienungsperson einmalig ein bestimmter Wortschatz hinterlegt wird, der mit den neu ausgegebenen Befehlen verglichen wird. Diese Vor richtung zeichnet sich ferner durch eine geringe Fehl bedienung aus, da sie nur Steuerbefehle weitergibt, die in logischer Weise von dem Mikroprozessor zur Verfügung gestellt werden.

Ferner ist es vorteilhaft, daß die Vorrichtung über einen Feldbus-Anschluß verfügt.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbil dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß das Spracherkennungsmodul über den Feldbus mit dem Modem, dem IR-Umsetzer oder dem Rechner wirkungsmäßig verbun den ist. Ferner ist es möglich, daß der EIB (European- Installations-Bus) als Feldbus-Standard und Betriebs system zur Vernetzung von Aktoren und Sensoren in Haus halten eingesetzt werden kann. Um die Vorrichtung auch für die Nachrüstung bestehender Gebäude aktiv zu machen sowie bestehende IR-Geräte vernetzen zu können, ist es vorteilhaft, daß eine EIB-IR-Steuereinheit eingesetzt wird. Die folgenden Ausführungen gelten sinngemäß für vergleichbare Feldbusstandards, u. a. LON (Local Opera ting Network) und EHS (European Home System).

Hierzu ist es vorteilhaft, daß ein PC an den Feldbus angeschlossen werden kann, über den eine komfortable Konfigurierung des Systems möglich ist. Der PC kann im laufenden Betrieb zur Visualisierung eingesetzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß über den EIB-IR-Umsetzer und/oder ein IR-Gerät und/oder eine IR- Fernbedienung ansteuerbar ist.

Von Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß die EIB-IR-Steuereinheit aus dem EIB-BUS-Ankoppler, einer CPU-Zentraleinheit und/oder einem IR-Scanner und/oder IR-Generator gebildet ist.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß die EIB-TR- Steuereinheit mit dem Rechner in Verbindung steht und über diesen programmier- und konfigurierbar ist. Für die Konfiguration ist der Rechner am Feldbus erforder lich. Im laufenden Betrieb ist der Rechner nicht mehr zwingend notwendig.

Vorteilhaft ist es ferner, daß das Mikrofon mit dem Sender mobil einsetzbar ist und über eine Funkstrecke mit dem Spracherkennungsmodul in Wirkverbindung steht, das ortsfest installiert ist und mit einer Stromversor gung in Wirkverbindung steht.

Ferner ist es vorteilhaft, daß das Sprachmodul über einen Sprachgenerator und einen Sender verfügt, über den eine akustische, sprachliche, visuelle oder physi sche Rückmeldung an die Bedienperson möglich ist.

Hierzu ist es vorteilhaft, daß der Sender so ausgelegt ist, daß dieser direkt mit einem Telefon oder einer Te lefonanlage in Verbindung steht, so daß über den Sender und den Empfänger telefoniert werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Einrichtung besteht darin, daß, wie bereits erwähnt, das EIB-Spracheingabemodul oder -Spracherkennungsmodul sprecherunabhängig arbeitet und ohne weiteres die eingegebene Sprache erkennen und dadurch die gewünschten Befehle ausführen kann. Das Spracheingabemodul besitzt hierzu den Funkempfänger und den Anschluß an den EIB-Bus. Das Modul wird in vorteil hafter Weise ortsfest installiert und mit Strom ver sorgt. Um die Sprachbefehle übertragen zu können, be nutzt die Bedienungsperson ein Mikrofon und einen Funk sender und ist damit mobil.

Durch diese Anordnung kann jeder Raum, der mit EIB-Ge räten oder IR-Geräten ausgestattet ist, über die Vor richtung angesprochen und angesteuert werden, da in vorteilhafter Weise die Vorrichtung mit einer EIB-IR- Steuereinheit ausgestattet ist. Es ist lediglich not wendig, ein Spracheingabemodul in der Vorrichtung vor zusehen. Auf einem entsprechenden Rechner kann eine Vi sualisierungs-Software installiert werden, mit der der Zustand der Aktoren angezeigt werden kann, um dadurch beliebige Schaltfunktionen zentral auszuführen. Ferner bietet die Vorrichtung die Möglichkeit, das EIB an ein Modem anzuschließen und damit auch über einen weit ent fernten Standort zu warten. Es besteht also die Mög lichkeit, sämtliche Vorrichtungen zentral zu überprü fen, die entsprechenden Zustände abzulesen, einzustel len oder nachzurüsten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer gemischten EIB-IR-Anlage,

Fig. 2 ein Sprachmodul,

Fig. 3 eine Bedienungsperson, die über ein Mi krofon ein entsprechendes Teil, bei spielsweise Gerät, ansteuert und ver stellt.

In der Zeichnung ist in Fig. 3 ein Rollstuhl 18 ge zeigt, in dem eine Bedienungsperson 19 sitzt, die mit tels eines Mikrofons 1 Sprachbefehle absetzt, die dann über einen Sender oder eine Leitung 2 an ein Sprach modul oder Spracherkennungsmodul 3 weitergeleitet wer den. Das Spracherkennungsmodul 3 wird nachstehend näher erläutert und ist in Fig. 2 dargestellt.

Über das Mikrofon 1 lassen sich Steuerbefehle an ver schiedene Sensoren, Schalter oder Geräte weiterleiten, die dann aktiviert werden und den Steuerbefehlen der Bedienungsperson 19 folgen.

Das Spracherkennungsmodul 3 besitzt die Eigenschaft, Sprache sprecherunabhängig im Verbund zu erkennen. Die zu identifizierenden Worte müssen nicht jeweils gelernt und trainiert werden, sondern können aus einer Biblio thek bzw. einem Speicher entnommen und dann von einem Rechner 6 zusammengesetzt werden. Die Worte werden ein malig über den Feldbus bzw. die Feldbusleitung 22 an das Sprachmodul übertragen. Im Sprachmodul 3 werden die Worte zu einem sinnvollen Befehl zusammengesetzt, der dem Befehl der Bedienungsperson 19 entspricht. Der Rechner 6 ist an der Sprachauswertung nicht beteiligt.

Zur Realisierung (Fig. 2) ist ein DSP (Digitaler Signal-Prozessor) 16' erforderlich, der mit einer Stromaufnahme von 400 mA bei 5 Volt den Rahmen einer mobilen Einheit sprengen würde, so daß dieser als sta tionäre Einrichtung ausgebildet ist.

Das EIB-Sprachmodul ist in Fig. 2 dargestellt und be steht aus einem Funkempfänger 26, einem DSP 16' zur Spracherkennung, einer CPU 15 (Zentraleinheit der Da tenverarbeitungsanlage) und einem EIB-Feldbusankopp ler 14.

Die Programmierung des Sprachmoduls (Fig. 2) (Einlesen der zu identifizierenden Worte in den DSP 16' (Sprachmodell) und deren Zuordnung zur EIB-Mel dung) beinhaltet das Laden einer Tabelle in die CPU 15' und erfolgt offline über den Rechner 6. Die Zuordnung zu den EIB-Meldungen kann mit dem EIB-Tool-ETS vorge nommen werden.

Das System zur Steuerung von IR-Komponenten mit Sprache besteht aus dem EIB-Spracherkennungsmodul 3 und der EIB-IR-Steuereinheit. Eine derartige Steuereinheit kann in einem Zimmer vorgesehen werden. Wie aus Fig. 1 her vorgeht, steht der EIB-IR-Umsetzer bzw. die Steuerein heit 8 über eine Busleitung mit dem Spracherkennungs modul 3, einem EIB-Modem 7, einem EIB-S/A 9 und 9' so wie einer EIB-Stromversorgung 17 in Verbindung. Der be sondere Vorteil dieser Installation liegt in der sehr einfachen Konfiguration, der sehr leichten Wartung und der unproblematischen Versorgung mit Ersatzteilen, die durch die Sprecherunabhängigkeit und die Einbindung in das EIB gewährleistet werden.

Es ist ebenfalls möglich, mit dem Sprachmodul 3 Worte per Funksignale an die Bedienungsperson 19 zurückzuge ben, um dadurch eine Kontrollfunktion einzuführen.

Das Spracherkennungsmodul 3 (Fig. 2) kann durch die vorteilhafte Ausbildung und Anordnung in einem kleinen Gehäuse mit der Größe von 150×200×80 mm unterge bracht werden. Das 230 VAC-Netzkabel ist an diese Vor richtung fest angeschlossen. Das EIB-Kabel kann mittels Schraubenklemmen am Gehäuse befestigt werden. Ferner liegt die Antenne für den Sender 2 in dem Gehäuse. Die Steuereinheit bzw. das Gehäuse wird mittels Schrauben an einer beliebigen Wand montiert, von der aus die ganze Wohnung über Funk erreicht werden kann. Die Reichweite für den Funksender beträgt normalerweise zwischen 20 und 30 Metern. Der Anschluß an den EIB-BUS wird über ein BIM M112-Modul realisiert. Das BIM-Modul beinhaltet den in Fig. 2 dargestellten BUS-Ankoppler einschließlich der CPU. Das BIN M112-Modul kommuniziert über eine RS232 (das bedeutet serielle Standardschnitt stelle) mit dem Spracherkenner 16'. Ein im Gehäuse in tegriertes Netzteil übernimmt die Stromversorgung. Die RS232-Schnittstelle ist intern zusätzlich auf einen eigenen Stecker ausgeführt, über den der Spracherken ner 16' programmiert werden kann. Das Spracherkennungs modul 3 kann mit einem weiteren internen Mikrofon aus gestattet sein.

Die Fernsteuerung besteht aus einem 430 MHz Sender 2, dem Mikrofon 1 und einem in der Zeichnung nicht darge stellten Akku. Es kann ebenfalls ein mobiles Telefon dazu eingesetzt werden. In dieser Ausbaustufe kann die Bedienperson 19 ein Telefon per Sprachbefehl steuern und anschließend über den mobilen Sender 2 direkt tele fonieren. Das Spracherkennungsmodul 3 muß mittels einer Software entsprechend programmiert werden. In der An wender-Software des BIM M112-Moduls ist ein Programm installiert, das zyklisch die RS232 des Spracherken nungsmoduls 3 abfragt und die Variablen der jeweiligen EIB-Objekte lädt. Die Erzeugung der entsprechenden EIB- Meldungen wird vollständig von der Firmware übernommen.

Bezugszeichenliste

1

Mikrofon

2

Sender, Empfänger

3

Sprachmodul bzw. Spracherkennungsmodul

5

Feldbus bzw. EIB-Bus (European-Installations-BUS)

6

Rechner

7

Modellbus bzw. EIB-Modem (European-Installations-BUS)

8

Modem bzw. EIB-IR-Umsetzer, EIB-IR-Steuereinheit

9

EIB-Sensor, Aktor

12

IR-Gerät

13

IR-Fernbedienung

14

' EIB-BUS-Ankoppler, Feldbusankoppler

15

CPU = Zentraleinheit einer Datenverarbeitungsanlage

16

' DSP = Digitaler-Signal-Processor, Spracherkenner, Sprachgenerator

17

Stromversorgung

18

Rollstuhl

19

Bedienungsperson

22

Feldbus, Feldbusleitung

26

Funktransreceiver bzw. Funksender, Funkempfänger

26

' Funktransreceiver bzw. Funksender, Funkempfänger

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung oder Betätigung von Sensoren, Schaltern oder Geräten mittels akusti scher oder modulierter Signale mit folgenden Merkmalen:

1. die Vorrichtung weist ein Mikrofon (1) auf,
1.1. das Mikrofon (1) dient zur Aufnahme und Wei terleitung akustischer Signale oder zur Aufnahme und Weiterleitung von Sprachbefehlen,
1.2. das Mikrofon (1) steht über eine Leitung oder einen Sender (2) mit einem Sprachmodul oder Spracherkennungsmodul (3) in Verbindung,
1.3. das Spracherkennungsmodul (3) weist ein sprecherunabhängiges Identifikationssystem zur Erkennung der Sprache auf,
1.4. das Spracherkennungsmodul (3) vergleicht die in einem Speicher abgelegten Worte und setzt diese in einen Steuerbefehl um oder vergleicht den eingegebenen Befehl mit dem auszugebenden Be fehl unter Verwendung der im Speicher abgelegten Worte zur Steuerung der Sensoren,
1.5. das Spracherkennungsmodul (3) steht über eine Schnittstelle mit einem Feldbus und/oder IR- Modul und/oder Modem und/oder S/A (9) in Wirkver bindung, in dem die erkannten Befehle abgesetzt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß sie über einen Feldbus-Anschluß verfügt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Spracherkennungsmodul (3) mit dem Modem, dem IR-Umsetzer, über den S/A- Rechner und über den Feldbus wirkungsmäßig ver bunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß über den EIB-IR- Umsetzer (8) und/oder ein IR-Gerät (12) und/oder eine IR-Fernbedienung (1 : 3) ansteuerbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die EIB-IR-Steuereinheit (8) aus dem EIB-BUS-Ankoppler (14), einer CPU-Zentralein heit (15) und/oder einem IR-Scanner und/oder IR- Generator (16) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die EIB-IR- Steuereinheit (8) mit dem Rechner (6) in Verbin dung steht und über diesen programmier- und kon figurierbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofon (1) mit dem Sender (2) mobil einsetzbar ist und über eine Funkstrecke mit dem Spracherkennungs modul (6) in Wirkverbindung steht, das ortsfest installiert ist und mit einer Stromversor gung (17) in Wirkverbindung steht.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprach modul (3) über einen Sprachgenerator (16') und einen Sender (26') verfügt, über den eine aku stische, sprachliche, visuelle oder physische Rückmeldung an die Bedienperson möglich ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (2) so ausgelegt ist, daß dieser direkt mit einem Te lefon oder einer Telefonanlage in Verbindung steht, so daß über den Sender (2) und den Empfän ger (2') telefoniert werden kann.