DE19835252A1

DE19835252A1 - Verfahren und System zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangsvorrichtung

Info

Publication number: DE19835252A1
Application number: DE1998135252
Authority: DE
Inventors: Alexander Dorn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2018-08-05
Also published as: DE19835252C2

Abstract

Es wird ein Verfahren und ein System zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangsvorrichtung vorgeschlagen, wobei das System mindestens eine Vorrichtung (1) zur Erfassung von Daten, die einen Sensor (2) und eine Sendevorrichtung (3) zur Übermittlung der durch den Sensor erfaßten Daten aufweist, und eine Vorrichtung (4) zum Empfangen der übermittelten Daten umfaßt. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Verbindung zwischen der mindestens einen Erfassungsvorrichtung (1) und der Empfangsvorrichtung (4) drahtlos und die von dem Sender (3) der Erfassungsvorrichtung (1) übermittelten Signale werden vor der weiteren Verarbeitung von der Empfangsvorrichtung (4) entzerrt, so daß eine zuverlässig gute Übertragungsqualität bei gleichzeitig geringem Installationsaufwand des Systems gewährleistet werden kann. Ferner senden die einzelnen Sender (3) der Erfassungsvorrichtungen (1) zeitlich unabhängig voneinander und von anderen Komponenten des Systems und die von den Sendern (3) übermittelten Datensignale enthalten eine Kennung bzw. Kennungssequenz zur Identifizierung des jeweiligen Senders (3) bzw. der jeweiligen Erfassungsvorrichtung (1), so daß insbesondere auch eine große Anzahl von Erfassungsvorrichtungen (1) mit nur einer Empfangsvorrichtung (4) vernetzt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangsvorrichtung, wobei mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung von Daten die über einen Sensor gewonnenen Meßdaten drahtlos an eine zentrale Empfangsvorrichtung übermittelt, in der die übermittelten Signale entzerrt und verarbeitet werden.

Zum effektiven Betreiben eines Gebäudes müssen eine Vielzahl unterschiedlicher Aktivi täten durchgeführt werden, um den Bewohnern und Besuchern eine angenehme Atmosphäre zu verschaffen. So müssen beispielsweise in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder der Sonneneinstrahlung das Gebäude bzw. nur bestimmte Räume des Gebäudes geheizt oder gekühlt werden, wobei es aufgrund von Umweltgesichtspunkten wünschenswert ist, den Energiebedarf dafür auf ein Minimum zu beschränken.

Weiterhin sollen Gebäude auch im Hinblick auf eine verbesserte Sicherheit der Einwohner/Besucher betrieben werden, was eine Überwachung des Gebäudes, beispiels weise auf Rauchentwicklung, und eine gute Information der in dem Gebäude befindlichen Personen beinhaltet.

Das Management eines Gebäudes, die sogenannte intelligente Haustechnik, ist bereits weit verbreitet und kommt gegenwärtig im Bereich Heizung, Bereitstellung von Warmwasser, Licht, Telefon, Türsprechstationen usw. zum Einsatz. Neuere Anwendungsgebiete für eine intelligente Haustechnik finden sich ferner bei Alarmanlagen, Tür-/Garagenöffnern, Jalousiesteuerung, Lichtsteuerung mit Timern, Bewegungsmelder für Außenlicht, Lüftung, Klimaanlagen, Modem und Computer.

Für eine intelligente Steuerung der gesamten Haustechnik soll die Steuerung möglichst zentral an einer Stelle erfolgen, um einen möglichst hohen Komfort der in dem Gebäude befindlichen Personen zu gewährleisten. Zu diesem Zweck muß die gesamte, die jeweiligen Einheiten betreffende Elektronik zusammengeschaltet, d. h. vernetzt werden. Auf dem Markt sind hierzu bereits verschiedene Systeme bekannt.

Im Stand der Technik sind beispielsweise der EIB-Bus und das LonTalk-Netz bekannt, die mit separat zu verlegenden Busleitungen zur Vernetzung der intelligenten Haustechnik arbeiten. Ferner haben die Heizungsfirmen im Verbund einen eigenen Bus, den sogenannten eBus definiert. Im Bereich der Fernablesung gibt es außerdem den M-Bus. Diese bekannten Systeme erfordern jedoch die Verlegung separater Leitungen und sind daher äußerst aufwendig und kostenintensiv. Weiter kommen diese Bussysteme in der Folge hauptsächlich bei Neubauten zum Einsatz, da andernfalls das Mauerwerk eines bereits bestehenden Gebäudes aufgeschlagen oder die Leitungen auf Putz gelegt werden müßten, was die Kosten weiter erhöht. Um ein Verlegen eines zusätzlichen Leitungsnetzes zu vermeiden, wurden bereits neue Systeme auf der Basis der sogenannten PowerLine- Technik entwickelt.

Bei dieser PowerLine-Technik wird das im allgemeinen in Gebäuden vorhandene 220 V- Netz genutzt, um Informationen zu übertragen. Auf die 50 Hz - Frequenz des 220 V-Netzes werden dann mit Hilfe des sogenannten "spread spectrum"-Verfahrens die jeweiligen Informationen aufmoduliert. Obwohl einerseits mit Hilfe dieser Technologie das Verlegen zusätzlicher Leitungen eingespart werden kann, werden andererseits für jeden Geräteanschluß zwei Anschlüsse benötigt. Einen Anschluß zur Stromversorgung des Gerätes und einen zweiten Anschluß mit dem PowerLine-Modul zur Ankopplung des Gerätes an das Netz zwecks Informationsübertragung.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese sogenannte PowerLine-Technologie aufgrund der zusätzlich notwendigen Anschlüsse gleichwohl sehr hohe Installationskosten des Systems beinhaltet. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß Sensoren und Aktoren nur dort angeordnet werden können, wo eine intelligente Steckdose mit PowerLine-Modul angebracht ist, was meistens nur im Bodenbereich und nur an einer beschränkten Anzahl von Stellen im Gebäude vorgesehen ist, so daß eine effektive Überwachung nicht immer gewährleistet werden kann. Weiter ist die Übertragung von Informationen über das 220 V- Netz nur innerhalb einer Phase des Stromes möglich, wobei zusätzlich Module benötigt werden, um zwischen den Phasenwechseln eine Übertragung der Signale zu ermöglichen. Um andere Anlagen im Gebäude nicht zu stören und das gesamte Stromnetz nicht zu beeinträchtigen, muß darüber hinaus am Anschluß eine effektive Filterung vorgesehen werden.

Um die oben beschriebenen Einschränkungen bei Bus- bzw. PowerLine-Systemen zu vermeiden, sind ferner im Bereich der intelligenten Haustechnik Systeme bekannt, deren Informationsübertragung zwischen Sendern und Empfängern drahtlos mittels Funk übertragung realisiert wird. Bekannte Produkte mit einer solchen Funkübertragung sind zum Beispiel schnurlose Telefone, Garagenöffner und Babyphone.

Bis zum jetzigen Zeitpunkt bekannte Produkte weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Die meisten verfügbaren Systeme arbeiten im Hochfrequenzbereich, welcher in Gebäuden aufgrund der starken Abschwächung der Signale durch das Mauerwerk kaum einsetzbar ist. So ist die Reichweite der Funksignale relativ beschränkt, so daß eine ungestörte Übertragung nur im freien Gelände möglich ist. Die Verwendung längerwelliger Träger schwingungen war weiter aufgrund der hohen Empfindlichkeit gegenüber Störungen, bei spielsweise durch andere Sender und andere Quellen elektromagnetischer Srahlung, wie PC's, Staubsauger, usw. bis dato nicht als einsetzbar angesehen.

Bei den bekannten Systemen sind zudem nur wenige, gewöhnlich bis zu drei Sensoren miteinander vernetzbar und es sind kaum Schnittstellen zu anderen bestehenden Systemen, wie beispielsweise EIB-Bus, LonTalk-Netz, Modem oder PC, verfügbar. Ursachen für diese Nachteile sind unter anderem die schwierige Funkübertragung in Gebäuden und ein vom Kunden im Bereich der Haustechnik geforderter niedriger Verkaufspreis des Systems, der nur einfache elektronische Bauteile in den Systemkomponenten erlaubt.

Ausgehend von dem oben beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. ein System zur drahtlosen Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangsvorrichtung bereitzustellen, welches die oben beim Stand der Technik genannten Nachteile vermeidet und welches insbesondere eine drahtlose Übermittlung mit zuverlässig guter Übertragungsqualität und gleichzeitig geringem Installationsaufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangsvorrichtung gelöst, bei welchem mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung von Meßdaten, die einen Sensor und eine Sendevorrichtung zur Übermittlung der durch den Sensor erfaßten Daten und/oder von Steuerinformationen aufweist, und eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen der übermittelten Daten und/oder Steuerinformationen vorgesehen werden, wobei die Sendevorrichtung(en) der Erfassungsvorrichtung(en) zeitlich unabhängig von anderen Komponenten des Verfahrens und bei jeder Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen eine Kennung sendet bzw. senden, die mindestens eine Erfassungsvorrichtung und die Empfangsvorrichtung drahtlos miteinander verbunden sind, und die Empfangsvorrichtung die von der mindestens einen Erfassungsvorrichtung übermittelten Signale vor der eigentlichen Verarbeitung entzerrt.

Das erfindungsgemäße System zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangsvorrichtung umfaßt mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung von Meßdaten, die einen Sensor und eine Sendevorrichtung zur Übermittlung der durch den Sensor erfaßten Daten und/oder von Steuerinformationen aufweist, und eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen der übermittelten Daten und/oder Steuer informationen, wobei die Sendevorrichtung(en) der Erfassungsvorrichtung(en) zeitlich unabhängig von anderen Komponenten des Systems und bei jeder Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen eine Kennung sendet bzw. senden, die mindestens eine Erfassungsvorrichtung und die Empfangsvorrichtung drahtlos miteinander verbunden sind, und die Empfangsvorrichtung eine Einrichtung zur Entzerrung der von der mindestens einen Erfassungsvorrichtung übermittelten Signale aufweist.

Es hat sich gezeigt, daß die Entzerrung der übermittelten Datensignale auf der Empfänger seite trotz beständiger Störquellen eine zuverlässig gute Übertragungsqualität gewähr leistet, da mit der Entzerrung der Datensignale in der Empfangsvorrichtung die bei ihrer Übertragung im allgemeinen gestörten Datensignale derart verarbeitet werden können, daß die Störeinflüsse wieder herausgefiltert werden.

Aufgrund des lediglich in der Empfangsvorrichtung eingesetzten Entzerr-Verfahrens, das im wesentlichen mittels einer geeigneten Software durchführbar ist, werden an die Sender der Erfassungsvorrichtungen nur geringe Anforderungen gestellt, so daß ein einfacher Aufbau der Sender mit kostengünstigen Standardkomponenten möglich ist. Das erfindungsgemäße System bewirkt somit insbesondere bei einer erforderlichen großen Anzahl von Erfassungsvorrichtungen einen entscheidenden Kostenvorteil. Gleichzeitig ist auch aufgrund der drahtlosen Datenübertragung nur ein geringer Installationsaufwand für das System notwendig und das erfindungsgemäße System kann zudem problemlos mit bereits bestehenden Systemen, wie Bus- oder PowerLine-Netzen, kombiniert werden.

Dadurch, daß die Sender der Erfassungsvorrichtungen zeitlich unabhängig voneinander und von anderen Komponenten des Systems senden, ist es ebenfalls möglich, eine große Anzahl von Erfassungsvorrichtungen mit nur einer Empfangsvorrichtung zu vernetzen, da in diesem Fall zumeist nur wenige Sender gleichzeitig Daten und/oder Steuerinformationen an die Empfangsvorrichtung übermitteln. Um eine Zuordnung der empfangenen Signale zu den einzelnen Erfassungsvorrichtungen oder Gruppen von Erfassungsvorrichtungen in der Empfangsvorrichtung zu erreichen, enthalten die von den Sendern der Erfassungs vorrichtungen übermittelten Signale eine entsprechende Kennung bzw. Kennungssequenz zur Identifizierung.

Die Daten werden bevorzugt in digitaler Form übertragen. Dies hat gegenüber her kömmlichen Systemen mit analoger Datenübertragung per Funk den Vorteil, daß die Datenübertragung gegenüber Systemen mit Phasen- und/oder Frequenzmodulation weniger störanfällig ist und andererseits gegenüber Systemen mit einem sogenannten spread spectrum-Verfahren, d. h. mit einer Verschmierung der Daten auf ein breiteres Frequenzband, kostengünstiger ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird in der Empfangsvorrichtung für jedes empfangene Signal ein Kanalmodell mit den Kanalkoeffizienten des Übertragungskanals ermittelt. Dies geschieht vorzugsweise mit Hilfe von in den übermittelten Signalen enthaltenen vorbestimmten Sendesequenzen. Aus den so ermittelten Kanalkoeffizienten läßt sich weiter die Koeffizientenenergie und damit ein Maß für die Qualität des Übertragungskanals berechnen, so daß nur Signale mit einer ausreichend guten Übertragungsqualität weiterverarbeitet werden.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Daten in der Empfangsvorrichtung nicht in Echtzeit zu verarbeiten, sondern zunächst in einem (Zwischen-)Speicher abzulegen. Hierdurch wird ermöglicht, die Entzerrung der übermittelten Datensignale mit einem größeren Aufwand zu betreiben, wodurch eine noch bessere Übertragungsqualität des Systems erzielt wird.

Die Entzerrung der übermittelten Datensignale erfolgt in der Empfangsvorrichtung vorteilhafterweise mit Hilfe eines Maximum-Likelihood-Verfahrens, welches die wahr scheinlichste Bitfolge der empfangenen Datensignale, in einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit einem Viterbi-Algorithmus, berechnet. Ein solcher Viterbi- Algorithmus kann mittels einer geeigneten Software verarbeitet werden, was sich, da diese nur in der Empfangsvorrichtung vorgesehen sein muß, auf den Kostenfaktor des Systems günstig auswirkt. Auch ermöglicht die Entzerrung der übermittelten Datensignale lediglich in der Empfangsvorrichtung, die Verwendung relativ einfach aufgebauter Sender mit kostengünstigen Systemkomponenten, d. h. die Systemkosten werden insbesondere für eine große erforderliche Anzahl von Erfassungsvorrichtungen niedrig gehalten.

Vorzugsweise erfolgt die drahtlose Datenübertragung per Funk im unteren bis mittleren Hochfrequenzbereich unterhalb von etwa 1 GHz. Besonders bevorzugt werden dabei zulassungsfreie Trägerfrequenzen von beispielsweise 433 MHz, 470 MHz und 900 MHz, da sich hierdurch eine weitere Kosteneinsparung realisieren läßt, da die Verwendung dieser Frequenzbänder in verschiedenen Ländern in Vorrichtungen keiner Zulassungspflicht unterliegt.

Um die Datensicherheit weiter zu erhöhen, können die zu übermittelnden Daten und/oder Steuerinformationen in den Sendern der Erfassungsvorrichtungen weiter, bevorzugt durch Hinzufügen einer zusätzlichen Redundanz, codiert werden. Dadurch lassen sich insbesondere Einzelbitfehler leichter und zuverlässiger korrigieren.

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegen stand weiterer Unteransprüche.

Bevorzugte Anwendungsbereiche des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungs gemäßen Systems sind die Überwachung und Steuerung von Einrichtungen in bzw. an Gebäuden, d. h. der sogenannten intelligenten Haustechnik, die Überwachung medizinischer Sensorik im Pflegebereich, die Überwachung und Steuerung von Einrichtungen im Bereich der Landwirtschaft und im Bereich der Verkehrstechnik.

Die Erfindung wird im folgenden anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Verbindung mehrerer erfindungsgemäßer Systeme;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Unterschieden des erfindungs gemäßen Systems gegenüber herkömmlichen Systemen;

Fig. 4 den Aufbau einer Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung;

Fig. 5 ein Schaubild zur Erläuterung der Probleme bei der Funkübertragung im allgemeinen;

Fig. 6 den Aufbau eines beispielhaften Datensignal-Bursts gemäß der vorliegenden Erfindung in vereinfachter Darstellung;

Fig. 7 ein Schaubild zur Erläuterung der Datenübertragung und -verarbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine Darstellung des Kanalmodells bei der Datenübertragung gemäß der vor liegenden Erfindung;

Fig. 9 den Aufbau eines Senders gemäß der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung; und

Fig. 10 ein Schaubild zur Erläuterung der Entzerrung der Datenübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Zunächst wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 der prinzipielle Aufbau des Systems zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangs vorrichtung erläutert. Hierbei ist in Fig. 1 schematisch der prinzipielle Aufbau des Systems und in Fig. 2 die Kombination mehrerer erfindungsgemäßer Systeme dargestellt.

Das System besteht im wesentlichen aus mindestens einer, vorzugsweise mehreren Vorrichtung(en) 1 zur Erfassung und Übermittlung von Daten und/oder Steuer informationen, im folgenden kurz als Erfassungsvorrichtung(en) bezeichnet, und einer Vorrichtung 4 zum Empfangen der von der Erfassungsvorrichtung 1 übermittelten Daten, im folgenden kurz als Empfangsvorrichtung bezeichnet. Die Erfassungsvorrichtung 1 weist einen Sensor 2 zur Messung bzw. Erfassung von Meßwerten und eine Sendevorrichtung 3 zur Übermittlung der durch den Sensor 2 ermittelten Daten an die Empfangsvorrichtung 4 auf. Die Sendevorrichtung 3 wird nachfolgend auch einfach mit Sender bezeichnet.

Die Datenübermittlung von den einzelnen Sendern 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 zu der Empfangsvorrichtung 4 erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung drahtlos, d. h. bevorzugt per Funkübertragung. Es sind aber auch andere drahtlose Übertragungsmöglichkeiten, wie beispielsweise mittels Lichtwellen oder per Ultraschall oder auch Kombinationen der verschiedenen Übertragungsmethoden, denkbar. Weiter können die Daten analog, vorzugsweise jedoch in digitaler Form übermittelt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen System können relativ einfache elektronische Komponenten für die Sender 3 eingesetzt werden, während der für eine zufriedenstellende Übertragungs qualität erforderliche Aufwand lediglich auf Seiten der Empfangsvorrichtung 4 beim Empfangen und Verarbeiten der übermittelten Daten betrieben wird. So werden insbesondere die von den Sendern 3 übermittelten Datensignale von der Empfangs vorrichtung 4 vor der eigentlichen Datenverarbeitung zunächst entzerrt, so daß im allgemeinen existierende Störeinflüsse durch Störquellen, wie andere Sender und andere elektromagnetische Quellen, wie zum Beispiel PC's, Staubsauger u. ä. aus den über mittelten Datensignalen herausgefiltert werden, um eine gute Übertragungsqualität zu gewährleisten.

Die Sender 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 senden an die Empfangsvorrichtung 4 zeitlich unabhängig voneinander und von anderen Komponenten des Systems. Diese zeitliche Unabhängigkeit wird in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht, daß die einzelnen Sender 3 in Abhängigkeit von der Änderung der von den jeweiligen Sensoren 2 erfaßten Meßdaten senden. Dies ist möglich, da die Empfangsvorrichtung 4 im allgemeinen neue Informationen nur bei inhaltlich geänderten Informationen benötigt. Eine Erfassungsvorrichtung 1 zur Überwachung der Temperatur in einem Raum eines Gebäudes sendet zum Beispiel bei einer Temperaturänderung von mehr als 1° jede Minute, bei einer Temperaturänderung von mehr als 0,5° alle 5 Minuten, bei einer Temperaturänderung von mehr als 0,1° alle 10 Minuten und sonst nur alle 15 Minuten. Eine Erfassungsvorrichtung 1 mit einem CO₂ Sensor übermittelt Daten vorzugsweise nur bei tatsächlicher Rauch entwicklung an die Empfangsvorrichtung 4.

Andere Möglichkeiten, ein zeitlich unabhängiges Senden der Sender 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 zu erzielen, ist beispielsweise das Vorsehen von Zufalls generatoren in den Sendern 3.

Durch das zeitlich unabhängige Senden der einzelnen Sender 3 der Erfassungs vorrichtungen 1 übermitteln zumeist nur wenige Sender 3 des Systems ihre Daten und/oder Steuerinformationen gleichzeitig an die Empfangsvorrichtung. Hierdurch ist es möglich, eine große Anzahl von Erfassungsvorrichtungen 1 mit nur einer Empfangsvorrichtung 4 zu vernetzen.

Außerdem enthalten die von den Sendern 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 an die Empfangsvorrichtung 4 übermittelten Signale eine Kennung bzw. Kennungssequenz, um den jeweiligen Sender 3 des Signals zu identifizieren und eine Zuordnung der empfangenen Signale in der Empfangsvorrichtung 4 zu den Erfassungsvorrichtungen 1 oder vordefinierten Gruppen von Erfassungsvorrichtungen 1 zu ermöglichen. Der Aufbau eines solchen Signals, eines sogenannten Signalbursts, wird weiter unten ausführlicher erläutert.

Das System ist insbesondere zur Verwendung einer großen Anzahl von Erfassungs vorrichtungen 1 bevorzugt, die mit nur einer oder nur einigen wenigen Empfangs vorrichtungen 4 verbunden werden sollen, da die Sender 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 mit kostengünstigen elektronischen Standardkomponenten aufgebaut werden können und die Erfassungsvorrichtungen 1 keine eigenen Empfänger benötigen bzw. aufweisen, und nur für die eine Empfangsvorrichtung 4 mehr bauteilmäßiger wie auch Knowhow-mäßiger Aufwand vorgesehen werden muß.

Im Bereich der Haustechnik bietet sich in Deutschland zur Funkübertragung insbesondere das 433 MHz-Band an, da dieses zulassungsfrei ist und außerdem die Verwendung relativ einfacher und somit kostengünstiger elektronischer Bauteile für die jeweiligen Kompo nenten erlaubt. In anderen Ländern ist möglicherweise eine andere Trägerfrequenz vorzuziehen, wie beispielsweise das 900 MHz-Band in den USA oder das 470 MHz- Band in Österreich. In jedem Fall arbeitet das System aber mit einer zulassungsfreien Trägerfrequenz im unteren bis mittleren Hochfrequenzbereich unterhalb von etwa 1 GHz, da dies die Verwendung einfacher elektronischer Standardkomponenten für die Datenübertragung ermöglicht.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist es mit der vorgeschlagenen Technologie ohne weiteres möglich, mehrere 100 Erfassungsvorrichtungen 1 mit einer oder nur einigen wenigen Empfangs vorrichtungen 4 zu verbinden, wobei die Empfangsvorrichtungen 4 in einer relativ großen Entfernung von bis zu etwa 500 m in Gebäuden oder einigen Kilometern im freien Gelände zu den Sendern 3 angeordnet werden können. Die Empfangsvorrichtungen 4 weisen im allgemeinen mehrere unterschiedliche Schnittstellen auf, so daß sie mit verschiedenen weiteren Vorrichtungen zur Weiterverarbeitung der Daten, wie beispielsweise PC's, zur Anzeige der empfangenen Daten oder zur aktiven Steuerung der intelligenten Haustechnik (Aktoren) oder auch mit anderen Systemen, wie Bus- oder PowerLine-Netzen, verbunden werden können.

Das erfindungsgemäße System findet vorteilhafterweise auch bei der Vernetzung der Empfangs- und Auswertevorrichtung 4 mit verschiedenen Aktoren Verwendung. So ist die Empfangsvorrichtung 4 mit mehreren einfachen Sendern 3' verbunden, die analog zu den Sendern 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 aufgebaut sind. Diese Sender 3' übermitteln Steuerinformationen an die Empfangsvorrichtungen 4' von Aktoren 28, die Empfangsvorrichtungen 4' der Aktoren 28 sind ebenfalls analog zu den Empfangs vorrichtungen 4 aufgebaut.

Beispielsweise sind mehrere Erfassungsvorrichtungen 1 mit Sensoren 2 zur Messung der Temperatur in einem Raum eines Gebäudes, zur Messung der Sonneneinstrahlung auf die Außenwand des Gebäudes und der Windströmungen und der Temperatur außen am Gebäude angebracht. Die Sender 3 dieser Erfassungsvorrichtungen 1 senden die von den Sensoren 2 erfaßten Meßdaten in Abhängigkeit von Änderungen der gemessenen Daten an die zentrale Empfangsvorrichtung 4, wo die übermittelten Datensignale entzerrt, verarbeitet und ausgewertet werden. Die Empfangsvorrichtung 4 ihrerseits steuert nun mehrere Sender 3', die entsprechende Steuerinformationen an verschiedene Aktoren 28 senden, die von deren Empfangsvorrichtungen 4' entzerrt, verarbeitet und umgesetzt werden. Die Aktoren 28 dienen beispielsweise zur Regelung der Heizleistung für den entsprechenden Raum des Gebäudes, zur Steuerung der Offen/Geschlossen-Stellung der Fenster und der Steuerung der Jalousien des Raumes.

Die Erfassungsvorrichtungen 1 zur Ermittlung von Daten beispielsweise im Bereich der Haustechnik können sehr vielfältig sein. Sie reichen von einfachen Temperaturmeßgeräten und Helligkeitssensoren im Außen- und Innenbereich von Gebäuden bis hin zu komplizierteren Systemen, wie Alarmanlagen mit Bewegungsmeldern oder Infrarot sensoren. Prinzipiell ist jede Art von Sensor zur Messung von physikalischen oder chemischen Meßdaten in das erfindungsgemäße System integrierbar. Bekannt sind in diesem Zusammenhang beispielsweise auch Sensoren zur Erfassung des geschlossenen bzw. geöffneten Zustandes von Türen und Fenstern, Rauchmelder, CO₂-Sensoren, Feuchtigkeitssensoren zur Messung der Luftfeuchtigkeit oder der Bodenfeuchtigkeit bei Pflanzen, Ultraschallsensoren, zum Beispiel zur Überwachung des Füllstandes der Badewanne, Sensoren zur Erfassung eines zu- bzw. aufgedrehten Wasserhahnes, Sensoren zur Messung der Sonneneinstrahlung oder zur Windmessung im Außenbereich des Gebäudes, Sensoren zur Feststellung von Lecks in Wasser-, Öl- und Gasleitungen, Sensoren zur Feststellung des ein- bzw. ausgeschalteten Zustandes von Elektrogeräten. Der Fachmann wird ohne weiteres weitere Anwendungsmöglichkeiten erkennen und in Zukunft auch noch weitere bisher unbekannte Sensoren entwickeln, die er ohne weiteres in das in dieser Anmeldung beschriebene System integrieren kann.

Mit Hilfe der Erfassung von Daten in und an Gebäuden mittels der intelligenten Haustechnik kann beispielsweise der Energiebedarf gesenkt und die Sicherheit verbessert werden. Die Erfassungsvorrichtung 4 ist vorteilhafterweise mit Steuereinrichtungen, die auf die an die Empfängerrvorrichtung 4 übermittelten Daten reagieren und beispielsweise die Heizleistung im Gebäude oder den Schließzustand der Jalousien regeln, oder mit Alarmeinrichtungen verbunden, die eine Gefahr durch überlaufendes Wasser, offene Türen und Fenster, eingeschaltete Elektrogeräte oder auch Einbrecher anzeigen.

Im Bereich der Landwirtschaft kommen insbesondere Erfassungsvorrichtungen 1 mit Sensoren 2 zur Messung von Boden- und Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Boden- und Lufttemperatur, Windströmungen oder Vorhandenseinsüberprüfung der Tiere usw. zum Einsatz. Mit Hilfe der erfaßten Meßdaten können beispielsweise Felder automatisch optimal bewässert werden.

Auch im Pflegebereich kommen die oben beschriebenen Systeme zum Einsatz. Die Erfassungsvorrichtungen 1 umfassen hier hauptsächlich Meßgeräte zur Überwachung der Körperfunktionen, wie Puls, Blutdruck, Körpertemperatur, bestimmte Blutwerte, usw., von Patienten, um im Bedarfsfall das Pflegepersonal und/oder den Arzt automatisch zu benachrichtigen bzw. zu informieren.

Wie in Fig. 3 schematisch veranschaulicht, entfallen bei Anwendung des erfindungs gemäßen Systems aufwendige Ankopplungen der Erfassungsvorrichtungen 1 an Bus- Systeme, wie EIB-Bus oder LonTalk-Netz. Das erfindungsgemäße System eignet sich daher insbesondere auch zur Erweiterung bestehender Systeme, da das drahtlose System problemlos an ein bestehendes Bus-System angekoppelt werden kann, indem die Empfangsvorrichtung 4, d. h. also nur eine Vorrichtung im Gegensatz zu mehreren Erfassungsvorrichtungen bei herkömmlichen Systemen, direkt an den bereits vorhandenen Bus angekoppelt wird.

In Fig. 4 ist nun der Aufbau einer Empfangsvorrichtung 4 des Systems schematisch dar gestellt. Die Empfangsvorrichtung 4 umfaßt im wesentlichen eine Antenne 5 zum Empfangen der von den Sendern 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 übermittelten Daten signale, ein auf die Sender 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 abgestimmtes HF-Empfangs teil 6 und einen Mikroprozessor 7 zur Datenverarbeitung.

Das sich an die Antenne 5 direkt anschließende HF-Empfangsteil 6 der Empfangsvorrichtung 4 weist eine Vorrichtung 8 zur Verstärkung des Eingangssignales, wie beispielsweise eine automatische Verstärkungsregelung (AGC), eine Vorrichtung 9 zur Entkopplung der Trägerfrequenz der Datenübermittlung, eine Filtereinheit 10, beispiels weise einen Oberflächenwellenfilter (SAW-Filter) und einen A/D-Wandler 11 auf. Der Mikroprozessor 7 ist mit einer Speichereinheit 12, beispielsweise einem RAM, zur (Zwischen-)Speicherung der empfangenen Daten, einer Anzeigevorrichtung 13, wie beispielsweise einem Display oder einem Computerbildschirm, und einer Eingabe vorrichtung 14, wie einer Tastatur, verbunden.

Die Vorrichtung 8 zur Verstärkung des Eingangssignales regelt bevorzugt die Verstärkung in Abhängigkeit von der Stärke des Eingangssignales, so daß starke Signale von nahen Sendern 3 nicht übersteuert werden und andererseits schwache Signale von fernen Sendern 3 ausreichend verstärkt werden, daß sie noch verarbeitet werden können. Hierzu enthalten die von den Sendern 3 übermittelten Datensignale vorteilhafterweise jeweils eine vorbestimmte, der Empfangsvorrichtung 4 bekannte sogenannte Dummy-Sequenz, anhand der die Empfangsvorrichtung 4 die Stärke des Eingangssignales feststellen und die Verstärkung entsprechend regeln kann.

Mit dem erfindungsgemäßen System werden die empfangenen Daten in der Empfangsvorrichtung 4 nicht in Echtzeit verarbeitet, sondern werden zunächst in der Speichereinheit 12 abgespeichert und zu einem etwas späteren Zeitpunkt verarbeitet. Dies wird bei dem vorliegenden System dadurch ermöglicht, daß die Datenrate der Erfassungs vorrichtungen 1 relativ gering ist, d. h. von den Sendern 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 nicht ununterbrochen Daten übermittelt werden. Eine Temperaturmessung erfolgt beispielsweise nur alle 10 Minuten, Rauchmelder senden Daten nur bei festgestellter Rauchentwicklung, usw. Dadurch, daß die Daten nicht in Echtzeit in der Empfangsvorrichtung 4 verarbeitet werden müssen, sind die Anforderungen an die Empfangsvorrichtung 4 niedriger als bei einer entsprechenden Echtzeitverarbeitung. Andererseits können hierdurch bessere und zeitintensivere Datenverarbeitungs-Verfahren eingesetzt werden, was die Übertragungsqualität des Systems verbessert.

Zur Erläuterung der Funktionsweise der Datenverarbeitung, d. h. insbesondere der Ent zerrung der empfangenen Datensignale, im Mikroprozessor 7 der Empfangsvorrichtung 4 werden zunächst Probleme der Datenübertragung per Funk in Gebäuden erläutert.

Fig. 5 zeigt als Schaubild die Problematik der Datenübertragung mittels Funkverbindung. Die von den Sendern 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 ausgesendeten Signale f(t) werden im allgemeinen nicht direkt und störungsfrei die Empfangsvorrichtung 4 erreichen, sondern unterliegen bei ihrer drahtlosen Übertragung verschiedenen Störeinflüssen. So sind hierbei insbesondere die Dämpfung der Signale durch das Mauerwerk und andere Hindernisse und das Vorhandensein von Störquellen, wie PC's, Staubsauger oder schnurlose Telefone, aufzuführen, die ebenfalls elektromagnetische Wellen aussenden. Diese Störungen lassen sich beispielsweise mathematisch in einer Filtercharakteristik y(i) des Gebäudes zusammenfassen, die die Datensignale f(t) der Sender 3 überlagert und somit ein gestörtes, verändertes Übertragungssignal f'(t) erzeugt. Ferner stören sich die Datensignale f(t) der einzelnen Sender 3 auch gegenseitig, wenn die Erfassungs vorrichtungen 1 zeitgleich oder nahezu zeitgleich Daten an die Empfangsvorrichtung 4 übermitteln.

Um trotz aller, im allgemeinen stetig vorhandener Störungen eine ausreichende und zufriedenstellende Übertragungsqualität der Datensignale zu erreichen, haben die Daten signale bzw. Bursts vorzugsweise eine Struktur, wie sie beispielhaft in Fig. 6 dargestellt ist. Die Länge eines von den Sendern 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 ausgesendeten Bursts beträgt beispielsweise insgesamt 314 Bits. Von diesen 314 Bits entfallen jeweils 16 Bits auf eine Start- und eine Stopsequenz am Anfang bzw. am Ende des Bursts, mit Hilfe derer der Anfang und das Ende eines Datensignales eindeutig gekennzeichnet werden. Der Aufbau der Start- und Stopsequenz ist der Empfangsvorrichtung 4 bekannt und kann somit bei Eingang eines Datensignals eindeutig von dieser identifiziert werden.

Weitere 256 Bit des Bursts entfallen auf die eigentlich zu übertragenden Daten, wobei die 256 Bit beispielsweise 64 Nutzbit enthalten, die von den Sendern 4-fach codiert sind. Die 64 Nutzbits können beispielsweise aufgeteilt werden in 16 Bit "Identifier" oder Kennung zur Identifizierung des jeweiligen Senders bzw. der jeweiligen Erfassungsvorrichtung, von der das Datensignal übermittelt wird, 32 Bit "Daten" für die eigentlichen, vom Sensor der Erfassungsvorrichtung erfaßten Meßdaten, 8 Bit "Befehle", beispielsweise zur Über mittlung, daß der überwachte Wasserhahn geschlossen werden soll, und 8 Bit "zur freien Verfügung", die je nach speziellen Systemanforderungen von den Kunden oder dem Systemverwalter belegt werden können, wie beispielsweise die Dummy-Sequenz zur automatischen Verstärkungsregelung.

In der Mitte des Bursts wird ferner eine sogenannte Learning-Sequenz mit einer Daten länge von beispielsweise 26 Bit übertragen, welche zur Ermittlung eines Kanalmodells zwischen Sender und Empfänger durch die Empfangsvorrichtung 4 benötigt wird. Das Kanalmodell wird weiter unten anhand von Fig. 8 näher erläutert.

Bei der Datenübertragung des Systems kann nun der Fall eintreten, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt nur ein Sender Datensignale übermittelt, zu anderen Zeitpunkten jedoch mehrere Sender etwa gleichzeitig senden und die Bursts somit kollidieren (siehe Fig. 7). In diesem Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Empfangsvorrichtung 4 die empfangenen Datensignale zunächst in der Speichereinheit 12 abspeichert, um sie dann zu einem etwas späteren Zeitpunkt verarbeiten zu können.

Der Kanal zwischen Sender und Empfänger läßt sich mit allen Störeinflüssen als Kanal modell gemäß Fig. 8 beschreiben. Das Kanalmodell wird bestimmt durch seine Koeffizienten h(k), wobei der Kanal umso besser beschrieben wird, je größer die Anzahl der Koeffizienten h(k) ist. Die Kanalkoeffizienten h(k) können zum Beispiel nach einem aus der GSM-Übertragung bekannten Verfahren bestimmt werden. Bei diesem Verfahren werden die Koeffizienten h(k) aus der Korrelationsfunktion der in der Burst-Mitte übertra genen Learning-Sequenz l(i) errechnet. Die Korrelationsfunktion für das Kanalmodell von Fig. 8 mit sechs Kanalkoeffizienten h(0) bis h(5) lautet:

Die Qualität des Übertragungskanals wird anhand der Koeffizientenenergie bestimmt:

E = h(0)² + h(1)² + h(2)² + h(3)² + h(4)² + h(5)²

Es werden alle Koeffizientensätze ausgewertet, die eine vorbestimmte Mindestenergie E_min aufweisen. Werden mehrere Bursts gleichzeitig empfangen, so werden zuerst die energie reicheren Bursts ausgewertet.

Da bei dem erfindungsgemäßen System im Gegensatz zu beispielsweise einem GSM- System keine wirkliche Echtzeitanforderung auftritt, steht zur Bestimmung des Kanal modells ausreichend Zeit zur Verfügung. Die zu berechnende Anzahl der Koeffizienten kann deshalb viel größer sein als beispielsweise bei der GSM-Übertragung, wodurch sich die Übertragungsqualität des Systems wesentlich verbessert. Für die Sender 3 der Erfassungsvorrichtungen 1 ergibt sich hierdurch kein Zusatzaufwand. Es muß lediglich die Empfangsvorrichtung 4 mit einem geeigneten Mikroprozessor 7 mit entsprechender Software ausgestattet werden, was im Handel leicht erhältlich ist.

Um die Übertragungsqualität weiter zu verbessern, wird das Kanalmodell, welches anhand der in der Mitte des Bursts übertragenen Learning-Sequenz ermittelt wird, am Anfang und am Ende des Bursts mit Hilfe der Start- bzw. Stopsequenz überprüft. Somit können Datensignale ausgefiltert werden, deren Kanalmodell sich im Laufe der Zeit, d. h. während eines Bursts, sehr schnell ändert, oder es können zeitlich variable Kanalmodelle errechnet werden. Ergibt die Überprüfung des aus der Learning-Sequenz ermittelten Kanalmodells an der Start- und Stopsequenz eine zu große Abweichung, so wird das Datensignal als zu schlechtes Signal verworfen und aussortiert.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das digitale Kanalmodell mit Hilfe einer vereinbarten Learning-Sequenz ermittelt. Ebenso können die Kanalkoefflzienten auch mittels eines FIR(finite impulse response)-Modells oder eines IIR(infinite impulse response)-Modells ermittelt werden. Weiter ist es ebenso denkbar, ein statisches Grundmodell zu entwerfen und mit einem zeitlich variablen Modell zu kombinieren, wobei in das statische Grundmodell alle bekannten und zeitlich konstanten Störeinflüsse eingearbeitet werden.

Die Entzerrung der gestörten Datensignale erfolgt in dem Mikroprozessor 7 der Empfangsvorrichtung 4 vorzugsweise nach einem Maximum-Likelihood-Verfahren, bei dem die wahrscheinlichste Empfangsfolge der Bits eines Bursts im Vergleich zu allen möglichen Bitfolgen ermittelt wird. Vorteilhafterweise wird für das Maximum-Likelihood- Verfahren ein Viterbi-Algorithmus eingesetzt, der die wahrscheinlichste Bitfolge in an sich bekannter Weise aus einem Trellis-Diagramm ermittelt. Die Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Bitfolgen ergeben sich aus dem erwarteten Empfangssignal, das nach dem aufgestellten Kanalmodell berechnet wird, und aus dem tatsächlich empfangenen Datensignal.

Die Entzerrung der gegebenenfalls gestörten Empfangssignale mittels eines Viterbi- Algorithmus' kann vollständig mittels Software abgewickelt werden, was die Systemkosten wiederum verringert. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Maximum-Likelihood- Verfahrens und insbesondere eines Viterbi-Algorithmus' besteht darin, daß die Möglichkeit existiert, mehrere Kanäle gleichzeitig zu empfangen. Dies ermöglicht die Ver bindung einer großen Anzahl von Erfassungsvorrichtungen 1 mit nur einer Empfangs vorrichtung 4.

Zur Realisierung der Entzerrung mit Hilfe eines Viterbi-Algorithmus' werden die Daten vorzugsweise in digitaler Form übertragen. Dies hat gegenüber herkömmlichen Systemen mit analoger Datenübertragung per Funk den zusätzlichen Vorteil, daß die Daten übertragung gegenüber Systemen mit Phasen- und/oder Frequenzmodulation weniger störanfällig und andererseits gegenüber Systemen mit einem sogenannten spreadspectrum- Verfahren, d. h. mit einer Verschmierung der Daten auf ein breiteres Frequenzband, kostengünstiger ist.

Für den Fall, daß die Kanalkoefiizienten alternativ mittels eines FIR-Filters ermittelt werden, erfolgt die Entzerrung der übermittelten Datensignale bevorzugt nach einem ZeroForcing- oder einem LMS-Verfahren.

Der Aufbau eines Senders 3 ist beispielhaft in Fig. 9 dargestellt. Der Sender 3 weist eine Schnittstelle zum Sensor 2 auf und besteht im wesentlichen aus einem Digitalteil 15 und einem HF-Sendeteil 16 mit Sende-Antenne 17. In dem Digitalteil 15, einem Mikro controller, wie beispielsweise einem PIC, sind ein A/D-Wandler 18, ein Timer 19, ein Mikroprozessor 21 und Speichereinheiten 20, 22 vorgesehen. Die digitalen Daten werden von dem Digitalteil 15 dem HF-Sendeteil 16 zugeführt. Das HF-Sendeteil 16 weist eine Vorrichtung 23 zur Vorcodierung der Daten, eine Vorrichtung 24 zur Modulierung der Daten auf die Trägerfrequenz von beispielsweise unter 1 GHz, vorzugsweise beispiels weise 433, 470 oder 900 MHz, eine Filtereinheit 25, wie beispielsweise einen Ober flächenwellenfilter (SAW-Filter), und Verstärker 26, 27 auf.

Um die Datensicherheit weiter zu verbessern, wird den Nutzbits der Datensignale in der Vorrichtung 23 zur Vorcodierung der Daten zusätzliche Redundanz hinzugefügt, wie dies beispielhaft in Fig. 10 gezeigt ist. Mit Hilfe eines solchen Faltungscodes können Fehler mit analoger Datenübertragung per Funk den zusätzlichen Vorteil, daß die Daten übertragung gegenüber Systemen mit Phasen- und/oder Frequenzmodulation weniger störanfällig ist.

Für den Fall, daß die Kanalkoeffizienten mittels Kreuzkorrelation ermittelt werden, erfolgt die Entzerrung der übermittelten Datensignale bevorzugt nach einem ZeroForcing- oder einem LMS-Verfahren (least-mean-sqaure-Verfahren).

Um die Datensicherheit weiter zu verbessern, wird den Nutzbits der Datensignale in der Vorrichtung 23 zur Vorcodierung der Daten zusätzliche Redundanz hinzugefügt, wie dies beispielhaft in Fig. 10 gezeigt ist. Mit Hilfe eines solchen Faltungscodes können Fehler leichter erkannt und korrigiert werden. Das aktuelle Codewort hängt hierbei von den vorhergehenden Codewörtern ab. Die Methode zur Generierung eines Codewortes bzw. einer Codesequenz ist die Faltung der Nachricht bzw. der zu übermittelnden Meßdaten mit einer Codierungsfunktion. Hierzu kann zum Beispiel ein Codierverfahren nach Viterbi verwendet werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 10 wird die zusätzliche Redundanz durch eine Codierungsfunktion in Form einer Rückkopplungsschaltung, vorzugsweise einem linear rückgekoppelten Schieberegister, erzeugt. Die Decodierung erfolgt hierbei vor zugsweise durch eine Faltung der Datenbits mit Hilfe eines Trellis-Diagrammes. Mit Hilfe der Redundanz werden beispielsweise aus einem Nutzbit drei Nutzbits, wodurch insbe sondere Einzelbitfehler korrigiert werden können.

Um sich vor Manipulationen (beispielsweise CB-Funker) in ausreichendem Maße zu schützen, kann die Übertragung verschlüsselt werden, dazu sind symmetrische (DES) und asymmetrische Verschlüsselungslogarithmen geeignet. Der Schlüssel und die Übertragungsinformation muß sich zeitlich verändern, damit eine Manipulation durch Aufzeichnung und Wiederholen der Übertragung verhindert werden kann.

Um das System in der Praxis drahtlos aufbauen zu können, ist es vorteilhaft, auch die Stromversorgung der einzelnen Erfassungsvorrichtungen 1 mit Sensor 2 und Sender 3 netzunabhängig zu realisieren. Hierzu eignen sich zum einen Batterien oder Akkus, die in regelmäßigen Abständen ausgetauscht bzw. aufgeladen werden. Vor allem im Außenbe reich der Gebäude ist der Einsatz von Solarzellen vorteilhaft, deren produzierte Energie in einem Akku gespeichert werden kann. Der Einsatz von Solarzellen wird auch dadurch ermöglicht, daß der Stromverbrauch der Sender des erfindungsgemäßen Systems relativ gering ist.

Alternativ kann aus der Temperaturdiferenz (beispielsweise zwischen der Wand und dem Inneraum) mit einem sogenannten "Peltier"-Element eine Spannungsversorgung aufgebaut werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Energieversorgung aus der Luftfeuchtigkeit mittels eines galvanischen Elements durchgeführt werden. Voraussetzung für alle diese Verfahren ist eine minimale Stromaufnahme des Senders, was durch die Unidirektionalität und die großen Sendeintervalle bei minimaler Leistung erzielt werden kann.

Um die große Anzahl von Sensor-Systemen optisch unauffällig gestalten zu können, ist daran gedacht, diese in bestehende Systeme zu integrieren.

Alternativ kommt eine Ausführungsform mit Folienträger in Betracht. Die komplette Schaltung mit Sensor, Sender und Stromversorgung kann auf einer Folie aufgebracht werden. Durch Adhäsion kann die Folie nahezu an beliebiger Stelle unauffällig angebracht werden.

Claims

1. Verfahren zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangsvorrichtung, bei dem
mindestens eine Vorrichtung (1) zur Erfassung von Meßdaten vorgesehen wird, die einen Sensor (2) und eine Sendevorrichtung (3) zur Übermittlung der durch den Sensor (2) erfaßten Daten und/oder von Steuerinformationen aufweist, wobei die Sende vorrichtung (3) zeitlich unabhängig von anderen in dem Verfahren eingesetzten Komponenten und bei der Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen eine Kennung sendet,
und weiter eine Empfangsvorrichtung (4) zum Empfangen der übermittelten Daten und/oder Steuerinformationen vorgesehen wird, wobei die mindestens eine Erfassungsvorrichtung (1) und die Empfangsvorrichtung (4) drahtlos miteinander verbunden sind, wobei die Empfangsvorrichtung (4) die von der mindestens einen Erfassungsvorrichtung (1) übermittelten Signale entzerrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Daten und/oder Steuerinformationen in digitaler Form übermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Empfangsvorrichtung (4) für jedes empfangene Signal ein Kanalmodell mit Kanalkoeffizienten des Übertragungskanals ermittelt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Kanalkoeffizienten mit Hilfe einer in dem empfangenen Signal enthaltenen vorbestimmten Sendesequenz ermittelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Kanalkoeffizienten aus der Kreuzkorrelation des Empfangssignals ermittelt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Qualität des Übertragungskanals anhand der Koeffizientenenergie der Kanalkoeffizienten des jeweiligen Kanalmodells bestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Entzerrung der übermittelten Signale mit Hilfe eines Maximum-Likelihood Verfahrens erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Maximum-Likelihood Verfahren mit einem Viterbi-Algorithmus arbeitet.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die übermittelten Daten und/oder Steuerinformationen nicht in Echtzeit verarbeitet werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die drahtlose Verbindung per Funk bei einer zulassungsfreien Frequenz erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei für die drahtlose Verbindung eine Trägerfrequenz von unter 1 GHz verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zu übermittelnden Daten und/oder Steuerinformationen von der Erfassungs vorrichtung (1) codiert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei den zu übermittelnden Daten und/oder Steuerinformationen von der Erfassungsvorrichtung (1) eine zusätzliche Redundanz hinzugefügt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Codierung mittels eines Viterbi-Algorithmus erfolgt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die empfangenen Signale in der Empfangsvorrichtung (4) verstärkt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Verstärkung der empfangenen Signale abhängig von der Stärke der empfangenen Signale erfolgt.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sendevorrichtungen) (3) Daten und/oder Steuerinformationen abhängig von Änderungen der erfaßten Meßdaten sendet bzw. senden.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stärke des gesendeten Signals von der Größe der Änderung des Meßwertes abhängt.

19. System zur Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen an eine Empfangs vorrichtung, umfassend:
mindestens eine Vorrichtung (1) zur Erfassung von Meßdaten, die einen Sensor (2) und eine Sendevorrichtung (3) zur Übermittlung der durch den Sensor (2) erfaßten Daten und/oder von Steuerinformationen aufweist, wobei die Sendevorrichtung (3) zeitlich unabhängig von anderen Komponenten des Systems und bei der Übermittlung von Daten und/oder Steuerinformationen eine Kennung sendet;
eine Empfangsvorrichtung (4) zum Empfangen der übermittelten Daten und/oder Steuerinformationen, die eine Einrichtung zur Entzerrung der von der mindestens einen Erfassungsvorrichtung (1) übermittelten Signale aufweist, wobei die mindestens eine Erfassungsvorrichtung (1) und die Empfangsvorrichtung (4) drahtlos miteinander verbunden sind.

20. System nach Anspruch 19, wobei die Sendevorrichtung(en) (3) einen A/D-Wandler aufweist bzw. aufweisen zur Übermittlung der Daten und/oder Steuerinformationen in digitaler Form.

21. System nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Empfangsvorrichtung (4) eine Einrichtung zur Ermittlung eines Kanal modells mit Kanalkoefflzienten des Übertragungskanals jedes empfangenen Signals aufweist.

22. System nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei die Empfangsvorrichtung (4) eine Speichereinheit (12) zur Zwischen speicherung der empfangenen Daten und/oder Steuerinformationen aufweist.

23. System nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei die Entzerrung der übermittelten Signale mit Hilfe eines Maximum-Likelihood Verfahrens erfolgt.

24. System nach Anspruch 23, wobei das Maximum-Likelihood Verfahren mit einem Viterbi-Algorithmus arbeitet.

25. System nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei die drahtlose Verbindung per Funk bei einer zulassungsfreien Frequenz erfolgt.

26. System nach einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei die Erfassungsvorrichtung(en) (1) eine Einrichtung (23) zur Codierung der zu übermittelnden Daten und/oder Steuerinformationen aufweist bzw. aufweisen.

27. System nach Anspruch 26, wobei die Einrichtung (23) zur Codierung der zu übermittelnden Daten und/oder Steuerinformationen eine Rückkopplungsschaltung ist, um den zu übermittelnden Daten und/oder Steuerinformationen eine zusätzliche Redundanz hinzuzufügen.

28. System nach einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei die Empfangsvorrichtung (4) eine Vorrichtung zur Verstärkung der empfangenen Signale aufweist.

29. System nach Anspruch 28, wobei die Verstärkung der empfangenen Signale abhängig von der Stärke der empfangenen Signale erfolgt.

30. System nach einem der Ansprüche 19 bis 29, wobei die Empfangsvorrichtung (4) mindestens eine Schnittstelle zu weiteren Komponenten aufweist.

31. System nach einem der Ansprüche 19 bis 30, wobei die Erfassungsvorrichtung(n) (1) Solarzellen zur Stromversorgung aufweist bzw. aufweisen.

32. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder des Systems nach einem der Ansprüche 19 bis 31 zur Überwachung und Steuerung von Einrich tungen in bzw. an Gebäuden.

33. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder des Systems nach einem der Ansprüche 19 bis 31 zur Überwachung medizinischer Sensorik im Pflegebereich.

34. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder des Systems nach einem der Ansprüche 19 bis 31 zur Überwachung und Steuerung von Einrichtungen im Bereich der Landwirtschaft.

35. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder des Systems nach einem der Ansprüche 19 bis 31 zur Überwachung und Steuerung von Einrichtungen im Bereich der Verkehrstechnik.