DE19939535C2 - Verfahren zur Funkübertragung eines Statussignals eines Sensors - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktübertragung eines Statussignals eines Sensors mit Hilfe eines Senders und eines mit einer Auswerteeinheit verbundenen Empfängers, bei welchem zumindest das Statussignal des Sensors vom Sender ausgesandt wird und zumindest das Statussignal des Sensors vom Empfänger empfangen wird, bzw. einen funkgestützten Sensor zur Umsetzung eines derartigen Verfahrens. Erfindungsgemäß ist ein derartiges Verfahren dadurch vorteilhaft weitergebildet, daß der Zählerstand eines mit dem Sensor verbundenen Zählers abhängig vom Status des Sensors verändert wird und der Zählerstand von dem Sender ausgesandt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funkübertragung eines Statussignal eines Sensors mit Hilfe eines Senders und eines mit einer Auswerteeinheit verbundenen Empfängers, bei welchem zumindest das Statussignal des Sensors vom Sender ausgesandt wird und zumindest das Statussignal des Sensors von dem Empfänger empfangen wird.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Sensoren bekannt, die ihren jeweiligen Status über eine drahtlose Verbindung, d. h. in der Regel eine Funkstrecke, an einen in der Regel zentral angeordneten Empfänger übertragen. Der Vorteil dieser Funkübertragung zwischen Sensor und Empfänger, mit dem in aller Regel eine Auswerteeinheit verbunden ist, liegt darin, daß die Sensoren ohne Verkabelungsaufwand an beliebiger Stelle angebracht werden können. Handelt es sich um batteriebetriebene Sensoren entfällt nicht nur die Verbindung zur Übertragung des Statussignals sondern darüber hinaus auch die Notwendigkeit des Anschlusses an ein Energieversorgungsnetz. Allerdings stellt der Anschluß an ein Energieversorgungsnetz gängigerweise ein geringeres Problem dar, da derartige Energieversorgungsnetze häufig, insbesondere in Gebäuden, in erreichbarer Nähe verlaufen.

Beispiele für Sensoren, deren Statussignale über eine Funkstrecke übertragen werden können, sind etwa Einbruchsensoren, Rauchmelder, Sensoren zur Detektion von Defekten etwa einer Abwasserpumpe, Wassersensoren zur Detektion eines Wasserrohrbruches, eines Wassereinbruchs und von Leckagen in Rohren oder Wasserrinnen, Temperatursensoren zur Detektion von Übertemperaturen, Sensoren zur Detektion der Stellung eines Lichtschalters, Türöffnungsdetektoren usw. Bei der zunehmenden Neigung gerade im Bereich der Haustechnik die verschiedensten Zustände zu detektieren ist offensichtlich, daß die angegebenen Beispiele keine vollständige Aufzählung der Sensoren darstellen, die für eine Verbindung über eine Funkstrecke zu einem Empfänger in Frage kommen.

Problematisch ist bei der Funkübertragung eines Statussignals von einem Sensor an einen Empfänger die nicht unwahrscheinliche Möglichkeit, daß eine Statusänderung aufgrund von Übertragungsproblemen oder auch aufgrund eines abgeschalteten Empfängers vom Empfänger nicht empfangen werden kann und somit auch von der Auswerteeinheit nicht ausgewertet werden kann, so daß eventuell notwendige Schritte unterbleiben. Zu Übertragungsproblemen kann es beispielsweise auch dadurch kommen, daß das Funksignal aufgrund einer Überlagerung mit anderen Funksignalen vom Empfänger nicht mehr identifizierbar ist. Zur Lösung dieser Problematik ist es aus dem Stand der Technik bekannt, daß das Statussignal des Sensors in bestimmten Sendeabständen wiederholt übertragen wird. Hierdurch wird das Problem jedoch nur unvollständig gelöst. Zum einen ist in dem Fall, in dem während des Zeitraums in dem eine Verbindung zwischen Sensor und Empfänger nicht zustande kommt und eine Änderung des Statussignals derart erfolgt, daß zum Ende des Zeitraums wieder das ursprüngliche Statussignal anliegt, eine nachträgliche Information des Empfängers über das zwischenzeitliche Anliegen eines geänderten Statussignals nicht möglich. Zum anderen können die häufig batterie- oder solarbetriebenen Sensoren ihre zyklische Übertragung des Statussignals nur in größeren Sendeabständen generieren, um ihre Batterien zu schonen.

Ferner ist aus der deutschen Patentschrift DE 40 41 825 C1 ein Bewegungsmelder bekannt, welcher drahtlos mit der Zentraleinheit einer Alarmanlage in Verbindung steht und dessen Sendersignale unterdrückt werden, solange der Sender des Bewegungsmelders in bestimmten Abständen aktiviert wird. Informationen über nicht detektierte Alarmzustände des Bewegungsmelders können daher nicht ermittelt werden.

Aus der Übersetzung der europäischen Patentschrift DE 693 25 445 T2 ist zwar eine Fuzzy-Logik-Schaltung einem Zähler bekannt, welche einen ersten und eine zweiten Sensor überwacht, in dem Alarm ausgelöst wird, sofern eines der Signale der Sensoren außerhalb eines veränderlichen Alarmschwellenwertes liegt. Angaben zur Art des Alarmsignals werden jedoch nicht gemacht.

Zudem ist aus der deutschen Patentschrift DE 44 28 996 C2 ein Wasserzähler bekannt, der als Messwert zur Bestimmung der Durchflussmenge seinen Zählerstand über Funk an eine Empfangseinheit überträgt. Eine Verwendung des Zählerstandes des Sensors als Statussignal zur Zustandsüberwachug des Sensors kommt offensichtlich nicht in Frage.

Ausgehend von den zuvor beschriebenen Problemen der bekannten Verfahren zur Funkübertragung eines Statussignals eines Sensors liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Funkübertragung eines Statussignals eines Sensors bzw. einen entsprechend ausgestalteten funkgestützten Sensor zur Verfügung zu stellen, bei welchem mit geringem Aufwand sichergestellt ist, daß Statusänderungen des Sensores zuverlässig vom Sensor zum Empfänger übertragen werden.

Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitet und aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zählerstand eines mit dem Sensor verbundenen Zählers abhängig vom Status des Sensors verändert wird und der Zählerstand als Statussignal des Sensors von dem Sender ausgesandt wird. Durch das Zählen der vom Sensor detektierten Ereignisse mit Hilfe eines Zählers und die Übertragung des entsprechenden Zählerstandes an einen Empfänger ist sichergestellt, daß der Empfänger nach einer Übertragungslücke feststellen kann, ob in dieser Übertragungslücke vom Sensor Ereignisse detektiert worden sind oder nicht. Entsprechend kann der Empfänger bzw. die Auswerteeinheit auch nach einer Übertragungslücke zuverlässig beispielsweise einen Alarm auslösen, wenn der Zählerstand eines Einbruchsensors sich verändert hat. Auch die Sendeabstände zwischen den wiederholten Übertragungen des Statussignals haben keinen Einfluß darauf mehr, ob das veränderte Statussignal überhaupt übertragen wird sondern nur noch darauf, wie schnell das veränderte Statussignal übertragen wird.

Dadurch, daß der Zählerstand mit jeder Statusänderung gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verändert wird, erübrigt sich bei einem ein digitales Statussignal aufweisenden Sensor die separate Übertragung des Statussignals, da sich der Status unmittelbar aus dem Zählerstand ergibt, da beispielsweise während der Beeinflussung des Sensors stets ein ungerader Zählerstand und ohne Beeinflussung des Sensors stets ein gerader Zählerstand vorliegt. In diesem Fall zeigt das unterste Bit des Zählerstandes den Status des Sensors an.

Wird das Statussignal und/oder der Zählerstand als Statussignal des Sensors nur bei einer Statusänderung übertragen, so läßt sich - Übertragungsprobleme vorausgesetzt - keine minimale Reaktionszeit und keine Funktionskontrolle des Sensors gewährleisten. Beides wird dadurch sichergestellt, daß der Zählerstand vom Sender in Sendeabständen wiederholt ausgesandt wird.

Um die Reaktionszeit der Auswerteeinheit auf eine Statusänderung möglichst kurz zu gestalten, wird das Verfahren gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch weitergebildet, daß ein veränderter Zählerstand als Statussignal des Sensors von dem Sender unmittelbar nach Änderung des Zählerstandes ausgesandt wird.

In dem Fall, in dem gerade während der ersten Aussendung eines veränderten Zählerstandes ein Übertragungsproblem vorhanden ist, läßt sich die Verzögerung in der Übertragung dadurch minimieren, daß die Sendeabstände nach einer Änderung des Zählerstandes kürzer gewählt werden. Durch diese Wahl eines kürzeren Sendeabstandes nach einer Änderung des Zählerstandes wird der Energieverbrauch des Sensors auf die Zeiträume konzentriert, in denen die Signalübertragung die Übertragung der wichtigen Information über eine Statusänderung bewirkt.

Neben einer Energieersparnis auf der Senderseite kann eine Energieersparnis auf der Empfängerseite dadurch gewährleistet werden, daß der Empfänger auf die Sendeabstände synchronisiert aktiviert wird.

Bei der soeben beschriebenen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein asynchrones Arbeiten von Sender und Empfänger dadurch vermieden, daß gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Empfänger nach der Aktivierung durch den Empfang eines Zählerstandes deaktiviert wird. Dadurch, daß der Empfänger solange empfangsbereit bleibt, bis der nächste Zählerstand übertragen worden ist, ist gewährleistet, daß eine Übertragung des Statussignals nicht an einem deaktivierten Empfänger scheitert.

Bei manchen Anwendungen ist es sinnvoll, daß der Empfänger durch ein Aktivierungssignal aktiviert wird. Erfolgt diese Aktivierung beispielsweise durch einen Bewegungssensor, so empfängt der Empfänger die zur Information einer in diesem Zeitpunkt anwesenden Person notwendigen Information erst dann, wenn die Person diese Informationen auch abrufen kann. Hierdurch läßt sich der Energieverbrauch des Empfängers weiter reduzieren. Aufgrund der erfindungsgemäßen Übermittlung des Zählerstandes ist es auch bei einer nur seltenen Aktivierung des Empfängers ohne weiteres möglich, zu ermitteln, ob und wie viele Statusänderungen in der Zwischenzeit eingetreten sind.

Ein bekannter funkgestützter Sensor mit einem Detektor zur Detektion und Ausgabe eines Zustands einer Zustandsgröße und einem Sender zur Übertragung des Zustands an einen Empfänger löst die oben aufgezeigte Aufgabe vorrichtungsmäßig dadurch, daß ein einen abhängig vom Status des Zustands veränderbaren Zählerstand aufweisender Zähler vorgesehen ist und der Zählerstand als Statussignal des Sensors über den Sender aussendbar ist. Zu den Vorteilen eines derartigen erfindungsgemäßen funkgestützten Sensors wird auf die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten die vorliegende Erfindung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen funkgestützten Sensors.

Das in der einzigen Figur dargestellte Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines funkgestützten Sensors 1 weist einen Detektor 2 zur Detektion und Ausgabe eines Zustands einer Zustandsgröße und einen Sender 3 zur Übertragung des Zustands über eine schematisch angedeutete Funkstrecke 4 an einen nicht dargestellten Empfänger auf. Erfindungsgemäß weist der Sensor 1 darüber hinaus einen Zähler 5 mit einem abhängig vom Status des Zustands veränderbaren Zählerstand auf. Dieser Zählerstand wird bei dem erfindungsgemäßen funkgestützten Sensor zusätzlich zum Zustand bzw. gleichzeitig mit dem Zustand über den Sender 3 an einen nicht dargestellten Empfänger übertragen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel arbeitet der Zähler so, daß bei jeder Zustandsänderung - von 0 nach 1 oder von 1 nach 0 - der Zählerstand um 1 heraufgesetzt wird. Bei einer derartigen Funktion des Zählers 5 erübrigt sich die gesonderte Übertragung des Statussignals, da dieses unmittelbar aus dem Zählerstand abgeleitet werden kann. Unmittelbar nach einer vom Detektor 2 detektierten Zustandsänderung der Zustandsgröße, beispielsweise der Anwesenheit von Wasser, sendet der Zähler 3 den Zählerstand des Zählers 5 an den nicht dargestellten Empfänger. Nachdem unmittelbar nach der Zustandsänderung der Sender diesen Zählerstand übertragen hat, erfolgen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 30 Minuten nach der Zustandsänderung die Übermittlung des Zählerstandes minütlich, von der 30. bis zur 60. Minute nach der Zustandsänderungen zweiminütlich und nach 60 Minuten dauerhaft fünfminütlich. Hierdurch ist bei Übertragungsproblemen gewährleistet, daß nach einer Zustandsänderung die höchste Wahrscheinlichkeit dafür besteht, daß eine einwandfreie Übertragung zustande kommt. Gleichzeitig ist gewährleistet, daß bei Abwesenheit von Zustandsänderungen möglichst wenig Energie verbraucht wird.

Zusätzlich zur erfindungsgemäßen Übertragung des Zählerstandes können Kontrollsummen, Paritätsbits oder dergleichen übertragen werden, um sicherzustellen, daß der Empfänger den korrekten Inhalt der Sendung empfangen hat. Im Empfänger können zusätzlich Plausibilitätskontrollen durchgeführt werden, um festzustellen, ob eine ordnungsgemäße Übertragung stattgefunden hat. Zum Beispiel kann ein folgender Zählerstand niemals niedriger sein als ein vorhergehender. Bei Anwendungen, bei denen ersichtlich nur eine begrenzte Anzahl von Zustandsänderungen pro Zeiteinheit möglich sind, können darüber hinausgehende Zählerstandsveränderungen als ein Hinweis auf ein Übertragungsfehler verwendet werden. Eine andere Möglichkeit zur Sicherung einer zutreffenden Übertragung besteht darin, mehrere Sendezyklen abzuwarten und den Zählerstand nur dann zu akzeptieren, wenn mehrere aufeinanderfolgende Sendungen den gleichen Zählerstand übertragen oder wenn die Veränderungen zwischen diesen Sendungen plausibel sind.

Dadurch, daß der Zählerstand codiert übertragen wird, kann verhindert werden, daß gefälschte Sendungen fremder Sender akzeptiert werden oder daß die Sendungen des erfindungsgemäßen Senders nicht oder nur schwer durch fremde Empfänger interpretiert werden können.

Parallel zu dem Zählerstand des erfindungsgemäßen Zählers 5 ist es möglich, einen zweiten Zählerstand gleichzeitig zu übertragen, der mit jedem Sendevorgang erhöht wird. Dieser Zählerstand kann gleichzeitig mit dem Zählerstand des erfindungsgemäßen Zählers 5 codiert werden, so daß sich selbst bei gleichbleibendem Stand des Zählers 5 ständig andere Übertragungen von Zählerständen ergeben, was die Entschlüsselung der Codierung zusätzlich erschwert.

Auch ist es zur Unterscheidung verschiedener Sender durch einen Empfänger vorteilhaft, zusätzlich zu den Zählerständen eine vom Anwender einstellbare Adresse oder eine fest eingestellte Seriennummer zu übertragen. Alternativ oder kumulativ kann eine Codierung für die Art des Sensors übertragen werden, durch die es einem Empfänger möglich wird, sofort die Art des Ereignisses zu erkennen. Zum Beispiel kann ein Sensor, der als Rauchsensor konstruiert ist, einen festgelegten Code übertragen, der allen wie auch immer konstruierten Rauchsensoren zugeordnet ist. Wird der Sensor über eine Batterie mit Energie versorgt, ist es je nach Anwendung sinnvoll mit den Sendungen eine Information über den Ladezustand der Batterie zu übertragen.

Für Sensoren, die keine diskreten sondern kontinuierliche Statussignale, also Meßwerte liefern, wird der erfindungsgemäß vorgesehene Zähler als Integrator ausgebildet, welcher es ermöglicht, auch nach einer Unterbrechung der Übertragung Rückschlüsse auf den Signalverlauf zu ziehen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Funkübertragung eines Statussignals eines Sensors mit Hilfe eines Senders und eines mit einer Auswerteeinheit verbundenen Empfängers, bei welchem zumindest das Statussignal des Sensors vom Sender ausgesandt wird und zumindest das Statussignal des Sensors von dem Empfänger empfangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählerstand eines mit dem Sensor verbundenen Zählers abhängig vom Status des Sensores verändert wird und der Zählerstand als Statussignal des Sensors von dem Sender ausgesandt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählerstand mit jeder Statusänderung verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählerstand als Statussignal des Sensors vom Sender in Sendeabständen wiederholt ausgesandt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein veränderter Zählerstand als Statussignal des Sensors von dem Sender unmittelbar nach der Änderung des Zählerstandes ausgesandt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeabstände nach einer Änderung des Zählerstandes kürzer gewählt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger auf die Sendeabstände synchronisiert aktiviert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger nach der Aktivierung durch den Empfang eines Zählerstandes deaktiviert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger durch ein Aktivierungssignal aktiviert wird.

9. Funkgestützter Sensor (1) mit einem Detektor (2) zur Detektion und Ausgabe eines Zustands einer Zustandsgröße und einen Sender (3) zur Übertragung des Zustands an einen Empfänger, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen abhängig vom Status des Sensors veränderbaren Zählerstand aufweisender Zähler (5) vorgesehen ist und der Zählerstand als Statussignal des Sensors über den Sender (3) aussendbar ist.