DE202018103887U1

DE202018103887U1 - Mobile multifunktionale Basisstation für ein Smart Home-System

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Publication number: DE202018103887U1
Application number: DE202018103887.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2028-07-07

Abstract

Multifunktionale Basisstation für ein Smart Home-System, mit zumindest den folgenden Komponenten:
ein Gehäuse (1),
ein in dem Gehäuse (1) angeordnetes Modem (27),
ein in dem Gehäuse (1) angeordnetes Gateway (28), das mit dem Modem (27) verbunden ist,
eine Belüftungseinrichtung (24, 24),
eine Stromversorgung zumindest für das Modem (27) und das Gateway (28), und
ein Schalter (25) zur Ansteuerung der Stromversorgung des Gateways (28), für eine zeitverzögerte Aktivierung des Gateways (28) gegenüber der Aktivierung des Modems (27), wobei die Basisstation eine ortsveränderliche Einheit ausbildet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mobile multifunktionale Basisstation für ein Smart Home-System. Ebenso betrifft die Erfindung ein System zur mobilen Internetanbindung für internetbasierte Stand-Alone-Produkte, wie sie unter anderem aus dem Bereich „Smart Home“ bekannt sind.
Stand der Technik
Wie es auf dem vorliegenden Gebiet seit längerer Zeit bekannt ist gibt es mittlerweile technisch die Möglichkeit, Haushalts- und Multimedia-Geräte interagieren zu lassen und diese zentral fernzusteuern. Die dafür notwendigen technologischen Voraussetzungen werden durch die sogenannte Smart Home-Technologie bereitgestellt, durch die einerseits Alltagsvorgänge automatisiert werden können, die sogenannten Haushaltsgeräteautomation, und andererseits Geräte-Einstellungen wie beispielsweise einer Heizung, des Lichts, der Markisen oder Jalousien, der Lautsprecher, oder anderer Haushaltsgeräte (Kühlschrank, Mixer, etc.) per Computer oder Smartphone schnell an die persönlichen Bedürfnisse angepasst werden können. Unter dem Begriff „Smart Home“ ist dabei generell ein informations- und sensortechnisch aufgerüstetes, in sich selbst und nach außen vernetztes Eigenheim zu verstehen, bei dem üblicherweise eine Erhöhung der Lebens- und Wohnqualität, der Betriebs- und Einbruchsicherheit und der Energieeffizienz angestrebt wird. Ferner gewinnt zudem nicht nur die endgerätlose Steuerung, beispielsweise über Sprachbefehle oder Gestensteuerung, zunehmend an Bedeutung, sondern auch das Zusammenspiel der Haushalts- und Multimedia-Geräte mit verschiedensten Sensoren im Haushalt. Grundlegende Basis dafür ist in der Regel die Verwendung eines sogenannten Gateways als zentrale Steuereinheit zum Betrieb einer derartigen Smart Home-Anlage bzw. eines derartigen Smart Home-Systems.
Eine Multifunktionseinheit zum Steuern oder Regeln eines derartigen Smart Home-Systems in einem Haushalt kann beispielsweise der DE 10 2016 222 794 A1 entnommen werden, in der ein oder mehrere elektrische Netzwerkgeräte in einem intelligenten Heimnetzwerk gesteuert werden können, und zudem Umgebungssignale in einer Umgebung der Multifunktionseinheit bereitgestellt werden können, auf deren Basis ein entsprechendes Steuergerät angesteuert werden kann. Die Multifunktionseinheit des bekannten Stands der Technik weist ferner insbesondere ein Gehäuse auf, das für eine Wandmontage der Multifunktionseinheit in dem Haushalt des Heimnetzwerks ausgestaltet ist.
Obwohl viele der verwendeten Sensoren und Aktoren einer Smart Home-Anlage, wie zum Beispiel Bewegungsmelder, Lampen, Wetterstationen, Kameras usw., witterungsbeständig, energieautark und für Anwendungen im Freien gebaut sind, sind aber jedoch die zur Steuerung notwendigen Gateways bisher ausschließlich für den Einsatz in geschlossenen Räumen mit einer Installation an einer vorbestimmten Stelle konzipiert. Zudem benötigen die Gateways der bisher bekannten Systeme durchgehend eine dauerhafte, kabelgebundene Verbindung mit dem Internet und müssen ferner über eine Festinstallation mit einer Spannungsquelle (z.B. mit einer Steckdose) verbunden sein.
Entsprechend war es mit den bisher bekannten Anlagen oder Systemen nicht möglich, an Orten betrieben zu werden, die keinen kabelgebundenen Internetanschluss oder keinen Stromanschluss bereitstellen. Ferner ist es unter anderem aufgrund von bisher hierfür fehlenden vorgegebenen Schutzarten oder Schutzklassen auch nicht möglich, die bekannten Anlagen oder Systeme an Orten einzusetzen, an denen diese erhöhter Feuchtigkeit, Staub, oder ähnlichen ungünstigen Fremdeinflüssen ausgesetzt sind. Ein Schutz gegen Stoß, Schlag oder Eindringen von Fremdkörpern ist bei den bisher bekannten Anlagen oder Systemen ebenfalls nicht gegeben. Es gibt jedoch nicht nur an sicheren Orten, an denen die vorgenannten ungünstigen Fremdeinflüsse grundsätzlich nicht auftreten, also üblicherweise in Eigenheimen oder anderen feststehenden Gebäuden (Firmengebäude, etc.), Bedarf nach derartigen Anlagen oder Systemen bzw. nach den Funktionen, die derartige Anlagen oder Systeme zu bieten haben. Beispielsweise sind andere, „unsichere“ Orte denkbar, an denen derartige Anlagen oder System zum Einsatz kommen könnten. Beispielsweise ist es denkbar, dass Anwender die vielfachen Funktionen einer Smart Home-Anlage in ortsveränderlichen Räumlichkeiten, wie zum Beispiel auf einem Boot (Yachten, Sportbooten, etc.), in einem Wohnmobil oder in einem mobilen Container, oder auch in eigenheimfernen Räumlichkeiten nutzen wollen, wie zum Beispiel in landwirtschaftlichen Betrieben, Fertigungshallen, Autowerkstätten, Bootshäusern, Ferienhäusern, Gartenhäusern, Jagdhütten, etc. Demnach besteht auf dem vorliegenden Gebiet der Technik ein wesentlicher Bedarf, eine Anlage oder ein System zum Betrieb eines Smart Home-Netzwerkes bereitzustellen, die den vorgenannten Fremdeinflüssen standhält und außerdem in der Lage ist, ortsveränderlich eingesetzt zu werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die oben genannten und weitere Probleme des Stands der Technik werden in der hier vorgeschlagenen Lösung durch eine multifunktionale Basisstation für ein Smart Home-System gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die multifunktionale Basisstation für ein Smart Home-System als Komponenten zumindest ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes Modem, ein in dem Gehäuse angeordnetes Gateway, welches mit dem Modem verbunden ist, eine Belüftungseinrichtung, eine Stromversorgung zumindest für das Modem und das Gateway, und einen Schalter zur Ansteuerung der Stromversorgung des Gateways, für eine zeitverzögerte Aktivierung des Gateways gegenüber der Aktivierung des Modems, wobei die erfindungsgemäße multifunktionale eine ortsveränderliche Einheit ausbildet. Hier besteht die Notwendigkeit des Schalters prinzipiell darin, dass sowohl Modem als auch Gateway gleichzeitig über die Stromversorgung (AN/AUS) mit Spannung versorgt werden, wodurch diese Komponenten im Grunde gleichzeitig eingeschaltet werden. Da das Gateway jedoch funktionsbedingt unmittelbar nach dessen Einschalten nach einem WLAN-Netzwerk sucht, das Modem jedoch durch den in der Regel etwas länger dauernden Verbindungsaufbau noch nicht in der Lage war, dieses WLAN-Netzwerk bereitzustellen, geht das Gateway ohne erfolgreiche WLAN-Verbindung üblicherweise automatisch zurück in einen unerwünschten Stand-by-Modus. Um nun eine Zeitverzögerung zwischen WLAN-Netzwerk-Etablierung und Einwählen des Gateways zu erreichen, ist es notwendig, dass das Gateway zeitverzögert zugeschaltet werden kann. Entsprechend wird eine entsprechende Verkabelung mit dem Schalter im Gehäuse bereitgestellt. Aktiviert man nun die Stromversorgung der Basisstation, beispielsweise durch Einstecken des Stromkabels in eine Spannungsquelle (Steckdose), baut das Modem zuerst eine Verbindung mit einem LTE-Breitbandfunknetz auf. Eine bestehende Verbindung wird dann beispielsweise durch Leuchtdioden des Modems angezeigt. Hat das Modem eine Verbindung mit dem Internet aufgebaut, so wird nun durch Betätigen des Schalters das Gateway eingeschaltet. Durch diese funktionale Reihenfolge kann das Problem des unerwünschten Stand-by Modus des Gateways verhindert werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse als staubdichtes, gegen Strahlwasser geschütztes und stoßfestes Gehäuse ausgebildet, wobei das Gehäuse ein mehrteiliges Leergehäuse sein kann, dessen Komponenten miteinander verbindbar sind. Das Gehäuse kann beispielsweise als viereckiger Kasten ausgebildet sein. Dabei kann das Gehäuse wenigstens aus einem hohlen Grundkörper, einem Deckel und einer zwischen dem Grundkörper und dem Deckel angeordneten Dichtung bestehen, wobei der Deckel des Gehäuses transparent sein kann, wodurch eine Anzeige des Modems und/oder eine Anzeige des Gateways einsehbar ist, so zum Beispiel um die Leuchtdioden des Modems einzusehen und um zu erkennen, ob das Modem eine Verbindung mit dem Internet aufgebaut hat. Der Deckel und der Grundkörper des Gehäuses können fest mit Verschlussschrauben oder dergleichen verbunden sein, wobei die Dichtung zwischen Deckel und Grundkörper so eingeklemmt ist, dass die Verbindung zwischen Deckel und Grundkörper die Anforderungen nach Schutzart IP 65 65 gemäß DIN EN 60529 erfüllt.
Eine zusätzliche Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung setzt die Stromversorgung als eine in dem Gehäuse angeordnete interne Stromversorgung um, beispielsweise in Form einer optional wiederaufladbaren Batterieversorgung. Wird dabei beispielsweise die Basisstation mit unabhängigen zusätzlichen externen Spannungsversorgung betrieben, so zum Beispiel einer Solarzelle, einer Windkraftanlage in ausreichender Dimensionierung, oder dergleichen, kann die Basisstation dauerhaft völlig autark arbeiten.
Alternativ dazu kann die Stromversorgung eine externe Stromversorgung sein, beispielsweise betrieben mit 230V Wechselspannung oder 12V Gleichspannung. Bei der 230V-Variante ist üblicherweise am Einsatzort eine Spannungsquelle mit 230 Volt vorhanden, mit dem Vorteil, dass externe Geräte wie Kameras und deren Netzgeräte auch über diese Spannungsquelle versorgt werden können. Zudem ist bei dieser Ausführung kein entsprechendes Step-Down-Modul erforderlich. Bei der alternativen Ausführung mit einer 12V-Spannungsversorgung kann die Basisstation an jeder Zigarettenanzünder-Buchse eingesteckt und betrieben werden, wie sie in Wohnmobilen, Booten, etc. üblicherweise vorhanden ist. Dadurch kann eine weiter erhöhte Benutzerfreundlichkeit erreicht werden. Die Stromversorgung kann mittels eines witterungsbeständigen und trittfesten Stromkabels umgesetzt sein, welches das Innere des Gehäuses mit dem Äußeren des Gehäuses verbindet, wobei eine Schutzummantelung um das Stromkabel herum vorgesehen sein kann, beispielsweise in Gestalt einer Tülle nach Schutzart IP 65 gemäß DIN EN 60529. Durch die Verwendung nur eines Anschlusskabels der Basisstation kann deren Benutzerfreundlichkeit stark erhöht werden. Um dieses witterungsbeständig und trittfest auszuführen kann die verwendete Stromleitung in der Ausführung H07RN-F für hohe mechanische Belastung, auch für die dauerhafte Verwendung im Freien verbaut. Um die Schutzart durchgehend zu erhalten, kann für die Durchführung des Anschlusskabels durch das Gehäuse ebenfalls eine Tülle in der Schutzart IP 65 DIN EN 60529 verwendet werden. Durch den Verbau sämtlicher Komponenten in einem einzigen Gehäuse mit nur einem Anschlusskabel mit Stecker entfallen gleichzeitig jegliche Installationsarbeiten für die Basisstation vor Ort. Die Station kann entsprechend an jeden beliebigen Ort transportiert, eingesteckt und dadurch einfach in Betrieb genommen werden. Jegliche funkbasierten Sensoren und Aktoren können ebenfalls am Einsatzort ohne Installationsarbeiten aufgestellt werden und verbinden sich vorzugsweise automatisch mit der zentralen Steuereinheit, dem Gateway der Basisstation, wodurch die Benutzerfreundlichkeit der erfindungsgemäßen Basisstation noch weiter erhöht wird.
Durch die Verwendung von relativ sensiblen Baugruppen aus der Haustechnik hat sich ein weiteres Problem ergeben. Öffnet der Benutzer das Gehäuse um zum Beispiel die LTE-Sim-Karte einzuführen oder einen eventuell notwendigen Reset des Gateways oder des Modems vorzunehmen, kann Feuchtigkeit in das Gehäuse gelangen. Dieses Problem wird durch die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung gelöst. Diese besteht beispielsweise zumindest aus zwei Teilen, welche höhenversetzt an zwei gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses angeordnet sind, wodurch ein Kamineffekt in dem Gehäuse erzeugt werden kann, um Feuchtigkeit aus dem Gehäuse verlässlich abtransportieren zu können, und dadurch die Komponenten in dem Gehäuse vor Beschädigung zu schützen. Durch die staubdichte und Strahlwasser-geschützte Bauart des Gehäuses könnte diese Feuchtigkeit anders nicht mehr entweichen und würde zu Beschädigungen der Komponenten führen, beispielsweise durch Korrosion.
Gemäß einer anderen Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung erfüllt das Gehäuse und/oder die Entlüftung die Voraussetzungen nach Schutzart IP 65 nach DIN EN 60529. Ferner kann das Gateway ein Multiprotokoll-Gateway sein. Entsprechend bedient das Gateway ein sogenanntes „offenes System“ und dient dadurch zur herstellerunabhängigen Steuerung und Verwaltung sämtlicher Sensoren und Aktoren, beispielsweise mit EnOcean®- und Z-Wave-Funktechnologie, ZigBee und Wireless M-Bus. Daher lassen sich viele Komponenten von namhaften Drittherstellern einbinden. Das Multiprotokoll-Gateway ist flexibel erweiterbar, lässt sich individuell konfigurieren und per App steuern. Ereignisse, Meldungen und Messwerte werden dokumentiert und es erfolgt gegebenenfalls eine Warnmeldung an mobile Endgeräte (Smartphones, Tablet-PCs). Zudem oder alternativ dazu kann das Modem ein LTE-Modem mit Multibandunterstützung sein und eine LTE-Sim-Karte umfassen, beispielsweise zur Anbindung über LTE (4G), UMTS (3G) und/oder GSM (2G). Zudem oder alternativ dazu kann die Verbindung zwischen Modem und Gateway durch ein LAN-Kabel umgesetzt sein.
Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung eine Positionierung des Modems in dem Gehäuse durch eine U-Profil-Befestigung umgesetzt sein, wobei das Modem abnehmbar an der U-Profil-Befestigung angebracht sein kann, beispielsweise mittels flexibler Gummibänder. Während das Gateway an dafür vorgesehenen Befestigungsstellen in dem Gehäuse ohne bauliche Veränderungen einer Montageplatte des Leergehäuses montiert werden kann, kann für das LTE-Modem eine spezielle Befestigung in Form des U-Profils notwendig sein. Es kann sich dabei um ein U-Profil handeln, das senkrecht aus der Montageplatte des Gehäuses hervorsteht. Dieses U-Profil ermöglicht dadurch einerseits das Befestigen des Modems mit Silikonbändern, zum anderen gewährt es von unten den Zugang zum SIM-Karten-Einschub des Modems, sowie zum Steckplatz des Netzkabels, was die Benutzerfreundlichkeit und Bedienbarkeit der erfindungsgemäßen Basisstation weiter erhöht.
Generell gesagt konnten die bisher vorgeschlagenen Systeme des Stands der Technik die Vorteile einer Smart Home-Anlage zwar umsetzen, unter anderem sogar ein Hochleistungs-LTE-Modem zum Aufbau einer dauerhaften Internetverbindung, diese konnten aber nicht ortsveränderlich eingesetzt werden, da die dafür notwendigen Bauteile durchwegs für eine nicht ortsveränderliche Festinstallation vorgesehen sind und für Anwendungen in feuchten, staubigen und anderen widrigen Umgebungsverhältnissen nicht geeignet sind. Die vorliegende Lösung bietet nun jedoch eine Lösung zu diesem Problem, indem der Einbau sämtlicher, für den Betrieb einer solchen Anlage notwendiger Komponenten in einem einzigen Gehäuse, insbesondere einem staubdicht und Strahlwasser geschützten Elektroinstallationsgehäuse, umgesetzt werden kann, so dass eine derartige Anlage nun an jedem beliebigen Ort betrieben werden kann. So kann die erfindungsgemäße Basisstation auch als zentrale Steuereinheit einer kompletten Smart Home-Anlage Verwendung finden, als mobiler Hotspot mit WLAN-Router für Stand Alone-Produkte im Bereich Smart Home, als Empfangsanlage zum Streamen von Musik und TV via Internet, als Stand-alone Einbruchmeldefunktion, als autarke dauerhafte Videoüberwachung, oder aber zum Einsatz als Energiemonitoring-Vorrichtung für verschiedene Gerätschaften an beliebigen Örtlichkeiten.
Wie hier und auch in den beigefügten Schutzansprüchen eventuell verwendet, können die Singularformen „ein“/„eine“/„einer“ und „der“/„die“/„das“ auch deren Plural umfassen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorgibt. In ähnlicher Weise sind die Wörter „umfassen“, „enthalten“ und „aufweisen“ sowohl als „ausschließlich“ als auch „nicht ausschließlich“ zu verstehen, also im Sinne von „einschließlich, aber nicht beschränkt auf...“. Die Begriffe „mehrere“, „Vielfaches“ oder „Vielzahl“ beziehen sich üblicherweise auf zwei oder mehr, d.h. 2 oder >2, einschließlich weiterer ganzzahliger Vielfacher von 1, wobei sich die Begriffe „einzeln“ oder „allein“ auf eins (1) beziehen, also „=1“. Ferner ist der Ausdruck „mindestens eins“ oder „wenigstens eins“ als eins oder mehrere, d.h. 1 oder >1, ebenfalls mit ganzzahligen Vielfachen, zu verstehen. Außerdem sollen sich die Wörter „hierin“, „oben“, „vorher“ und „unten“ oder „nachfolgend“ und Wörter mit ähnlicher Bedeutung, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, auf diese Beschreibung insgesamt und nicht auf bestimmte Teile der Beschreibung beziehen.
Die Beschreibung spezifischer Ausführungsformen in dieser Schrift soll nicht als erschöpfend angesehen werden, oder die hierin gegebene Offenbarung soll nicht auf die genaue offenbarte Form beschränkt werden. Während hierin beschriebene spezifische Ausführungsformen und Beispiele für die Offenbarung zur Veranschaulichung dienen, sind verschiedene äquivalente Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung möglich, wie es von einem Fachmann auf dem vorliegenden technischen Gebiet erkennbar ist. Spezielle technische Elemente von beschriebenen Ausführungsformen können für technische Elemente in anderen Ausführungsformen kombiniert oder durch diese ersetzt werden. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, um Wiederholungen zu vermeiden, und Teile, die der Fachmann ohne spezielles Wissen umsetzen kann, können aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen werden. Während Vorteile, die bestimmten Ausführungsformen der Offenbarung zugeordnet sind, im Zusammenhang mit diesen Ausführungsformen beschrieben werden, können andere Ausführungsformen ebenfalls diese Vorteile aufweisen.
Die nachfolgenden Ausführungsformen sollen verschiedene mögliche Modifikationen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Als solche sind alle spezifischen technischen Details, wie sie nachfolgend ebenfalls diskutiert werden, nicht als Beschränkungen des Umfangs der vorliegenden Erfindung auszulegen. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung abzuweichen, wie er durch die angehängten Schutzansprüche festgelegt ist. Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten, in den Figuren dargestellten Ausführungsformen.
Figurenliste
Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Basisstation gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem Aufbau der Komponenten in der Ausführung mit einer 230V-Spannungsversorgung; und
2 eine schematische Darstellung einer Basisstation gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem Aufbau der Komponenten in der Ausführung mit einer 12V-Spannungsversorgung.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung stellen die Figuren den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
1 zeigt in einer Draufsicht einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Basisstation, mit einem Leergehäuse oder Gehäuse 1, einem Modem 27, einem Gateway 28, sowie einem LAN-Kabel 39 als Verbindung zwischen dem Modem 27 und dem Gateway 28. Ferner zeigt 1 eine durch einen an dem Gehäuse 1 außen zu betätigenden Schalter 25 unterbrochene Leitung 32 im Gestalt einer Netzgerät-Anschlussleitung für das Gateway 28, sowie eine Leitung 33 im Gestalt einer Netzgerät-Anschlussleitung für das Modem 27. Die Leitung 32 für das Gateway 28 dient dabei zur Verbindung des Gateways 28 mit einer in dem Gehäuse 1 angeordneten Doppelsteckdose 22, also mit einer Steckdose der Doppelsteckdose 22. Die Leitung 33 für das Modem 27 dient zur Verbindung des Modems 27 mit der in dem Gehäuse 1 angeordneten Doppelsteckdose 22, also mit der anderen Steckdose der Doppelsteckdose 22. Ferner ist in 1 die Belüftungseinrichtung 24 gezeigt, die aus zwei Teilen besteht, welche höhenversetzt an den zwei gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses 1 angeordnet sind. Darüber hinaus zeigt 1 eine Anschlussleitung 29 mit externem Stecker für eine 230V-Spannungsversorgung, wobei die Leitung 29 durch eine Durchführung 26 durch eine Seitenwand des Gehäuses 1 hindurchgeführt wird.
Um das verwendete Gateway 28, das üblicherweise zur Wandmontage in Innenräumen vorgesehen sein kann, in einen ortsveränderlichen Zustand zu bringen, wurde es in das Gehäuse 1 auf eine darin vorgesehene Montageplatte montiert. Das Gehäuse 1 ist nach Schutzart IP 65 gemäß DIN EN 60529 gefertigt, d.h. es bietet staubdichten Schutz gegen Fremdkörper und vollständiger Schutz gegen menschliche Berührung, sowie Schutz gegen Strahlwasser (Düse) aus beliebigem Winkel. Die Schutzart „IP“ nach DIN EN 60529 gibt generell die Eignung von elektrischen Betriebsmitteln für verschiedene Umgebungsbedingungen sowie den Berührungsschutz gegenüber Mensch und Tier an, wobei die erste Kennziffer den Schutzgrad gegen Staub und die zweite Kennziffer den Schutzgrad gegen Wasser angibt. Dabei wird beim Schutz gegen Staub zwischen den Klassen 0 bis 6 und beim Schutz gegen Wasser zwischen den Klassen 0 bis 8 unterschieden. In der Regel gilt, je höher die Ziffer desto besser der Schutz. Das Gehäuse 1 ist somit staubdicht und gegen Strahlwasser geschützt. Um die für einen Gebrauch erforderliche dauerhafte Internetverbindung für das Gateway 28 herzustellen, wurde das Modem 27 als weiteres Bauteil in das Gehäuse 1 integriert. Es handelt sich hierbei um ein LTE-Modem 27 mit Multibandunterstützung für Anbindung über LTE (4G), UMTS (3G) und GSM (2G). Das Modem 27 benötigt zum Betrieb eine LTE-Sim-Karte. Das Modem 27 ist in dieser Ausführung mit dem Gateway 28 über das LAN-Kabel 39 verbunden, kann aber prinzipiell auch durch eine kabellose Verbindung umgesetzt sein. Das Modem 27 kann hier beispielsweise ein LTE-Kategorie-4-Modem sein, wie zum Beispiel eine FRITZ!Box 6820 LTE, und bietet dadurch vorzugsweise die folgenden Leistungsdaten:

- bis zu 150MBit/s Downloadgeschwindigkeit;
- bis zu 50Mbit/s Uploadgeschwindigkeit;
- Multibandunterstützung für Band 1, 3, 5, 7, 8 und 20;
- Unterstützung der Kanalbreiten 1.4, 3, 5, 10, 15 und 20MHz;
- Unterstützung der Internetprotokolle IPv4 und IPv6.

Während das Gateway 28 an dafür vorgesehenen Befestigungsstellen ohne Veränderung auf der Montageplatte des Gehäuses 1 montiert ist, kann es für das Modem 27 notwendig sein, eine spezielle Befestigung vorzusehen. Beispielsweise kann eine Befestigung in Gestalt eines U-Profils an der Montageplatte angebracht sein, welches senkrecht aus der Montageplatte, also aus der Zeichenebene in 1 hervorsteht. Das U-Profil ermöglicht einerseits das Befestigen des Modems 27 beispielsweise mit Gummibändern, so zum Beispiel Silikonbändern, zum anderen gewährt es durch die dadurch erreichte raumaussparende Befestigung an dessen Unterseite Zugang zum SIM-Karten-Einschub sowie zum Steckplatz des Netzkabels 33 des Modems 27.
Um die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen ist hier vorgesehen, dass nur ein einziges Anschlusskabel in Form des Stromkabels 29 an die mobile Smart Home-Basisstation führt. Dieses wiederum ist witterungsbeständig und trittfest, beispielsweise in der Ausführung H07RN-F (gemäß der harmonisierten Aderkennzeichnung bei Kabeln und isolierten Leitungen) für hohe mechanische Belastung, wodurch es unter anderem auch für die dauerhafte Verwendung im Freien verwendet werden kann und dadurch noch die Ortsungebundenheit der erfindungsgemäßen Basisstation unterstützt. Um die Schutzart durchgehend zu erhalten, wurde als Durchführung 26 des Anschlusskabels 29 eine Tülle in der Schutzart IP 65 DIN EN 60529 verwendet. Durch den Verbau sämtlicher Komponenten in einem einzigen Gehäuse 1 mit nur einem Anschlusskabel 29 mit Stecker entfallen gleichzeitig jegliche Installationsarbeiten für die Basisstation gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie bereits vorhergehend erwähnt führt diese Ausführung jedoch zu einem Problem darin, dass dann, wenn sowohl das Gateway 28 als auch das Modem 27 gleichzeitig über das Kabel 29 mit Spannung versorgt werden, sich diese Komponenten auch gleichzeitig einschalten. Da das Gateway 28 unmittelbar nach dem Einschalten nach einem WLAN-Netz sucht, das Modem 27 zu diesem Zeitpunkt jedoch noch keines aufgebaut hat, geht das Gateway 28 in einen Stand-by-Modus. Um diese Problematik zu verhindern wird das Gateway 28 der vorliegenden Ausführungsform durch den zusätzlich am Gehäuse 1 angebrachten Schalter 25 zeitverzögert zugeschaltet, was durch die entsprechende Verkabelung 32 im Gehäuse 1 erfolgt. Steckt man nun den Netzstecker des Kabels 29 in eine Steckdose, baut das Modem 27 zuerst eine Verbindung mit dem LTE-Breitbandfunknetz auf, und zeigt die bestehende Verbindung durch Leuchtdioden, ein Display, oder dergleichen, an. Hat das Modem 27 eine entsprechende Verbindung aufgebaut, so wird nun durch Betätigen des Schalters 25 das Gateway 28 zugeschaltet, also zu einem Zeitpunkt, an dem die InternetVerbindung bereits besteht, und kann sich entsprechend erfolgreich mit dem Modem 27 verbinden.
Das Gehäuse 1 ist um die Belüftungseinrichtung 24 ergänzt, um beispielsweise Feuchtigkeit oder übermäßige Wärmebildung aus dem Inneren des Gehäuses 1 ableiten zu können. Wie man 1 entnehmen kann besteht die Belüftungseinrichtung 24 aus zwei Bauteilen, die derart höhenversetzt an zwei gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses 1 angeordnet sind, dass ein Kamineffekt erzeugt wird. Der Kamineffekt ist ein physikalischer Effekt, der vertikal gerichtete Luftströmungen verursacht, und der auf der natürlichen Konvektion beruht, also auf dem Prinzip, dass warme Luft eine geringere Dichte als kalte Luft aufweist, wodurch eine thermische Konvektion entsteht und Luft durch das obere (linke) Bauteil der Belüftungseinrichtung 24 austritt, siehe beispielsweise das die Komponente der Belüftungseinrichtung 24 in 1 und 2 auf der linken oberen Seite des Gehäuses 1. Im Inneren des Gehäuses 1 entsteht entsprechend Unterdruck und der Außendruck drückt Luft durch das untere (rechte) Bauteil der Belüftungseinrichtung 24, siehe beispielsweise das die Komponente der Belüftungseinrichtung 24 in 1 und 2 auf der linken oberen Seite des Gehäuses 1, in das Gehäuse 1, wodurch diese ebenfalls erwärmt wird. Das führt zu einer Selbsterhaltung des Kamineffekts. Notwendig ist die Entlüftung 24 daher, da beispielsweise im Außenbereich große Temperatur- und Druckunterschiede zwischen einem geschlossenen Elektroinstallationsgehäuse und der umgebenden Luft, insbesondere bei Elektroinstallationsgehäusen mit einer hohen Schutzklasse, zu einer erheblichen Kondensation im Elektroinstallationsgehäuse führen. Die Entlüftung 24, beispielsweise bekannt aus der DE 10 2013 111 992 B3 , leitet entsprechend warme und eventuell feuchte Luft oben am Gehäuse 1 nach außen, während von unten kühlere Luft eingezogen wird, wobei eine Erwärmung der Luft in dem Gehäuse 1 unter anderem auch durch Hitzeerzeugung der Komponenten 27, 28 im Inneren des Gehäuses 1 verursacht wird. Generell verbreitert sich das Temperaturband, in dem die Komponenten 27, 28 im Inneren des Gehäuses 1 eingesetzt werden können, durch den Einbau in das Gehäuse 1 nach oben sowie nach unten. So schaffen sich die Komponenten 27, 28 im Inneren des Gehäuses 1 durch ihre eigene Arbeitstemperatur im Gehäuse 1 bei kalten Temperaturen eine Wärme, die sich deutlich von der Umgebungstemperatur abhebt. Bei sehr warmen Temperaturen hingegen werden die Komponenten 27, 28 im Inneren des Gehäuses 1 durch den Kamineffekt und die dadurch entstehende Luftzirkulation heruntergekühlt.
Da die Netzgeräte der verwendeten Komponenten 27, 28 evtl. nicht für die Verwendung im Freien oder in Örtlichkeiten mit Verhältnissen wie im Freien vorgesehen sein können, werden sie bei der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls in das Gehäuse 1 integriert. Hierzu wird auf der Montageplatte des Gehäuses 1 die Doppelsteckdose 22 montiert, in der beide Netzgeräte angesteckt sind. Die Spannungsversorgung des Gateways 28 erfolgt demnach über den verbauten Schalter 25 und die entsprechende Innenverdrahtung 29, 32, 33. Die Doppelsteckdose 22 wird über das Anschlusskabel 29 mit einem Netzstecker mit Spannung versorgt. Nach dem Einstecken des Netzsteckers baut das Modem 28 die Internetverbindung auf. Danach wird das Gateway 27 zugeschaltet. Da bei dieser Variante am Einsatzort eine Spannungsquelle mit 230 Volt vorhanden ist, können externe Geräte wie Kameras und deren Netzgeräte auch über diese Spannungsquelle versorgt werden und es ist kein weiteres Step-Down-Modul erforderlich.
Abgesehen von der in 1 schematisch gezeigten mobilen Basisstation in der Ausführung mit 230V kann die mobile Basisstation noch in weiteren Ausführungen umgesetzt werden, so zum Beispiel als Version im Betrieb mit 12V Gleichspannung, wie in 2 schematisch dargestellt. Für den Betrieb mit 12 Volt wird die Basisstation mit einem KFZ Bordspannungs-Steckverbinder 30 und mit einer Leitung in der Ausführung H05RN-F versehen. Damit kann die mobile Basisstation an jeder Zigarettenanzünder-Buchse eingesteckt werden. Da das Netzgerät des Gateways 28 für eine Spannungsumwandlung von 230V Netzspannung in 7,5V Gleichspannung gebaut ist, kann es hier nicht direkt verwendet werden. Daher musste eine Lösung vorgesehen werden, um 12V Gleichspannung in 7,5V Gleichspannung umzuwandeln. Um den hohen Anforderungen für einen industriellen Gebrauch gerecht zu werden, wird dabei ein sogenanntes Step-Down-Modul 23 verwendet werden, das Industriestandard erfüllt. Das Step-Down-Modul 23 hat eine Aufnahme zum Aufstecken auf eine Normschiene, die zusätzlich zu dem U-Profil zur Befestigung des Modems 27 integriert ist, und zwar zwischen der Montageplatte und der Rückseite des Modems 27.
Von verschiedenen Herstellern werden beispielsweise Kameras vertrieben, die über ein Netzteil, welches 230V Wechselspannung in 5V Gleichspannung umwandelt, betrieben werden können. Um derartige Kameras im Niederspannungsbereich mit der erfindungsgemäßen Basisstation betreiben zu können, wurde bei dieser Ausführungsform ein weiterer Spannungswandler 34 in das Gehäuse 1 integriert, welcher 12V Gleichspannung in 5V Gleichspannung umwandeln kann. Dier Spannungswandler 34 wird über ein Kabel 41 aus einer zentralen Anschlussdose 36 heraus mit 12V Gleichspannung versorgt. Gleichzeitig werden aus der zentralen Anschlussdose 36 über Leitungen 37 und 40 das Modem 27 und das Step-Down-Modul 23 für das Gateway 28 mit 12V Gleichspannung versorgt. Aus dem Modul 34 führt ein Kabel 35 durch die Tülle 26 des Gehäuses 1 aus diesem heraus, an dessen Ende sich eine USB-Steckverbindung befindet. An dieser Steckverbindung können nun sämtliche externe Gerätschaften angeschlossen werden, die eine USB-Steckverbindung mit 5V Gleichspannung benötigen.
Als weitere alternative Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Basisstation im Batteriebetrieb verwendet werden, wobei die Basisstation für den Batteriebetrieb im Wesentlichen baugleich mit der oben beschriebenen und in 2 gezeigten 12V-Ausführungsform ist. Hierbei wird lediglich auf den KFZ Bordspannungs-Steckverbinder 30 verzichtet. Die Kabelenden sind dann beispielsweise direkt mit der Spannungsquelle, wie zum Beispiel einer handelsüblichen Autobatterie, verbunden.
Vorhergehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist. Diverse Modifikationen in der Ausgestaltung können vorgenommen werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie sie im Umfang der nachfolgenden Schutzansprüche vorgegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Leergehäuse
22: Doppelsteckdose
23: Step-Down-Modul
24: Belüftungselement, mit IP 65 nach DIN EN 60529
25: Einschalter rastend, mit IP 65 nach DIN EN 60529
26: Kabeleinführung, mit IP 65 nach DIN EN 60529
27: Internet Modem
28: Gateway
29: Anschlussleitung mit Stecker 230V
30: Anschlussleitung mit Stecker für Zigarettenanzünderbuchse 12V
32: Netzgerät-Anschlussleitung für Gateway
33: Netzgerät-Anschlussleitung für Modem
34: Spannungswandler von 12V auf 5V
35: Anschlussleitung USB-Stecker für Geräte mit 5V-Netzspannung
36: Anschlussdose
37: Versorgungsleitung für Step-Down-Modul 12V
38: Versorgungsleitung für Gateway 7,5V (von Ausgang Step-Down-Modul über Druckknopf zu Gateway)
39: LAN-Verbindungskabel zwischen Modem und Gateway
40: Anschlussleitung Modem
41: Anschlussleitung Spannungswandler 12V auf 5V

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016222794 A1 [0003]
DE 102013111992 B3 [0024]

Claims

Multifunktionale Basisstation für ein Smart Home-System, mit zumindest den folgenden Komponenten: ein Gehäuse (1), ein in dem Gehäuse (1) angeordnetes Modem (27), ein in dem Gehäuse (1) angeordnetes Gateway (28), das mit dem Modem (27) verbunden ist, eine Belüftungseinrichtung (24, 24), eine Stromversorgung zumindest für das Modem (27) und das Gateway (28), und ein Schalter (25) zur Ansteuerung der Stromversorgung des Gateways (28), für eine zeitverzögerte Aktivierung des Gateways (28) gegenüber der Aktivierung des Modems (27), wobei die Basisstation eine ortsveränderliche Einheit ausbildet.
Multifunktionale Basisstation nach Schutzanspruch 1, wobei das Gehäuse (1) als staubdichtes, gegen Strahlwasser geschütztes und stoßfestes Gehäuse (1) ausgebildet ist, wobei das Gehäuse (1) vorzugsweise ein mehrteiliges Leergehäuse ist, dessen Komponenten miteinander verbindbar sind, und das wenigstens aus einem hohlen Grundkörper, einem Deckel und einer zwischen dem Grundkörper und dem Deckel angeordneten Dichtung besteht, wobei der Deckel des Gehäuses (1) weiter vorzugsweise transparent ist.
Multifunktionale Basisstation nach Schutzanspruch 1 oder 2, wobei die Stromversorgung eine in dem Gehäuse (1) angeordnete interne Stromversorgung ist, vorzugsweise in Form einer optional wiederaufladbaren Batterieversorgung.
Multifunktionale Basisstation nach Schutzanspruch 1 oder 2, wobei die Stromversorgung eine externe Stromversorgung ist, vorzugsweise betrieben mit 230V Wechselspannung oder 12V Gleichspannung.
Multifunktionale Basisstation nach Schutzanspruch 4, wobei die Stromversorgung mittels eines witterungsbeständigen und trittfesten Stromkabels (29; 30, 35) umgesetzt ist, welches das Innere des Gehäuses (1) mit dem Äußeren des Gehäuses (1) verbindet, wobei vorzugsweise eine Schutzummantelung um das Stromkabel (29; 30, 35) herum vorgesehen ist, weiter vorzugsweise in Gestalt einer Tülle nach Schutzart IP 65 gemäß DIN EN 60529.
Multifunktionale Basisstation nach einem der vorangehenden Schutzansprüche, wobei die Belüftungseinrichtung (24, 24) zumindest aus zwei Teilen besteht, die höhenversetzt an zwei gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses (1) angeordnet sind, zur Erzeugung eines Kamineffekts in dem Gehäuse (1).
Multifunktionale Basisstation nach einem der vorangehenden Schutzansprüche, wobei das Gehäuse (1) und/oder die Entlüftung (24) die Voraussetzungen nach Schutzart IP 65 nach DIN EN 60529 erfüllt.
Multifunktionale Basisstation nach einem der vorangehenden Schutzansprüche, wobei das Gateway ein Multiprotokoll-Gateway ist, das Modem ein LTE-Modem mit Multibandunterstützung ist und eine LTE-Sim Karte umfasst, vorzugsweise zur Anbindung über LTE (4G), UMTS (3G) und/oder GSM (2G), und/oder die Verbindung zwischen Modem (27) und Gateway (28) durch ein LAN-Kabel umgesetzt ist.
Multifunktionale Basisstation nach einem der vorangehenden Schutzansprüche, wobei eine Positionierung des Modems (27) in dem Gehäuse (1) durch eine U-Profil-Befestigung umgesetzt ist, wobei das Modem (27) vorzugsweise abnehmbar an der U-Profil-Befestigung angebracht ist, weiter vorzugsweise mittels flexibler Gummibänder.
Verwendung der multifunktionalen Basisstation nach einem der vorangehenden Schutzansprüche als Smart Home-System auf einem Boot, in einem Wohnmobil oder in einem mobilen Container, in landwirtschaftlichen Betrieben, Fertigungshallen, Autowerkstätten, Bootshäusern, Ferienhäusern, Gartenhäusern, Jagdhütten, oder als zentrale Steuereinheit einer kompletten Smart Home-Anlage Verwendung finden, als mobiler Hotspot mit WLAN-Router für Stand Alone-Produkte im Bereich Smart Home, als Empfangsanlage zum Streamen von Musik und TV via Internet, als Stand-alone Einbruchmeldefunktion, als autarke dauerhafte Videoüberwachung, oder als Energiemonitoring-Vorrichtung.