DE29508882U1

DE29508882U1 - Adressierbarer Knoten

Info

Publication number: DE29508882U1
Application number: DE29508882U
Authority: DE
Original assignee: Popp & Co GmbH
Current assignee: Popp & Co GmbH
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2005-05-31

Description

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg ,''.

2 Beschreibung

5 Adressierbarer Knoten

7 Die Erfindung betrifft einen adressierbaren Knoten mit einer Schnittstelle zum

8 Anschließen an ein Bussystem, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben

9 ist, sowie ein Bussystem mit derartigen Knoten.

11 Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Powerline-Bussystem für die

12 Home-Automation mit "Plug&Play" und Knoten dafür. Bei der Powerline-

13 Technik wird als Busmedium eine konventionelle 230V-Netzleitung (L/N) ver-

14 wendet, wobei die Erfindung jedoch nicht auf dieses Busmedium beschränkt ist. is Die Bezeichnung "Plug&Play" steht für eine automatisierte Inbetriebnahme

ie entsprechend geeigneter Komponenten oder Knoten in einem mit dem Bus &pgr; aufgebauten Netz, d.h. die Netzwerkkomponenten werden physikalisch instal-18 liert ("plug") und können dann sofort in Betrieb genommen werden ("play").

20 Seit einigen Jahren gibt es Bestrebungen zur Entwicklung von Bussystemen für

21 die Installationstechnik. In diesem Zusammenhang wurde herausgefunden, daß

22 die Technik der "LON-Works" (engl.: "Local Operating Net-Works") eine gute

23 Basis für ein in der Praxis verwendbares ^!lPlug&Play"-Powerline-Bussystem

24 darstellt.

26 Damit ein funktionsfähiges Netz aus mehreren Komponenten aufgebaut werden

27 kann, muß zunächst für jedes Gerät, wie beispielsweise einen Schalter, eine 23 Lampe usw., d.h. allgemein einen Knoten, eine eindeutige logische Adresse

29 vergeben werden. Nach der Durchführung dieser Adressenvergabe müssen die

so sich beeinflussenden Konten, nämlich Sensorknoten, wie z.B. Schalter, und

si Aktorknoten, wie beispielsweise Lampen usw., logisch miteinander verbunden

32 werden, was als Binding bezeichnet wird. Die Adressenvergabe und das Bin-

33 ding wird bei bisher bekannten Systemen, wobei als Beispiel die Gebäudeleit-

34 technik herangezogen werden kann, unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs,

35 meist in der Form eines Personalcomputers, bewerkstelligt.

PatentanwälteTergau & Pohl, Nürnberg ."« t J &iacgr; &Igr;«. : j gejte 2

&igr; Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für ein Bussystem einen adressier-

2 baren Knoten zu schaffen, der ohne ein zentrales Steuerwerkzeug, wie einen

3 Computer, durch "Plug&Play" betrieben werden kann.

5 Diese Aufgabe wird durch einen Knoten nach dem Anspruch 1 gelöst.

7 Demnach ist bei einem gattungsgemäßen Knoten vorgesehen, daß er einen

&bgr; Prozessor enthält, der zum Durchführen einer Adressenvergabe und/oder eines

9 Bindings mit weiteren Knoten ausgelegt ist.

11 Bei einem erfindungsgemäßen Bussystem werden derartige Knoten an einem

12 Bus angeschlossen verwendet, wobei auch vorteilhafte Betriebsverfahren für

13 die Knoten und das Bussystem durch die Erfindung geschaffen werden, wie &mgr; aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird.

ie Gemäß der Erfindung wird also statt mit einem zentralen Rechner mit einzelnen &igr;? Prozessoren, die vorzugsweise entsprechend programmierbar sind, in jedem 18 Knoten gearbeitet.

20 Bevorzugt enthält der adressierbare Knoten nach Anspruch 2 zumindest zum

21 Speichern von Adressen- und/oder Bindingdaten eine wenigstens temporäre

22 Speichereinrichtung.

24 Jeder Knotenrechner kann Einrichtungen enthalten, die alle bestehenden Kno-

25 ten im Netz gemäß einem Algorithmus abfragen, d.h. z.B. nach der physikali-

26 sehen Installation des Knotens vorzugsweise automatisch allen bestehenden

27 Knoten über den Bus seine eigene Adresse als im Netz neu hinzukommende

28 Adresse vorschlägt. In Fortbildung dieser Ausgestaltung prüfen die angegebe-

29 nen Einrichtungen anhand eines weiteren Algorithmus, ob eine von einem an-

30 deren Knoten angefragte, d.h. von letzterem an den Bus ausgegebene Adresse

31 die eigene Adresse ist. Damit wird eine automatische Adaption erreicht. Bisher

32 war ein Netzwerk-Managementknoten, wie beispielsweise ein PC, erforderlich,

33 der alles steuert, d.h., über allen anderen Knoten steht. Dieses Erfordernis

34 entfällt bei der Erfindung.

36 Allgemein ausgedrückt werden die vorstehend angegebenen Vorzüge der Er-

37 findung durch in den Ansprüchen 3 bis 6 bestimmte Ausführungsformen erzielt.

38 Insbesondere umfaßt dies gemäß Anspruch 3, daß der bevorzugter Weise pro-

ffl.Mai I98S

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg . I '. Jj;,. : i Seite 3

&igr; grammierbare Prozessor einen Adressenvergabe-Betriebsmodus hat, der mit

a dem Vorteil einer einfachen Aktivierung durch das physikalische Anschließen

3 des Knotens über seine Schnittstelle an den Bus eines Bussystems auslösbar

4 ist. Unter Schnittstellen sind hier wie im folgenden I/O- oder Ein-/Ausgabe-

5 Ports der Knoten zu verstehen. Dies kann bevorzugt dadurch weitergebildet

6 werden, daß der Prozessor eine Adressenerzeugungseinrichtung zum Erzeu-

7 gen und Ausgeben eines Adressenwerts an die Schnittstelle im Adressenver-

8 gabe-Betriebsmodus hat, wie im Anspruch 4 angegeben ist. g

&iacgr;&ogr; Weiterhin ist es nach Anspruch 5 vorteilhaft, wenn der Prozessor eine Prüfein-

11 richtung zum Prüfen hat, ob eine an der Schnittstelle empfangene Adresse die

12 eigene Adresse ist, wobei der Prozessor in Abhängigkeit vom Prüfergebnis zum is Ausgeben eines Signals an die Schnittstelle und/oder Speichern der empfan-

14 genen Adresse in der Speichereinrichtung ausgelegt ist.

ie Eine die vorstehend angegebenen Vorteile ebenfalls unterstützende Weiterbil-

17 dung besteht nach Anspruch 6 darin, daß der Prozessor eine Überwachungs-

18 einrichtung zum Überwachen von an der Schnittstelle empfangenen Signalen ig und/oder Adressendaten hat. Die Ausführung beinhaltet, daß der Prozessor in

20 Abhängigkeit vom Überwachungsergebnis

21 seine eigene Adresse festlegen und insbesondere deren Speicherung veran-

22 lassen oder nicht festlegen kann, um vorzugsweise einen eigenen Adressen-

23 wert zu ändern und den geänderten Adressenwert an die Schnittstelle auszu-

24 geben, und/oder

25 eine Speicherung einer Adresse eines anderen Knotens veranlassen kann,

26 und/oder

27 ein Binding mit dem Prozessor eines anderen Knotens durchführen kann.

29 Die Ansprüche 7 und 8 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich

so einer einfachen Durchführung des Bindings. Demnach ist vorgesehen, daß der

si insbesondere programmierbare Prozessor zum Durchführen eines Bindings mit

32 zumindest einem weiteren Knoten einen Binding-Betriebsmodus hat, der vor-

33 zugsweise durch eine Aktiviereinrichtung auslösbar ist. Dies wird bevorzugt

34 dadurch weitergebildet, daß die Aktiviereinrichtung einen insbesondere berüh-

35 rungslos betätigbaren Schalter oder Installationspin enthält, wobei vorzugs-

36 weise ggf. der Schalter gleichzeitig die Auslöseeinrichtung eines Sensorknotens

37 oder bevorzugt ggf. der Installationspin ein Reedkontakt oder ein IR-Empfänger se ist.

ze, Mai tses

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg »* I t J I &iacgr;».

&zgr; Weitere Vorteile lassen sich bei der Erfindung erzielen, wenn der Prozessor

3 eine Zeitsteuereinrichtung zur zeitlichen Steuerung seines Betriebs und/oder

4 der Aus-/Eingaben an der Schnittstelle hat (Anspruch 9).

6 In Anpassung an die Homeautomation kann gemäß Anspruch 10 vorgesehen

7 werden, daß der Knoten ein Sensorknoten mit insbesondere einem binären

&bgr; Steuereingang oder ein Aktorknoten vorzugsweise in Form eines Lastrelais ist.

&bgr; Bevorzugte Weiterbildungen entsprechende dem Anspruch 11 bestehen darin,

&iacgr;&ogr; daß der Sensorknoten einen Schalter, wie z.B. einen Lichtschalter, bzw. der

11 Aktorknoten Geräte, wie bspw. Lampen, Türöffner, Sprechanlagen, Alarm-

12 und/oder Überwachungseinrichtungen enthält.

14 Besonders einfach ist die Installation und der Betrieb der erfindungsgemäßen is Knoten bzw. eines damit ausgerüsteten Bussystems, wenn die Knoten zum ie "Plug&Play" ausgelegt sind, wie durch den Anspruch 12 bestimmt ist.

is Zum Aufbau eines Bussystems unter Ausnutzung der Vorteile der Erfindung

ig sind an den Bus wenigstens ein Sensorknoten und ein Aktorknoten ange-

20 schlossen (Anspruch 14). Dabei können unter Ausnutzung der Powerline-

21 Technik in vorteilhafter Weise nach Anspruch 15 bestehende konventionelle

22 Netzleitungen, insbesondere 230V-Netzleitungen verwendet werden.

24 Sowohl vorrichtungs- als auch verfahrensmäßig kann durch die Erfindung so-

25 mit auf eine zentrale Bussteuereinheit für alle in dem Netz angeschlossenen

26 Komponenten verzichtet werden, was den Betriebsaufwand gegenüber be-

27 kannten Bussystemen mit z.B. einem Personalcomputer (PC) als zentrale Bus-

28 Steuereinheit deutlich verringert.

30 Ein Vorteil der Knoten und des Bussystems nach der Erfindung besteht darin,

si daß für den jeweiligen Betrieb keine zusätzlichen "Werkzeuge", wie beispiels-

32 weise einen PC, benötigt werden und nur wenige Grundgeräte erforderlich sind,

33 was den Betrieb vereinfacht und verbilligt.

35 Weiter ist vorteilhaft, daß das erfindungsgemäße Bussystem durch die Erfin-

36 dung keine Komponente enthält, bei deren Ausfall der Betrieb des gesamten

37 Bussystems oder Netzes gefährdet ist. Tritt nämlich bei einem zentralen

38 Steuer-PC herkömmlicher Bussysteme eine Betriebsstörung auf, so kann dies

29. Ma} 1995

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg . &iacgr; t J ;&diams; * * Seite 5

&igr; dazu führen, daß keine Netzkomponente mehr funktioniert. Dies kann in dem

2 Bussystem nach der Erfindung nicht geschehen, da es keine übergeordnete

3 zentrale Steuerung gibt. Die einzelnen erfindungsgemäß ausgestatteten Netz-

4 komponenten sind für ihre eigene Steuerung selbst zuständig, und beim Ausfall

5 einzelner funktionaler Komponenten oder Knoten werden andere Komponenten &bgr; nicht beeinträchtigt, so daß eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet ist. Dies

7 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Überwachungs- und Alarmanlagen,

8 Türöffner und -schließer etc. jeder Art als Knoten in einem derartigen Netz im-

9 plementiert sind. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhafterweise möglich, in

10 dem Netz für die einzelnen oder mehrere Komponenten Kontrolleinrichtungen

11 vorzusehen, die beim Ausfall entsprechender Komponenten, wie z.B. Schaltern,

12 deren Funktion anderen Komponenten zuweisen.

14 Erfindungsgemäß umfaßt eine Ausführungsform des Bussystems somit in einer

is ersten allgemeinen Ausbaustufe zwei unterschiedlichen Grundkomponenten:

17 1. Sensorknoten z.B. in Form eines Binäreingangs für Lichtschalter, und

19 2. Aktorknoten beispielsweise in Form eines Lastrelais für Leuchten oder

20 Lampen.

22 Die beiden Grundkomponenten können in der Weise zusammenarbeiten, daß

23 ein oder mehrere Sensorknoten einen oder mehrere Aktorknoten (fern-) steu-

24 ert/-n. Zu diesem Zweck werden die nötigen Steuerbefehle in digitaler Form per es Datenbus übermittelt. Als Busmedium kann insbesondere bei der Anwendung

26 der Erfindung in der Gebäudeleittechnik vorzugsweise eine konventionelle

27 230V-Netzleitung (L/N) dienen (Poweriine-Technik), wobei aber für die Erfin-

28 dung auch im Zusammenhang mit dem "Plug&Play"-Konzept grundsätzlich

29 zudem alle anderen Übertragungsmedien möglich sind.

31 Die Adressierung und das Binding im "Plug&Play"-Verfahren erfolgen bei ei-

32 nem erfindungsgemäßen Bussystem bzw. dessen Sensor- und Aktorknoten

33 vorzugsweise vollautomatisch. Zum Auslösen der Adressenvergabe und des

34 Bindings muß der Anwender z.B. bei einer Ausführungsform lediglich folgen-

35 dermaßen bestimmen, welche Knoten sich gegenseitig beeinflussen können:

20. Mal 1005

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg J *· » J J ,** · ·»·* Seite 6

2 1. Selektion eines oder mehrerer Aktorknoten durch berührungsloses Auslösen

3 vorzugsweise eines Installationspins am Aktorknoten, der dazu bevorzugt mit

4 einem Reedkontakt oder einem IR-Empfänger ausgerüstet ist, und

5 2. Einmalige Betätigung des zuzuordnenden Sensorknotens, wie beispielsweise &bgr; eines Schalters.

8 Nach diesen Schritten wird automatisch in jedem Knoten vorteilhafterweise

&bgr; softwaregesteuert eine eindeutige Adresse vergeben und das Binding

&iacgr;&ogr; ausgeführt.

12 Jeder Knotenprozessor wird durch Betätigung des eigenen Pins oder Schalters

13 in Betrieb gesetzt. Die Betätigung dieses Pins oder Schalters führt zur Abfrage &eegr; nach freien Adressen durch den eigenen Prozessor bei allen anderen im Netz is bereits eingerichteten Knotenprozessoren. Letztere werden also von jedem neu ie hinzukommenden Knotenprozessor aktiviert.

is Das Binding der einzelnen Knoten läßt sich gemäß der Ausgestaltung nach

19 Anspruch 13 insbesondere jederzeit wieder löschen und erneuern, wodurch

20 sich als weiterer Vorteil ergibt, daß das installierte Netz höchst flexibel ist. Dazu

21 ist vorgesehen, daß der insbesondere programmierbare Prozessor zum Lö-

22 sehen festgelegter Adressen und/oder Bindings einen Lösch-Betriebsmodus

23 hat, der vorzugsweise durch eine Aktiviereinrichtung auslösbar ist. Das Lö-

24 sehen kann bei bevorzugten Ausführungen an den Aktorknoten z.B. durch ein

25 Mehrfachbetätigen des Instailationspins und bei den Sensorknoten beispiels-

26 weise durch Betätigung eines speziellen Löschpins erfolgen.

28 Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen An-

29 Sprüchen und deren Kombinationen.

31 Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben, in

32 denen

34 Figur 1 eine Ausführungsform eines Bussystems mit einem Sensor- und einem

35 Aktorknoten zeigt,

37 Figur 2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform der Adressenvergabe in

33 einem Bussystem zeigt, und

12. Juli 1995

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg «·* &iacgr; £ &iacgr; J!,, J * gejte 7

&igr; Figur 3 ein Ablaufdiagramm einer Durchführungsversion des Bindings für zwei a Knoten im Netz zeigt.

4 Die nachfolgende Beschreibung dient zur Verdeutlichung der Erfindung in Form

5 des Aufbaus der Knoten und des Bussystems sowie des Ablaufs der Adres-

6 senvergabe und des Bindings anhand einzelner Ausführungsbeispiele, die die

7 Erfindung jedoch nicht abschließend beschreiben, deren Umfang durch die Of-

8 fenbarung der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen und insbeson-

9 dere die Ansprüche bestimmt ist.

11 In der Figur 1 ist ein Sensor 1 als Knoten 10 dargestellt. Dieser enthält bei-

12 spielsweise einen Schalter 11. Ein Aktor 2 in Form eines Knotens 20 fungiert

is z.B. als Leuchte oder Lampe 24. Der Aktorknoten 20 weist ferner einen Instal-

14 lationspin 21 auf, der beispielsweise durch einen Reedkontakt oder einen IR-

15 Empfänger gebildet oder betätigt wird. Die beiden Knoten 10 und 20 sind über ie eine Leitung 30, wie beispielsweise eine 230V-Netz!eitung (L/N), eines Busses &igr;? 3 zur Daten- und Befehlsübertragung verbunden, indem sie über ihre Schnitt-18 stellen 13 bzw. 23, die Ein- und Ausgänge oder entsprechende I/O-Ports der is Knoten darstellen, an den Bus 3 angeschlossen sind.

21 Zur später noch genauer beschriebenen Installation müssen manuell nur die

22 beiden Knoten 1 und 2 physikalisch verbunden und das Auslösen der Zuord-

23 nung vorgenommen werden. Den Rest, d.h. die funktionale Installation in Form

24 der Adressenvergabe und des Bindings führen Knotenprozessoren 12 und 22

25 der beiden Knoten 1 bzw. 2 selbsttätig durch. Somit brauchen nach dem phy-

26 sikalischen Anschließen des Sensors 1 und des Aktors 2 an den Bus 3 nur der

27 Installationspin 21 des Aktorknotens 20 und dann der Schalter 11 des Sensor-

28 knotens 10 betätigt werden, wodurch das Binding via Daten- und/oder Signal-

29 übertragung über die Leitung 30 ausgelöst wird.

31 Wenn die Lampe 21 des Knotens 20 eingeschaltet werden soll, wird der

32 Schalter 11 des Knotens 10 betätigt, wodurch ein Steuerbefehl aktiviert wird.

33 Durch das Binding der Adressen der Knoten 10 und 20 wird der Steuerbefehl

34 vom Knoten 10 des Sensors 1 über die Schnittstelle 13 an den Bus 3 geschickt,

35 der ihn zum Aktor 2 überträgt, der wiederum diesen Steuerbefehl vom Sensor 1 se aufnimmt und entsprechend agiert, d.h. die Lampe 24 z.B. über ein Lastrelais

37 mit Strom versorgt.

S9, Mal 1SSS

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg » &iacgr; I * * &iacgr;*· t * §P^{ite 8}

&igr; Das Binding kann nun z.B. mit demselben Aktor 2 für weitere Sensoren (nicht

2 dargestellt) durch jeweiliges Wiederholen der Pin- und Schalterbetätigung, wie

3 oben beschrieben wurde, ausgeführt werden. Wird dann von einem weiteren

4 Knoten (nicht dargestellt), der durch das Binding ebenfalls mit dem Aktorknoten

5 20 gekoppelt ist, durch Betätigung eines entsprechenden Schalters ein neuer-

6 licher Steuerbefehl an den Aktorknoten 20 ausgegeben, so wird der Be-

7 triebszustand der Lampe 24 beispielsweise durch umschalten des vorerwähns ten Lastrelais wieder gewechselt, d.h., die Lampe 24 wird in Fortführung des

&bgr; vorbeschriebenen Einschaltvorgangs ausgeschaltet.

11 Sollen beispielsweise mehr als eine Lampe durch einen einzigen Schalter

12 betätigbar sein, so werden einfach alle gewünschten Lampen durch das Bin-

13 ding mit dem Schalter gekoppelt. Allgemein ausgedrückt werden mehrere Ak-

14 toren 2 oder genauer deren Knoten 20 funktional mit einem Sensor 1 bzw.

is dessen Knoten 10 verbunden. Das Binding mehrerer Aktorknoten 20 mit einem

ie Sensorknoten 10 erfolgt durch Betätigen der Installationspins 21 aller ge-

17 wünschten Aktorknoten 20 und anschließendes Betätigen des Schalters 11 des

18 für das Steuern der für das Binding vorbereiteten Aktorknoten 20 vorgesehenen

19 Sensorknotens 1.

21 Der Vorgang einer Ausführungsvariante der Adressenvergabe für einen neuen

22 Knoten in einem Bussystem ist in dem Ablaufdiagramm der Figur 2 dargestellt.

23 Dabei sind die im neuen Knoten ablaufenden Schritte in Fettschrift und die in

24 den im Bussystem bereits eingerichteten Knoten ablaufenden Schritte in Kur-

25 sivschrift dargestellt.

27 Zum Start wird der Knoten an das Bussystem angeschlossen, wodurch der

2s zugehörige Prozessor aktiviert wird. Dieser überprüft nun sich selbst dahinge-

29 hend, ob er bereits eine für ihn intern gültige Adresse eingestellt hat (Schritt 1).

so Ist dies nicht der Fall, so wird eine Adresse 1 als intern gültige Adresse einge-

31 stellt (Schritt 2). Im Fall, daß die Abfrage im Schritt 1 zur Bejahung führt oder

32 nach dem Schritt 2 wird die eingestellte Adresse über den Bus allen anderen

33 Knoten in dem durch das Bussystem gebildeten Netz mitgeteilt (Schritt 3).

36 Jeder Knoten im Netz erhält somit die vom neu hinzugekommenen Knoten für

36 diesen selbst vorgeschlagene Adresse und überprüft nun den eingehenden

37 Adressenwert mit seiner eigenen Adresse auf Übereinstimmung (Schritt 4).

sä Stellt einer der bereits eingerichteten Knoten fest, daß der eingehende Adres

Patentanwälte Tergaii & Pohl, Nürnberg · »· . » &idigr; &idigr;&iacgr;#. &iacgr; % Saite 9

&igr; senwert mit seiner eigenen Adresse übereinstimmt so gibt er an den Bus ein

2 Protestsignal aus (Schritt 5), das von allen Knoten, also auch von dem sich

3 anmeldenden Knoten empfangen wird. Der Prozessor des neuen Knotens In-

4 krementiert dann die für ihn intern gültige Adresse um 1 (Schritt 6) und fährt mit

5 der Wiederholung der Adressenverteilung an alle Knoten im Netz fort (Schritt

8 Jeder der übrigen im Netz bereits eingerichteten Knoten, d.h. mit einer jeweils

9 extern gültigen Adresse versehenen Knoten, der keine Übereinstimmung eines

10 eingehenden Adressenwerts mit der eigenen Adresse feststellt, gibt kein Pro-

11 testsignai aus, sondern startet eine Zeitsteuerung einer Zeitspanne dt2 (Schritt

12 7). Der Prozessor des neuen Knotens wartet daher eine im Schritt 3 gestartete

13 vorgegebene Zeitspanne dt1 ab (Schritt 8), innerhalb der die anderen Knoten &eegr; ihre Protestsignale ausgeben könnten, und trägt dann die zuletzt ausgegebene is Adresse als seine eigene (extern gültige Adresse) in seine Adressentabelle ein ie (Schritt 9).

is Auch die übrigen Knoten Prozessoren im Netz warten eine bestimmte Zeitig spanne dt2 > dt1 ab, ob ein neuer Adressenwert vorgeschlagen wird (Schritt

20 10). Ist dies der Fall, so wird der zuvor angefragte Adressenwert verworfen

21 (Schritt 11). Kommt innerhalb der Zeitspanne dt2 kein weiterer Vorschlag für

22 einen Adressenwert, so tragen auch die übrigen Prozessoren den zuletzt vor-

23 geschlagenen Adressenwert für den neuen Knoten jeweils in ihre Adressenta-

24 belle ein (Schritt 12).

26 Das vorstehend beschriebene Verfahren kann im Rahmen der Erfindung z.B.

&zgr;? derart modifiziert werden, daß ein neu zu installierender Knoten nach der Aus-

28 gäbe seiner vorgeschlagenen Busadresse, wenn diese bereits für einen be-

29 stehenden Knoten vergeben ist, von letzterem die gesamte Adressenliste oder so -tabelle aller mit dem Bus verbundenen Knoten erhält und anhand der Einträge si in dieser Tabelle selbst eine freie Adresse festlegt und allen anderen ange-

32 schlossenen Knoten über den Bus mitteilt.

34 Das Diagramm der Figur 3 dient nun der Erläuterung des Vorgangs des Bin-

35 dings für zwei Knoten im Netz anhand eines Ausführungsbeispiels. Dabei sind se die im Sensornoten ablaufenden Schritte in Fettschrift und die im Aktornoten 37 ablaufenden Schritte in Kursivschrift dargestellt.

SS, Mal t99S

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg ■* * &diams; * * &idigr;.« &iacgr; tSsitelO

&igr; Zunächst wird zum Start ein in einem Grundzustand befindlicher Aktor ausge-

2 wählt (Schritt 21), der durch einen Sensor betätigbar werden soll. Dann wird der

3 Installationspin seines Knotens betätigt (Schritt 22), um den Prozessor des

4 letzteren für das Binding vorzubereiten oder zu aktivieren. Dadurch wird ein

5 Zeitfenster für eine vorgegebene Zeitspanne dt3 gestartet (Schritt 23), während

6 dem der Prozessor im Aktorknoten abwartet, ob er eine Adressenmitteilung

7 eines Sensors erhält.

9 Der Vollständigkeit halber wird hier noch darauf hingewiesen, daß auch meh-

10 rere Aktorknoten aktiviert werden können, die dann alle auf eine Adressenmit-

11 teilung eines Sensorknotens über den Bus warten, also in denselben Zustand

12 gebracht worden sind.

14 Als nächstes wird ein Sensorknoten im Grundzustand ausgewählt (Schritt 24),

is der für eine Steuerung des vorbereiteten Aktorknotens vorgesehen ist, und

16 dieser Sensorknoten wird dann beispielsweise durch Betätigung seines Schal-

17 ters aktiviert (Schritt 254), wodurch er seine Adresse zum Binding an den Bus ie ausgibt und ein eigenes Zeitfenster für eine Zeitdauer dt4 startet (Schritt 26), is um den Empfang einer Aktor-Bindingadresse abzuwarten.

21 Erhält nun der aktivierte Aktorknoten über den Bus eine Bindingadresse, bevor

22 die Zeitspanne dt3 abgelaufen ist (Schritt 27), teilt er diese Adresse und seine

23 eigene Adresse zum Binding über den Bus mit und startet eine Wartezeit dt5

24 (Schritt 28). Hier ist zu beachten, daß bevorzugt nicht aktivierte, d.h. nicht für

25 das Binding vorbereitete Aktorknoten eine eingehende Bindingadresse igno-

26 rieren.

28 Kommt die über den Bus verbreitete Aktor-Bindingadresse zusammen mit der

29 ausgegebenen Sensor-Bindingadresse vom Aktor innerhalb der Zeitdauer dt4 so beim aktivierten Sensorknoten an (Schritt 29), wobei alle anderen nicht für das si Binding aktivierten Sensorknoten Bindingadressen auf dem Bus ignorieren, so

32 gibt er zusammen mit der Aktor-Bindingadresse eine Bestätigungsmitteilung

33 beispielsweise in Form eines Bestätigungssignals aus, trägt die erhaltene Ak-

34 tor-Bindingadresse in seine Bindingtabelle ein und kehrt in seinen Grundzu-

35 stand zurück (Schritt 30).

37 Die Wartezeit dt5 des Aktorknotens ist so eingestellt, daß letzterer nach Aus-

38 gäbe seiner eigenen Adresse zum Binding und der erhaltenen Sensor-Bin-

23. Mal 1&bgr;&bgr;3

Patentanwälte Tergau& Pohl, Nürnberg * * I I 1&Idigr;.. I "

&igr; dingadresse die Bestätigungsmitteiiung des entsprechenden Sensorknotens

2 zusammen mit seiner damit von letzterem ausgegebenen Adresse vor Ablauf

3 der Wartezeit dt5 erhalten kann (Schritt 31), woraufhin er seinerseits die Bin-

4 dingadresse dieses Sensorknotens in seine Bindingtabelle einträgt und in sei-

5 nen Grundzustand zurückkehrt (Schritt 32). Damit ist das Binding von einem

6 (oder mehreren) Aktorknoten mit einem Sensorknoten beendet.

8 Lediglich um Undefinierte Zustände auf dem Bus zu vermeiden, sind die Zeit-

9 spannen dt3 und dt5 des Aktorknotens und dt4 des Sensorknotens eingerichtet.

10 Verstreicht jeweils einer Zeitdauern, ohne daß eine geeignete Antwort über den

11 Bus erhalten wird, geht der Aktor bzw. der Sensor jeweils in seinen Grundzu-

12 stand zurück (Schritt 32 bzw. 30) und das Verfahren ist beendet.

14 Das "Handshaking" der (beiden) beteiligten Knoten hängt von der Bauart der

is Knoten ab und kann die Betriebssicherheit während des Bindings erhöhen.

ie Dabei ist das Verfahren nicht auf den geschilderten Ablauf festgelegt. Bei-

17 spielsweise können die Knoten auch temporäre Speicher enthalten, in denen

is jeweils Adressen von Knoten, mit denen sie eine Bindängkommunikation be-

19 gönnen haben, bis zum Abschluß des Bindings ggf. unter Berücksichtigung von

20 Wartezeiten temporär gespeichert bleiben, um ebenso wie mit dem vorstehend

21 beschriebenen Ablauf zu verhindern, daß sich gleichzeitig auf dem Bus über-

22 tragene Bindingvorgänge stören und zu unerwünschten Verbindungen führen.

24 Ein Handshaking, d.h. hin- und hergeben von Daten zwischen den beteiligten

25 Knoten kann unterbleiben, wenn das Netz derart z.B. klein ist, daß es zu keinen

26 falschen Verbindungen kommen kann, wenn andere Mechanismen angewandt

27 werden, wie beispielsweise Klassifizierungen der Knoten, so daß ohnehin nur

28 bestimmte Knoten (beschränkt auf eine Betriebsgröße oder einen Raum etc.)

29 verbunden werden können, oder eine gänzlich andere Art von Datenaustausch so erfolgt, wie beispielsweise eine Adressenausgabe auf den Bus solange, bis

si eine (geeignete) Adresse empfangen wird. Wichtig ist nur, daß zu verbindende

32 Knoten ein entsprechendes Binding ebenso wie jeder Knoten seine eigene

33 Adressenanmeldung auf dem Bus völlig selbsttätig ohne die Steuerung einer

34 übergeordneten zentralen Steuereinrichtung durchführen.

36 Schließlich wird noch unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der Figur 4

37 der Löschvorgang in einem Knoten eingetragener Bindings dargestellt. Nach

38 der Festlegung eines bestimmten Knotens, dessen Bindings oder Verbin, Mal 1WS

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg * # « * &iacgr; &iacgr;*. J""· g^ite 12

&igr; dungszuordnungen gelöscht werden sollen, im Grundzustand zum Start, wird

2 ein Löschsignal in den Prozessor dieses Knotens eingegeben (Schritt 41). Dies

3 kann entweder durch bereits zum Binding benutzte Einrichtungen, wie den In-

4 stallationspin im Falle eines Aktorknotens oder den Schalter im Falle eines

5 Sensorknotens, erfolgen, wobei ggf. zur Unterscheidung von einer Bindingaus-

6 lösung eine Mehrfachbetätigung vorgesehen werden kann, oder es können

7 gesonderte Einrichtungen, wie beispielsweise ein extra eingebauter Löschpin,

8 der z.B. mit einem berührungslos arbeitenden IR-Empfänger oder Reedkontakt

9 versehen sein kann, eingesetzt werden.

11 Auf den Empfang dieses Löschsignals hin löscht der Prozessor des ausge-

12 wählten Knotens alle Einträge in seiner Bindingtabelle und kehrt in seinen is Grundzustand zurück (Schritt 42). Damit ist das Löschen beendet.

is Auch für das Löschen von Einträgen in Bindigtabellen gilt, daß zur Erhöhung

ie der Betriebssicherheit in dem Bussystem zwischen betroffenen Knoten ein

&igr;? Handshake durchgeführt werden kann. So ist es möglich, durch Initiieren eines

is Löschvorgangs an einem Sensor alle damit verbundenen Aktoren ebenfalls

19 zum Löschen des entsprechenden Bindingeintrags in deren Bindingtabelle zu

20 aktivieren. Auch könnte eine Löschauslösung am Aktor alle mit diesem ge-

21 koppelten Sensoren zum Auflösen der Verbindung aktivieren. Alternativ kann

22 das Löschen auch davon abhängig gemacht werden, daß bei genau den beiden

23 Knoten, deren Binding aufgehoben werden soll, das Löschen aktiviert wird.

24 Einzelne oder Kombinationen von Löschvorgangsabläufen können in den Kno-

25 ten durch Zeitfenster sowohl sicherer ablaufen als auch als wählbare Alternase tiven eingerichtet sein.

28 Als weitere Variante ist es möglich, das Löschen in das Bindingverfahren zu

29 integrieren. Dabei kann nach dem Start des Bindingablaufs zunächst in den

30 einzelnen aktivierten Knoten intern eine Abfrageroutine durchgeführt werden,

31 die überprüft, ob ein Löschsignal aktiviert ist. In diesem Fall geht die Vor-

32 gangsverarbeitung dann zu dem Löschschritt (Figur 4: Schritt 42) weiter. An-

33 schließend bestehen dann die Möglichkeiten, daß das Bindingverfahren ent-

34 weder vor, bei oder nach dem Schritt 22 (Figur 3) fortgesetzt oder das gesamte

35 Verfahren beendet wird.

37 Es sind hardware- und steuerungsmäßig verschiedene Einrichtungen, Abläufe

38 und Mechanismen möglich, um die Einstellungen bei der Adressenvergabe,

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg ·*»· « * ti.«

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&igr; dem Binding und dem Löschen sicherer zu gestalten und damit beispielsweise

&zgr; zu verhindern, daß falsche, unbeabsichtigte und/oder überflüssige Einträge in

3 den jeweiligen Tabellen entstehen bzw. bestehen bleiben, so daß die Erfindung

4 nicht auf die vorbeschriebenen Maßnahmen und Merkmale beschränkt ist. Die

5 Erfindung ist ferner nicht auf die geschilderten Gestaltungen der Knoten, der

6 Prozessoren, der (berührungslosen) Pins und des Busses beschränkt, sondern

7 sie umfaßt im Rahmen der Anspruchsformulierung und des Offenbarungsge-

s halts der Beschreibung und Zeichnungen sowie dem üblichen Fachwissen des

&bgr; auf diesem Gebiet tätigen Fachmanns außerdem vorrichtungs- und steue-

io rungsmäßige Anpassungen an zahlreiche Anwendungen.

23, Mai 1OT5

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg

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Bezugszeichenliste

1	Sensor
10	Sensorknoten
11	Schalter als
	Aktiviereinrichtung
12	Prozessor des Sensorknotens
13	Schnittstelle des
	Sensorknotens
2	Aktor
20	Aktorknoten
21	Installationspin als
	Aktiviereinrichtung
22	Prozessor des Aktorknotens
23	Schnittstelle des Aktorknotens
24	Lampe, Leuchte
3	Bus
30	Leitung

23. Mai 1Q95

Claims

6 Ansprüche

9 1. Adressierbarer Knoten mit einer Schnittstelle zum Anschließen an ein Bus-

10 system,

11 dadurch gekennzeichnet,

12 daß der Knoten (10, 20) einen Prozessor (12, 22) enthält, der zum Durch-

13 führen einer Adressenvergabe und/oder eines Bindings mit weiteren Knoten &eegr; (10, 20) ausgelegt ist.

ie 2. Adressierbarer Knoten nach Anspruch 1,

17 dadurch gekennzeichnet,

is daß der Knoten (10, 20) zumindest zum Speichern von Adressen- und/oder

ig Bindingdaten eine wenigstens temporäre Speichereinrichtung enthält.

21 3. Adressierbarer Knoten nach Anspruch 1 oder 2,

23 dadurch gekennzeichnet,

24 daß der insbesondere programmierbare Prozessor (12, 22) einen Adres-

25 senvergabe-Betriebsmodus hat, der vorzugsweise durch das physikalische

26 Anschließen des Knotens (10, 20) über seine Schnittstelle (13, 23) an den

27 Bus (3) eines Bussystems auslösbar ist.

29 4. Adressierbarer Knoten nach Anspruch 3,

so dadurch gekennzeichnet,

si daß der Prozessor (12, 22) eine Adressenerzeugungseinrichtung zum Er-

32 zeugen und Ausgeben eines Adressenwerts an die Schnittstelle (13, 23) im

33 Adressenvergabe-Betriebsmodus hat.

35 5. Adressierbarer Knoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

36 dadurch gekennzeichnet,

37 daß der Prozessor (12, 22) eine Prüfeinrichtung zum Prüfen hat, ob eine an

38 der Schnittstelle (13, 23) empfangene Adresse die eigene Adresse ist, wobei

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Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg

&igr; der Prozessor (12, 22) in Abhängigkeit vom Prüfergebnis zum Ausgeben ei-

2 nes Signals an die Schnittstelle (13, 23) und/oder Speichern der empfange-

3 nen Adresse in der Speichereinrichtung ausgelegt ist.

5 6. Adressierbarer Knoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

6 dadurch gekennzeichnet,

7 daß der Prozessor (12, 22) eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen

8 von an der Schnittstelle (13,23) empfangenen Signalen und/oder Adres-

9 sendaten hat, wobei der Prozessor (12,22) in Abhängigkeit vom Überwa-

10 chungsergebnis

&pgr; - seine eigene Adresse festlegt und insbesondere deren Speicherung ver-

12 anlaßt oder nicht festlegt, um vorzugsweise einen eigenen Adressenwert

is zu ändern und den geänderten Adressenwert an die Schnittstelle (13, 23)

&eegr; auszugeben, und/oder

is - eine Speicherung einer Adresse eines anderen Knotens (10, 20) veranlaßt,

ie und/oder

&igr;? - ein Binding mit dem Prozessor (12, 22) eines anderen Knotens (10, 20)

is durchführt.

20 7. Adressierbarer Knoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

21 dadurch gekennzeichnet,

22 daß der insbesondere programmierbare Prozessor (12, 22) zum Durchführen

23 eines Bindings mit zumindest einem weiteren Knoten (10, 20) einen Binding-

24 Betriebsmodus hat, der vorzugsweise durch eine Aktiviereinrichtung (11, 21)

25 auslösbar ist.

27 8. Adressierbarer Knoten nach Anspruch 7,

28 dadurch gekennzeichnet,

29 daß die Aktiviereinrichtung einen insbesondere berührungslos betätigbaren so Schalter (11) oder Installationspin (21) enthält, wobei vorzugsweise ggf. der si Schalter (11) gleichzeitig die Auslöseeinrichtung eines Sensorknotens oder

32 bevorzugt ggf. der Installationspin (21) ein Reedkontakt oder ein IR-Emp-

33 fänger ist.

35 9. Adressierbarer Knoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

se dadurch gekennzeichnet,

37 daß der Prozessor (12, 22) eine Zeitsteuereinrichtung zur zeitlichen Steue-

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg "&Iacgr;.'\ " ···· «Seiie,3,

• ·

• *

&igr; rung seines Betriebs und/oder der Aus-/Eingaben an der Schnittstelle (13,

&zgr; 23) hat.

4 10. Adressierbarer Knoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

5 dadurch gekennzeichnet,

&bgr; daß der Knoten ein Sensorknoten (10) mit insbesondere einem binären

7 Steuereingang oder ein Aktorknoten (20) vorzugsweise in Form eines

3 Lastrelais ist.

10 11. Adressierbarer Knoten nach Anspruch 10,

11 dadurch gekennzeichnet,

12 daß der Sensorknoten (10) einen Schalter (11), wie z.B. einen Lichtschalter, is bzw. der Aktorknoten (20) Geräte, wie bspw. Lampen (24), Türöffner,

&eegr; Sprechanlagen, Alarm- und/oder Überwachungseinrichtungen enthält.

ie 12. Adressierbarer Knoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

17 dadurch gekennzeichnet,

18 daß der Knoten (10, 20) zum "Plug&Play" ausgelegt ist.

20 13. Adressierbarer Knoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

21 dadurch gekennzeichnet,

22 daß der insbesondere programmierbare Prozessor (12, 22) zum Löschen

23 festgelegter Adressen und/oder Bindings einen Lösch-Betriebsmodus hat,

24 der vorzugsweise durch eine Aktiviereinrichtung (11, 21) auslösbar ist.

26 14. Bussystem,

27 dadurch gekennzeichnet,

28 daß wenigstens ein Sensorknoten (10) und ein Aktorknoten (20) nach einem

29 der Ansprüche 1 bis 12 an einen Bus (3) des Bussystems angeschlossen so sind.

32 15. Bussystem nach Anspruch 14,

33 dadurch gekennzeichnet,

34 daß der Bus (3) eine konventionelle Netzleitung, insbesondere eine 230V-

35 Netzleitung ist.

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