-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Netz zur drahtlosen Datenübertragung,
auf einen Lichtmasten zur Realisierung dieser Netze, sowie auf eine
Anschlussfassung. Ebenso bezieht sie sich auf ein Verfahren zum
Einschalten des Beleuchtungskörpers
an dem erfindungsgemäßen Mast.
Die Erfindung bezieht sich auch noch auf ein Verfahren zur Fernüberwachung
und Fernsteuerung der Beleuchtung in dem erfindungsgemäßen Netz
und ein Verfahren zur Initialisierung des Netzes.
-
Heutzutage
gibt es keine einfache, wirksame und wirtschaftliche Lösung, um
die Fernüberwachung
und Fernsteuerung der Beleuchtung in städtischen Gebieten sicherzustellen.
-
In
der US-Patentschrift A-5,121,287 wird ein Lampensockel für Leuchtstoff-Beleuchtungskörper beschrieben,
welcher die Fernsteuerung des Beleuchtungskörpers gestattet. In der US-Patentschrift A-5,237,264
wird eine mit Infrarotstrahlung arbeitende Fernsteuerung vorgeschlagen,
welche zu einem Empfänger
hin gerichtet ist, der einen Beleuchtungskörper ansteuert. Die US-Patentschrift
A-5,886,738 beschreibt ein Überwachungssystem,
bei dem mittels einer Kamera überwacht
wird, die auf einem Beleuchtungsmasten angebracht ist, wobei die
Kamera die von ihr aufgenommenen Bilder per Fernübermittlung überträgt. Die
US-Patentschrift A-4,995,953 beschreibt ein System zur Fernüberwachung
und Fernsteuerung von elektrischen Geräten in einem Gebäude, welchen
Funkempfänger
zugeordnet sind.
-
In
der US-Patentschrift A-5,874,90e wird ein Netz zur Fernabfrage von
Strom- bzw. Energiezählern
mittels eines Rechners über
Knoten beschrieben, die mit Funkfrequenzen arbeiten. Die Zähler sind
zur Kommunikation mit einem Knoten mit einem Sender/Empfänger ausgerüstet. Ein
Zähler
kann als Übermittler
für einen
weiteren Zähler
in dem Fall dienen, in welchem er für den Knoten unzugänglich ist. Im Übrigen stehen
die Zähler
mit einem lokalen Netz mit CEBus-Protokoll für haustechnische Anwendungen,
insbesondere zur Steuerung der Beleuchtung, in Kommunikationsverbindung.
-
In
der US-Patentschrift A-4,998,095 wird ein System zur Übertragung
von Notfallsignalen beschrieben, welches mit Standlampen bzw. Laternenpfählen funktioniert,
auf welchen ein Sender/Empfänger
angebracht ist. Eine Person, die Hilfe benötigt, betätigt einen tragbaren Sender.
Das von diesem ausgesendete Signal empfängt der Sender/Empfänger eines
in der Nähe
befindlichen Laternenpfahls, der seinerseits ein Signal zu einer
Empfangszentrale übermittelt.
Um die Position der Person an die Hilfsmannschaften zu übermitteln,
kann der Sender/Empfänger
eine zugeordnete Warnlampe betätigen.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Zielsetzung zugrunde, eine Lösung für dieses
Problem vorzuschlagen.
-
Zu
diesem Zweck schlägt
die vorliegende Erfindung einen Lichtmast vor, der mindestens einen elektrischen
Beleuchtungskörper
und einen Funksender/Funkempfänger
aufweist, welcher die Übertragung
von Meldungen sicherstellt, die er empfangen hat, wobei der Sender/Empfänger eine
Schnittstelle zu einer Schaltung zur Überwachung des Beleuchtungskörpers aufweist.
Der Sender/Empfänger kann
vorteilhafterweise von dem Lichtmast mit Strom versorgt werden.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist der Sender/Empfänger
eine Überwachungsschaltung
zum Steuern des Lichtmasts auf. Die Überwachungsschaltung kann vorteilhafterweise das
Einschalten und Ausschalten des Lichtmasten steuern. Außerdem kann
die Überwachungsschaltung
vorteilhafterweise die dem Beleuchtungskörper zugeführte Leistung verändern. Die Überwachungsschaltung
kann schließlich
vorteilhafterweise mindestens eine der folgenden Messungen vornehmen:
- – Messen
des von dem Beleuchtungskörper
verbrauchten Stroms;
- – Messen
der Außentemperatur
oder der Temperatur des Steuerstromkreises;
- – Messen
der Helligkeit in der Umgebung;
- – Messen
der Phasenverschiebung zwischen dem Strom und der Spannung, mit
welchen der Beleuchtungskörper
versorgt wird;
wobei die Überwachungsschaltung des Weiteren
gegebenenfalls einen Speicher zum Abspeichern von einer oder mehreren
vorgenommenen Messungen aufweist.
-
Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
misst die Überwachungsschaltung
den von dem Beleuchtungskörper
verbrauchten elektrischen Strom und schaltet die Stromversorgung
des Lichtmasts in Abhängigkeit
vom gemessenen Strom ab.
-
Entsprechend
einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist der Lichtmast eine Stromversorgung mit Segmentierfunktion
auf, mit welcher der Beleuchtungskörper versorgt wird. Die Stromversorgung
mit Segmentierfunktion versorgt dabei vorzugsweise den Beleuchtungskörper selektiv
mit mindestens einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung,
die unter der ersten Spannung liegt. Die Stromversorgung mit Segmentierfunktion
kann vorteilhafterweise den Beleuchtungskörper selektiv mit mindestens
einer dritten Spannung versorgen. Die Überwachungsschaltung kann vorteilhafterweise
die Stromversorgung mit Segmentierfunktion steuern, insbesondere
um die Spannung zu ermitteln, die an den Beleuchtungskörper anzulegen
ist. Außerdem kann
die Stromversorgung mit Segmentierfunktion vorteilhafterweise auch
den Sender/Empfänger
versorgen.
-
Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei dem Beleuchtungskörper um einen Beleuchtungskörper mit
elektrischer Entladung, vorzugsweise um eine Quecksilberdampflampe
oder eine Natriumdampflampe.
-
Entsprechend
einem anderen Aspekt schlägt die
Erfindung ein Verfahren zum Einschalten des Beleuchtungskörpers des
vorgenannten Lichtmasts vor, das sich dadurch auszeichnet, dass
das Einschalten der Lampe folgendes umfasst:
- – das Anlegen
der ersten Spannung an den Beleuchtungskörper, um den Beleuchtungskörper einzuschalten;
- – nach
dem Einschalten des Beleuchtungskörpers das Anlagen der zweiten
Spannung an den Beleuchtungskörper
zur Versorgung des Beleuchtungskörpers
mit einer Betriebsspannung.
-
Es
ist außerdem
von Vorteil, an den Beleuchtungskörper die dritte Spannung anzulegen,
um so die Beleuchtungsintensität
des Beleuchtungskörpers zu
verändern.
-
Gemäß einem
noch anderen Aspekt regt die Erfindung eine Anschlusslampenfassung
an, die folgendes aufweist:
- – eine Fassung
zum Aufnehmen eines elektrischen Beleuchtungskörpers;
- – einen
Funksender/Funkempfänger,
welcher die Übertragung
von Meldungen gewährleistet,
die er empfangen hat;
- – Einrichtungen
für den
elektrischen Anschluss, der mit der Fassung in elektrischer Verbindung steht;
- – eine Überwachungsschaltung,
welche das Öffnen
und/oder Schließen
der elektrischen Verbindung zwischen den Anschlusseinrichtungen
und der Fassung steuert, bei welcher die Überwachungsschaltung eine Schnittstelle
zum Sender/Empfänger
aufweist.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
bilden die Anschlusseinrichtungen ein Steckerteil darstellt.
-
Entsprechend
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Sender/Empfänger
mit der Vorspannung der Verbindungseinrichtungen versorgt.
-
Im Übrigen kann
der Überwachungsstromkreis
vorteilhafterweise die an die Fassung abgegebene Leistung verändern. Schließlich kann
die Überwachungsschaltung
vorteilhafterweise zumindest eine der folgenden Messungen vornehmen:
- – Messen
des der Fassung zugeführten
elektrischen Stroms;
- – Messen
der Außentemperatur
oder der Temperatur der Überwachungsschaltung;
- – Messen
der Helligkeit in der Umgebung;
- – Messen
der Phasenverschiebung zwischen dem Strom und der Spannung, mit
welchen die Fassung versorgt wird;
- – wobei
die Überwachungsschaltung
eventuell darüber
hinaus einen Speicher zum Abspeichern einer oder mehrerer vorgenommenen
Messungen aufweist.
-
Gemäß einem
noch anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
misst die Überwachungsschaltung
den elektrischen Strom, mit welchem die erste Fassung versorgt wird,
und öffnet
die elektrische Verbindung zwischen den Verbindungseinrichtungen und
der Fassung in Abhängigkeit
vom gemessenen Strom.
-
Entsprechend
einen noch anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die elektrische Verbindung
eine Stromversorgung mit Segmentierfunktion auf, wobei der Eingang
der Stromversorgung mit Segmentierfunktion mit den Verbindungseinrichtungen
verbunden ist und der Ausgang der Stromversorgung mit Segmentierfunktion
mit der ersten Fassung verbunden ist. Vorzugsweise führt die Stromversorgung
mit Segmentierfunktion der Fassung selektiv mindestens eine erste
Spannung zu, sowie eine zweite Spannung, die geringer ist als die erste
Spannung. Vorteilhafterweise versorgt die Stromversorgung mit Segmentierfurktion
selektiv die Fassung mit mindestens einer dritten Spannung. Der Überwachungsstromkreis
steuert vorzugsweise die Stromversorgung mit Segmentierfunktion,
insbesondere zur Ermittlung der Spannung, die an die Fassung anzulegen
ist. Entsprechend einem noch anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
versorgt die Stromversorgung mit Segmentierfunktion unter anderem
auch den Sender/Empfänger.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt schlägt
die Erfindung ein Netz zur Fernüberwachung
und Fernsteuerung einer Beleuchtungsanlage vor, welche mindestens
einen Lichtmast gemäß der Erfindung aufweist,
wobei der Funksender/Funkempfänger
einen Netzknoten darstellt. Das Netz weist vorzugsweise mindestens
einen zweiten Knoten auf, der in einem Schaltschrank angeordnet
ist, welcher den Lichtmast oder zumindest einen beliebigen Lichtmast mit
Strom versorgt. Der zweite Knoten des Netzes weist vorteilhafterweise
die Energieversorgung des Lichtmasts. Im Übrigen nimmt der zweite Netzknoten zumindest
eine der folgenden Messungen vor:
- – Überprüfen des
Vorhandenseins der Versorgungsspannung in dem Schaltschrank;
- – Messen
der von dem Schaltschrank abgegebenen Ströme;
- – Messen
der Leckströme;
- – Messen
der induzierten Ströme;
- – Erfassen
der Isolationsverluste;
- – Messen
des Korrosionspotentials; wobei der zweite Knoten gegebenenfalls
des Weiteren einen Speicher zum Abspeichern einer oder mehrerer
vorgenommenen Messungen aufweist.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist das Netz mindestens einen Router auf, welcher
eine Kommunikationsverbindung zwischen zwei beliebigen Netzknoten
aufbauen kann.
-
Entsprechend
einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren zur Initialisierung
der Adresse eines Netzknotens gemäß der Erfindung vor, das sich
durch folgendes auszeichnet:
- – Zuordnung
einer Standardadresse zu dem Knoten vor dessen Inbetriebnahme;
- – Inbetriebnahme
des Knotens;
- – Übermittlung
einer Meldung an die Standardadresse über das Netz;
- – Nach
Empfang der Rückmeldung Übermittlung einer
Meldung an die Standardadresse über
das Netz, um dem entsprechenden Knoten unter Ersetzung der Standardadresse
eine neue Adresse zuzuweisen.
-
Vorzugsweise
handelt es sich bei der neuen Adresse um eine für den Knoten spezifische Adresse.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren zur Fernüberwachung
und Fernsteuerung einer Beleuchtungsanlage vor, bei welcher ein
erfindungsgemäßes Netz
zum Einsatz kommt und welches sich durch folgendes auszeichnet:
- – Übermittlung
eines Steuerbefehls über
das Netz an die Adresse des ersten Knotens oder des zweiten Knotens;
- – Empfangen
und Ausführen
des Steuerbefehls durch den ersten Knoten oder den zweiten Knoten.
-
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Steuerbefehl an die Adresse des ersten Knotens übermittelt
und empfängt
der erste Knoten den Steuerbefehl und führt diesen aus. Der Steuerbefehl
umfasst das Einschalten oder das Ausschalten des Beleuchtungskörpers des
Lichtmasts. Außerdem
kann der Steuerbefehl das Messen von mindestens einer physikalischen
Größe umfassen,
wobei das Verfahren des Weiteren die Rückübermittlung des Messergebnisses
von dem ersten Knoten über das
Netz umfasst. Bei einer abgewandelten Form umfasst der Steuerbefehl
das Auslesen des Messergebnisses von mindestens einer physikalischen
Größe, welche
der erste Knoten abgespeichert hat, wobei das Verfahren überdies
die Rückübermittlung
des aus dem Speicher ausgelesenen Messergebnisses von dem ersten
Knoten über
das Netz umfasst.
-
Gemäß einem
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Steuerbefehl an die Adresse des zweiten Knotens geschickt
und empfängt
der zweite Knoten den Steuerbefehl und führt diesen aus. Der Steuerbefehl
kann das Öffnen
oder Schließen
der Stromversorgung für
den Lichtmast umfassen. Außerdem
umfasst der Steuerbefehl die Messung von mindestens einer physikalischen
Größe, wobei
das Verfahren außerdem
die Rückmeldung des
Messergebnisses durch den zweiten Knoten über das Netz umschließt. Bei
einer abge wandelten Ausführung
umfasst der Steuerbefehl das Auslesen der Messung von mindestens
einer physikalischen Größe, die
von dem zweiten Knoten in dem Speicher abgespeichert wurde, wobei
das Verfahren unter anderem die Rückmeldung des aus dem Speicher
ausgelesenen Messwerts durch den zweiten Knoten über das Netz umfasst. Vorteilhafterweise
kann das Verfahren folgende Schritte umfassen:
- – Abfrage
des ersten Knotens durch den zweiten Knoten über das Netz;
- – Rückmeldung
des Wertes von mindestens einer physikalischen Größe, die
vom ersten Knoten gemessen wurde;
- – Empfangen
und Abspeichern der physikalischen Größe durch den zweiten Knoten.
-
Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist unter einem Lichtmast
jegliche Stehbeleuchtung bzw. jeder Laternenpfahl oder auch jedes andere
Beleuchtungselement zu verstehen, wie zum Beispiel Leuchtrampen
an Landungsbahnen auf Flughäfen.
Unter Stadtbeleuchtung ist hier jedes Infrastruktursystem zur Beleuchtung
von Ortschaften oder auch größeren Industrieanlagen
wie zum Beispiel Erdölraffinerien,
Kernkraftwerke oder auch wieder die Beleuchtungen an Landebahnen
auf Flughäfen
zu verstehen.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
auf das hier beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
eingegangen wird.
-
1 stellt
ein Netz zur Funkübermittlung von
Daten gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar.
-
2 ist
die Darstellung einer einsteckbaren Fassung gemäß einem Aspekt der Erfindung.
-
3 zeigt
eine abgewandelte Ausführung der
einsteckbaren Fassung gemäß 2.
-
4 stellt
schematisch den Schaltplan der Elektronik dar, die in der einsteckbaren
Fassung gemäß 2 oder 3 enthalten
ist.
-
Unter
Bezugnahme auf 1 wird nun ein Netz zur Funkübermittlung
von Daten gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
-
Das
Netz umfasst eine Vielzahl von Knoten 1 zur Funkübertragung.
Jeder Knoten 1 ist auf einem jeweiligen Lichtmast 1a angeordnet.
Das Netz umfasst vorteilhafterweise Knoten 2 zur Funkübertragung.
Jeder Knoten 2 ist dabei in einem jeweiligen Schaltschrank 2a angeordnet,
welcher eine bestimmte Anzahl von Lichtmasten mit Strom versorgt.
Ganz allgemein können
bis zu 50 Lichtmasten von einem Schaltschrank 2 aus versorgt
werden. Das Netz kann somit auf der Gesamtheit der Lichtmasten in
einer Stadt bzw. einer Ortschaft aufbauen, sowie auf der Gesamtheit
von Schaltschränken,
welche diese Lichtmasten versorgen. Darüber hinaus umfasst das Netz
vorteilhafterweise einen Knoten 3 zur Funkübertragung,
welcher mit einem Router 3a zusammenarbeitet.
-
Entsprechend
der Darstellung in 1 kann das Netz außerdem Knoten 4 aufweisen,
welche auf oder in der Nähe
der zum Netz gehörenden
Elemente 4a angeordnet sind, bei denen es sich hier weder
um Lichtmasten noch um Schaltschränke zur Stromversorgung der
Lichtmasten handelt. Vom Gesichtspunkt der Funkübertragung aus sind die Knoten 4 in ähnlicher
Weise wie die Knoten 1 aufgebaut und stellen die gleichen
Funktionen wie ein Knoten 1 innerhalb des Netzes sicher.
-
Jeder
Knoten 1, 2 und 3 weist einen Funksender/Funkempfänger auf,
der zu einem Modul zur elektronischen Ansteuerung eine Schnittstelle
besitzt, welche eine Mikrosteuerung zur Überwachung und Steuerung der
Kommunikationsabläufe
des Knotens umfasst. Jeder Knoten 1, 2, 3 kann
beispielsweise auf 16 Kanälen
mit Frequenzmodulation arbeiten. Es könnte sich dabei vorzugsweise
um Frequenzen im VHF-Band, UHF-Band oder auch um Hyperfrequenzen
handeln, die beispielsweise in der Größenordnung von 2,4 GHz liegen.
Der Ausbreitungsweg der Funkwellen von einem Knoten zu einem anderen kann
mit direkten Wellen im Raum ablaufen. Das Steuermodul ist vorzugsweise
in der Lage, automatisch den Kommunikationskanal auszuwählen, indem das
Signal-Rausch-Verhältnis
bzw. der Störabstand auf
jedem Kanal gemessen wird, um den Kanal auszuwählen, auf welchem das günstigste
Verhältnis vorliegt.
Außerdem
umfasst es vorteilhafterweise eine Einheit zur automatischen Steuerung
des Verstärkungsfaktors,
um so gegen das Abklingen (das so genannte „Fading") und gegen die Brechung des Signals
an Hindernissen ankämpfen
zu können.
-
Die
Knoten 1 können
vorteilhafterweise mit elektrischen Strom durch das Eintreffen von
Strom versorgt werden, mit welchem der Lichtmast gespeist wird,
auf dem der Knoten angeordnet ist. In ähnlicher Weise können die
Knoten 2 vorteilhafterweise mit Strom durch den Strom versorgt
werden, mit welchem der Schaltschrank 2a gespeist wird,
in welchem er angeordnet ist.
-
Ein
Modus bei der Kommunikation zwischen den Netzknoten kann wie folgt
ausgelegt sein. Es wird dabei betont, dass für die Beschreibung dieses Kommunikationsmodells
jede Bezugnahme auf einen Knoten 1 und auf den ihm zugeordneten
Lichtmast unterschiedslos und tatsächlich einem Knoten 1 und
dem ihm zugeordneten Lichtmast oder auch einem Knoten 4 und
dem zugeordneten zugehörigen Element 4a entspricht.
-
Der
Knoten 3 ist zur Kommunikation mit allen Knoten 2 in
der Lage. Hierzu kann der Knoten 3 ein einziges Funkübertragungssystem
zur sequentiellen Kommunikation mit den Knoten 2 aufweisen.
Der Knoten 3 kann auch mehrere Funkübertragungssysteme aufweisen,
um so gleichzeitig mit mehreren Knoten 2 kommunizieren
zu können.
-
Jeder
Knoten 2 ist zur Kommunikation mit einer entsprechenden
Gruppe von Knoten 1 in der Lage, die nachstehend als angeschlossene
Knoten 1 bezeichnet werden. Vorzugsweise handelt es sich bei
den an einen Knoten 2 angeschlossenen Knoten um jene, die
auf allen Lichtmasten 1a angeordnet sind, welche von dem
Schaltschrank 2a aus mit Energie versorgt werden, in dem
der betreffende Knoten 2 angeordnet ist. Die Kommunikation
eines Knotens 2 mit jedem der angeschlossenen Knoten 1 kann
direkt erfolgen. Doch ist es noch vorteilhafter, wenn die Kommunikation
zwischen einem Knoten 2 und einem beliebigen angeschlossenen
Knoten 1 durch Weiterübermittlung
der Kommunikation durch weitere angeschlossene Knoten 1 stattfindet,
die aber vom räumlichen
Gesichtspunkt aus zwischen dem Knoten 2 und dem betreffenden
Knoten 1 zwischengeschaltet sind. Mit anderen Worten kann
jeder Knoten 1 als Tochtersender oder Zwischenverstärker bzw.
Umsetzer für
einen oder mehrere benachbarte Knoten 1 dienen. Unter Weitervermittlung
bzw. Umsetzung der Meldung von einem Knoten ist hier das Empfangen der
Meldung mittels dieses Knotens zu verstehen, welcher nach Verarbeitung
mit Hilfe seines Steuermoduls die Meldung erneut an die Adresse
eines anderen Knotens aussendet, und zwar in Form eines neuen Rasters.
Bei einer abgewandelten Form könnte
die erneute Aussendung in klassischer Form aus einer erneuten Verstärkung des
Signals bestehen. Da die Lichtmasten im allgemeinen entlang der
Straße
ausgerichtet sind, könnte
die Kommunikation zwischen einem Knoten 2 und einem beliebigen
angeschlossenen Knoten 1 somit über die Vorspan nung der Knoten 1 aller
Lichtmasten 1a erfolgen, welche zwischen dem Schaltschrank 2a des
Knotens 2 und dem Lichtmast 1a des betreffenden
Knotens 1 stehen, wobei die zwischengeschalteten Knoten 1a jedes
Mal im Anschluss die Meldung des Knotens 2 zum betreffenden
Knoten 1 oder umgekehrt erneut übertragen. Diese An der Übertragung
definiert eine echte Übertragungskette
zwischen dem Knoten 2 und den angeschlossenen Knoten 1.
Es liegt auf der Hand, dass der Knoten 2 in direkter Kommunikationsverbindung
mit dem oder den angeschlossenen Knoten 1 steht, der bzw.
die ihm räumlich
am nächsten liegen.
Bei dieser Auslegung – die
in 1 dargestellt ist – befindet sich jeder Knoten
2 am Anfang einer Übertragungskette,
welche alle Knoten 1 umfasst, die an den Knoten 2 angeschlossen
sind. Bei einer abgewandelten Form ist es möglich, einen Knoten 2 am
Anfang mehrerer getrennter Übertragungsketten
vorzusehen, die jeweils aus Knoten 1 bestehen, die dem
Knoten 2 zugeordnet sind; beispielsweise befindet sich
eine Kette, die aus den Knoten 1 der Lichtmasten 1a besteht,
die neben einer Straße
stehen, und eine zweite Kette zu bilden, die aus den Knoten 1 der
Lichtmasten 1a besteht, welche auf der anderen Seite dieser
Straße
aufgestellt sind, wobei die beiden Ketten an ihrem Ende den gleichen
Knoten 2 des Schaltschranks 2a aufweisen, von
dem aus sie mit Strom versorgt werden. Bei einer Abwandlung ist
es möglich,
dass die Übertragungsketten
in mehrere Teil-Übertragungsketten
aufgeteilt werden, wobei sich ein Knoten 1 der Kette am
Anfang einer Vielzahl von Teilketten befindet, welche jeweils aus
angeschlossenen Knoten 1 bestehen, die an den gleichen Knoten 2 am
Anfang der Kette angeschlossen sind; Dieser Fall gemäß der Figur
kann dann zum Einsatz kommen, wenn ein Schaltschrank 2a die
Lichtmasten 1a einer ersten Straße und danach auch die Lichtmasten
einer zweiten Straße
mit Strom versorgt, welche die erste Straße schneidet. Es ist natürlich nicht erforderlich,
dass die Übertragungsketten
in der hier beschriebenen Form homogen ausgeführt werden, was bedeutet, dass
am Anfang ein Knoten 2 vorgesehen ist, auf den einer oder
mehrere Knoten 1 – oder
auch Knoten 4 ähnlich
den Knoten 1 – folgen. Zum
Beispiel kann am Anfang der Kette ein Knoten 1 - oder auch ein Knoten 4 – vorgesehen
werden, oder es kann auch ein Knoten 2 zwischen zwei Knoten 1 der
Kette angeordnet sein, wobei dieser letztere Fall in der unteren
Kette in 1 dargestellt ist.
-
Außerdem ist
es von Vorteil, dass die Reichweite bei der Übertragung jedes angeschlossenen Knotens 1 mehrere
andere angeschlossene Knoten 1 abdeckte. Ebenso ist es
von Vorteil, wenn ein Knoten 2 mit mehreren angeschlossenen
Knoten 1 kommunizieren kann. Somit könnte bei Ausfall oder Betriebsstörung eines
Knoten 1, wodurch dieser an der Weiterleitung einer Meldung
gehindert wird, der Knoten 1 – oder auch der Knoten 2 – der vergeblich
versucht hat, an diesen gestörten
Knoten eine Meldung zu übertragen,
diese erneut zu einem anderen Knoten 1 zu übermitteln,
an dem keine Störung
vorliegt, um so die Übertragungskette
nicht zu unterbrechen. Wenn man weiß, dass zwei aufeinander folgende Lichtmasten
im Allgemeinen in einem Abstand von mindestens 30 m von einander
aufgestellt sind, könnte
hierzu die Leistung jedes einzelnen Knoten so festgelegt werden,
dass sie beispielsweise eine Distanz von 100 bis 200 m abdeckt,
um so mindestens drei aufeinander folgende Knoten 1 zu
erfassen, was einer Leistung entspricht, die etwa zwischen 1 und
2 W liegt. Die Knoten 1 und 2 könnten jeweils
mit einer angerichteten Antenne bzw. Rundstrahlantenne ausgerüstet werden.
Es ist von Vorteil, wenn jeder Knoten in der Kette eine Meldung
als Empfangsquittung an den vorhergehenden Knoten absetzt, der an
diesen Knoten eine Meldung adressiert hat; auf diese Weise kann
jeder Knoten in der Kette leicht feststellen, ob an dem nachfolgenden
Knoten eine Störung
vorliegt, und wenn dies der Fall ist, die Meldung an einen anderen
Knoten in der Kette erneut aussenden.
-
Der
Knoten 3 kann ebenfalls mit jedem der Knoten 1 über die
Vorspannung des Knotens 2, an den er angeschlossen ist,
kommunizieren, wobei der Knoten 2 als Umsetzer bzw. Verstärker dient.
Es ist tatsächlich
von Vorteil, wenn der Router 3a Weichenfunktionen einsetzt,
mit welchen es möglich
ist, eine Kommunikation zwischen zwei beliebigen Knoten im Netz
aufzubauen, indem beispielsweise die gleichen Weichenprioritäten für die angesprochenen
Weichen vorgesehen werden wie jene, die von Selbstwähleinrichtungen
in der herkömmlichen
RTC-Telefonie verarbeitet werden, mit dem einzigen Unterschied,
dass hier darauf hingewiesen wird, dass es sich im vorliegenden
Fall um eine Hertzsche Verbindung handelt.
-
Die
Kommunikation zwischen dem Knoten 3 und den Knoten 2 kann
direkt erfolgen; in diesem Fall benötigen sie eine Leistung, die
höher ist
als die Leistung der Knoten 1, um die größeren Distanzen
abzudecken. Die Knoten 2 könnten eine zum Knoten 3 hin ausgerichtete
Richtantenne aufweisen, wohingegen der Knoten 3 vorzugsweise
eine angerichtete Antenne aufwiese. Da die Kommunikation im Netz
einerseits zwischen dem Knoten 3 und den Knoten 2 abläuft, welche
einer ersten Kommunikationsebene entsprechen, und ande rerseits zwischen
jedem Knoten 2 und den angeschlossenen Knoten, welche einer zweiten
Kommunikationsebene entsprechen, können Funkfrequenzen und Protokolle
eingesetzt werden, die für
jede Stufe unterschiedlich sind. In diesem Fall weisen die Knoten 2 zwei
Sender/Empfänger
auf, welche jeweils einer Kommunikationsstufe entsprechen. Außerdem ist
es ebenso möglich,
die Kommunikation zwischen dem Knoten 3 und den Knoten 2 unter
Heranziehung von zwischengeschalteten Knoten für die Funkübertragung als Umsetzer bzw.
Verstärker
in ähnlicher
Weise wie die zuvor beschriebene Weiterübermittlung zwischen den Knoten 2 und den
Knoten 1 aufzubauen. Die Umsetzer zwischen dem Knoten 3 und
einem Knoten 2 könnten
weitere Knoten 2 sein, vgl. auch die Knoten 1.
-
Dieser
Kommunikationsmodus könnte
auch in anderen Netzen als dem in 1 dargestellten Netz
eingesetzt werden. Selbstverständlich
kann as Netz auch mit anderen Kommunikationsmodi als dem hier beschriebenen
Modus arbeiten.
-
Das
Netz kann vorteilhafterweise mit einem interaktiven Adressierverfahren
arbeiten, um jedem Knoten in der nachstehend beschriebenen Weise eine
Adresse zuzuordnen. Das Steuermodul jedes Knotens im Netz besitzt
einen Speicher, zum Beispiel einen EEPROM-Speicher, wobei eine Identifizierungsnummer
hierbei als Adresse im Netz dient. Bei der Herstellung wird vor
der Installation am Aufstellort allen Knoten eine gleiche Identifizierungsnummer
als Standardwert zugeordnet. Alle Knoten werden nacheinander am
Aufstellort so in Betrieb genommen, dass sie zu einem Netz gehören, was
folgendermaßen
geschieht: Nach erster Inbetriebnahme eines Knotens am Installationsort
sendet der Router 3 oder eine beliebige zentrale Station
zur Überwachung
und Steuerung eine Abfragemeldung an diesen Knoten, der als Adresse
die auf Standardwert eingestellte Identifizierungsnummer trägt. Dieser
Knoten sendet als Reaktion eine Empfangsbestätigung zurück. Der Router 3 oder
die Zentralstation sendet an ihn nun eine neue Meldung, mit welcher
eine neue spezifische Identifikationsnummer angegeben wird, die
als die Adresse dieses Knotens im Netz dient. Beim Empfangen ersetzt
nun der betreffende Knoten im Speicher die als Standardwert vergebene
Identifikationsnummer durch diese neue Nummer. Sobald einmal seine
neue Nummer abgespeichert ist, könnte nun
mit der ersten Inbetriebnahme eines weiteren Knotens auf die gleiche
Weise weitergearbeitet werden. Die Prozedur kann selbstverständlich automatisiert
werden, indem zyklisch eine Abfragemeldung speziell an einen eventuellen
Knoten mit dem Standardwert als Identifikationsnummer ausgesendet wird.
Bei einer Reaktion weiß der
Router 3 bzw. die Zentralstation, dass ein neuer Knoten
in Betrieb genommen wurde und könnte
nun automatisch diesem eine spezifische Identifikationsnummer zuweisen. Andererseits
ist das Fehlen einer Reaktion das Zeichen dafür, dass die Inbetriebnahme
eines neuen Knotens nicht gegeben ist oder dass an diesem eventuell
eine Störung
vorliegt. Dieses interaktive Adressierverfahren kann auch bei anderen
Netzen als den erfindungsgemäßen angewendet
werden. Das erfindungsgemäße Netz
kann selbstverständlich auch
mit einem anderen Adressierverfahren arbeiten.
-
Die
Weiterleitung von Meldungen zwischen zwei beliebigen Knoten, die
untereinander kommunizieren möchten,
lässt sich
mit Hilfe der an sich bekannten Verfahren realisieren. Zum Beispiel
lässt sich
dies auf folgende Weise bewerkstelligen: Mitten in einer Übertragungskette
besitzen die Knoten jeweils als Adresse eine Nummer, die sich an
die vorhergehende Nummer anschließt. Auf diese Weise überprüft ein beliebiger
Knoten, welcher eine Meldung erhält,
die an ihn von einem anderen Knoten adressiert wurde, den Inhalt
der Meldung, welche die Adresse des Knotens enthält, der an diesen Knoten die
Meldung geschickt hat, sowie die Adresse des Zielendknotens der
Meldung. Wenn es sich bei dem in Frage stehenden Knoten nicht um
das Endziel handelt, so sendet er die Meldung erneut aus. Wenn es
sich bei dem Knoten, der an ihn eine Adresse (n–1) geschickt hat, die kleiner
als seine eigene Adresse (n) ist, so übermittelt er die Meldung an
die Adresse (n+1), die unmittelbar höher ist als seine eigene. Wenn
im Gegenteil der Knoten, der an diesen Knoten die Meldung geschickt
hatte, eine Adresse (n+1) besitzt, die größer als seine eigene ist (n),
so schickt er die Meldung an die Adresse (n–1), die unmittelbar kleiner
ist als seine eigene. Selbstverständlich übernimmt der Router 3 die
Weichenfunktion zwischen den verschiedenen Ketten.
-
Das
Netz könnte
von der Art sein, bei der ein wahlfreier Zugriff gegeben ist, bei
welchem ein Knoten sendet, nachdem er durch Abhören festgestellt hat, dass
der Kanal frei ist. Es ist von noch größerem Vorteil, wenn das Netz
von der Art ist, bei der ein gesteuerter Zugriff vorliegt, bei welchem
ein Knoten – vorzugsweise
der Knoten 3 – die
Funktion eines Masters hat und als einziger die Berechtigung zur
Kommunikation zu den anderen Knoten besitzt, beispielsweise durch
Durchmusterung, was auch als „Polling" bezeichnet wird.
-
Nachstehend
wird nun ein System zur Fernüberwachung
und Fernsteuerung einer Stadtbeleuchtung oder dergleichen unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Netzes
beschrieben. Bei dieser Anwendung ist es von Vorteil, dass das Netz
mit dem Kommunikationsmodus und dem Adressierverfahren funktioniert,
die zuvor beschrieben wurden, doch könnten ebenso auch andere Verfahren
und Modi zum Einsatz kommen.
-
Das
Steuermodul jeder der Knoten 1 der Lichtmasten 1a,
die überwacht
und gesteuert werden sollen, ist komplett mit einer Steuereinheit
für den Lichtmast
ausgerüstet.
Diese Steuereinheit des Lichtmasts kann insbesondere eine oder mehrere der
folgenden Funktionen erfüllen:
- – das
Einschalten oder Ausschalten des Beleuchtungskörpers des Lichtmasts 1a steuern,
auf welchem dieser Knoten 1 angeordnet ist;
- – das
Zünden
des Beleuchtungskörpers überwachen
und steuern;
- – die
dem Beleuchtungskörper
zugeführte
Versorgungsleistung variieren;
- – den
von dem Beleuchtungskörper
verbrauchten elektrischen Strom ermitteln;
- – die
Phasenverschiebung zwischen dem Strom und der Spannung ermitteln
(cos φ);
- – die
Helligkeit auf der Höhe
des Beleuchtungskörpers
messen;
- – die
Außentemperatur
oder die Innentemperatur des elektronischen Moduls messen.
-
Diese
Funktionen können
in an sich bekannter Weise realisiert werden.
-
Das
Steuermodul des Knotens am Lichtmast könnte in seinem Speicher die
so gemessenen Daten abspeichern.
-
In
dem Fall, in dem die Steuereinheit des Lichtmasts Einrichtungen
zum Messen des von dem Beleuchtungskörper verbrauchten elektrischen Stroms
umfasst, könnte
sie vorteilhafterweise die Stromversorgung des Beleuchtungskörpers am Lichtmast 1a im
Fall einer zu hohen gemessenen Stromstärke aus Gründen der Sicherheit des Lichtmasts
unterbrochen wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die Wiederinbetriebnahme
des Beleuchtungskörpers
entweder von Hand erfolgt oder einen Befehl voraussetzt, der von
der Überwachungsstation,
die nachstehend noch erläutert
wird, an das Modul zur Steuerung des Lichtmasts übermittelt wird.
-
In
gleicher Weise wird das Steuermodul für jeden der Knoten 2 der
Schaltschränke 2a,
die überwacht
und verwaltet werden sollen, komplett mit einer Steuereinheit für den Schaltschrank
ausgerüstet, Diese
Steuereinheit für
den Schaltschrank kann insbesondere eine oder mehrere der folgenden
Funktionen ausführen:
- – in
dem Schaltschrank 2a des zugeordneten Knotens 2 das Öffnen oder
Schließen
der Stromversorgungsschaltung für
die über
diesen Schaltschrank mit Strom gespeisten Lichtmasten steuern;
- – das
Vorhandensein der Versorgungsspannung für den Schaltschrank überprüfen;
- – die
von dem Schaltschrank an die Lichtmasten zugeführten Ströme oder die induzierten Ströme oder
die Leckströme,
etc. messen;
- – die
Isolierverluste erfassen;
- – das
Korrosionspotential messen.
-
Die
Messungen und Überprüfungen können kontinuierlich
laufend vorgenommen werden. Das Öffnen/Schließen der
Stromversorgungsschaltung für
die Lichtmasten, die von dem Schaltschrank aus gespeist werden,
kann in Entsprechung zur Helligkeit in der Umgebung oder unter Einhaltung
eingebauter Stundenprogramme realisiert werden.
-
Diese
Funktionen können
in an sich bekannter Weise realisiert werden.
-
Das
Steuermodul zum Steuern des Knotens 2 des Schaltschranks
könnte
in seinem Speicher die so ermittelten Daten abspeichern.
-
Außerdem ist
eine Überwachungsstation 3b – im typischen
Fall ein Rechner mit einem Bildschirm – mit dem Router 3 verbunden.
Sie könnte
ebenso auch mit einem beliebigen Knoten im Netz verbunden werden,
Diese Überwachungsstation
arbeitet ein Programm ab, das dazu bestimmt ist, die Lichtmasten 1a und
die Schaltschränke 2a dadurch
zu steuern, dass Meldungen über
das Netz zu den entsprechenden Knoten 1 oder 2 geschickt
werden. Die Steuermodule zum Steuern dieser Knoten 1 oder 2 könnten die
in den von der Überwachungsstation
einlaufenden Befehlen enthaltenen Meldungen ausführen. Die so übermittelten
Befehle könnten
sich selbstverständlich
auch auf jede Funktion beziehen, die das Steuermodul für den Knoten 1 oder 2 im
Hinblick auf den Betrieb des entsprechenden Lichtmasts 1a oder
des betreffenden ausführen
kann, insbesondere die Funktionen, die vor stehend beschrieben wurden. In
gleicher Weise könnte
die Überwachungsstation über das
Netz einen beliebigen Knoten 1 oder 2 aufordern,
an sie als Rückmeldung
die Messergebnisse oder andere erfasste Daten zu übermitteln,
die sich auf den Betrieb des Lichtmasts oder des Schaltschranks
beziehen und von dem Steuermodul für den entsprechenden Knoten
erfasst und abgespeichert wurden. Die Überwachungsstation könnte die
so zurückgemeldeten
Daten verarbeiten, die laufenden Aufzeichnungen für diese
Daten vornehmen und auch die Lichtmasten und Schaltschränke in Abhängigkeit
von diesen Daten zu steuern. Die Überwachungsstation arbeitet
vorzugsweise mit der sequentiellen Abfrage der Daten.
-
Ganz
allgemein kann diese Überwachungsstation
mit der Aufgabe betraut werden, die Meldungen – in Verbindung mit dem Router 3 – durchzuschalten
und die Knoten im Netz in ihrer Gesamtheit zu verwalten.
-
In
Abwandlung hiervon können
die Knoten 2 zyklisch oder auf Anforderung der Überwachungsstation
die nachgeschalteten Knoten 1 darauf abfragen, damit diese
an sie die Messdaten und andere erfassten Daten im Zusammenhang
mit dem Betrieb des Lichtmasts übermitteln.
Der Knoten 2 könnte
nun in seinem Speicher diese Daten abspeichern. In diesem Fall könnte die Überwachungsstation
die Daten, die sich auf die Lichtmasten 1 beziehen, in
ihrer Gesamtheit direkt an den Knoten 2 erhalten, ohne
selbst die Knoten 1 abzufragen.
-
Die
korrekte Überwachung
und Steuerung von Beleuchtungsinstallationen in einer Stadt in der vorstehend
beschriebenen Weise setzt nur eine geringe Arbeitsbelastung für die verschiedenen
Elemente voraus, aus welchen das Netz aufgebaut ist. Es ist somit
von Vorteil, wenn die Zeit, die durch die Fernüberwachung und Fernsteuerung
der Stadtbeleuchtung nicht beansprucht wird, für die Kommunikation mit oder
unter den zusätzlich
zu Lichtmasten oder Schaltschränken
zur Stromversorgung der Lichtmasten zum Netz zugeschalteten Geräten 4a genutzt
wird. Diese zugehörigen
Geräte 4a sind
somit jeweils mit einem Knoten zur Funkübermittlung 4 verbunden,
der auf dem zugehörigen
Gerät oder
in dessen Nähe
angeordnet ist. Jeder Knoten 4 weist die gleichen Elemente
wie ein Knoten vom Typ 1 oder 2 auf, und zwar
einen Sender/Empfänger,
der von einem elektronischen Steuermodul zu überwachen und zu steuern ist.
Da die zugehörigen
Geräte 4a heterogen
sein können,
ist das Steuermodul für
den Knoten 4 mit dem entsprechenden zugehörigen Gerät 4a vorzugsweise über die
Vorspannung eines Modems zur Protokollanpassung ver banden. Ein Knoten 4 realisiert
die gleichen Funktionen in dem Netz wie jeder beliebige Knoten 1,
soweit es um die Funkübermittlung
geht.
-
Das
zugehörige
Element 4a könnte
somit durch das Netz hindurch mit einem anderen zugehörigen Element 4a oder
mit der Überwachungsstation – oder auch
umgekehrt – kommunizieren.
-
Zum
Beispiel kann ein zugehöriges
Element 4a aus einer anderen Überwachungsstation bestehen,
die speziell für
die Steuerung und Verwaltung oder die Überwachung anderer zugehöriger Elemente über das
Netz vorgesehen ist, wie zum Beispiel:
- – Verkehrsampeln
zur Verkehrsregelung oder andere Straßenhinweise und Signalanzeigen;
- – Alarmanlagen
in Gebäuden;
- – Anzeigetafeln,
die überall
in der Stadt installiert sind;
- – Kameras
zur Überwachung
des Straßenverkehrs,
insbesondere zur Übermittlung
von Kamerabildern über
das Netz an die Überwachungszentrale.
-
Die
zugehörigen
Elemente 4a können
ebenso gut auch mobil sein. So können
zugehörige
Elemente 4a aus Ansteckteilen bestehen, in welche ein Sender
eingebaut ist und die von kranken Personen getragen werden. Wird
auf einen Knopf auf dem Ansteckteil gedrückt, so wird dadurch die Aussendung einer
Alarmmeldung über
das Netz an ein Hilfszentrum veranlasst – das wiederum ein anderes
zugehöriges
Elemente 4a darstellt – wodurch
es gleichzeitig möglich
wird, die betreffende Peson anhand der Identifikationsnummer des
Senders zu identifizieren und den Standort der betreffenden Person
dadurch zu ermitteln, dass die Identifikationsnummer des nächsten Knotens
bzw. der nächstgelegenen
Knoten 1 ermittelt wird.
-
In
gleicher Weise ist es möglich,
zwischen einer Sendezentrale und Empfängern einen Funkmeldedienst über das
Netz einzurichten. Das Netz kann auch als Telefonienetz im Festnetzbetrieb
oder Mobilfunkbetrieb eingesetzt werden, das zum Beispiel speziell
für die
städtischen
Bediensteten vorgesehen ist.
-
In
Verbindung mit 2 wird nun eine einsteckbare
Fassung 10 beschrieben, die speziell so angepasst ist,
dass sie einen Knoten 1 des vorstehend beschriebenen Netzes
bildet.
-
Die
einsteckbare Fassung 10 weist ein Gehäusel 1 auf, das durch
einen Deckel 12 geschlossen wird. Ein Steckerteil 13 mit
Schraubgewinde – ähnlich einem
Lampensockel- ist im Boden 11a des Gehäuses 11 angeordnet
und steht über
das Gehäuse 11 über. Das
Steckerteil 13 kann in einer Fassung 20 angeschlossen
werden, mit welcher ein Lichtmast 1a ausgerüstet ist.
Der Deckel 12 hält
durch Überrasten auf
dem Gehäuse 11.
Er kann außerdem
festgeklebt werden, um eine vollständige Abdichtung zu gewährleisten.
-
Im
Inneren des Gehäuses
ist eine gedruckte Schaltung 14a angeordnet. Die Fassung
ist elektrisch an die gedruckte Schaltung 14a angeschlossen.
Eine zweite gedruckte Schaltung 14b ist in dem Gehäuse 11 zwischen
dem Deckel 12 und der gedruckten Schaltung 14a angeordnet.
Eine Fassung 15 mit Schraubgewinde ist in dem Deckel 12 angeordnet.
Die gedruckte Schaltung 14b weist Zungen bzw. Blättchen 16 auf,
welche den elektrischen Kontakt mit einer entsprechenden Glühbirne 21 sicherstellen
können,
wenn diese in die Fassung 15 eingeschraubt wird.
-
Infolgedessen
kann die einsteckbare Fassung 10 in der herkömmlichen
Fassung eines Lichtmasts montiert werden, welche üblicherweise
die Glühbirne
direkt aufnimmt, die nun in die Fassung 15 der einsteckbaren
Fassung 10 eingesetzt wird. Selbstverständlich können die Fassungenl 3 und 15 von
jeder geeigneten Art auch ohne Schraubgewinde sein. In einer abgewandelten
Form sieht 4 eine einsteckbare Fassung
vor, in welcher das Steckerteil 13 durch ein Anschlusspolbrett 13a,
das auf die Außenfläche des
Bodens 11a des Gehäuses 11 aufgesetzt
ist, sowie durch einen Gewindestab 13b ersetzt wurde, der
ebenfalls auf der Außenfläche des
Bodens 11a angeordnet ist, um so die Befestigung der einsteckbaren
Fassung 10 mit Hilfe einer Mutter zu ermöglichen.
-
Die
beiden gedruckten Schaltungen 14a und 14b stehen
mit einander in elektrischer Verbindung und weisen die folgenden
elektronischen Schaltungen auf, die beispielhaft in 4 dargestellt
sind:
- – einen
auf Funkfrequenz arbeitenden Sender/Empfänger 17;
- – ein
Modul zur elektronischen Steuerung mit Mikroprozessor 18;
- – eine
Stromversorgung 19 mit Segmentierfunktion.
-
Der
Sender/Empfänger 17 besitzt
eine Schnittstelle zum Steuermodul 18, welches die Kommunikationsvorgänge des
Senders/Empfängers 17 überwacht
und steuert. Der Sender/Empfänger 17 und
das Steuermodul 18 sind an sich bekannt und können vorteilhafterweise
die Merkmale und Funktionen aufweisen, die im Zusammenhang mit der
Beschreibung der Knoten 1 für diese Elemente erläutert wurden.
Insbesondere könnte
das Steuermodul 18 einen Speicher vom Typ EEPROM zum Abspeichern einer
Identifikationsnummer aufweisen, die zur Adressierung im Netz dient.
Es könnte
auch eine lichtempfindliche Zelle 18a aufweisen, die beispielsweise
in einer Öffnung
angeordnet ist, die auf dem Deckel oder in einer Seitenwandung des
Gehäuses 11 zum
Messen der Helligkeit auf der Außenseite ausgebildet ist. Ganz
allgemein wird darauf hingewiesen, dass das Steuermodul 18 eine
Steuereinheit zum Steuern des Lichtmasts umfassen könnte, welche
insbesondere eine oder mehrere der folgenden Funktionen übernehmen
kann:
- – das
Einschalten oder Ausschalten des Beleuchtungskörpers steuern, der in der Fassung 15 der einsteckbaren
Fassung 10 montiert ist, die ihrerseits wieder auf einem
Lichtmast 1a oder dergleichen installiert ist;
- – das
Zünden
dieses Beleuchtungskörpers überwachen
und steuern;
- – die
diesem Beleuchtungskörper
zugeführte
Versorgungsleistung verändern;
- – den
von diesem Beleuchtungskörper
verbrauchten elektrischen Strom messen;
- – die
Phasenverschiebung zwischen dem Strom und der Spannung ermitteln
(cos φ);
- – die
Außentemperatur
oder die Innentemperatur des elektronischen Moduls messen.
-
Diese
Funktionen können
in an sich bekannter Weise realisiert werden.
-
In
dem Fall, in dem die Steuereinheit zum Steuern des Lichtmasts Einrichtungen
zum Messen des von dem Beleuchtungskörper verbrauchten elektrischen
Stroms aufweist, könnte
sie vorteilhafterweise die Stromversorgung des Beleuchtungskörpers des
Lichtmasts im Falle einer zu hohen gemessenen Stromstärke unterbrechen,
um so den Lichtmast sicherer zu machen. In diesem Fall wird bevorzugt, dass
die Wiederinbetriebnahme des Beleuchtungskörpers von Hand erfolgt oder
einen Befehl voraussetzt, der von der nachste hend noch erläuterten Überwachungsstation
an das Steuermodul zum Steuern des Lichtmasts übermittelt wird.
-
Der
Sender/Empfänger 17 und
das Steuermodul 18 werden mit der Vorspannung der Fassung 13 versorgt,
wenn die einsteckbare Fassung 10 in einer entsprechenden
Fassung 20 eines Lichtmasts oder dergleichen montiert wird,
die mit elektrischem Strom versorgt wird.
-
In
gleicher Weise erhält
die Stromversorgung mit Segmentierfunktion 19 ihre Energie
von der Fassung 13, während
ihre Ausgänge
mit den Zungen bzw. Blättchen 16 verbunden
sind, um so die Glühbirne 21 zu
versorgen, wenn diese in die Fassung 15 eingesetzt wird.
-
Die
Stromversorgung mit Segmentierfunktion 19 wird vorteilhafterweise
mittels des Steuermoduls 18 so gesteuert, dass die Glühbirne 21 mit
Strom versorgt wird, oder auch nicht, und/oder um die von der Glühbirne 21 abgegebene
Leistung zu verändern.
-
Ein
Gehäuse 11 mit
dem Durchmesser von 60 mm und einer Tiefe von 50 mm kann zum Beispiel ausreichen,
um die vorgenannten Bauelemente in ihrer Gesamtheit aufzunehmen.
-
Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
wird der Funksender/Funkempfänger 17 durch
einen Sender/Empfänger
mit Trägerstrom
ersetzt.
-
Zur
Bildung eines Knotens 1 im Netz gemäß der Erfindung genügt es, statt
einer üblichen
Glühbirne 21 an
deren Stelle eine einsteckbare Fassung 10 auf einem Lichtmast
anzubringen. Mit anderen Worten wird das Steckerteil 13 der
einsteckbaren Fassung 10 in der Fassung 20 des
Lichtmasts montiert, welche üblicherweise
die Glühbirne 21 aufnimmt,
wobei letztere danach in der Fassung 15 der einsteckbaren
Fassung 10 montiert wird.
-
Nachstehend
wird nun die Stromversorgung 19 mit Segmentierfunktion
in weiteren Einzelheiten beschrieben.
-
Der
Eingang der Stromversorgung mit Segmentierfunktion 19 ist
mit einer Diodenbrücke
D3 zum Gleichrichten des Stroms verbunden. Vorzugsweise sind ein
Glättungskondensator
C9 und eine Zenerdiode D8 parallel an den Ausgängen der Diodenbrücke D8 geschaltet,
um die gleichgerichtete Spannung zu glätten und zu stabilisieren.
Die gleichgerichtete Spannung, die gegebenenfalls auch geglättet und
stabilisiert ist, wird an die Primärwicklung eines Transformators
Tr1 mittels eines gesteuerten Schalters D7 angeschlossen, um die
an die Primärwicklung
des Transformators Tr1 angelegte Spannung mit erhöhter Frequenz
zu zerhacken. Der gesteuerte Schalter D7 ist im vorliegenden Fall
ein Thyristor, doch könnte
er auch ein Leistungstransistor oder jedes andere geeignete Bauteil
sein. Der Transformator Tr1 weist eine Sekundärwicklung mit mehreren Ausgängen auf,
von denen jeder eine andere Spannung liefert. Die drei ersten Ausgänge der
Wicklung sind jeweils über
einen entsprechenden gesteuerten Schalter D4, D5, D6 an den Ausgang
der Stromversorgung 19 mit Segmentierfunktion geschaltet,
d.h. an die zur Aufnahme der Glühbirne 21 bestimmte
Fassung 15. Die gesteuerten Schalter D4, D5, D6 sind von
einem Typ, der dem Typ des Schalters D7 ähnlich ist.
-
Die
Stromversorgung mit Segmentierfunktion 19 ist insbesondere
dazu geeignet, eine Glühbirne 21 vom
Typ einer Entladungslampe oder Entladungsröhre und insbesondere von der
Art einer Quecksilberdampflampe oder einer Natriumdampflampe mit Strom
zu versorgen.
-
Zu
diesem Zweck wird der Eingang der Stromversorgung mit Segmentierfunktion 19 beispielsweise
mit einer Netzspannung von 230 V gespeist. Der Schalter D7 wird
auf eine erhöhte
Frequenz umgeschaltet, die zwischen etwa 30 kHz und 90 kHz liegt.
Bei dem hier besprochenen Beispiel liegt die Frequenz bei 60 kHz.
Das auf diese Weise erhaltene zerhackte Signal wird an die Primärwicklung
des Transformators Tr1 angelegt.
-
Die
Sekundärwicklung
des Transformators Tr1 weist einen ersten Ausgang auf – nämlich den Ausgang,
welcher dem Schalter D4 entspricht – der eine ausreichend hohe
Spannung liefert, um die Zündung
der Lampe bzw. Röhre
herbeizuführen.
Bei dem hier besprochenen Beispiel beträgt liegt diese Spannung bei
600 V.
-
Die
Sekundärwicklung
des Transformators Tr1 weist einen zweiten Ausgang auf – nämlich den Ausgang,
welcher dem Schalter D5 entspricht – der eine Spannung abgibt,
welche einer Spannung entspricht, die der Nennbetriebsspannung der
Lampe bzw. Röhre
entspricht. Bei dem hier besprochenen Beispiel liegt diese Spannung
bei 100 V.
-
Die
Sekundärwicklung
des Transformators Tr1 kann außerdem
einen dritten Ausgang aufweisen – nämlich den Ausgang, welcher
dem Schalter D6 entspricht – der
eine Spannung liefert, welche einer Spannung entspricht, die etwas
unter der Nennbetriebsspannung der Lampe bzw. Röhre liegt, aber ausreichend
hoch ist, damit die Lampe eingeschaltet bleibt. Bei dem hier besprochenen
Beispiel liegt diese Spannung bei 90 V.
-
Zum
Zünden
der Lampe bzw. Röhre
wird der Schalter D4 geschlossen und werden die Schalter D5 und
D6 offen gehalten. Wenn die Lampe gezündet ist, wird der Schalter
D5 geschlossen, während
sich der Schalter D4 öffnet,
so dass an die Lampe die Nennbetriebsspannung angelegt wird. Um
festzustellen, ob die Lampe gezündet
ist, kann mit zwei Verfahrensweisen gearbeitet werden:
- – entweder
lässt man
eine festgelegte Zeit ab Beginn des Anlegens der Zündspannung
verstreichen, d.h. ab Schließung
des Schalters D4;
- – oder
man geht in Abhängigkeit
von dem von der Lampe bzw. Röhre
verbrauchten Strom vor, was sich mittels eines üblichen Messschaltkreises zum
Messen des Stroms ermitteln lässt,
von dem aus das Steuermodul 18 die Schalter D4 und D5 ansteuern
kann.
-
Wenn
man die von der Lampe bzw. Röhre
erzeugte Helligkeit verringern will, schließt man den Schalter D5, während man
den Schalter D5 öffnet, um
so an die Lampe bzw. Röhre
die Spannung anzuliegen, die etwas unter deren Nennbetriebsspannung liegt.
-
Für den Fachmann
ist es verständlich,
dass der dritte Ausgang der Sekundärwicklung fakultativ ist. Im
Gegenteil ist es auch möglich,
mehrere Ausgänge
an der Sekundärwicklung
vorzusehen, von denen jeder eine jeweilige Spannung abgibt, die
im Bereich der Nennbetriebsspannung der Lampe bzw. Röhre liegt.
-
Zum
Entzünden
der Lampe genügt
es selbstverständlich,
die Schalter D4, D5 und D6 zu öffnen. Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, den Schalter D7 offen zu halten.
-
Die
Schalter D4, D5, D6 und D7 werden von dem Steuermodul 18 gesteuert.
-
Die
Sekundärwicklung
des Transformators kann in noch vorteilhafterer Weise einen zusätzlichen Niederspannungsausgang – von beispielsweise
12 Volt – aufweisen – um mit
der Vorspannung einer Schaltung 22 zur Gleichrichtung und
Filterung zu speisen, sowie den Sender/Empfänger 17 und das Steuermodul 18 und
gegebenenfalls noch weitere elektronische Schaltkreise.
-
Für den Fachmann
ist es verständlich,
dass es sich bei der Stromversorgung mit Segmentierfunktion 19 um
ein von anderen Elementen unabhängiges Modul
handelt, die in der einsteckbaren Fassung eingesetzt sind. Insbesondere
kann die Stromversorgung mit Seg mentierfunktion 19 zur
Versorgung einer Entladungslampe unabhängig vom Sender/Empfänger 17 eingesetzt
werden. Es ist somit möglich, eine
einsteckbare Fassung auszubilden, die keinen Sender/Empfänger 17 enthält, sondern
eine Stromversorgung mit Segmentierfunktion 19 von dem
Typ umfasst, der ein spezielles Steuermodul zum Steuern der verschiedenen
Schalter D4 bis D7 aufweist. Eine solche einsteckbare Fassung könnte insbesondere
in dem Fall eingesetzt werden, in dem die Lampe bzw. Röhre nicht
ferngesteuert werden soll.
-
Es
ist ebenso möglich,
anstelle eines Senders/Empfängers
nur einen Empfänger
hinzuzunehmen, um die Fernsteuerung der Lampe zu ermöglich, aber
nicht um Daten zurückzumelden,
die sich auf die Betriebsbedingungen beziehen. In diesem Fall ist eine
solche Fassung nicht dazu geeignet, einen Knoten 1 im erfindungsgemäßen Netz
zu bilden.
-
Schließlich liegt
es auf der Hand, dass eine solche Stromversorgung mit Segmentierfunktion 19 nicht
unbedingt im Inneren einer einsteckbaren Fassung angeordnet werden
muss. Sie könnte
auch beispielsweise direkt in dem Lichtmast untergebracht werden.
-
Der
Einsatz einer Stromversorgung mit Segmentierfunktion zur Stromversorgung
einer Entladungslampe hat mehrere Vorteile:
- – sie macht
es möglich,
auf Zubehör
bzw. Zusatzteile für
die Lampe zu verzichten, beispielsweise auf einen Zünder und
einen Strombegrenzer, wie sie derzeit verwendet werden, die im Vergleich
zur Stromversorgung mit Segmentierfunktion ein höheres Gewicht und ein größeres Volumen
mit sich bringen;
- – eine
Stromversorgung mit Segmentierfunktion kann in eine einsteckbare
Fassung der vorstehend beschriebenen Art eingesetzt werden, während der
Zünder
und der Strombegrenzer der derzeit üblichen Art zu voluminös und zu
schwer sind;
- – die
starren Grenzen der Spannung, die von der Stromversorgung mit Segmentierfunktion
geliefert werden, vereinfachen das Zünden der Lampe bzw. Röhre;
- – durch
die erhöhte
Segmentierfrequenz wird ein Flackern der Lampe vermieden.