DE60108946T2

DE60108946T2 - System, Vorrichtungen und Verfahren zum Aufbau von Leitweglenkungstabellen in einem drahtlosen Netzwerk

Info

Publication number: DE60108946T2
Application number: DE60108946T
Authority: DE
Inventors: Peter Shorty
Original assignee: Zensys AS
Current assignee: Zensys AS
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: NO20020447D0; JP2003009261A; DK1263167T3; US6879806B2; WO2002098060A1; AU784905B2; JP3676749B2; EP1263167A1; ATE289462T1; DE60108946D1; NO326029B1; AU1554102A; EP1447946A2; ES2237529T3; EP1263167B1; EP1447946A3; NO20020447L; CA2372518A1; CN1263261C; CN1513242A

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Automationssystem mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer großen Vielfalt von Funktionen über Zweiwege-Kommunikation mit mehreren Vorrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte und flexible Art und Weise, Signale von einer Steuereinrichtung zu einer Vorrichtung zu leiten, welche den Aufbau verschiedener Tabellen, wie etwa Leitweglenkungstabellen, umfaßt. Die verbesserte und flexible Art und Weise der Leitweglenkung ermöglicht dem Benutzer, jede Vorrichtung innerhalb des Netzwerks mit einer hohen Zuverlässigkeit zu erreichen.
Hintergrund der Erfindung
Haushaltsautomationssysteme zur Steuerung von Vorrichtungen mit verschiedenen Funktionen, wie etwa Beleuchtungs- und Audioanlagen innerhalb eines Gebäudes haben sich in Richtung eines "Smart Home"-Konzepts entwickelt, wobei verschiedene Eingabe-/Ausgabevorrichtungen (I/O-Vorrichtungen) mit einem weiten Bereich an Funktionen von einer zentralen Steuereinrichtung ferngesteuert werden. Derartige Systeme sind als Netzwerke mit mehreren Komponenten, wie etwa Steuereinrichtungen, I/O-Vorrichtungen, dedizierten Signalzwischenverstärkern oder Verstärkern aufgebaut.
Die Qualität derartiger Systeme kann typischerweise durch eine Anzahl von Parametern definiert werden:

– Zuverlässigkeit. Wie oft ein Signal von dem vorgesehenen Empfänger fehlerhaft empfangen oder überhaupt nicht empfangen wird. Die Zuverlässigkeit kann auf etliche Arten, wie etwa durch den mittleren Ausfallabstand oder die Bitfeh lerrate, quantifiziert werden, und viele Fehlerarten können durch das System automatisch erkannt und korrigiert werden. Zuverlässigkeit als ein Qualitätsparameter wird am besten dadurch beschrieben, ob der Benutzer regelmäßig die Erfahrung macht, daß das System die gewünschte Aufgabe nicht erfüllt.
– Reichweite/Abdeckung. Wie groß ein durch das System unterstütztes Netzwerk sein kann und ob es eine erforderliche minimale Dichte von Signalzwischenverstärkern oder Verstärkern gibt. Kann eine Vorrichtung auch mit dem Netzwerk verbunden werden, um überall innerhalb des Bereichs des Netzwerks Signale zu senden und zu empfangen, oder gibt es irgendwelche "Funkschatten".
– Vielseitigkeit. Welche Arten von I/O-Vorrichtungen und Funktionen können von dem System gesteuert werden, und kann das Netzwerk die für diese Anwendungen benötigten Signale unterstützen. Kann die Netzwerktopologie ohne übermäßige Gemeinkosten um neue Funktionalitäten erweitert werden und unterstützt das System/Netzwerk eine große Anzahl von Vorrichtungen. Diese Überlegungen sind häufig auf ein Kommunikationsprotokoll des Systems bezogen und davon abhängig, ob das Kommunikationsprotokoll mit dem Gedanken an eine spezifische Anwendung aufgebaut oder auf eine spezifische Art von I/O-Vorrichtungen optimiert ist.
– Flexibilität. Das System sollte leicht zu installieren, einzurichten, zu ändern und zu verwenden sein. Somit sollte das Erlernen neuer Vorrichtungen und das Konfigurieren von Leitwegen für die Signalübertragung zumindest in gewissem Ausmaß automatisiert sein. Auch sollte die Programmierung und Verwendung von Funktionen ebenso wie die Erweiterung des Systems für den Benutzer eine einfache und unkomplizierte Aufgabe sein. Dies gilt umso mehr in Haushaltsautomationssystemen für die Verwendung in Privathaushalten.

Automationssysteme, die auf verdrahteten Netzwerken basieren, stellen in den ersten drei Qualitätsparametern, aber nur selten in dem vierten Parameter, eine hohe Qualität zur Verfügung. Verdrahtete Netzwerke sind häufig die erste Wahl in Hochkapazitäts- und Hochsicherheitssystemen, bei denen eine hohe Qualität erforderlich ist. Verdrahtete Netzwerke haben jedoch eine Anzahl offensichtlicher Nachteile:

– Abhängigkeit vom Medium: Die Trennung eines wichtigen Leitungsabschnitts kann das ganze Netzwerk blockieren.
– Geringe Flexibilität. Verdrahtete Netzwerke sind sehr unflexibel; wenn eine Vorrichtung an einer Position außerhalb des vorhandenen Netzwerks oder an einer Position innerhalb des Netzwerks, die gerade nicht mit dem verdrahteten Netzwerk verbunden ist, gewünscht wird, muß ein neuer Leitungszweig gezogen und mit dem Netzwerk verbunden werden.
– Installation. Die Erstinstallation des Netzwerks, das Ziehen und Verbinden der Leitung ebenso wie die Erweiterung eines vorhandenen Netzwerks sind aufwendig und erfordern häufig die Mithilfe von qualifiziertem Personal.
– Preis. Die Kosten in Verbindung mit der Installation und Erweiterung von verdrahteten Netzwerken sind äußerst hoch. Wenn ein verdrahtetes Netzwerk für ein Automationssystem in einem Einfamilien-Privathaushalt installiert werden soll, können die Ausgaben, um die Leitungen ziehen und anschließen zu lassen, 10000 US-Dollar ausmachen, wenn die Installation während des Hausbaus durchgeführt wird, und 25000 US-Dollar, wenn es in einem vorhandenen Haus installiert werden soll. Dazu kommen die Preise für Steuereinrichtungen, I/O-Vorrichtungen und Signalzwischenverstärker oder Verstärker.

Obwohl verdrahtete Netzwerke im allgemeinen eine bessere Qualität bereitstellen, sind drahtlose Netzwerke als billige und leicht erreichbare Netzwerklösungen immer beliebter geworden. Drahtlose Netzwerke überwinden die weiter oben erwähnten Nachteile von verdrahteten Netzwerken. Die meisten vorhandenen billigen drahtlosen Automationssysteme haben jedoch eine niedrige Qualität in den anderen erwähnten Parametern. Drahtlose Automationssysteme mit höherer Bandbreite sind typischerweise sehr komplex und erfordern höhere Verarbeitungsleistung, wodurch de Preis nahe an den Preis für ein verdrahtetes Netzwerk kommt.
EP-B-0 395 495 beschreibt ein adaptives Netzwerk-Leitweglenkungssystem. Das System führt die Leitweglenkung gemäß vordefinierten Regeln für Kommunikationen zwischen einer zentralen Steuereinheit (CCU) und auf einem elektrischen Stromnetz verteilten entfernten Einheiten, wie etwa Elektroverbrauchszählern, durch. Die Kommunikation wird durch Rundsenden eines Abfragesignals von der CCU, das von den entfernten Einheiten empfangen werden soll, hergestellt. Die Wege sind in verschiedenen Karten gespeichert, die für die Knoten während verschiedenen Zeitspannen mit verschiedenen wesentlichen Stromnetz-Interferenzeigenschaften entwickelt werden. Die CCU greift auf diese Karten z.B. abhängig von der Tageszeit und Jahreszeit zu, um einen Weg einzurichten.
US-A-5 905 442 offenbart ein drahtloses Automationssystem mit einer zentralisieren Fernsteuerung, die I/O-Vorrichtungen steuert, um von Netzsteckdosen des Stromnetzes im Gebäude elektrische Leistung an Geräte zu liefern. Die Fernsteuerung und die I/O-Vorrichtungen weisen HF-Transceiver auf, und das System umfaßt dedizierte Zwischenverstärkereinheiten zur Zwischenverstärkung von Signalen für I/O-Vorrichtungen außerhalb des Bereichs der Fernsteuerung.
US-A-5 875 179 beschreibt ein Verfahren zur Synchronisierung von Kommunikationen über die Haupttrassenarchitektur in einem drahtlosen Netzwerk. Das System ruft zwei Steuereinrichtungen auf, von denen eine die Haupt- und die andere eine alternative Hauptsteuereinrichtung ist, die nur betätigt wird, wenn die Hauptsteuereinrichtung außer Betrieb ist. Dedizierte Zwischenverstärker und I/O-Vorrichtungen in dem System werden allgemein als Vorrichtungen bezeichnet, es ist jedoch aus dem Zusammenhang klar, daß es deutliche funktionale Unterschiede zwischen Zwischenverstärkervorrichtungen und End-(I/O-)Vorrichtungen gibt.
US-A-4 427 968 offenbart ein drahtloses Automationssystem mit flexibler Nachrichten-Leitweglenkung. Eine zentrale Station erzeugt ein Signal für eine I/O-Vorrichtung, das Signal enthält einen Leitwegcode, einen Adreßcode, einen Kennungscode und einen Nachrichtencode. Dedizierte Zwischen verstärker in der Architektur empfangen die Signale und folgen einem genau angegebenen Verfahren für die Zwischenverstärkung des Signals. Zwischenverstärker können, z.B. damit die Steuereinrichtung Leitwegtabellen herunterlädt, auch als Endgeräte adressiert werden.
US-A-4 250 489 beschriebt ein Kommunikationssystem mit dedizierten Zwischenverstärkern, die in einem pyramidenförmigen Aufbau organisiert sind. Die Zwischenverstärker sind bidirektional adressierbar und können Abfragesignale empfangen, die einem Zwischenverstärker sagen, daß er der letzte Zwischenverstärker in der Kette ist. Die Zwischenverstärker sind nicht mit Geräten verbunden und führen neben der Zwischenverstärkung und Leitweglenkung von Signalen keine Funktionen aus.
US-A-4 912 461 betrifft ein Verfahren und ein System zur Leitweglenkung von Signalen zwischen einer Sammlung von Knoten, wobei jeder Knoten auch als eine Zwischenquelle für den Rundruf von Signalen mit einem anderen letzten Zielknoten agiert. Wie z.B. in Spalte 11, Zeile 26 beschrieben und in 7 von US-A-4 912 461 gezeigt, hält jeder Knoten eine Tabelle der Anzahl von Nachrichten, die von benachbarten Knoten empfangen wurden/an diese gesendet wurden. Das Patent offenbart die Verwendung einer Verbindungskarte (7) und einer Leitwegkarte (8), die durch den Prozessor jedes Knotens aufgebaut wird und in jedem Knoten gespeichert ist. Bei der Leitweglenkung eines Signals durch das Netzwerk identifiziert jede Zwischenquelle die nächste Zwischenquelle auf der Grundlage ihrer Tabellen und des gegebenen letzten Zielknotens. Somit wird die Leitweglenkung nicht zentral, sondern durch in Knoten in dem System verteilte Verbindungs- und Leitwegkarten durchgeführt.
WO 95/01030 offenbart ein Verfahren zur Feststellung und Überwachung der Systemtopologie in einem entfernten Zählerablesesystem, das Trägerfrequenz-Signalübertragung anwendet. Die Feststellung und Überwachung der Systemtopologie wird ausgeführt, indem Rundrufsignale von einer zentralen Station (LC) gesendet werden, die dann Quittungen von Ein heften empfängt, welche das Rundrufsignal empfangen (siehe Abschnitt "Topolgy Monitoring", Seite 7–8 von WO 95/01030).
In ähnlicher Weise spezifiziert WO 97/24840, daß einem Initialisierungsknoten befohlen wird, seine Anschlußfähigkeit zu jedem anderen Knoten festzustellen, der seine Sendungen "hören" kann. Wie auf Seite 10, Zeile 5–11, beschrieben, fordert ein wiederholtes INIT_BEACON-Signal eine Antwort von allen Knoten an, die ein oder mehrere dieser Pakete empfangen, wobei das INIT_BEACON-Signal eine gemeinsame Adresse hat, an die alle Knoten antworten. Auf diese Weise lehrt WO 97/24840 die Verwendung von Rundrufsignalen.
Es ist ein Nachteil drahtloser Automationssysteme nach bisherigem Stand der Technik, daß sie Rundrufsignale verwenden, um die Netzwerktopologie des Systems festzustellen. Rundrufsignale sind Signale, die an alle Vorrichtungen gerichtet sind, die das Signal empfangen und kein spezifisches Ziel haben. Damit Komponenten in einem drahtlosen Netzwerk auf ein Rundrufsignal antworten, muß, um Signalinterferenz zu vermeiden, eines von zwei Verfahren eingehalten werden; (1) dedizierte Zeitschlitze müssen jeder Komponente in dem Netzwerk zugewiesen werden, was in größeren Netzwerken zu einer langsamen Verarbeitung führt, oder (2) dedizierte Sendefrequenzen müssen jeder Komponente in dem Netzwerk zugewiesen werden, was eine große Bandbreite erfordert. Typischerweise wird die Netzwerktopologie des Systems festegestellt, indem das ganze Netzwerk unter Verwendung von Rundrufsignalen abgetastet wird. Alternativ kann das Netzwerk in vorbestimmte und feste Teilnetzwerke unterteilt werden, die einzeln gesteuert werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein drahtloses Automationssystem mit hoher Qualität und niedrigen Kosten unter Verwendung von Hochfrequenzsignalen (HF-Signalen) zur Verfügung. Um den Preis zu verringern, arbeitet das System gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt bei einer Band breite, die fest für Steuerbefehle zugeordnet ist, d.h. bei einer Bandbreite um 10 KBit/s. Eine derartig niedrige Bandbreite ermöglicht, daß Chips zu niedrigeren Preisen im Massen hergestellt werden können als Chips für Systeme mit großer Bandbreite. Ebenso arbeiten HF-Sender und Empfänger des Systems bevorzugt innerhalb eines "öffentlichen" Frequenzbereichs, in dem keine Lizenz erforderlich ist, wodurch die Kosten weiter verringert werden.
Die Wahl eines Betriebs mit niedriger Bandbreite in einem öffentlichen Frequenzbereich bringt jedoch eine Anzahl von Problemen ein, welche die Qualität des Systems vermindern können:

– Eine niedrige Bandbreite ergibt eine niedrige Kapazität für die Menge an Daten, die in Signalen enthalten sein können.
– Eine große Anzahl von Vorrichtungen arbeitet in öffentlichen Frequenzbereichen, was zu einer großen Menge an Hochfrequenzinterferenz führt.
– Die erlaubte Sendeleistung von HF-Sendern ist beschränkt, was zu einer begrenzten Signalreichweite führt.

Um diese Probleme zu überwinden, ist das System gemäß der vorliegenden Erfindung optimiert, um eine hohe Zuverlässigkeit, Reichweite/Abdeckung, Vielseitigkeit und Flexibilität sicherzustellen.
Um eine hohe Zuverlässigkeit, Reichweite/Abdeckung, Vielseitigkeit und Flexibilität sicherzustellen, stellt das System gemäß der vorliegenden Erfindung ein System mit einer neuen und erfinderischen Leitweglenkungsarchitektur für drahtlose Netzwerke zur Verfügung, die im Vergleich zu Systemen nach bisherigem Stand der Technik weitaus komplettere und flexiblere Leitweglenkungsmodelle ermöglicht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein drahtloses Haushaltsautomationssystem zur Verfügung zu stellen, das die Qualität von drahtlosen Netzwerken im Sinne von Zuverlässigkeit, Reichweite/Abdeckung, Vielseitigkeit und Flexibilität erheblich verbessert.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein drahtloses Haushaltsautomationssystem zur Verfügung zu stellen, das ein Netzwerk von Steuereinrichtungen und Vorrichtungen mit einem verbesserten Leitweglenkungsmodell bereitstellt, welches ermöglicht, daß Signale von einer Steuereinrichtung unter Verwendung des schnellsten und zuverlässigsten Wegs jede Vorrichtung in dem Netzwerk erreichen, wobei berücksichtigt wird, daß die Steuereinrichtung ihren Ort wechseln kann.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein drahtloses Haushaltsautomationssystem zur Verfügung zu stellen, das ein Netzwerk von Steuereinrichtungen und Vorrichtungen mit einem verbesserten Leitweglenkungsmodell bereitstellt, welches im Fall eines Mißerfolgs beim Erreichen einer gegebenen Vorrichtung eine priorisierte Liste von alternativen Leitwegen zur Verfügung stellt, um die Vorrichtung zu erreichen, wobei der schnellste und zuverlässigste alternative Weg verwendet wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein drahtloses Haushaltsautomationssystem unter Verwendung von Hochfrequenzsignalen zur Verfügung zu stellen, wobei Flexibilität im Sinne der physikalischen Anordnung von Steuereinrichtungen und Vorrichtungen bereitgestellt wird und dennoch Fehlertoleranz oder Benutzerrückmeldung im Fall von Funktionsstörungen bereitgestellt wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein drahtloses Haushaltautomationssystem zur Verfügung zu stellen, das in der Hinsicht flexibel für eine sich dynamisch ändernde Topologie ist, daß das System im Fall einer physikalischen Erweiterung oder Neuanordnung des Netzwerks automatisch ohne direkten Benutzereingriff seine Leitweglenkungsinformation aktualisiert.
In einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Automationssystem zur Steuerung und Überwachung eines Netzwerks von Vorrichtungen zur Verfügung, wobei das Automationssystem aufweist:
mehrere Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen, wobei jede Vorrichtung aufweist:
einen Hochfrequenzempfänger zum Empfangen von Signalen,
einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen,
einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungskennung repräsentieren, die die Vorrichtung identifiziert, und zum Speichern anderer Daten,
eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern,
eine Steuereinrichtung, die aufweist:
einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen,
einen Hochfrequenzempfänger zum Empfangen von Signalen,
einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Steuereineinrichtungskennung repräsentieren, die die Steuereinrichtung identifiziert, und zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungstabelle repräsentieren, die Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen hält, die durch die Steuereinrichtung gesteuert werden,
eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern,
wobei das Automationssystem dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung Einrichtungen zur Erzeugung eines ersten Rahmens aufweist, der in einem ersten Signal gesendet werden soll, um einer ersten Vorrichtung zu befehlen, andere Vorrichtungen innerhalb ihres Bereichs ausfindig zu machen,
wobei der erste Rahmen, um der ersten Vorrichtung zu befehlen, die Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung als Zielkennung und eine Liste aufweist, die zwei oder mehr Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen aus der Vorrichtungstabelle hält, die durch die erste Vorrichtung ausfindig gemacht werden sollen, und daß
die Verarbeitungseinheit der ersten Vorrichtung eine Einrichtung aufweist, um

– beim Empfangen des ersten Signals mit ihrer Kennung als Zielkennung zweite Signale für jede Vorrichtungskennung in der Liste des ersten Rahmens zu erzeugen, wobei jedes zweite Signal eine Vorrichtungskennung aus der Liste als Zielkennung und die Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung als Quellkennung aufweist,
– den Empfang eines der zweiten Signale durch Erzeugung eines dritten Signals zu quittieren, das die Quellkennung des empfangenen zweiten Signals als Zielkennung und die Zielkennung des empfangenen zweiten Signals als Quellkennung aufweist, und
– beim Empfangen des dritten Signals mit ihrer Kennung als Zielkennung Daten, die die Quellkennung des dritten Signals repräsentieren, in ihrem Speicher zu speichern.

In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Feststellung einer Netzwerktopologie in einem Automationssystem zur Steuerung und Überwachung von Vorrichtungen zur Verfügung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Automationssystems, das aufweist:

– mehrere Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen, wobei jede Vorrichtung einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungskennung repräsentieren, die die Vorrichtung identifiziert, und zum Speichern von Daten, die eine Leitwegzeile repräsentieren, die andere Vorrichtungen anzeigt, an die die Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von der sie Signale empfangen kann, und eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen aufweist, die angepaßt ist, Daten aus einem Speicher zu lesen und Daten in einem Speicher zu speichern,
– eine Steuereinrichtung, die einen Speicher, der Daten speichert, die eine Steuereinrichtungskennung repräsentieren, die die Steuereinrichtung identifiziert, und Daten speichert, die eine Vorrichtungstabelle zum Halten von Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen repräsentieren, die durch die Steuereinrichtung gesteuert werden, und eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen aufweist, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern,

– Senden eines ersten Signals von der Steuereinrichtung, um einer ersten Vorrichtung zu befehlen, andere Vorrichtungen innerhalb ihres Bereichs ausfindig zu machen, wobei das erste Signal eine Liste aufweist, die zwei oder mehr Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen aus der Vorrichtungstabelle der Steuereinrichtung hält,
– Empfangen des ersten Signals an der ersten Vorrichtung,
– Senden zweiter Signale von der ersten Vorrichtung, die an Vorrichtungen der Liste im ersten Signal adressiert sind,
– Senden eines dritten Signals, das den Empfang des zweiten Signals von jeder Vorrichtung quittiert, die ein zweites Signal empfangen hat, das an sie adressiert ist, und
– Empfangen irgendwelcher dritter Signale an der ersten Vorrichtung und Speichern von Daten, die die Vorrichtungskennungen der Vorrichtungen repräsentieren, die die empfangenen dritten Signale gesendet haben, in der Leitwegzeile im Speicher der ersten Vorrichtung.

Bevorzugt ist der Speicher der Steuereinrichtung ferner angepaßt, Daten zu speichern, die eine Leitwegtabelle repräsentieren, die für jede der mehreren Vorrichtungen andere Vorrichtungen anzeigen, an die jede Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von denen sie Signale empfangen kann, wobei das Verfahren in diesem Fall ferner die Schritte aufweist:

– Senden eines vierten Signals von der ersten Vorrichtung an die Steuereinrichtung, wobei das vierte Signal die Leitwegzeile hält, und
– Empfangen des vierten Signals an der Steuerein richtung und Speichern der Leitwegzeile in der Leitwegtabelle des Speichers der Steuereinrichtung.

In einem dritten Aspekt stellt die Erfindung eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Automationssystems mit einem Netzwerk von Vorrichtungen zur Verfügung, wobei die Steuereinrichtung aufweist:
einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen,
einen Hochfrequenzempfänger zum Empfangen von Signalen,
einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Steuereineinrichtungskennung repräsentieren, die die Steuereinrichtung identifiziert, und zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungstabelle repräsentieren, die Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen hält, die durch die Steuereinrichtung gesteuert werden,
eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung Einrichtungen aufweist, um ein erstes Signal zu erzeugen, um einer ersten Vorrichtung zu befehlen, andere Vorrichtungen innerhalb ihres Bereichs ausfindig zu machen, wobei das erste Signal die Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung als Zielkennung aufweist, und
das erste Signal ferner eine Liste, die zwei oder mehr Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen aus der Vorrichtungstabelle hält, und Befehle an die erste Vorrichtung aufweist, zweite Signale zu erzeugen und an die Vorrichtungen aus der Liste zu senden, um festzustellen, welche Vorrichtungen aus der Liste von der ersten Vorrichtung erreicht werden können.
In einem vierten Aspekt stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Automationssystem zur Verfügung, das ein Netzwerk von Vorrichtungen aufweist, die durch eine Steuereinrichtung gesteuert werden sollen, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen Hochfrequenzempfänger zum Empfangen von Signalen,
einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen,
einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungskennung repräsentieren, die die Vorrichtung identifiziert, und zum Speichern anderer Daten,
eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern,
wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung Einrichtungen aufweist, um:

– beim Empfangen eines ersten Signals, das ihre Kennung als Zielkennung, eine Liste, die zwei oder mehr Vorrichtungskennungen hält, und Befehle an die Vorrichtungen aufweist, zweite Signale zu erzeugen und an Vorrichtungen aus der Liste zu senden, um festzustellen, welche Vorrichtungen aus der Liste von der Vorrichtung erreicht werden können, die zweiten Signale für jede Vorrichtungskennung in der Liste zu erzeugen, wobei jedes zweite Signal eine Vorrichtungskennung aus der Liste als Zielkennung und die Vorrichtungskennung der Vorrichtung als Quellkennung aufweist,
– den Empfang eines zweiten Signals zu quittieren, indem ein drittes Signal erzeugt wird, das die Quellkennung des empfangenen zweiten Signals als Zielkennung und die Zielkennung des empfangenen zweiten Signals als Quellkennung aufweist, und
– beim Empfangen eines dritten Signals mit ihrer Kennung als Zielkennung, Daten die die Quellkennung des dritten Signals repräsentieren, in ihrem Speicher zu speichern.

In der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen bezeichnet der Begriff "Verarbeitungseinheit" eine Einheit, die irgendeinen Prozessor oder Mikroprozessor, wie etwa eine CPU oder einen softwareprogrammierbaren Mikroprozessor ebenso wie Kombinationen davon aufweist, welche fähig sind, die erforderliche Verwaltung von empfangenen und gesendeten Daten bereitzustellen, wobei die Verarbeitungseinheit ferner einen Speicher, wie etwa einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Flash-RAM, etc., zum Speichern von Programmen und Routinen aufweist, die von dem Prozessor ausgeführt werden sollen. Die Einheit weist bevorzugt ferner Schnittstelleneinrichtungen zum Lesen und Speichern von Daten in einem Speicher und Schnittstelleneinrichtungen zum Erzeugen und Senden von Signalen an den Sender für die Sendung und Schnittstelleneinrichtungen zum Empfangen von Signalen von dem Empfänger auf.
Der Begriff "Speicher" bezeichnet einen oder mehrere Speicherbereiche, die angepaßt sind, digitale Information zu speichern. Bevorzugt ist es möglich, Daten in dem Speicher zu lesen, zu schreiben und zu löschen. Der Speicher könnte in einer größeren Speicherstruktur zugeteilt sein, die mehrere Speicher aufweist, welche von einer Verarbeitungseinheit z.B. für die Anwendungsprogrammspeicherung und/oder die Datenspeicherung verwendet werden. Einige Teile des Speichers können nichtflüchtig sein.
Der Begriff "Signal" bezeichnet ein Transportmittel für Information, wie etwa eine Reihe von Impulsen elektromagnetischer (HF-)Strahlung. Bevorzugt wird das Signal durch eine Modulation einer Trägerwellenform gebildet und während des Empfangs durch Demodulation wiederhergestellt. Die Modulationen können digitale Modulationen sein, um digitale Information zu transportieren. Die Information in einem Signal gemäß der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt in einem digitalen Kommunikationsrahmen enthalten, der eine Anzahl von Bits enthält, die den Rahmen identifizieren, und eine Anzahl von Bits, die die gesendete Information oder Daten transportieren.
Eine Kennung ist eine Datenkette, die eine Steuereinrichtung oder eine Vorrichtung oder einen Teil einer Vorrichtung identifiziert. Eine Kennung kann auch eine Daten struktur, wie etwa eine Tabelle oder einen fest zugeordneten Speicherbereich, identifizieren. Eine Kennung kann ein Name, ein Code oder eine Zahl sein.
Steuereinrichtungs- und Vorrichtungskennungen sind Datenketten, die die einzelne Steuereinrichtung oder Vorrichtung als einzelne spezifische Steuereinrichtung oder Vorrichtung innerhalb eines Netzwerks identifizieren. Steuereinrichtungs- oder Vorrichtungskennungen werden bevorzugt verwendet, um die spezifische Steuereinrichtung oder Vorrichtung in der Kommunikation innerhalb eines Netzwerks zu adressieren. Bevorzugt werden die Steuereinrichtungs- oder Vorrichtungskennungen verwendet, um die spezifische Steuereinrichtung oder Vorrichtung innerhalb eines Kommunikationsprotokolls zu bezeichnen, das ein vereinbarter Satz von Betriebsverfahren ist, um zu ermöglichen, daß Daten zwischen Steuereinrichtungen und Vorrichtungen übertragen werden.
In dem Automationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Netzwerk bevorzugt durch eine eindeutige Systemkennung gekennzeichnet, die in jeder Kommunikation innerhalb des Systems verwendet wird. Eine eindeutige Kennung ist eine Datenkette, die nicht identisch zu irgendeiner Datenkette ist, die verwendet wird, um irgendein anderes System, eine Steuereinrichtung oder Vorrichtung zu identifizieren. Eine eindeutige Kennung wird bevorzugt während der Herstellung festgelegt und in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert. Folglich können Kennungen für Steuereinrichtungen und Vorrichtungen einen ersten und einen zweiten Teil aufweisen, wobei der erste Teil die eindeutige Systemkennung ist und der zweite Teil die Kennung für jede spezifische Steuereinrichtung oder Vorrichtung innerhalb des Systems ist. In diesem Fall ist die zweiteilige Kennung, die eine Steuereinrichtung oder Vorrichtung identifiziert, eindeutig, wenn die Systemkennung eindeutig ist. Bevorzugt haben die Steuereinrichtungen während der Herstellung festgelegte eindeutige Kennungen, und die Verarbeitungseinheit der in dem System implementierten Steuereinrichtung ist angepaßt, ihre eindeutige Kennung zur eindeutigen Systemkennung zu machen.
Jedes Signal innerhalb des Systems weist bevorzugt auf:

– eine oder mehr Zielkennungen, die die Kennungen von Steuereinrichtungen oder Vorrichtungen sind, an die das Signal adressiert ist, wobei diese Steuereinrichtungen oder Vorrichtungen Zielsteuereinrichtungen/Vorrichtungen genannt werden, und
– eine Quellkennung, die die Kennung der Steuereinrichtung oder der Vorrichtung ist, die das Signal sendet, wobei diese Steuereinrichtung oder Vorrichtung die Quellsteuereinrichtung/Vorrichtung genannt wird.

Wahlweise kann ein Signal ferner aufweisen:
Befehle, die den Betrieb der Zielvorrichtung betreffen oder Information, die den Betrieb eines mit der Zielvorrichtung verbundenen Geräts betrifft,
eine oder mehr Zwischenverstärkerkennungen, die Kennungen von Vorrichtungen sind, die das Signal wiederholen sollten, wobei diese Vorrichtungen Signalwiederholungsvorrichtungen, Wiederholungsvorrichtungen oder einfach Zwischenverstärker genannt werden.
Die ersten und zweiten Signalarten gemäß den ersten vier Aspekten der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt Signale wie weiter oben beschrieben, wobei die erste Signalart bevorzugt Befehle für die Zielvorrichtung aufweist, während die zweite Signalart bevorzugt diese nicht aufweist. Bevorzugt weist das erste Signal alle Vorrichtungskennungen aus der Vorrichtungstabelle mit Ausnahme der Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung auf. Alternativ weist das erste Signal alle Vorrichtungskennungen aus der Vorrichtungstabelle auf, aber die erste Vorrichtung ist angepaßt, kein zweites Signal an sich selbst zu senden.
Die Daten, die die Kennungen von Vorrichtungen repräsentieren, die durch ein drittes Signal antworteten, ermöglichen dem System, zu erkennen, an welche Vorrichtungen die erste Vorrichtung Signale senden kann und von welchen sie Signale empfangen kann. Diese Daten repräsentieren dabei die Topologie des Teils des Netzwerks innerhalb des Bereichs der ersten Vorrichtung. Die von dem System zum Ausfindigmachen dieser Topologie ausgeführte Funktion wird als "Ausfindigmachen" bezeichnet. Da alle der mehreren Vorrichtungen die Einrichtung aufweisen, die sie in die Lage versetzt, eine Ausfindigmachung durchzuführen, kann die Topologie des ganzen Netzwerks festgestellt werden, indem die Vorrichtungen der Reihe nach Ausfindigmachungen durchführen.
Es ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß der ersten Vorrichtung befohlen wird, nach welchen anderen Vorrichtungen sie in der Ausfindigmachung suchen sollte. Dies ermöglicht, daß die erste Vorrichtung nacheinander jede Vorrichtung direkt mit einem dedizierten Signal und nicht unter Verwendung von Rundrufsignalen adressiert. Die Nachteile von Zeitschlitzen oder Frequenzsprüngen werden dadurch vermieden.
Bevorzugt kann die Steuereinrichtung die von den Vorrichtungen gesammelte Ausfindigmachungsinformation verwenden, um die Netzwerktopologie des Systems zu erlernen, indem sie eine Leitwegtabelle aufbaut, die für jede der mehreren Vorrichtungen andere Vorrichtungen anzeigt, an die die Vorrichtung erfolgreich Signale senden oder von denen sie Signale empfangen kann. Folglich kann der Speicher der Steuereinrichtung ferner angepaßt sein, Daten zu speichern, die eine Leitwegtabelle repräsentieren, wobei die Verarbeitungseinheit jeder ersten Vorrichtung der mehreren Vorrichtungen ferner Einrichtungen zum Erzeugen eines vierten Signals aufweisen kann, das die Kennung der Steuereinrichtung als die Zielkennung, gespeicherte Daten, die die Quellkennungen aller empfangenen dritten Signale und die Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung als eine Quellkennung aufweist, und die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung kann ferner Einrichtungen zum Empfangen vierter Signale von den Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen, aufweisen, die die Leitwegtabelle bilden.
Es ist ein anderes wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß jede Vorrichtung ihre Ausfindigmachung einzeln durchführt, wobei nur die Topologie der relevanten Teile des Netzwerks, d.h. der Teile, die erweitert oder neu angeordnet wurden, ausfindig gemacht werden, anstatt daß das ganze Netzwerk von Grund auf abgetastet wird, was eine sehr große Anzahl von Signalen erfordern kann. Dieses Merkmal ermöglicht dem System gemäß der vorliegenden Erfindung, eine einzelne Zeile in der Leitwegtabelle zu aktualisieren anstatt die ganze Leitwegtabelle zu aktualisieren.
Die Steuereinrichtung verwendet die Leitwegtabelle, um einen weg für ein Signal zu bestimmen, das an eine Zielvorrichtung gesendet werden soll, die außerhalb des Bereichs ihres Senders ist. Unter Verwendung der Leitwegtabelle kann die Steuereinrichtung Vorrichtungen bestimmen, die die Zielvorrichtung erreichen können, und feststellen, welche Vorrichtungen diese Vorrichtungen erreichen können, etc. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung unter Verwendung der Leitwegtabelle rückwärts rechnen, um eine Vorrichtung in ihrem Bereich zu finden, durch die die Zielvorrichtung möglicherweise unter Verwendung einer oder mehrerer Wiederholungsvorrichtungen zwischen ihnen erreicht werden kann. In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Begriff "Leitweg" eine Reihe von Signalwiederholungsvorrichtungen zum Empfangen und erneuten Senden eines Signals, um eine Vorrichtung oder eine Steuereinrichtung außerhalb des Bereichs des Senders, der das Signal ursprünglich gesendet hat, zu erreichen. Auch ist das weggeleitete Signal ein Signal, das auf einem Weg von Signalwiederholungsvorrichtungen empfangen und gesendet wird, wobei das geleitete Signal sich als eine Folge der Adressierung an aufeinanderfolgende Vorrichtung auf dem Weg ändern kann und daher abhängig vom Zusammenhang als eine Reihe von Signalen mit ähnlichen Inhalten betrachtet werden kann.
Typischerweise wird es jedoch eine Anzahl verschiedener möglicher Wege zu einer gegebenen Zielvorrichtung geben, die Steuereinrichtung sollte daher herausfinden, welche Vorrichtungen innerhalb ihres Bereichs sie als eine Eintrittsstelle in den Weg verwenden kann. Eine Eintrittsstelle ist die erste Vorrichtung in einem Weg. Somit sollte die Steuereinrichtung zuerst herausfinden, welche Vorrichtungen in ihrem Bereich sind, und dann die Leitwegtabelle verwenden, um unter Verwendung einer Vorrichtung in ihrem Bereich als eine Eintrittsstelle einen Weg zu der Zielvorrichtung zu bestimmen. Da die Steuereinrichtung typischerweise tragbar ist, kann sie ihre Position in dem Netzwerk ändern, was die Aufgabe, herauszufinden, welche Vorrichtungen in ihrem Bereich sind, kompliziert.
Eine mögliche Lösung für dieses Problem, die im bisherigen Stand der Technik verwendet wurde, ist, die Steuereinrichtung in regelmäßigen Zeitintervallen ein Rundrufsignal senden zu lassen und alle Signalzwischenverstärker in ihrem Bereich abzufragen, um sich selbst gegenüber der Steuereinrichtung zu identifizieren, so daß die Steuereinrichtung jederzeit weiß, welchen Signalzwischenverstärker sie zur Leitweglenkung eines Signals verwenden soll. Dies wird jedoch viel Signalrauschen erzeugen und viel Leistung erfordern, da die Steuereinrichtung die ganze Zeit Rundrufsignale sendet.
Gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinrichtung fundierte Vermutungen anstellen, wenn sie versucht, eine Eintrittsstelle und einen Weg zu der Zielvorrichtung zu finden. Somit kann der Speicher der Steuervorrichtung ferner angepaßt sein, Daten zu speichern, die eine Liste am meisten verwendeter Eintrittsstellen repräsentieren, und die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung kann ferner Einrichtungen zur Bildung und Speicherung einer Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen im Speicher durch Registrieren der Anzahl erfolgreich oder erfolglos gesendeter Signale von der Steuereinrichtung an jede Vorrichtung in dem Netzwerk aufweisen, wobei die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen die Vorrichtungskennungen der Vorrichtungen anzeigt, mit denen die Steuereinrichtung regelmäßig kommuniziert.
Durch Bestimmung der Vorrichtungen, mit denen die Steuereinrichtung regelmäßig kommuniziert, kann die Steuereinrichtung diese Vorrichtungen als eine Eintrittsstelle in einem Weg verwenden und eine gute Wahrscheinlichkeit haben, daß die Eintrittsstelle in ihrem Bereich ist.
Die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen weist bevorzugt Vorrichtungskennungen für eine oder mehrere Vorrichtungen in dem Netzwerk und einen jede Vorrichtungskennung in der Liste betreffenden Zähler auf, wobei der Zähler eine Anzeige der Anzahl erfolgreicher Sendungen an die betreffende Vorrichtung gibt. Um die Liste am meisten verwendeter Eintrittsstellen zu pflegen, sind die Einrichtungen zur Bildung der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen bevorzugt angepaßt, den die Vorrichtung betreffenden Zähler im Fall einer Sendung an eine Vorrichtung in der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen zu erhöhen, wenn die Sendung erfolgreich ist, und den die Vorrichtung betreffenden Zähler zu vermindern, wenn die Sendung fehlschlägt. Bevorzugt sind die Vorrichtungen zur Bildung der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen ferner angepaßt, im Fall einer Sendung an eine Vorrichtung, die nicht in der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen ist, die Vorrichtung in die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen aufzunehmen, wenn die Sendung erfolgreich ist.
Ebenso kann der Speicher der Steuereinrichtung gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ferner angepaßt sein, Daten zu speichern, die eine Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen repräsentieren, und das Verfahren kann ferner die Schritte zum Registrieren der Anzahl erfolgreich und erfolglos gesendeter Signale von der Steuereinrichtung an jede Vorrichtung in dem Netzwerk und nach einer Sendung an eine Vorrichtung in der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen die Erhöhung des die Vorrichtung betreffenden Zählers aufweisen, wenn die Sendung erfolgreich ist, und die Verminderung des die Vorrichtung betreffenden Zählers, wenn die Sendung fehlschlägt. Auch weist das Verfahren gemäß des zweiten Aspekts bevorzugt den Schritt auf, daß im Fall einer Sendung an eine Vorrichtung, die nicht in der Liste der am meisten verwendeten Eintritts stellen ist, die Vorrichtung in die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen aufgenommen wird, wenn die Sendung erfolgreich ist.
Einige Vorrichtungen sind in dem Netzwerk zentraler als andere positioniert, diese zentral positionierten Vorrichtungen sind besonders als Signalwiederholungsvorrichtungen geeignet, da sie typischerweise viele andere Vorrichtungen erreichen können. Da es sehr oft Zeitverschwendung ist, zu versuchen, ein Signal durch eine Vorrichtung zu leiten, die am Netzwerkumfang positioniert ist, kann die Steuereinrichtung so programmiert werden, daß sie eine zentral positionierte. Vorrichtung verwendet, wenn sie einen effizienten Weg zu einer gegebenen Zielvorrichtung bestimmt.
Folglich kann die Steuerung gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein bevorzugte Zwischenverstärkerliste aufbauen, die ein oder mehr Vorrichtungen anzeigt, die zusammen ein Signal von jeder Vorrichtung in der Leitwegtabelle zu jeder anderen Vorrichtung in der Leitwegtabelle leiten können. Daher kann der Speicher der Steuereinrichtung ferner angepaßt sein, Daten zu speichern, die eine bevorzugte Zwischenverstärkerliste repräsentieren, und die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung kann ferner eine Routine zum Analysieren der Leitwegtabelle aufweisen, um eine bevorzugte Zwischenverstärkerliste zu bilden und die bevorzugte Zwischenverstärkerliste im Speicher der Steuereinrichtung zu speichern.
Ebenso kann der Speicher der Steuereinrichtung gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung angepaßt sein, Daten zu speichern, die eine bevorzugte Zwischenverstärkerliste repräsentieren, wobei das Verfahren in diesem Fall bevorzugt ferner die Schritte aufweist: Analysieren der Leitwegtabelle, um eine oder mehr Vorrichtungen zu identifizieren, die zusammen ein Signal von jeder Vorrichtung in der Leitwegtabelle zu jeder anderen Vorrichtung in der Leitwegtabelle leiten können, und Speichern von Daten, die die Vorrichtungskennungen dieser einen oder mehr Vorrichtungen in der bevorzugten Zwischenverstärkerliste repräsentieren.
Wie bereits erwähnt, kann die Topologie des ganzen Netzwerks festgestellt werden, indem man die Vorrichtungen der Reihe nach Ausfindigmachungen durchführen läßt. Ausfindigmachungen werden jedoch bevorzugt nur, falls notwendig, typischerweise, wenn das Netzwerk erweitert oder geändert wird, durchgeführt, um die Anzahl gesendeter Signale zu minimieren. Daher ist die Einrichtung zur Erzeugung des ersten Signals bevorzugt angepaßt, das erste Signal an die erste Vorrichtung ansprechend auf eine vorbestimmte Aktion zu erzeugen.
Wenn eine neue Vorrichtung das System ausdehnt, kann die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung die Vorrichtungskennung der neuen Vorrichtung zu der Vorrichtungstabelle hinzufügen. Eine neue Vorrichtung sollte der Leitwegtabelle hinzugefügt werden, damit sie in die Leitweglenkungsfunktionalität aufgenommen wird. Folglich ist das Hinzufügen der ersten Vorrichtung zu der Vorrichtungstabelle bevorzugt eine vorbestimmte Aktion, die die Erzeugung eines ersten Signals an die hinzugefügte Vorrichtung triggert.
Wenn die Position einer Vorrichtung in dem Netzwerk geändert wird, sollte das System bevorzugt ein Ausfindigmachen für diese Vorrichtung durchführen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht jede von der Steuereinrichtung gesteuerte Vorrichtung aus einer oder mehreren Gruppen von Vorrichtungen, die gemeinsam gesteuert werden sollen, wobei jede Gruppe mindestens eine Vorrichtung aufweist. In dieser Ausführungsform weist die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung Einrichtungen zum Hinzufügen von Vorrichtungen zu einer Gruppe und zum Entfernen von Vorrichtungen von einer Gruppe auf, was der Benutzer typischerweise tun wird, wenn sich eine Vorrichtung von einer Position in dem Netzwerk zu einer anderen bewegt. Daher ist die Einrichtung zum Hinzufügen und Entfernen von Vorrichtungen zu/aus Gruppen bevorzugt ferner angepaßt, eine Vorrichtung im Speicher der ersten Verarbeitungseinheit virtuell zu markieren, wenn sie aus einer Gruppe entfernt wird. Die Vorrichtung wird dadurch "verdächtig" gemacht, und der Vorrichtung sollte be fohlen werden, sobald wie möglich ein Ausfindigmachen durchzuführen. Daher ist das Hinzufügen einer virtuell markierten Vorrichtung zu einer Gruppe eine vorbestimmte Aktion, die die Erzeugung eines ersten Signals an die hinzugefügte Vorrichtung triggert. Wenn die Vorrichtung nicht sofort zu einer neuen Gruppe hinzugefügt wird, kann ihr befohlen werden, das nächste Mal, wenn die Steuereinrichtung direkten Kontakt mit der virtuell markierten Vorrichtung hat, ein Ausfindigmachen durchzuführen.
Ebenso wird eine Vorrichtung gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung bevorzugt virtuell markiert, wenn sie von einer Gruppe entfernt wird, und das Hinzufügen einer Vorrichtung zu einer Gruppe ist eine vorbestimmte Aktion, wenn die hinzugefügte Vorrichtung virtuell markiert ist.
Bevorzugt sind alle Vorrichtung angepaßt, nach Empfang eines Signals ein Quittungssignal zu senden, wobei die Zielkennung und die Quellkennung vertauscht sind (natürlich sollte der Empfang eines derartigen Quittungssignals im allgemeinen nicht durch ein weiteres Quittungssignal quittiert werden). Ein derartiges Quittungssignal besteht bevorzugt aus einem Signal, das zu dem empfangenen Signal mit Ausnahme einer vorbestimmten Einstellung, die anzeigt, daß das Signal ein Quittungssignal ist, identisch ist, weshalb die Zielkennung und die Quellkennung anders herum gelesen werden sollten. Folglich kann die dritte Signalart gemäß der vorliegenden Erfindung ein derartiges Quittungssignal sein.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung weist bevorzugt ein Protokoll auf. Ein Protokoll ist irgendein Satz von Betriebsverfahren, der ermöglicht, daß die Verarbeitungseinheit die gewünschten Funktionen durchführt. Somit sind die Einrichtungen zur Erzeugung eines ersten Signals und verschiedene in diesen Einrichtungen enthaltene Einrichtungen typischerweise Programme oder Routinen, die einen Teil des Protokolls bilden. Bevorzugt ist es das Protokoll der sendenden Steuereinrichtung/Vorrichtung, das Rahmen erzeugt, die in einem Signal gesendet werden sollen. Ein der artiger Rahmen bezeichnet bevorzugt das System, die Quellsteuereinrichtung/Vorrichtung und die Zielsteuereinrichtung/Vorrichtung durch ihre Kennungen und eine oder mehr Signalwiederholungsvorrichtungen durch ihre Kennungen. Auch enthält das Protokoll die von dem Rahmen übertragenen Befehle, Informationen oder Daten. Ebenso ist es bevorzugt das Protokoll in dem Empfangsteil, das den empfangenen Rahmen liest und dem Empfangsteil ermöglicht, das Signal zu verstehen und darauf zu antworten.
Um die in jedem Rahmen übertragene Datenmenge zu verringern, weist das Systemprotokoll bevorzugt Betriebsverfahren zur Maskierung der Kennungen von Vorrichtungen auf, die durch einen Rahmen adressiert werden. Das Maskierungsverfahren ist ein Betrieb, der ein Register aufbaut, wobei jeder Eintrag einer Vorrichtung entspricht und wobei der Wert jedes Eintrags anzeigt, ob die entsprechenden Vorrichtungen auf einen Befehl in dem Rahmen antworten sollten oder nicht. Anstatt alle Kennungen für die Vorrichtungen, die auf einen Befehl in einem Rahmen antworten sollten, aufzunehmen, nimmt man das Maskierungsregister oder die "Bitmaske" auf, wodurch eine Kurzbezeichnung der Vorrichtungen erzielt wird. Somit weist das Systemprotokoll bevorzugt ein Verfahren zur Maskierung von Vorrichtungskennungen in einer Tabelle auf, um eine Bitkette zu erzeugen, die die Bitmaske bildet, so daß jedes Bit einer Vorrichtungskennung entspricht, wobei der Wert jedes Bits bestimmt, ob der eine oder mehr Befehle für die entsprechende Vorrichtung gelten. Ebenso weist das Systemprotokoll bevorzugt Betriebsverfahren zur Anwendung eines Maskierungsverfahrens auf die Befehle oder Daten in einem Rahmen auf.
Wenn ein Signal Kennungen von Steuereinrichtungen oder Vorrichtungen in dem Netzwerk aufweisen soll, kann das Signal folglich nicht die vollständige Kennung aufweisen, sondern kann unter Verwendung einer vorbestimmten Bitmaske, die in dem Kommunikationsprotokoll des Systems definiert ist, nur eine Zeichenkette oder einen Code aufweisen, der die Kennung, wie etwa ein Bit, das der Kennung entspricht, anzeigt. Wenn eine Kennung in einem Speicher gespeichert wird, kann die vollständige Kennung ebenso nicht gespeichert werden, der Speicher kann nur eine Zeichenkette oder einen Code halten, die unter Verwendung der vorbestimmten Bitmaske die Kennung, wie etwa ein Bit, das der Kennung entspricht, anzeigen.
Gemäß den ersten, zweiten und dritten Aspekten weisen die Steuereinrichtungen des Systems bevorzugt auf: eine Anzeige, Einrichtungen zum Anzeigen der Menüs mit zwei oder mehr Einträgen auf der Anzeige, zwei oder mehr Bedienelemente zum Navigieren in diesen Menüs und zum Auswählen der genannten Einträge und Routinen oder Programme, die in der Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung gespeichert sind und die aktiviert werden können, indem geeignete Einträge in geeigneten Menüs ausgewählte werden. Bevorzugt sind diese Routinen oder Programme betriebsfähig mit Einrichtungen zur Erzeugung eines Signals verbunden, das an eine oder mehr Vorrichtungen adressiert ist, so daß der Benutzer das System durch Auswählen von Einträgen unter Verwendung der Bedienelemente steuern kann.
Die Signalwiederholungsvorrichtungen, die verwendet werden, um ein Signal zu leiten, können dedizierte Zwischenverstärker sein, die nur die Funktion der Wiederholung von Signalen in dem System ausführen. Eine oder mehr Vorrichtungen gemäß den ersten und zweiten Aspekten der vorliegenden Erfindung können jedoch eine Zweifachfunktionalität haben, in der sie als I/O-Vorrichtungen ebenso wie als Zwischenverstärker arbeiten können. Die Signalreichweite eines Senders ist der physikalische Bereich, innerhalb dem eine Vorrichtung/eine Steuereinrichtung ein Signal, das an diese Vorrichtung/Steuereinrichtung adressiert ist, empfangen und verarbeiten kann. Wenn eine Vorrichtung ein Signal empfängt, das Information transportiert und die Kennung der Vorrichtung als eine Zwischenverstärkerkennung anzeigt, wiederholt die Vorrichtung das Signal, das heißt, sie sendet ein Signal, das zumindest einen Teil der Information transportiert, die auch von dem empfangenen Signal transportiert wird. Dadurch können Vorrichtungen oder Steuereinrichtungen innerhalb der Signalreichweite der Wiederholungsvorrichtung, aber außerhalb der Signalreichweite des ursprünglichen Senders das von der Wiederholungsvorrichtung gesendete Signal empfangen. Bevorzugt können alle Vorrichtungen in einem System als Wiederholungsvorrichtungen arbeiten. Diese Funktionalität ist der Hauptgegenstand der internationalen Patentanmeldung PCT/DK01/00253 (Veröffentlichungsnummer gegenwärtig nicht verfügbar) des Anmelders.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede der mehreren Vorrichtungen in der Hinsicht eine I/O-Vorrichtung sein, daß sie ferner Einrichtungen aufweist, um eine Ausgabe an ein betriebsbereit mit der Vorrichtung verbundenes Gerät liefert oder eine Eingabe von ihm empfängt. Auch kann die Verarbeitungseinheit der Steuereinheit ferner Einrichtungen zur Erzeugung eines fünften Signals aufweisen, das mindestens eine Zielkennung, die einer Vorrichtungskennung einer Zielvorrichtung entspricht, Informationen, die den Betrieb der Zielvorrichtung oder des mit der Zielvorrichtung verbundenen Geräts betreffen, und Zwischenverstärkerkennungen, die einer oder mehr Signalwiederholungsvorrichtungen entsprechen, aufweist. In diesem Fall kann eine Vorrichtung in der Hinsicht eine Zweifachfunktionalität haben, daß sie ferner angepaßt ist, als Signalwiederholungsvorrichtung zu arbeiten, wobei ihre Verarbeitungseinheit aufweist: Einrichtungen, um beim Empfang eines fünften Signals die genannte Information in ihrer Verarbeitungseinheit zu verarbeiten, wenn die mindestens eine Zielkennung der Vorrichtungskennung der Vorrichtung entspricht, und Einrichtungen, um beim Empfang eines fünften Signals ein sechstes Signal zu senden, das die mindestens eine Zielkennung und die genannte Information hält, wenn eine oder mehr Zwischenverstärkerkennungen der Vorrichtungskennung der Vorrichtung entsprechen.
Somit kann eine Vorrichtung in der Hinsicht eine Zweifachfunktionalität haben, daß sie als eine Eingabe/Ausgabevorrichtung (I/O-Vorrichtung) und als eine Signalwiederholungsvorrichtung arbeitet. Bevorzugt sind alle geeignet, als I/O-Vorrichtungen und Signalwiederholungsvorrichtungen zu arbeiten.
Die Zweifachfunktionalität von Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Anzahl von wesentlichen Vorteilen:

– Es besteht keine Notwendigkeit für dedizierte Zwischenverstärkerstationen, was zu den folgenden Vorteilen führt: Das System weist weniger Vorrichtungen auf als Systeme gemäß des bisherigen Stands der Technik, das System wird billiger, das System wird einfacher zu installieren, da der Benutzer keine gleichmäßige Verteilung dedizierter Zwischenverstärkerstationen aufstellen muß.
– Das System hat ein Netzwerk mit so vielen mögli chen Zwischenverstärkern wie es Vorrichtungen gibt, was zu den folgenden Vorteilen führt: Die Anzahl möglicher Wege zu jeder gegebenen Vorrichtung wird in Bezug auf Netzwerke nach bisherigem Stand der Technik gewaltig vergrößert. Die Anzahl möglicher Wege zu einer Vorrichtung ist ein äußerst wichtiger Parameter in HF-Netzwerken, da viele Umgebungsmerkmale Signale, die aus gewissen Richtungen kommen, blockieren können. Einer der am meisten angetroffenen Gründe für Signalübertragungsfehler in HF-Systemen sind Metallobjekte, die entweder den Weg zu einer Vorrichtung entweder blockieren oder die in der Nachbarschaft der Vorrichtung angeordnet sind und das Signal so reflektieren, daß es mit dem ursprünglichen nichtreflektierten Signal interferiert. Wenn man einem Signalübertragungsfehler begegnet, kann das System gemäß der vorliegenden Erfindung folglich zwischen einer großen Anzahl von alternativen Wegen zu der Zielvorrichtung wählen, wobei die Wege einfach eine höhere Erfolgsaussicht haben, weil sie aus einer anderen Richtung/Position senden. Auf diese Weise verbessert die Zweifachfunktionalität die Zuverlässigkeit, die Reichweite und die Abdeckung von HF-Netzwerken erheblich. Auch verbessert sie erheblich die Vielseitigkeit, Erweiterbarkeit und die Flexibilität des Netzwerks, da die Netzwerktopologie ohne übermäßige Gemeinkosten geändert werden kann.

Bevorzugt stellen die Vorrichtungen ein Netzwerk her, das alle Vorrichtungen in dem System erreichen kann. In Fällen, in denen eine Vorrichtung oder eine Gruppe von Vorrichtungen weit weg von dem restlichen Teil des Netzwerks. angeordnet ist, kann es jedoch bevorzugt notwendig sein, eine oder mehrere Vorrichtungen zwischen dem Restsystem und der entfernten Vorrichtung/Gruppe mit dem einzigen Zweck aufzunehmen, Signale zu der entfernten Vorrichtung/Gruppe zu wiederholen. Die eingeführten Vorrichtungen können natürlich mit einem Gerät verbunden sein und später auch als normale Eingabe/Ausgabevorrichtungen wirken. Um ein Netzwerk mit guter Abdeckung einzurichten, kann es bevorzugt sein, ein Netzwerk mit im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung von Vorrichtungen und mit einer minimalen Dichte von Vorrichtungen aufzubauen. Dies stellt sicher, daß alle Vorrichtungen erreicht werden können. Eine derartige minimale Dichte von Vorrichtungen sollte an die mittlere Reichweite der Sender angepaßt werden, die jedoch stark von der Umgebung abhängt.
Die Eingabe oder Ausgabe von einer I/O-Vorrichtung ist ein Signal an ein Gerät, das betriebsfähig mit der Vorrichtung verbunden ist, und weist einen oder mehr Befehle auf, die den Betriebszustand des Geräts betreffen. Das mit einer I/O-Vorrichtung verbundene Gerät kann mit der Vorrichtung integriert werden, so daß das Gerät und die Vorrichtung Teile der gleichen Einheit bilden. Dadurch kann der Benutzer den Betrieb des Geräts durch Steuern der ersten Vorrichtung steuern. Folglich kann der Benutzer das Gerät fernsteuern.
Gemäß den ersten vier Aspekten der vorliegenden Erfindung kann das System verschiedene Tabellen und Listen aufbauen, die Informationen halten, die verwendet werden können, um die Bestimmung eines Leitwegs zu einer gegebenen Zielvorrichtung zu optimieren.
Bevorzugt sind alle Vorrichtungen in dem System angepaßt, auf alle empfangenen Signale, die an sie adressiert waren, mit einem Quittungssignal zu antworten. Folglich weist das Verfahren gemäß des fünften Aspekts der vorliegenden Erfindung bevorzugt den Schritt auf, nach dem Empfang eines geleiteten zweiten oder dritten Signals an einer Vorrichtung ein Quittungssignal mit der Kennung der Vorrichtung oder der Steuerung, die das geleitete zweite oder dritte Signal als Zielkennung sendet, zu erzeugen und zu senden.
Wenn die Vorrichtung ein zweites Signal, d.h. ein Signal, das wiederholt wurde, empfangen hat, sollte sie bevorzugt ein Quittungssignal sowohl an die Steuereinrichtung, die das dritte Signal sendet als auch an die Zwischenverstärkervorrichtung(en), die das/die vierte(n) Signal(e) senden, senden. Das Quittungssignal an die Steuereinrichtung, die das dritte Signal sendet, weist bevorzugt eine Zielkennung und eine oder mehr Zwischenverstärkerkennungen auf, folglich weist das Verfahren ferner die Schritte auf: Empfangen des ersten Quittungssignals an einer Vorrichtung, und dann Senden eines zweiten Quittungssignals, das diese Zielkennung hält, wenn eine oder mehr Zwischenverstärkerkennungen der Vorrichtungskennung dieser Vorrichtung entsprechen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 und 2 sind Diagramme, die die Kennungen für Steuereinrichtungen und Vorrichtungen darstellen, die verwendet werden, um Signale gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu adressieren.
3 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren zur Sendung und Quittierung eines Befehls gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 stellt das Prinzip der Wegleitung eines Signals von einer Steuereinrichtung zu einer Vorrichtung dar, die außerhalb des Bereichs der Steuereinrichtung ist.
5 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren zur Leitweglenkung eines Rahmens in einer Vorrichtung darstellt.
6 stellt das Prinzip der Quittierung des Empfangs von Signalen gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
7 stellt ein Beispiel für eine Netzwerktopologie eines Automationssystems dar.
8 stellt das Prinzip der Ausführung eines Ausfindigmachungsverfahrens gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
9 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren zum Triggern eines Verfahrens zur Ausfindigmachung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 stellt das Prinzip des Hinzufügens von Vorrichtungen zu einer Verdächtigenliste dar, wenn eine Sendung fehlschlägt.
11 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren zur Bestimmung eines Wegs zu einer gegebenen Zielvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 zeigt eine Steuereinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
13 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren zur Entfernung einer Vorrichtung aus einer Gruppe auf der Steuereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren zur Erzeugung einer Stimmung auf der Steuereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren zur Erlernung einer Steuereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 stellt eine Implementierung eines Systems gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Automationssystem mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer breiten Vielfalt von Funktionen über Zweiwege-Kommunikation mit mehreren Vorrichtungen. Eine Steuereinrichtung ermöglicht dem Benutzer dabei, die Vorrichtungen und die von den Vorrichtungen ausgeführten Funktionen zu steuern.
Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf eine erste bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform weist das Automationssystem ein Kommunikationsprotokoll auf, das eine einfache Adressierung von Vorrichtungen und Steuereinrichtungen bereitstellt. Erstens werden alle Steuereinrichtungen und Vorrichtungen in ein eindeutiges logisches System kombiniert, das durch eine eindeutige Systemkennung gekennzeichnet ist, die in fast allen Kommunikationssignalen innerhalb des Systems enthalten ist. Die Steuereinrichtungen und die Vorrichtungen in dem System werden innerhalb des Systems einzeln gekennzeichnet und adressiert. 1 zeigt jeweils Beispiele für derartige zweiteilige Kennungen 101 und 102 zur Adressierung einer Steuereinrichtung und einer Vorrichtung in einem Signal.
Dabei interferiert ein System nicht mit einem benachbarten System, da Steuereinrichtungen und Vorrichtungen in den jeweiligen Systemen nur auf Signale antworten, die die eindeutige Systemkennung der jeweiligen Systeme aufweisen. Die Systemkennung wird im folgenden die Heimat-ID genannt.
Jede Steuereinrichtung hat eine vorgegebene eindeutige Kennung, die vom Werk in einen Speicher in den Steuereinrichtungen geschrieben wird und die nicht verändert werden kann. Dies stellt die Eindeutigkeit der Steuereinrichtungskennungen sicher. Nach dem Aufstellen des Systems wird die eindeutige Kennung der ersten Steuereinrichtung als die Heimat-ID eingeführt. Da die Steuereinrichtungskennung eindeutig ist, ist es auch die zugewiesene Heimat-ID. Es ist ein Vorteil, daß das System von Natur aus eine eindeutige Heimat-ID hat, dadurch braucht der Benutzer keine Heimat-ID angeben, wenn er das System aufbaut. Dies vereinfacht die Funktionalität des Systems erheblich.
In einer in 2 dargestellten alternativen Ausführungsform haben alle Steuereinrichtungen und alle Vorrichtungen während der Herstellung vorgegebene eindeutige Kennungen 201 und 202, die nicht verändert werden können, in einen Speicher geschrieben bekommen. Die Steuereinrichtungen des Systems müssen die eindeutigen Kennungen aller Vorrichtungen erlernen, die von der Steuereinrichtung gesteuert werden sollen. Da alle dieser einteiligen Kennungen eindeutig sind, besteht kein Bedarf für einen Systemkennung.
Da eine Vorrichtung immer zusammen mit der Systembezeichnung adressiert wird, ist die Vorrichtungskennung eine Erweiterung der Heimat-ID des Systems zum Identifizieren der Vorrichtung innerhalb des Systems. Die Vorrichtungskennungen, die hier im weiteren auch als Vorrichtungs-IDs bezeichnet werden, werden den Vorrichtungen von der Steuereinrichtung zugewiesen, wenn eine Vorrichtung zum ersten Mal in das System eingebaut wird. Die Vorrichtungskennung wird in der Steuereinrichtung und in der Vorrichtung selbst gespeichert. Um die Verwendung von Rahmenraum zu minimieren und auch um Speicher in der Steuereinrichtung zu verringern, müssen die Vorrichtungskennungen, die die Vorrichtungen identifizieren, so klein wie möglich gehalten werden.
Kommunikationsprotokoll
Alle Steuereinrichtungen und Vorrichtungen weisen zumindest Teile eines gemeinsamen Protokolls zur Übertragung und Verwaltung von Daten in dem System auf. Das Protokoll verwaltet Kennungen und regelt die Adressierung von Rahmen für die Kommunikation innerhalb des Systems.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform sind die Vorrichtungskennungen 8 Bit-Werte. Wie weiter oben erwähnt, wird die Vorrichtungskennung immer in Bezug auf eine Heimat-ID in einem Rahmen in dem Kommunikationsprotokoll verwendet, wobei die Gesamteindeutigkeit einer Vorrichtung bewahrt wird. Die Größe der eindeutigen Steuereinrichtungskennung und dadurch der Heimat-ID muß eine derartige Größe haben, daß die eindeutigen Adressen nie ausgehen. Die Steuereinrichtungskennung ist daher ein 32 Bit-Wert, was bis zu 4294967295 eindeutige Heimat-IDs ergibt.
Das Kommunikationsprotokoll ist derart entworfen, um die üblichen Probleme, die in HF-Kommunikationsanwendungen erkannt werden, zu bewältigen. Das üblichste Problem ist Rauschen, das bewirken kann, daß zwischen zwei Vorrichtungen kommunizierte Daten verloren gehen oder beschädigt werden. Die allgemeine Regel ist, daß je weniger Daten übertragen werden, desto größer ist die Chance auf eine erfolgreiche Übertragung.
Im bisherigen Stand der Technik hat die Größe des Rahmenformats, das die zu sendenden Daten hält, keine hohe Bedeutung, da es typischerweise einen sehr kleine Teil der Gesamtmenge an Datenbits beansprucht. In der vorliegenden Erfindung, in der das System verwendet wird, um kurze Befehle und Anweisungen zu senden, beansprucht das Rahmenformat jedoch häufig eine beträchtliche Menge der zu sendenden Datenbits. Daher ist das allgemeine Format der Rahmen, die in dem Kommunikationsprotokoll einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, derart entworfen, daß die Datenmenge verringert wird, d.h. um einen kurzen Rahmen zu erzielen, muß es in der Lage sein, Befehle an mehr als eine Vorrichtung in einem einzigen Rahmen zu senden und diese Vorrichtungen in einer präzisen Notation zu adressieren. Ebenso sollten auch die in dem Rahmen enthaltenen Befehle minimiert werden. Das für die vorliegende Erfindung entworfene Protokoll berücksichtigt diese Überlegungen in der Hinsicht, daß es eine Maskierung von Vorrichtungskennungen ebenso wie die Komprimierung von Daten bereitstellt.
Die Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen, können mehrere Funktionen ausführen, welche in Funktionsarten unterteilt werden können:

• Ausgabe; um eine Ausgabe, wie etwa einen Befehl, eine Anweisung, eine Nachricht oder elektrische Leistung für ein damit verbundenes Gerät, z.B. eine Kaffeemaschine, einen Backofen, ein Überwachungssystem, ein Türschloß, eine Audioausstattung, etc., bereitzustellen.
• Eingabe; um eine Eingabe von einem Gerät, wie etwa einem Sensor oder einer Eingabeeinheit, wie etwa einer damit verbundenen Tastatur oder einer Zeigevorrichtung zu empfangen und die Eingabe zu speichern, zu verarbeiten und/oder zu senden. Die Steuereinrichtungen des Systems können programmiert werden, auf ein Signal von einer Vorrichtung, die eine Eingabe empfängt, z.B. durch Auslösen eines Tonsignals und das Rufen des Werksschutzes im Falle eines erkannten Einbruchs zu antworten.
• Wiederholen; zum Wiederholen von Signalen von einer Steuereinrichtung oder von einer Vorrichtung, um Vorrichtungen außerhalb der Signalreichweite der sendenden Steuereinrichtung oder Vorrichtung zu erreichen.

Eine Vorrichtung kann eine mit dem Gerät verbundene getrennte Einheit sein, oder eine Vorrichtung kann ein integrierter Teil des Geräts sein. Eine Vorrichtung kann selbst eine Funktion ausführen, oder sie kann einem mit der Vorrichtung verbundenen Gerät ermöglichen, es anweisen oder es befähigen, eine Funktion auszuführen.
Die Benutzerschnittstelle einer Steuereinrichtung ermöglicht dem Benutzer, jede von der Steuereinrichtung gesteuerte Vorrichtung zu steuern. Die durch die Steuereinrichtung gesteuerten Vorrichtungen können in verschiedene Ausgabeklassen sortiert werden, so daß zwei oder mehr Vorrichtungen gemeinsam gesteuert werden können. Derartige Ausgabeklassen können durch einen Satz von Variablen gekennzeichnet werden, wie etwa:
Gruppen sind eine Ausgabeklasse, die aus mehreren Vorrichtungen besteht. Dies Ausgabeklasse wird zur Steuerung mehrerer Ausgabevorrichtungen mit einem einzigen Befehl verwendet. Stimmungen sind im wesentlichen "Gruppen von Gruppen" und/oder "Gruppen von Vorrichtungen", wobei jede Gruppe und/oder jede Vorrichtung spezifische Einstellwerte hat, die den Betrieb der Vorrichtungen und Gruppen kennzeichnen. Zum Beispiel kann eine Stimmung aus Vorrichtungen bestehen, die mit Lampen im Wohnzimmer verbunden sind, und die Einstellwerte könnten ein Dämpfungspegel in der Leistung sein, die von jeder Vorrichtung an jede Lampe geliefert wird. Durch Auswählen dieser Stimmung können alle Lampen im Wohnzimmer auf einen vorbestimmten Pegel gedämpft werden, was eine gewünschte Beleuchtung, z.B. zum Fernsehen, erzeugt. Die Einstellwerte von Vorrichtungen oder Gruppen hängen von der Funktion ab, die von jeder Vorrichtung ausgeführt wird, und sie werden für Vorrichtungen und Gruppen individuell festgelegt. Eine Vorrichtung kann zu einer oder mehr Gruppen gehören, und jede Gruppe kann zu einer oder mehr Stimmungen gehören.
Rahmen
Das Kommunikationsprotokoll der ersten Ausführungsform hat ein allgemeines Format für die Rahmen, die Anweisungen und Information zwischen den Vorrichtungen des Systems transportieren.
Das Rahmenformat gemäß der ersten Ausführungsform kann beschrieben werden als:
Tabelle 1
Wobei:
– Die Zahlen 0 bis 15 eine Bit-Skala repräsentieren, die die Reihenfolge und Größen jedes Rahmenteils angibt. Die Reihenfolge, in der die Teile erscheinen, ist nicht einschränkend, und es können verschiedene Reihenfolgen verwendet werden.
– Heimat-ID (32 Bit): Die Heimat-ID des Systems, in dem dieser Rahmen ausgeführt/empfangen werden sollte.
– Quell-ID (8 Bit): Die Kennung (zweiter Teil der zweiteiligen Kennung) der sendenden Steuereinrichtung oder Vorrichtung.
– Version (3 Bit): Protokoll/Rahmenformatversion. Diese gibt die Freiheit, das Rahmenformat gemäß einer Aktualisierung des Softwareprotokolls oder anderer Infrastrukturverbesserungen zu ändern.
– Richt. (1 Bit): Richtung des Befehls; 0, wenn ein Befehl ausgegeben wird, 1, wenn ein Befehl quittiert wird.
– Typ (4 Bit): Der Typ des Rahmens bestimmt die Inhalte des Rests des Rahmens, ob der Rahmen einen Befehl oder z.B. einen Zustand enthält, und wie die Bezeichnung von Vorrichtungen ausgeführt wird. Die Bezeichnung hängt davon ab, welche und wie viele Vorrichtungen adressiert werden sollten. Einige Beispiele für mögliche Rahmentypen sind:
Tabelle 2

Länge (8 Bit): Menge an Bytes in dem Rahmen beginnend von dem ersten Heimat-ID-Wort bis zu dem letzten Datenbyte ohne Prüfsummenfeld.
Befehl (8 Bit): Der Befehl, der ausgeführt werden sollte. Siehe Beispiele von Befehlen in Tabelle 3.
Befehlswert (8 Bit): Der tatsächliche Wert des ausgegebenen Befehls. Typischerweise ein 8-Bit-Wert, kann aber abhängig von dem Befehl länger sein.
Datenbyte (0 – n): Die in dem Rahmen enthaltenen Daten.
Prüfsumme(8 Bit): Prüfsumme, die zwischen der Heimat-ID und dem letzten Byte des Rahmens berechnet wird. Das Prüfsummenfeld selbst wird nicht berechnet.

Im folgenden werden einige Beispiele für Informationen, die das allgemeine Rahmenformat überschreiten und die in einem Rahmen enthalten sein können, gegeben.
Die folgende Tabelle zeigt einige Beispiele für Befehle und Befehlswerte, die in einem Rahmen ausgegeben werden können.
Tabelle 3
Zumindest die Befehlswerte der Befehle 22, 24, 25 und 26 sind länger als 8 Bit. Das Kommunikationsprotokoll bezeichnet die Länge von Befehlswerten für jeden Befehl.
Wenn Befehle ausgegeben werden, ist es natürlich wichtig, anzugeben, an welche Vorrichtungen der Befehl adressiert ist. Abhängig von der Anzahl der Vorrichtungen, die in einem Rahmen adressiert werden sollen, können unter Bezug auf Tabelle 2 verschiedene Rahmentypen verwendet werden. Der folgende Rahmentyp weist den Befehl und die einzelnen Adressen, d.h. Vorrichtungskennungen einer Gruppe von Empfängervorrichtungen auf.
Tabelle 4

Zielvorrichtungs-ID (8 Bit): Feld mit 8 Bit-Zielvorrichtungskennungen, die anzeigen, ob die Empfangsvorrichtung auf den Befehl reagieren sollte oder nicht.

Maskierung
Wie in dem obigen Rahmenformat zu erkennen ist, macht die Adressierung von Vorrichtungen eine beträchtliche Menge der Gesamtbits aus, die gesendet werden sollen. Es ist ein wichtiges Merkmal des Kommunikationsprotokolls der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, daß es ein Verfahren bereitstellt, um die Adressierungsdatenbits zu verringern. Durch Verwendung einer Zielvorrichtungs-ID-Maske in dem Rahmenformat können die Adressierungsdatenbits drastisch verringert werden. Die Maskierung von Vorrichtungs kennungen ist ein Arbeitsgang, der anzeigt, ob bestimmte der Empfangsvorrichtungen auf den Befehl reagieren sollten oder nicht. Ein Register mit Einträgen, von denen jeder Eintrag der Aufzählung von Vorrichtungskennungen entspricht, hält ein Bitmuster, das eine Maske genannt wird, wobei jedes Bit, wenn eine entsprechende Vorrichtungskennung ausgewählt werden soll, auf '1' und sonst auf '0' gesetzt wird. Durch Senden eines Rahmens, wobei der Rahmentyp den Maskierungsbereich definiert, siehe Tabelle 2, zusammen mit der "Zielvorrichtungs-ID-Maske" (wobei jedes Bit anzeigt, ob die Empfangsvorrichtung auf den Befehl reagieren sollte oder nicht) beansprucht die Adressierung ferner jeweils nur 1 Bit.
Im folgenden werden drei Beispiele für die Maskierung von Vorrichtungskennungen gegeben. Die Beispiele verwenden Maskengrößen, Typen, Indexierung und Struktur gemäß dem Rahmenformat der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine derartige Maskierung kann unter Verwendung einer Maskierung anderer Strukturen und Formate ausgeführt werden, und die erste Ausführungsform schränkt die Idee der Verwendung in der Bezeichnung von Vorrichtungen zur Adressierung von Gruppen von Vorrichtungen innerhalb jedes Kommunikationsnetzwerks nicht ein.
Zuerst können mit einer 8 Bit-Zielvorrichtungs-ID-Maske bis zu acht Vorrichtungen mit Vorrichtungskennungen von 1–8 in einem einzigen Byte adressiert werden, was die Datenmenge drastisch verringert. Wenn acht Vorrichtungen mit dem nicht maskierten Rahmenformat adressiert werden sollten (Befehl für eine Gruppe von Vorrichtungen), würde die Datenmenge um 8 Bytes vergrößert (8 Vorrichtungskennungen und das "Anzahl von Vorrichtungen"-Feld statt der "Zievorrichtungs-ID-Maske").
Tabelle 5

Zielvorrichtungs-ID-Maske (8 Bit): 1 Byte Zielvorrichtungskennungsmaske, wobei jedes Bit anzeigt, ob die Empfangsvorrichtung auf den Befehl reagieren sollte oder nicht. Das niederwertigste Bit (LSB) repräsentiert die Vorrichtung 1.

Wenn wir Vorrichtungen im Bereich von 9–16 adressieren wollten, wäre die einzige Änderung in dem Rahmenformat ein anderer Wert in dem Rahmentypenfeld des allgemeinen Rahmenformats, nämlich 0100 aus Tabelle 2, wobei das LSB in der Maske nun die Vorrichtungskennung 9 wäre.
Wenn die Vorrichtungen, die adressiert werden sollen, alle Vorrichtungskennungen im Intervall 1 bis 16 haben, sollte das Rahmenformat vom Rahmentyp "maskierte Vorrichtungs-ID 1–16" sein. Dabei können einige oder alle der ersten 16 Vorrichtungskennungen, wie in Tabelle 6 gezeigt, in zwei Bytes adressiert werden.
Tabelle 6

Zielvorrichtungs-ID-Maske (16 Bit): 2 Byte-Zielvorrichtungskennungsmaske, wobei jedes Bit anzeigt, ob die Empfangsvorrichtung auf den Befehl reagieren sollte oder nicht. Das niederwertigste Bit (LSB) repräsentiert die Vorrichtung 1.

Viele Systeme in kleinen Haushalten haben das meiste ihrer Kapazität durch die 8- und 16-Bit-Masken abgedeckt, die die ersten 16 Vorrichtungen abdecken. In großen Systemen haben die Vorrichtungen, die adressiert werden sollen, jedoch höhere Vorrichtungskennungen als 16, und abhängig von der Anzahl von Vorrichtungen kann vorteilhaft ein flexibleres Maskierungsverfahren angewendet werden. Während das Rahmentypenfeld typischerweise die der Maske entsprechenden Vorrichtungen definiert, kann der Rahmentyp auch ermöglichen, daß ein Rahmenindexbereich definiert, welche 8 (oder andere Anzahl von) Vorrichtungen durch die folgende Zielvorrichtungs-ID-Maske abgedeckt werden.
Jeder Maskenbereich deckt 8 aufeinanderfolgende Vorrichtungs-IDs im Schritt von 8 ab (mit Ausnahme des Rahmentyps 5). In dem Rahmenformat vom Rahmentyp 6 zeigt ein Maskenindex (ein 8 Bit-Wert) an, welchen Maskenbereich die folgende Zielvorrichtungs-ID abdeckt. Die Maskenbereiche sind aufeinanderfolgend numeriert, folglich zeigt der Maskenindex '0' eine Zielvorrichtungs-ID-Maske im Bereich von 1 bis 8 an. Der Maskenindex 1 zeigt eine Zielvorrichtungs-ID-Maske im Bereich von 9 bis 16 an. Unter Verwendung dieses Verfahrens können Vorrichtungskennungsbereiche bis zur Vorrichtungs-ID 2040 (255·8) adressiert werden.
Tabelle 7

Maskenindex (8 Bit): Der Maskenindex zeigt an, auf welche Vorrichtungskennungsbereiche sich die Zielvorrichtungs-ID-Maske bezieht.
Zielvorrichtungs-ID-Maske (8 Bit): 1 Byte-Zielvorrichtungskennungsmaske, wobei jedes Bit anzeigt, ob die Empfangsvorrichtung auf den Befehl reagieren sollte oder nicht. Das niederwertigste Bit (LSB) repräsentiert die Vorrichtungskennung = Maskenindex·8 + 1.

Ein Maskierungsverfahren ähnlich dem weiter oben beschriebenen kann auf die Befehle angewendet werden, die an verschiedene Vorrichtungen ausgegeben werden. Dadurch können mehrere Befehle aus einem Satz vorbestimmter Befehle ausgegeben werden, ohne die Befehle als solche in dem Rahmen bereitzustellen.
Durch Bereitstellen von Tabellen mit vorherbestimmten Befehlen, wie etwa Tabelle 3 in dem Protokoll, sowohl auf den Steuereinrichtungen als auch den Vorrichtungen, wird die Maske ein Register mit Einträgen, wobei jeder Eintrag der Aufzählung von Befehlen entspricht, die ein Bitmuster bilden, wobei, wenn ein entsprechender Befehl ausgewählt werden soll, jedes Bit auf '1' gesetzt und sonst auf '0' gesetzt ist. Die Befehlswerte der Tabelle 3 können einer ähnlichen Maskierung unterzogen werden.
Um die Größe von Rahmen weiter zu verringern, können Daten, wie etwa Felder gemessener Eingabefelder, von Bildern oder von Textketten, wie etwa Programmketten, einer Datenkomprimierung unterzogen werden. Das Protokoll kann typische digitale Datenkomprimierungs-Archivformate, wie etwa Zip, gzip, CAB, ARJ, ARC und LZH, anwenden.
Quittierung
Datenübertragung unter Verwendung einer HF-Trägerfrequenz in einer typischen Haushaltsumgebung erzeugt die Möglichkeit von Übertragungsfehlern und die Einführung von Zufallsfehlern. Die Quellen für die Einführung von Fehlern umfassen HF-Rauschen von anderen HF-Transceivern und elektrischen Geräten im allgemeinen. Das System der vorliegenden Erfindung verwendet Zweiwege-HF-Komponenten, was ermöglicht, von Vorrichtungen Quittungen zurückzubekommen, nachdem ein gesendeter Befehl empfangen und/oder ausgeführt wurde. Dieses Verfahren wird in dem Flußdiagramm von 3 skizziert. Nachdem die Vorrichtung den Rahmen erzeugt und gesendet hat, wartet sie auf die Quittung von der/den Vorrichtung(en), die den Rahmen empfangen. Wenn die sendende Vorrichtung innerhalb einer spezifizierten Zeit keine Quittung empfangen hat, versucht sie die Datenübertragung erneut, bis die Daten erfolgreich übertragen wurden oder ein Maximum an erneuten Versuchen erreicht wurde.
Wenn ein Rahmen empfangen wurde, wird der empfangende Teil von dem Kommunikationsprotokoll abgefragt, um den Empfang zu quittieren. Die empfangende Vorrichtung gibt nur den Rahmenanfangsblock zurück, wenn das D-Bit gesetzt ist. Wenn das D-Bit gesetzt ist, lesen alle Vorrichtungen den Rahmen, so daß die Quell-ID als die Ziel-ID betrachtet wird.
Tabelle 8
Wie in 3 dargestellt, sendet die Steuereinrichtung das Signal bis zu 3 mal, wenn sie von der empfangenden Vorrichtung (eine Wiederholungsvorrichtung oder Zielvorrichtung) keine Quittungen empfangen hat.
Leitweglenkung
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Kommunikationsprotokoll in der ersten bevorzugten Ausführungsform eine Leitweglenkungsfunktionalität, die derart entworfen ist, daß sie eine Situation löst, in der eine Vorrichtung in einem Netzwerk von der Steuereinrichtung, die Befehlssignale an sie senden muß, nicht direkt erreicht werden kann. Das Problem wird gelöst, indem man eine oder mehr Vorrichtungen in dem Netzwerk als Zwischenverstärker arbeiten läßt, so daß das Befehlssignal die Zielvorrichtung erreichen kann. Dieses Prinzip ist in dem System 400 von 4 dargestellt, wo eine Vorrichtung 3 außerhalb einer HF-Reichweite einer Steuereinrichtung 10 ist, die durch den gestrichelten Ring 402 dargestellt ist, weshalb die Vorrichtung 1 als ein Zwischenverstärker für das Befehlssignal an die Vorrichtung 3 arbeitet. Da die Steuereinrichtung 10 außerhalb der HF-Reichweite 403 der Vorrichtung 3 ist, arbeitet die Vorrichtung 1 ebenso als ein Zwischenverstärker für jedes Antwortsignal von der Vorrichtung 3 an die Steuereinrichtung 10.
Um in dem Automationssystem der ersten bevorzugten Ausführungsform eine hohe Qualität bereitzustellen, haben die folgenden Punkte als Qualitätsanforderungen für die Leistung und die Konstruktion der Leitweglenkungsfunktionalität gewirkt:

– Die Leitweglenkungsfunktionalität sollte einer Steuereinrichtung ermöglichen, Vorrichtungen außerhalb ihrer normalen HF-Reichweite ebenso wie Vorrichtungen innerhalb ihrer Reichweite zu erreichen, wenn ein Signalweg blockiert oder gestört ist.
– Die Vorrichtungen in einem Netzwerk haben üblicherweise eine sehr begrenzte Speicherkapazität und CPU-Leistung, folglich sollte die Intelligenz in dem Leitweglenkungsverfahren in den Steuereinrichtungen sein.
– Geleitete Rahmen müssen quittiert werden, um die gleiche Zuverlässigkeit wir für nichtgeleitete Rahmen zu haben.
– Die Leitweglenkung und die Zwischenverstärkung müssen ohne Benutzereingriff stattfinden, da ein Verständnis des Netzwerkaufbaus von einem Benutzer nicht erwartet werden kann.

Um die Leitweglenkungsfunktion möglich zu machen, werden in dem System Signalzwischenverstärker angewendet. Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform sind als Anfangspunkt alle Vorrichtungen angepaßt, als Zwischenverstärker zu arbeiten, falls ihnen dies von einer Steuereinrichtung befohlen wird. Diese duale Funktionalität der Vorrichtungen liefert ein sehr zuverlässiges und flexibles Netzwerk mit einer verbesserten Reichweite/Abdeckung und ist Gegenstand der internationalen Patentanmeldung PCT/DK01/00253 (Veröffentlichungsnummer ist gegenwärtig nicht verfügbar).
Es können jedoch aus verschiedenen Gründen Ausnahmen für Vorrichtungen gemacht werden, z.B. wenn eine Vorrichtung eine transportierbare Vorrichtung ist, die ihre Position in dem Netzwerk regelmäßig ändert, ist sie als ein Zwischenverstärker nicht geeignet, oder wenn eine Vorrichtung batteriebetrieben ist, kann sie von der Zwischenverstärkung ausgenommen werden, um Batterieleistung zu sparen. Die Leitweglenkungsfunktion der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf Systeme beschränkt, in denen alle Vorrichtungen angepaßt sind, als Zwischenverstärker zu arbeiten, sie kann gerade so gut in Systemen mit dedizierten Zwischenverstärkervorrichtungen angewendet werden.
Die Leitweglenkungsfunktion ist ein Satz von Funktionen, der der Steuereinrichtung unter anderem ermöglicht:

– eine Leitwegtabelle aufzubauen, die für jede Vorrichtung andere Vorrichtungen anzeigt, an die die Vorrichtung erfolgreich Signale senden kann und von denen sie Signale empfangen kann,
– für eine gegebene Eintrittsstelle und eine gegebene Zielvorrichtung einen Weg von Zwischenverstärkervorrichtungen von der Eintrittsstelle zu der Zielvorrichtung zu bestimmen und ein Signal zu erzeugen, das entlang des bestimmten Wegs wiederholt wird,
– zu lernen, wo ihre typischen Stellen in dem Netzwerk sind, was der Steuereinrichtung ermöglicht, eine fundierte Vermutung anzustellen, wenn sie einen Weg zu einer Endvorrichtung außerhalb ihres Bereichs bestimmt,
– Vorrichtungen zu bestimmen, die in dem Netzwerk in der Hinsicht zentral sind, daß jede Vorrichtung in dem Netzwerk unter Verwendung dieser Vorrichtungen erreicht werden kann, was der Steuereinrichtung ermöglicht, einen Weg zu einer gegebenen Zielvorrichtung effizienter zu bestimmen,
– zu bestimmen, wenn sich die Netzwerktopologie geändert hat, und die Leitwegtabelle automatisch zu aktualisieren etc.

Rahmen mit Zwischenverstärkerliste
Wenn ein Signal erzeugt wird, das an eine Zielvorrichtung geleitet werden soll, muß der Rahmen in irgendeiner Weise die Zwischenverstärkervorrichtungen in dem Weg anzeigen.
Die Leitweglenkungsfunktionalität in einer Vorrichtung ist für den Empfang eines geleiteten Rahmens und die Bestimmung, ob er wiederholt werden sollte, und dann sein erneutes Aussenden verantwortlich. Da das Kommunikationsprotokoll entworfen ist, auf HF-Medien zu arbeiten, ist es wichtig, daß zu einer Zeit nur eine Vorrichtung sendet, daher muß nur eine Vorrichtung einen Rahmen wiederholen. Dies wird bewerkstelligt, indem man in dem Rahmen eine Zwischenverstärkerliste hat, die die Zwischenverstärkerkennungen bezeichnet, welche die Vorrichtungskennungen der Vorrichtungen sind, die verwendet werden, um das Signal zu der Zielvorrichtung zu leiten. Die Zwischenverstärkerliste besteht aus den folgenden Feldern:
Tabelle 9
Der folgende Rahmentyp weist den Befehl, die Zielkennung der adressierten Vorrichtung und die Zwischenverstärkerliste auf.
Tabelle 10

Sprünge (4 Bit): 1-Byte-Feld, das anzeigt, wie viele Zwischenverstärker der Rahmen durchlaufen hat. Dies könnte von den Zwischenverstärkern als ein Index auf die ID des Zwischenverstärkers verwendet werden und um zu erkennen, ob sie diesen Rahmen weiterleiten müssen oder nicht.
Anzahl von Zwischenverstärkern (8 Bit): Die Menge an Zwischenverstärker-IDs in dem Rahmen.
Zwischenverstärker-ID (8 Bit): 1 Byte-Zwischenverstärker-ID, die anzeigt, welche Vorrichtungen der Rahmen durchlaufen sollte. Das Sprünge-Feld kann als ein Index in die Zwischenverstärker-ID-Liste verwendet werden.

Die Zwischenverstärker-spezifischen Felder (Wegestatus, Sprünge, Anzahl von Zwischenverstärkern und Zwischenverstärker-IDs) können auf alle weiter oben erwähnten Rahmentypen, die in Tabelle 2 angegeben sind, angewendet werden und werden auch bei der Quittierung empfangener Rahmen verwendet. Das in Bezug auf Tabelle 5 bis 7 beschriebene Maskierungsverfahren kann auch angewendet werden, wenn in einem Rahmen eine große Anzahl von Zwischenverstärkerkennungen enthalten ist.
5 ist ein Flußdiagramm für ein Programm, das von der Verarbeitungseinheit jeder Vorrichtung gehalten wird, welches das Verfahren zur Leitweglenkung eines Signals darstellt. Das Verfahren bestimmt, ob der Rahmen des Signals für die Vorrichtung überhaupt von Bedeutung ist, d.h. ob sie als Ziel- oder Zwischenverstärkervorrichtung bezeichnet ist; wenn der Rahmen von Bedeutung ist, sollte die Vorrichtung den Empfang des Rahmens quittieren. Der Prozessor der Vorrichtung schaut in die Leitwegliste in dem Rahmen, um die Leitweginformation zu analysieren und festzustellen, ob sie als Ziel- oder Zwischenverstärkervorrichtung bezeichnet ist. Wenn sie als Zwischenverstärkervorrichtung bezeichnet ist, schaut er auf die Zwischenverstärkervorrichtungs-ID, auf die von dem Sprüngefeld gezeigt wird, und wenn sie mit der Vorrichtungskennung übereinstimmt, erhöht oder vermindert er den Sprüngezähler abhängig von dem Richtungsbit in dem Rahmenanfangsblock. Schließlich sendet die Vorrichtung den Rahmen erneut. Wenn die Vorrichtung als Zielvorrichtung bezeichnet ist, verarbeitet die Vorrichtung die Anweisungen und/oder Information in dem Rahmen.
Die Zwischenverstärkervorrichtungen sind nur für das Senden des Rahmens zum nächsten Zwischenverstärker in der Zwischenverstärkerliste verantwortlich; nachdem der nächste Zwischenverstärker den Rahmen quittiert hat, liegt es in der Verantwortung dieses Zwischenverstärkers, den Rahmen weiter zu senden. Wenn der Rahmen die Zielvorrichtung erreicht, wird den ganzen Weg zurück eine Leitweglenkungsknoten-Quittung gesendet, um der Steuereinrichtung zu sagen, daß der Rahmen sein Ziel erreicht hat. Eine Leitweglenkungsknoten-Quittung ist nur ein geleiteter Rahmen ohne Daten, in dem das Quittungsbit in dem Wegestatus gesetzt ist. Der Rahmenfluß eines geleiteten Signals und seiner Quittungen ist in dem System 600 von 6 dargestellt, wo die Signale 601 und 603 die von einer Steuereinrichtung 10 zur Vorrichtung 2 geleiteten Rahmen sind, wobei die Vorrichtung 1 als eine Wiederholungsvorrichtung verwendet wird, die Signale 602 und 604 normale Quittungssignale von der Vorrichtung 2 zurück zu der Steuereinrichtung 10 sind, die Signale 605 und 607 Leitweglenkungsknoten-Quittungssignale sind, die zurück zu der Steuereinrichtung geleitet werden, und die Signale 606 und 608 normale Quittungssignale sind, die den Empfang der geleiteten Quittungssignale quittieren.
Aufbauen der Leitwegtabelle
Um in der Lage zu sein, die Zwischenverstärkerliste für einen Rahmen zu erzeugen, wird ein automatisiertes Verfahren durchgeführt, um den Leitweg zu einer angegebenen Vorrichtung von jedem beliebigen Punkt in dem System zu bestimmen. Es ist wichtig, daß die Menge an Zwischenverstärkern in einem Weg auf einem Minimum gehalten wird, damit die Antwortzeit so niedrig wie möglich und die Zuverlässigkeit so hoch wie möglich sind. Zu diesem Zweck baut die Steuereinrichtung eine Leitwegtabelle auf, indem sie alle Vorrichtungen in dem Netzwerk abtastet und sie fragt, welche anderen Vorrichtungen sie erreichen können.
Die Leitwegtabelle ist da, wo eine Steuereinrichtung die Information von den Vorrichtungen über die Netzwerktopologie hält. Die Tabelle ist eine N × N-Feld-Tabelle, in der alle Information darüber gehalten wird, welche Vorrichtungen sich gegenseitig erkennen können. Das System 700 von 7 stellt eine Netzwerktopologie mit Vorrichtungen 1 bis 5 dar, und Tabelle 11 zeigt ihre Leitwegtabelle.
Tabelle 11
Die Leitwegtabelle ist für das ganze Netzwerk gemeinsam und kann von verschiedenen Steuereinrichtungen in dem System gemeinsam genutzt werden. Die Funktion der gemeinsamen Nutzung von Information durch Steuereinrichtungen in dem System ist der Hauptgegenstand der internationalen Patentanmeldung PCT/DK01/00252 (Veröffentlichungsnummer gegenwärtig nicht verfügbar) des Anmelders.
Eine vollständige Abtastung des Netzwerks, wie sie gemäß dem bisherigen Stand der Technik durchgeführt wird, ist ein kompliziertes und zeitraubendes Verfahren. Die Steuereinrichtung sendet ein Rundrufsignal, das von Vorrichtungen in ihrem Bereich empfangen wird, das diesen befiehlt, in dedizierten Zeitschlitzen ein Rundrufsignal zu senden, welches von Vorrichtungen in ihrem Bereich empfangen wird, und so weiter. Auch müssen die Vorrichtungen an die Steuereinrichtung Information zurückmelden, aus der die Steuereinrichtung die Leitwegtabelle aufbauen kann. Eine derartige vollständige Abtastung des Netzwerks blockiert das Netzwerk für lange Zeit und verbraucht eine Menge Batterieleistung und sollte daher vermieden werden.
Statt dessen tastet das System gemäß der vorliegenden Erfindung Vorrichtungen einzeln ohne das Senden von Rundrufsignalen und nur, wenn notwendig, z.B. im Fall neuer Vorrichtungen, Vorrichtungen, bei denen es ein Problem festgestellt hat oder die in anderer Weise dafür qualifiziert sind, ab.
Ausfindigmachen
Um die Netzwerktopologie ihrer Region ausfindig zu machen, ist jede Vorrichtung angepaßt, nach den Anweisungen von einer Steuereinrichtung ein Ausfindigmachen durchzuführen, in dem sie andere Vorrichtungen in ihrer Nachbarschaft ausfindig macht, an die die Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von der sie Signale empfangen kann. Das Ausfindigmachungsverfahren ist in dem System 800 von 8 dargestellt; das Ausfindigmachen wird von einem Programm durchgeführt, das von der Verarbeitungseinheit jeder Vorrichtung 1 bis 5 gehalten wird. Es wird ausgeführt, indem von einer Steuereinrichtung 10 ein Ausfindigmachungs-Befehlssignal 801 an eine Vorrichtung gesendet wird, das ihr sagt, nach welchen anderen Vorrichtungen sie suchen sollte. Nach dem Senden eines Quittungssignals 802, sendet die Vorrichtung ein NOP-Befehlssignal (No Operation = kein Betrieb, ein "leeres" Signal) 803, 805, 806 und 808 nach dem anderen an die Vor richtungen 1, 2, 4 und 5, die in dem Ausfindigmachungs-Befehlssignal 801 angegeben sind, und wartet auf Quittungssignale 804, 807 von den Vorrichtungen, die die NOP-Befehle empfangen haben. In der Topologie des in 7 gezeigten Systems 700 antworten die Vorrichtungen 2 und 4 der Vorrichtung 3 mit einem Quittungssignal, während die Vorrichtung 1 und 5 dies nicht tun. Die Verarbeitungseinheit der. Vorrichtung speichert dann die Kennungen der Vorrichtungen, die die NOP-Signale quittiert haben, in den Speicher der Vorrichtung. Die Information, die die anderen Vorrichtungen repräsentiert, an die die Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von denen sie Signale empfangen kann, kann in einem Signal 809 an die Steuereinrichtung gesendet werden.
Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Ausfindigmachungs-Befehlssignal 801 ein Rahmentyp 1 mit einem Befehl 17 (siehe Tabellen 1 und 2), der ähnlich der in Bezug auf Tabelle 5 und 6 beschriebenen Zielvorrichtungs-ID-Maske eine Bitmaske aufweist, die der Vorrichtung sagt, nach welchen anderen Vorrichtungen sie suchen sollte. Auch wenn die Vorrichtungen Quittungssignale 804 und 807 von anderen Vorrichtungen innerhalb ihrer Signalreichweite empfangen haben, setzen sie entsprechende Bits in einer anderen Bitmaske ihres Speichers, wobei diese Bitmaske ähnlich einer Zeile der Leitwegtabelle in der Steuereinrichtung 10 geordnet ist und daher als eine Leitwegzeile bezeichnet wird. Das Leitwegzeilensignal 809 kann, nachdem es gebildet wurde, d.h. wenn die Vorrichtung entweder ein Quittungssignal von der Vorrichtung 5 empfangen oder das NOP-Signal 808 dreimal an die letzte Vorrichtung in der Bitmaske des Ausfindigmachungssignals 801 gesendet hat, an die Steuereinrichtung 10 gesendet werden.
Nach Empfang des Leitwegzeilensignals 809 ist die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung 10 angepaßt, die Leitwegtabelle zu aktualisieren (eine vorhandene Zeile und Spalte zu überschreiben) oder zu erweitern (eine der neuen Vorrichtung entsprechende Zeile und Spalte hinzuzufügen). Die Leitwegzeile kann direkt in die Leitwegtabelle gespei chert werden, da sie in dem richtigen Format in die Vorrichtung geschrieben wurde. Die Steuereinrichtung 10 antwortet mit einem Quittungssignal 810.
Die Steuereinrichtung führt die Funktionen zur Beobachtung der Netzwerktopologie, der Pflege einer Leitwegtabelle und Berechnung des kürzesten Wegs zu einer Vorrichtung aus. Eine Steuereinrichtung kann auch die Leitweglenkungsknotenfunktionalität einer Vorrichtung haben, aber dies ist optional, weil eine Steuereinrichtung typischerweise nicht die Stromversorgung hat, um die ganze Zeit im Empfangsmodus zu sein.
Wie weiter oben beschrieben, beobachtet die Steuereinrichtung die Netzwerktopologie, indem sie alle Vorrichtungen in dem Netzwerk unter Verwendung des Ausfindigmachungsbefehls danach fragt, welche Vorrichtungen sie erreichen können. Typischerweise bewegen sich die Vorrichtungen nicht sehr häufig, folglich wird die Steuereinrichtung getriggert, einer Vorrichtung zu befehlen, nur zu gewissen Zeiten ein Ausfindigmachen durchzuführen. Die besten Zeiten, ein Ausfindigmachen durchzuführen, hängen in gewissem Maß von der Funktion ab, die jede Vorrichtung ausführt, und von der spezifischen Reihenfolge der Vorrichtungen in dem System. Zum Beispiel kann das Triggern eines Ausfindigmachens für eine Vorrichtung für Vorrichtungen in Automationssystemen im Privathaushalt unterschiedlich zu Alarm- oder Sicherheitssystemen für Industrieanlagen oder Krankenhäuser sein. Auch können Vorrichtungen anders in Gruppen und Stimmungen angeordnet werden als es im Fall der ersten bevorzugten Ausführungsform ist.
Wahlweise wird die Steuereinrichtung getriggert, einer Vorrichtung zu befehlen, ein Ausfindigmachen durchzuführen, wenn die Vorrichtung das erste Mal in das System eingeführt wird und jedes Mal, wenn die Vorrichtung bewegt wird. In der ersten bevorzugten Ausführungsform wird jedoch ein anderes Schema gewählt. In der ersten bevorzugten Ausführungsform wird die Steuereinrichtung getriggert, einer Vor richtung die Durchführung eines Ausfindigmachens zu befehlen, wenn:

– Sie zum ersten Mal in das System eingeführt wird und die Steuereinrichtung ihr eine Vorrichtungskennung zuweist oder entsprechend, wenn sie zum ersten Mal zu einer Gruppe hinzugefügt wird.
– Sie aus einer Gruppe oder einer Stimmung entfernt wurde und sie später zu einer Gruppe oder Stimmung hinzugefügt wird.

Um diese Art des Triggerns zu implementieren, wird eine Vorrichtung als "verdächtig" markiert, wenn ihre Konfiguration geändert wird, wie etwa wenn sie aus einer Gruppe oder einer Stimmung entfernt wird. Das nächste Mal, wenn die Steuereinrichtung direkt mit einer verdächtig markierten Vorrichtung spricht, wird die Steuereinrichtung getriggert, der Vorrichtung zu befehlen, ein Ausfindigmachen auszuführen. 9 ist ein Flußdiagramm für ein Programm; das von der Verarbeitungseinheit jeder Steuerung gehalten wird, das das Verfahren zum Triggern eines Ausfindigmachens darstellt. Eine Vorrichtung wird aus der Leitwegtabelle entfernt, während sie als verdächtig markiert ist, bis sie ein Ausfindigmachen ausgeführt hat. Das Markieren kann einfach ein Bit sein, das in der Vorrichtungstabelle gesetzt ist, oder es kann eine dedizierte "Liste verdächtiger Vorrichtungen" sein, zu denen die Kennung der Vorrichtung hinzugefügt wird. Dieses Verfahren wird gewählt, weil eine Vorrichtung typischerweise um eine ordentliche Entfernung (wie etwa mehr als 5 Meter) bewegt wird, bevor dies einen Einfluß auf die Netzwerktopologie hat, und wenn sie so weit bewegt wird, wird der Benutzer häufig auch die Gruppen- und/oder Stimmungskonfiguration für diese Vorrichtung ändern.
Wahlweise wird die Steuereinrichtung auch getriggert, um einer Vorrichtung zu befehlen, ein Ausfindigmachen durchzuführen, wenn die Vorrichtung bewegt wird, was eine Routine erfordert, um festzustellen, wenn eine Vorrichtung bewegt wird oder daß der Benutzer erinnert wird, die Vorrichtung oder eine Steuereinrichtung zu unterrichten, daß die Vorrichtung bewegt wurde. Auch wenn eine Vorrichtung eine angegebene Anzahl von Malen als Zwischenverstärkervorrichtung in einem Weg angegeben wurde, wobei es nicht gelang, ein Signal zu der Zielvorrichtung zu leiten, kann die Steuereinrichtung getriggert werden, der Vorrichtung zu befehlen, ein Ausfindigmachen durchzuführen. Alternativ kann jeder Zeile in der Leitwegtabelle ein Zeitstempel gegeben werden, und nach eine angegebenen Zeit läuft die Zeile ab und die entsprechende Vorrichtung wird als "verdächtig" markiert. Dies stellt eine regelmäßige Pflege der Leitwegtabelle sicher.
Eine andere Art, herauszufinden, daß eine Vorrichtung ihre Position in dem Netzwerk geändert hat, ist, die Wiederholungsvorrichtungen in einem Weg dazu zu bringen, einen Wegefehler zurückzumelden, wenn die Vorrichtung den nächsten Zwischenverstärker in der Zwischenverstärkerliste des geleiteten Rahmens nicht erreichen kann. Diese Situation ist in dem System 1000 von 10 dargestellt. Eine Steuereinrichtung 10 sendet ein Signal 1001 mit einem Rahmen, der an die Vorrichtung 2 geleitet werden soll, an die Vorrichtung 1. Die Wiederholungsvorrichtung 1 quittiert den Empfang des Signals 1001 mit dem Signal 1002. Nachdem der geleitete Rahmen eine vorbestimmte Anzahl (hier drei) von Malen in den Signalen 1003 bis 1005 gesendet wurde, wird von der Leitweglenkungsvorrichtung 1 ein Leitweglenkungsknoten-Fehlersignal 1006 zurück an die Steuereinrichtung 10 gesendet. Es ist nicht immer möglich, festzustellen, ob die Vorrichtung, die ihre Position geändert hat, die ist, welche den Fehler sendet, oder ob es die nächste Vorrichtung in der Zwischenverstärkerliste ist; folglich würde dieses Verfahren im allgemeinen erfordern, daß beide Vorrichtungen (hier 1 und 2) als "verdächtig" markiert würden, wenn eine Vorrichtung ihre Position geändert hat.
Ein anderes Verfahren, um sicherzustellen, daß die Leitwegtabelle immer aktuell ist, ist dem Benutzer eine Regel aufzuerlegen, die besagt, daß eine Vorrichtung immer zurückgesetzt werden sollte, wenn sie bewegt wird. Auf diese Weise wird eine Vorrichtung, die bewegt wird, immer aus der Leitwegtabelle entfernt, wenn sie zurückgesetzt wird, und, wenn sich wieder eingeführt wird, wird sie in der Steuereinrichtung wieder hinzugefügt.
Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen
Eine Steuereinrichtung in dem System ist typischerweise klein und batteriebetrieben, tragbar, eine Handvorrichtung, die ihre Position in dem Netzwerk ständig ändern kann. In einer echten Verwendung ist es jedoch wahrscheinlicher, daß die Steuereinrichtung sich meistens innerhalb eines begrenzten Bereichs (z.B. wenige Räume oder ein Stockwerk) umherbewegt. Diese Tatsache kann genutzt werden, um eine fundierte Vermutung zu machen, wenn versucht wird, ihre Position in dem Netzwerk festzustellen, wenn ein Weg zu einer gegebenen Zielvorrichtung außerhalb ihres Bereichs bestimmt wird. Durch Registrierung erfolgreicher und fehlgeschlagener Sendungen und Durchführen einer statistischen Analyse dieser Daten kann die Steuereinrichtung ihre wahrscheinlichste Position in dem Netzwerk erfahren. Daher wird in der Steuereinrichtung eine Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen in das Netzwerk gepflegt. Die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen besteht aus einer Tabelle, die Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen und Zähler hält, welche die Übertragungsgeschichte für jede Vorrichtung verraten. Der Zähler für eine Vorrichtung wird. für jeden erfolgreich empfangenen Rahmen erhöht und für jeden nicht erfolgreich gesendeten Rahmen vermindert. Insbesondere wird der Zähler für eine Vorrichtung für jedes nicht geleitete Quittungssignal, das sie von der Vorrichtung empfängt, erhöht, unabhängig davon, ob die Vorrichtung als eine Zwischenverstärkervorrichtung oder als eine Zielvorrichtung quittiert hat. Ähnlich wird der Zähler für eine Vorrichtung unabhängig davon, ob die Vorrichtung als eine Zwischenverstärkervorrichtung oder eine Zielvorrichtung bezeichnet war, jedes Mal vermindert, wenn die Steuereinrichtung ein Signal dreimal gesendet hat, ohne ein Quittungssignal zu empfangen.
Wenn ein Eintrag in den Tabellen einen Zählwert von 0 hat, wird er als leer betrachtet und kann durch einen neuen Eintrag ersetzt werden. Die Tabelle hält typischerweise nur eine begrenzte Anzahl N möglicher Einträge.
Tabelle 12: Tabelle der am meisten verwendeten Eintrittsstellen
Die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen spart eine Menge Zeit und Leistung, da die Steuereinrichtung nicht von vorne beginnen muß, wenn sie versucht, ihre Position in dem Netzwerk festzustellen, wenn eine Wegleitung erforderlich ist. Wenn eine Steuereinrichtung sich selbst regelmäßig an zwei entfernten Positionen in dem Netzwerk findet, enthält die Liste der am meisten verwendeten Eintrittspunkte Vorrichtungen für diese beiden Positionen. Auch wenn eine Steuereinrichtung, nachdem sie eine lange Zeit innerhalb eines begrenzten Bereichs des Netzwerks verbracht hat, an eine andere entfernte Position bewegt wird, wird die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen einige Zeit brauchen, um sich selbst zu aktualisieren, und wird für die erste Zeit keine wirkungsvollen Eintrittsstellen bereitstellen.
Offensichtlich ist die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen für jede Steuereinrichtung in dem System spezifisch, und es macht normalerweise keinen Sinn, die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen durch Steuereinrichtungen gemeinsam zu nutzen.
Bevorzugte Zwischenverstärkerliste
Einige Vorrichtungen sind in dem System zentraler positioniert als andere, diese zentral positionierten Vor richtungen sind besonders geeignet als Zwischenverstärkervorrichtungen, da sie typischerweise viele andere Vorrichtungen erreichen können. Da es sehr häufig Zeitverschwendung ist, zu versuchen, ein Signal durch eine Vorrichtung zu leiten, die am Netzwerkumfang positioniert ist, ist eine Steuereinrichtung programmiert, eine fundierte Vermutung anzustellen, wenn sie einen effizienten Weg zu einer gegebenen Zielvorrichtung bestimmt. Daher wird aus der Leitwegtabelle eine Liste bevorzugter Zwischenverstärker berechnet und in der Steuereinrichtung gehalten, welche dazu dient, einen Weg zu einer Vorrichtung zu finden. Die bevorzugten Zwischenverstärker werden in dem System in einer derartigen Weise gewählt, daß sie die einzigen Vorrichtungen sind, die notwendig sind, um alle beliebigen Vorrichtungen in dem Netzwerk zu erreichen. Die Liste bevorzugter Zwischenverstärker ist eine Einzelbittabelle, in der ein Bit an einer Position bezeichnet, ob eine zu der Position gehörende Vorrichtung ein bevorzugter Zwischenverstärker ist. Die Liste wird jedes Mal neu berechnet, wenn die Leitwegtabelle geändert wird.
Tabelle 13: Bevorzugte Zwischenverstärkerliste für Figur 7
In der in 7 gezeigten Netzwerktopologie wären die Vorrichtung 2 und 3 bevorzugte Zwischenverstärker, weil sie zusammen alle Vorrichtungen in dem Netzwerk erreichen können. Die Liste bevorzugter Zwischenverstärker ist für die Leitwegtabelle und dadurch für die Netzwerktopologie typisch. Die Liste bevorzugter Zwischenverstärker ist daher für alle Steuereinrichtungen in dem Netzwerk gemeinsam, vorausgesetzt, daß alle eine aktualisierte Leitwegtabelle haben.
Das Folgende ist ein Pseudo-Quellcode, der ein Verfahren zur Feststellung der bevorzugten Zwischenverstärkerliste aus der Leitwegtabelle angibt. Die Funktion LeitwegtabelleAnalysieren() findet die Zwischenverstärker in dem Netzwerk, die notwendig sind, um alle Vorrichtungen zu er reichen, und baut die Liste bevorzugter Zwischenverstärker auf. Die Funktion analysiert die Leitwegtabelle auf der Basis eines Verfahrens, in dem Zwischenverstärker ausgewählt werden, je nachdem wie viele neue Vorrichtungen sie in dem Netzwerk erreichen können.
LeitwegtabelleAnalysieren(leer)
Bestimmen eines Wegs zu einer Vorrichtung
Wenn einer Vorrichtung befohlen wird, ein Signal an eine gegebene Vorrichtung zu senden, wird sie zuerst das Signal direkt ohne Leitweglenkung an die Zielvorrichtung senden. Wenn keine Quittung empfangen wird, wird die Steuereinrichtung einen Weg zu der Vorrichtung bestimmen, was mehrere Schritte erfordert. 11 ist ein Flußdiagramm für ein Programm, das von der Verarbeitungseinheit jeder Steuereinrichtung gehalten wird, das das Verfahren zur Bestimmung eines Wegs zu einer gegebenen Zielvorrichtung darstellt. Das in den folgenden Abschnitten beschriebene Verfahren ist in 11 skizziert.
Zuerst muß die Steuereinrichtung feststellen, wo sie in dem Netzwerk positioniert ist. Um die Zeit zu begrenzen, die die Steuereinrichtung braucht, um herauszufinden, wo sie in dem Netzwerk ist, verwendet sie die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen, um eine fundierte Vermutung anzustellen. Unter Verwendung der ersten Vorrichtung aus der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen als eine Eintrittsstelle berechnet sie den kürzesten Weg zu dem Ziel, indem sie eine breite erste Suche in der Leitwegtabelle durchführt. Schließlich baut die Steuereinrichtung die Leitwegliste (siehe Tabelle 9) in dem Rahmen auf und sendet sie. Wenn von der Zielvorrichtung kein Leitweg-Quittungssignal empfangen wird, versucht die Steuereinrichtung die nächste am meisten verwendete Eintrittsstelle etc.
Wenn die Steuereinrichtung keine der am meisten verwendeten Eintrittsstellen erreichen kann (Vorrichtung gefunden? = Nein in 11), wird sie Vorrichtungen aus der Liste bevorzugter Zwischenverstärkervorrichtungen als Eintrittsstellen verwenden und den kürzesten Weg zu dem Ziel unter Verwendung der Leitwegtabelle berechnen. Wenn die Steuereinrichtung keinen der bevorzugten Zwischenverstärker (Zwischenverstärker gefunden? = Nein in 11) erreichen kann, wird sie versuchen, nach irgendwelchen anderen Vorrichtungen in dem Netzwerk zu suchen. Die letzte Möglichkeit sollte vermieden werden, weil sie eine lange Antwortzeit ergeben wird.
Das Verfahren zum Finden eines Wegs, wie weiter oben beschrieben, ist besonders in Systemen mit tragbaren Steuereinrichtungen (Fernsteuerungen) anwendbar, da es für tragbare ebenso wie für ortsfeste Steuereinrichtungen sehr wirkungsvoll funktioniert. Eine ortsfeste Steuereinrichtung wird eine sehr effiziente Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen aufbauen, wird aber als ersten Versuch Signale direkt an Zielvorrichtungen senden, die offensichtlich außerhalb ihres Bereichs sind. Steuereinrichtungen, die als ortsfeste Steuereinrichtungen verwendet werden, haben wahlweise eine Einstellung, die ihnen befiehlt, als ersten Versuch unter Verwendung einer Vorrichtung aus der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen als eine Eintrittsstelle einen Weg zu finden, es sei denn, die Zielvorrichtung ist eine Vorrichtung aus der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen.
Der folgende Pseudo-Quellcode gibt ein Verfahren an, um den Weg zu einer Vorrichtung zu bestimmen, wobei die Eintrittsstellen-Vorrichtungskennung und die Zielvorrichtungskennung gegeben sind. Die Funktion FindeBestenWegZuVorrichtung() findet den besten (kürzesten) Weg von einem Anfangspunkt zu einer Zielvorrichtung. Die Funktion ruft die breite erste Suchfunktion FindeLetztenZwischenverstärker auf, welche den besten Zwischenverstärker am nächsten zum Ziel und die Anzahl der Sprünge zu diesem Zwischenverstärker herausfindet. Die Funktion wird dann mit dem neuen Zwischenverstärker als Ziel aufgerufen, bis der ganze Weg gefunden ist.
BYTE FindeBestenWegZuVorrichtung(BYTE Leitweglenkung, BYTE Eintrittsstelle, BYTE Ziel)
FindeLetztenZwischenverstärker() findet den besten Weg zu einer Vorrichtung auf der Basis des Eintrittsstellen-Zwischenverstärkers und der Zielvorrichtung; es ist nur der letzte Zwischenverstärker, der gefunden wird, weil es nicht möglich ist, den Weg durch das Netzwerk aufzuzeichnen, wenn ein breiter erster Suchalgorithmus verwendet wird.
BYTE FindeLetztenZwischenverstärker(BYTE Leitweglenkung, BYTE Eintrittsstelle, BYTE Ziel)
In einer alternativen Ausführungsform kann die Strategie zur Bestimmung eines Wegs von den Quittungen abhängen, die von der Steuereinrichtung während ihrer vorhergehenden Versuche empfangen wurden. Wenn eine Steuereinrichtung keine geleitete Quittung von der Zielvorrichtung empfängt, könnte die Eintrittsstelle immer noch das Signal empfangen und erneut gesendet haben, wobei in diesem Fall das Signal irgendwo anders auf dem Weggestoppt wurde. In einigen Umgebungen, z.B. Fabriken und Betrieben, können zwei Vorrichtungen innerhalb ihrer gegenseitigen Reichweite durch Metallobjekte und ähnliches, was innerhalb des Gebäudes umherbewegt wird, abgeschirmt sein. Selbst wenn die Vorrichtungen sich nicht bewegt haben und in der Lage sein sollten, gemäß der Leitwegtabelle zu kommunizieren, könnte ihre Verbindung folglich vorübergehend abgeschnitten sein. In dem Fall, in dem die Steuerung eine Quittung von der Eintrittsstellenvorrichtung empfängt, aber keine geleitete Quittung von der Zielvorrichtung empfängt, kann ein neuer Weg mit der gleichen Eintrittsstelle bestimmt werden. Es ist eine einfache Aufgabe für einen Fachmann auf dem Gebiet, die Leitwegtabelle zu nutzen, um, falls vorhanden, einen alternativen Weg zwischen zwei Vorrichtungen zu bestimmen. Diese Strategie des "neuen Wegs unter Verwendung der gleichen Eintrittsstelle" kann manchmal effizienter als die Strategie des "neuen Weg unter Verwendung einer neuen Eintrittsstelle" sein, die in den vorhergehenden Abschnitten beschrieben ist. Wenn die Steuereinrichtung in einer Position in dem Netzwerk ist, wo sie nur eine Vorrichtung erreichen kann, muß sie diese eine Vorrichtung als Eintrittsstelle verwenden. Wenn das Signal irgendwo auf dem ersten Weg durch diese Eintrittsstellenvorrichtung gestoppt wird, sollte das System einen alternativen Weg bestimmen, der in diesem Fall ein alternativer Weg unter Verwendung der gleichen Eintrittsstelle sein muß.
Wahlweise kann eine Kombination der beiden Strategien "neuen Weg unter Verwendung einer neuen Eintrittsstelle" und "neuen Weg unter Verwendung der gleichen Eintrittsstelle" verwendet werden, wobei die Steuereinrichtung nach Versuchen einer oder mehrerer alternativer Wege unter Verwendung der gleichen Eintrittsstelle zu der nächsten Eintrittsstelle in der Liste (Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen oder bevorzugte Zwischenverstärkerliste) gehen kann.
In einer anderen alternativen Ausführungsform ist die Leitwegtabelle auf alle Vorrichtungen in dem System verteilt, so daß Vorrichtungen selbst, wenn sie ein Signal mit einer gegebenen Zielkennung empfangen, einen Weg finden können und den entsprechenden Rahmen zu der entsprechenden Zielvorrichtung aufbauen können.
Die Benutzerschnittstelle verwaltet den Aufbau des Systems durch den Benutzer und ermöglicht folglich, daß der Benutzer Funktionen, wie das Kennenlernen neuer Vorrichtungen, das Einrichten von Gruppen und Stimmungen, das Aktualisieren von durch die Steuereinrichtungen gemeinsam genutzten Funktionen etc., von denen einige im folgenden beschrieben werden, durchführt. Diese Funktionen werden durch in der Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung gespeicherte Programme oder Routinen ausgeführt.
Kennenlernen neuer Vorrichtungen
Das System gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist sehr flexibel, und mit fortschreitender Zeit können zusätzliche Vorrichtungen einfach hinzugefügt werden. Wenn dem System eine neue Vorrichtung hinzugefügt wird, muß es wissen, welche Heimat-ID und welche Vorrichtungs-ID es verwenden soll. Dieses Verfahren erfordert nur drei Aktionen durch den Benutzer, wobei nur die zu installierende Vorrichtung und irgendeine Steuereinrichtung verwendet werden. Um alles andere kümmert sich das System, und es bedingt oder beeinflußt keine andere, Steuereinrichtung oder Vorrichtung in dem System. In der ersten bevorzugten Ausführungsform erfährt das System das Vorhandensein der neuen Vorrichtung und weist in einem automatisierten Verfahren, das den Verfahrensschritten folgt (siehe auch das Flußdiagramm von 9, das ein Programm darstellt, das von der Verarbeitungseinheit jeder Steuereinrichtung gehalten wird), eine Vorrichtungskennung zu.

1. Der Benutzer stellt die Steuereinrichtung in einen Kennenlern-Programmierungszustand ein, in dem sie auf alle Signale, nicht nur auf die mit der richtigen Heimat-ID horcht.
2. Der Benutzer drückt und hält eine Taste auf der Vorrichtung.
3. Die Vorrichtung sendet eine Anfrage nach der Heimat-ID und der Vorrichtungs-ID an die horchende Steuereinrichtung, wie in 1 erwähnt.
4. Die Vorrichtung wartet auf einen Rahmen mit der Heimat-ID und der Vorrichtungs-ID von der Steuereinrichtung.
5. Die Steuereinrichtung schlägt die nächste verfügbare Vorrichtungskennung nach und sendet die Heimat-ID und die zugewiesene Vorrichtungs-ID an die Vorrichtung.
6. Die Vorrichtung speichert die empfangene Heimat-ID und die Vorrichtungs-ID in einem nicht flüchtigen Speicher.
7. Die neue Vorrichtung wird in der Vorrichtungstabelle hinzugefügt, und es wird ein Ausfindigmachungssignal mit einer Liste der Vorrichtungen, die bereits im System sind, an die Vorrichtung gesendet.
8. Die neue Vorrichtung kann in einer oder mehreren Gruppen und Stimmungen hinzugefügt werden und kann einen Namen bekommen.

In der Alternative, in der die Vorrichtung ab Fabrik mit einer eindeutigen Vorrichtungskennung programmiert ist, ist das Verfahren etwas einfacher.

1. Der Benutzer stellt die Steuereinrichtung in einen Vorrichtungsprogrammierungszustand ein und wird aufgefordert, anzugeben, in welcher Gruppe die neue Vorrichtung angeordnet werden sollte.
2. Der Benutzer drückt und hält eine Taste auf der Vorrichtung, wodurch die Vorrichtung ihre Vorrichtungskennung an die horchende Steuereinrichtung sendet, wie in 1 erwähnt.
3. Die Vorrichtung wartet auf einen Rahmen mit der Heimat-ID von der Steuereinrichtung.
4. Die Steuereinrichtung sendet die Heimat-ID an die Vorrichtung.
5. Die Vorrichtung speichert die empfangene Heimat-ID in einem nicht flüchtigen Speicher.
6. Die Gruppentabelle in dem nicht flüchtigen Speicher auf der Steuereinrichtung wird mit der neuen Vorrichtungskennung aktualisiert.
7. Ein Ausfindigmachungs-Befehlssignal mit einer Liste der Vorrichtungen, die bereits im System sind, wird an die Vorrichtung gesendet.

Die Einfachheit dieses Verfahrens liegt an den eindeutigen Adressen aller Vorrichtungen in dem System. Da alle Vorrichtungen einzeln adressiert werden können und aufgrund der Funktionalität des Protokolls kann jede Vorrichtung einzeln aufgestellt und aufgenommen/entfernt werden.
Wenn die Vorrichtung bereits in der Vorrichtungstabelle der Steuereinrichtung ist, aber zu einer neuen oder vorhandenen Gruppe hinzugefügt werden soll, weist das Verfahren die folgenden Schritte auf (siehe auch das Flußdia gramm von 9, das ein Programm darstellt, das von der Verarbeitungseinheit jeder Steuereinrichtung gehalten wird):

1. Der Benutzer stellt die Steuereinrichtung in den Gruppenprogrammierungszustand ein und wird aufgefordert, anzugeben, in welcher Gruppe die neue Vorrichtung angeordnet werden sollte.
2. Der Benutzer drückt und hält eine Taste auf der Vorrichtung.
3. Die Vorrichtung sendet ihre Vorrichtungskennung an die horchende Steuereinrichtung.
4. Die Steuereinrichtung speichert die empfangene Vorrichtungskennung in der ausgewählten Gruppentabelle.
5. Die Steuerung prüft, ob die Vorrichtung in der Liste verdächtiger Vorrichtungen ist, und falls ja, sendet sie Ausfindigmachungs-Befehlssignale mit einer Liste von Vorrichtungen, die bereits in dem System sind, an die Vorrichtung.

Das weiter oben skizzierte Kennenlernverfahren kann anders organisiert werden; es ist jedoch für die Gesamtfunktionalität des Systems wichtig, daß die Vorrichtung und die Steuereinrichtung selbst gegenseitig ihre IDs erfahren (und zuweisen). Vorrichtungen können zu mehreren Gruppen gehören, und eine einzelne Vorrichtung wird in eine Gruppe eingeführt, indem ihre Vorrichtungskennung zu der relevanten Gruppentabelle in dem Speicher der Steuereinrichtung hinzugefügt wird, was folglich zu keiner Zeit irgendeinen Einfluß auf irgendwelche anderen Vorrichtungen hat.
Datenstruktur in der Steuereinrichtung
Um die Signale so kurz und wenig wie möglich zu halten, ist das System gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform optimiert, um so einfach wie möglich zu arbeiten, ohne im Sinne von Zuverlässigkeit, Reichweite/Abdeckung, Vielseitigkeit und Flexibilität Qualität einzubüßen. Im folgenden wird die Datenstruktur der Steuereinrichtung, die die gemeinsame Nutzung von Information und die Ausführung von Funktionen in der geeignetsten und effizientesten Weise ermöglicht, beschrieben.
Vorrichtungstabelle
Diese Tabelle hält Information über alle Vorrichtungen, die aktuell in dem gesamten System installiert sind. Diese Tabelle wird auch verwendet, um neue Vorrichtungskennungen an neue Vorrichtungen in dem System zuzuweisen. Diese Tabelle kann auch Information über die wesentlichen Eigenschaften oder feste Einstellungen für die verschiedenen Vorrichtungen enthalten.
Gruppentabelle
Diese Tabelle hält Information darüber, welche Vorrichtungen aus der Vorrichtungstabelle in welcher Gruppe gruppiert sind. Diese Tabelle hält auch Information über die aktuelle Einstellung der spezifischen Gruppe.
Stimmungstabelle
Die Stimmungstabelle hält Information darüber, welche Gruppen und Vorrichtungen Mitglieder der bestimmten Stimmung sind, und hält auch die spezifischen Einstellungen jeder Vorrichtung in der Stimmung.
Gruppen- und Stimmungsnamentabellen
Diese zwei Tabellen enthalten benutzerdefinierte alphanumerische Namen für die verschiedenen Gruppen und Stimmungen.
Steuereinrichtungstabelle
Diese Tabelle hält Information über alle Steuereinrichtungen, die gerade in dem System sind, und wahlweise auch das Datum und die Zeit, zu der von der letzten weiteren Steuereinrichtung erfahren wurde. Diese Tabelle könnte auch Information über die wesentlichen Eigenschaften der verschiedenen Steuereinrichtungen enthalten.
Leitwegtabelle
Tabelle, die für jede der mehreren Vorrichtungen andere Vorrichtungen anzeigt, an die die Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von denen sie Signale empfangen kann.
Liste bevorzugter Zwischenverstärker
Eine Liste, die eine oder mehr Vorrichtungen anzeigt, die zusammen ein Signal zu jeder Vorrichtung in der Leitwegtabelle leiten können.
Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen
Eine geordnete Liste, die die Vorrichtungskennungen der Anzahl N von Vorrichtungen anzeigt, die die meisten Signale von der Steuereinrichtung erfolgreich empfangen haben.
Triggeraktionstabelle
Diese Tabelle hält Information über Aktionen, die zu tätigen sind, wenn ein Triggerpegel auf einer oder mehr der Eingabevorrichtungen erreicht wurde.
Ereignistabelle
Diese Tabelle ist ähnlich der Triggeraktionstabelle. Sie hält gewisse Ereignisse in der Form kleiner Programme, die ausgeführt werden, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind. Beispiele sind das Einschalten der Kaffeemaschine oder der Autoheizung, wenn eine gewisse Zeit von der Zeitschaltuhr abgelesen wurde.
Programmtabelle
Diese Tabelle hält große Programme, Makros oder Routinen, die auf Befehl ausgeführt werden sollen.
Stromversorgung und Beleuchtung
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, auf die auch als Stromversorgungs- & Beleuchtungssteuerung Bezug genommen wird, weist das System einen Satz von Produkten auf, um den Leistungspegel für mit den Vorrichtungen verbundenen elektrischen Geräten, wie etwa Lampen, Klimaanlagen und Küchengeräte, zu steuern.
Abgesehen von einem Stromversorgungs- & Beleuchtungssteuerungssystem soll das System der zweiten bevorzugten Ausführungsform eine Grundlage für ein umfassendes Haushaltssteuerungssystem mit anderen Teilsystemen, wie etwa Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssteuerung, Alarmsystemsteuerung, Zugangssteuerung, etc., bilden.
Das Automationssystem der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist auf der gleichen Plattform aufgebaut wie das Automationssystem der ersten bevorzugten Ausführungsform. Somit ist die Beschreibung der zweiten bevorzugten Ausführungsform eine detailliertere Beschreibung einiger der Funktionen, die in Bezug auf die erste bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurden, und es wird angenommen, daß die in Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Merkmale auch für die zweite Ausführungsform gelten.
16 zeigt eine Implementierung eines Systems gemäß der bevorzugten Ausführungsform. 16 zeigt einen Grundriß eines Hauses 18 mit mehreren Räumen. Das Haus hat ein vergelegtes Elektrizitätsnetz, das aus Leitungsdrähten 40 (dicke Linien) besteht, die zu einer Anzahl von elektrischen Steckdosen 19 (graue Quadrate) führen. Dies läßt sich mit dem Elektrizitätsnetz für ein typisches Gebäude vergleichen. Eine Anzahl verschiedener elektrischer Geräte, die an elektrische Steckdosen angeschlossen sind, sind im Haus herum positioniert, dies sind Lampen 11, der Fernseher 12, der Elektrorasierer 13, der Toaster 14 und der Thermostat 15 für die Heizung. Jedes Gerät ist mit einer Vorrichtung 1 verbunden, die über HF-Signale 16 von einer Steuereinrichtung 10 ferngesteuert werden kann.
Die Vorrichtungen 41 können, wie im Fall des Toasters 14, zwischen das Gerät und die elektrische Steckdose 19 geschaltet werden, oder sie können, wie im Fall des Fernsehers 12, ein integrierter Teil der Geräte sein. Dadurch kann das Steuern der damit verbundenen Vorrichtung die Leistungs zufuhr zu und/oder die Funktion eines Geräts steuern. Beispiele für diese Steuerung sind das Ein/Ausschalten der Lampen 11, das Ändern des Betriebszustands, wie etwa des Kanals des Fernsehers, das Einstellen einer anderen Temperatur auf dem Thermostat 15 oder das Auslösen der Einbrecheralarmeinrichtung 39. Auch kann eine Vorrichtung der Steuereinrichtung einen Gerätestatus, wie etwa die Temperatur im Raum des Thermostats 15 oder den Status der Alarmeinrichtung 39, melden.
In der in Bezug auf 16 beschriebenen Ausführungsform kann eine Stimmung alle Vorrichtungen aufweisen, die mit Lampen 11 im Wohnzimmer verbunden sind, und die Einstellungen könnten die Leistungsmengen sein, die von jeder Vorrichtung an die Lampe zugeführt werden. Durch Auswählen dieser Stimmung würden alle Lampen im Wohnzimmer auf einen vorbestimmten Pegel gedämpft, was die gewünschte Beleuchtung erzeugt. In einem anderen Beispiel weist die Stimmung alle Thermostate 15 in dem Haus auf, und die Einstellungen sind die gewünschten Raumtemperaturen in jedem Raum. Folglich kann durch Auswählen der Stimmung eine vorbestimmte Temperatureinstellung im Haus herum festgelegt werden.
Die folgende Beschreibung des Stromversorgungs- & Beleuchtungssteuerungssystems beschäftigt sich hauptsächlich mit den Aspekten, die nicht in der Beschreibung der allgemeinen Teile des denkbaren skalierbaren Systems auf höchster Ebene, die in der Beschreibung der ersten bevorzugten Ausführungsform des Automationssystems gegeben wird, angegeben sind. Einzelheiten und Merkmale, die nur in Bezug auf die zweite Ausführungsform beschrieben sind, sind jedoch auch bezüglich der ersten bevorzugten Ausführungsform gültig.
Das Stromversorgungs- & Beleuchtungssteuerungssystem besteht aus den folgenden Elementen.
Steuereinrichtungen
In der Stromversorgungs- & Beleuchtungssteuerungsausführungsform ist die Steuereinrichtung ein mobiles Bedienfeld, wie etwa eine Fernsteuerung, so daß die Verwendung oder Programmierung des Systems nicht auf bestimmte Orte beschränkt ist. Steuereinrichtungen haben eine Anzeige, wie etwa eine LCD-Anzeige (Flüssigkristallanzeige). Die Steuereinrichtungen können wahlweise an einen Computer angeschlossen werden; überdies kann ein Computer auch als eine Steuereinrichtung in dem System arbeiten. Die erste Implementierung und häufig auch die spätere Einstellung einer Vorrichtung werden in der Nachbarschaft der Vorrichtung ausgeführt. Obwohl die Datenprotokolle die Adressierung von Vorrichtungen unter Verwendung der Kennung der Vorrichtung nutzen, kann die Person, die die Programmierung durchführt, sich auf ihre sichtbare Bestätigung der Verbindung eines Geräts mit einer gegebenen Vorrichtung verlassen.
Folglich verläßt sich die Programmierschnittstelle nicht auf die Fähigkeit des Benutzers, sich an Vorrichtungscodes, zugewiesene Nummern und ähnliches zu erinnern.
12 skizziert eine Steuereinrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform. Die Steuereinrichtung hat die folgenden Tasten:

– Den Haupt-Ein/Aus-Schalter, der, abgesehen von den Vorrichtungen, die als nicht enthalten konfiguriert wurden, entweder alle Ausgabeeinrichtungen ein- oder ausschaltet. Die Einstellung dieser Funktion wird später genau angegeben.
– Die acht Schnelltasten für einen schnellen Zugriff auf die am meisten verwendeten Gruppen oder Stimmungen.
– Die Gruppentaste, die den Status der Schnelltasten als Gruppen festlegt.
– Die Stimmungstaste, die den Status der Schnelltasten als Stimmungen festlegt.
– Die OK-Taste, die hauptsächlich in dem Menüsystem verwendet wird.
– Die Links- und Rechtstasten, die unter anderem verwendet werden, um in dem Menüsystem zu navigieren.

Unter anderem können mit der Steuereinrichtung die folgenden Aktionen durchgeführt werden:

– Programmieren von Vorrichtungen, daß sie zu dem System gehören (d.h. daß sie mit der eindeutigen Heimat-ID-Nummer programmiert werden)
– Zuweisen von Kennungen an neue Vorrichtungen
– Programmieren von Vorrichtungen, damit sie zu einer oder mehreren Gruppen gehören
– Ausführen der Ein/Aus-Funktion für eine gegebene Gruppe
– Ausführen der Dämpfungsfunktion für eine gegebene Gruppe
– Programmieren von Vorrichtungen, daß sie zu einer oder mehreren Stimmungen gehören
– Ausführen einer gegebenen Stimmung
– Benennen einer gegebenen Gruppe mit alphanumerischen Zeichen
– Benennen einer gegebenen Stimmung mit alphanumerischen Zeichen
– Einstellen einer Kindersicherung für eine Vorrichtung
– Programmieren der Zeitschaltuhr
– Auslösen und Unterbrechen der Tastatursperrfunktion
– Etc.

Innerhalb eines Systems können mehrere Steuereinrichtungen verwendet werden, und Signale von einer ersten zu einer zweiten Steuereinrichtung können bezogen werden auf:

– Das Erfahren der Heimat-ID und das Zuweisen der Steuereinrichtungs-ID.
– Das Kopieren oder Aktualisieren verschiedener Daten auf Steuereinrichtungen.

Ausgabevorrichtungen
Die Ausgabevorrichtungen sind, typischerweise in der Form einer Steckdose, die mit der Stromzuführungsbuchse verbunden ist, betriebsbereit zwischen eine Leistungsquelle und ein elektrisches Gerät geschaltet. Die Ausgabevorrichtungen können Schalten, Dämpfen und wahlweise das Messen der an das elektrische Gerät zugeführten Leistung oder des Stroms durchführen. Auch sind die Ausgabevorrichtungen fähig, als Zwischenverstärker in dem System zu arbeiten.
Eine Anzahl verschiedener Arten von Ausgabevorrichtungen, die von Niederspannungsschaltern bis zu Hochspannungswechselstrom-Ausgabevorrichtungen etc. reichen, sind machbar. Jede Ausgabevorrichtung hat nur eine Betätigungstaste. Diese Taste wird jedes Mal verwendet, wenn die Vorrichtung eine Steuereinrichtung während eines Programmierungsverfahrens über ihre Vorrichtungskennung benachrichtigen sollte. Die Taste kann auch verwendet werden, um die von der Vorrichtung zugeführte Ausgangsleistung ohne die Verwendung einer Steuereinrichtung ein/auszuschalten und zu verringern. Diese Funktion kann jedoch durch die Kindersicherungsfunktion überstimmt werden, indem die Taste für Zwecke der Leistungseinstellung inaktiv gemacht wird. Die verschiedenen Funktionen der Taste werden durch Drücken der Taste für verschiedene Zeitspannen genutzt, z.B. eine kurze Zeitspanne zum Ein/Ausschalten, und Ab/Aufregelen, wenn die Taste andauernd gedrückt wird.
Unter anderem können die Ausgabevorrichtungen die folgenden Aktionen ausführen:

• Informieren einer Steuereinrichtung über ihr Vorhandensein und Vorbereitung auf den Empfang der Heimat-ID und der Vorrichtungs-ID.
• Hin- und Herschalten des Stroms zwischen ein und aus unter Verwendung einer Taste auf der Vorrichtung.
• Den Strom unter Verwendung einer Taste auf der Vorrichtung dämpfen.
• Von einer Steuereinrichtung empfangene Befehle ausführen.
– Strom dämpfen.
– Den empfangenen Befehl für andere Ausgabevorrichtungen wiederholen.
– Den Strom zwischen ein und aus hin- und herschalten.
– Quittierung der empfangenen und ausgeführten Befehle.
– Mit Status der Vorrichtung antworten.
• Messen der an das elektrische Gerät, das mit der Ausgabevorrichtung verbunden ist, zugeführten Leistung oder des Stroms und Speichern, Verarbeiten und Senden der gemessenen Information.

Die folgenden Abschnitte beschreiben etwas von der Funktionalität, die in dem Beleuchtungssystem enthalten ist.
Umschalten der Gruppe oder Stimmung
Durch Drücken der "Gruppentaste" gibt der Benutzer Funktionen ein, die sich mit einem einzelnen oder einer Gruppe von Geräten, wie etwa Lampen, beschäftigen. Durch Drücken der "Stimmungstaste" gibt der Benutzer Funktionen ein, die sich mit Stimmungen (z.B. Einstellen einer vordefinierten Beleuchtung für den Raum) beschäftigen.
Gruppen-Ein/Aus-Einstellung
Ein Benutzer kann ein einzelnes oder eine Gruppe von Geräten ein oder ausschalten, indem er entweder die Schnelltasten 1–8 oder die Textrolltaste verwendet. Wenn der Benutzer die Tasten 1–8 verwendet, ist nur ein kurzes Drücken erforderlich. Die Taste arbeitet als ein Umschalter. Wenn die Textrolltaste verwendet wird, muß der Benutzer zu der gewünschten Gruppe blättern und eine OK-Taste drücken.
Gruppen-Dämpfungseinstellung
Ein Benutzer kann den Strom zu einem einzelnen oder einer Gruppe von Geräten dämpfen (die gleiche wie die Ein/Aus-Funktion), indem er entweder die Schnelltasten 1–8 oder die Textrolltaste verwendet. Wenn die Tasten 1–8 verwendet werden, wird die Dämpfung ausgelöst, wenn die Taste andauernd gedrückt wird. Wenn der richtige Dämpfungspegel erreicht ist, wird die Taste losgelassen. Wenn die Textrolltaste verwendet wird, muß der Benutzer zu der gewünschten Gruppe blättern und zusätzliche Tasten drücken, um auf/abzuregeln.
Befehlsquittung auf der Anzeige
Jeder von dem Benutzer ausgelöste Befehl wird durch die Anzeige quittiert. Eine typische Quittung könnte zum Beispiel sein, "daß alle Lichter nun aus sind". Nach Auslösen einer Vorrichtung erwartet die Schalttafel den Empfang einer Quittung von der Vorrichtung, daß der Befehl ausgeführt wurde. Zwei Ereignisse können auftreten:

• Die Vorrichtung antwortet nicht mit einer Quittung:
• Die Steuereinrichtung zeigt z.B. "außerhalb der Reichweite oder Vorrichtung defekt" an.
• Die Vorrichtung antwortet mit einer Fehlermeldung, wie etwa "kein Strom im Leitungsnetz festgestellt":
• Die Steuereinrichtung zeigt z.B. "Glühbirne oder Lampe defekt" an.
• Die Vorrichtung antwortet mit "Befehl ausgeführt":
• Die Steuereinrichtung zeigt "Alles OK" an.

Stimmungsprogrammierfunktion
Stimmungen können in dem Bedienfeld programmiert werden, indem die verschiedenen Vorrichtungen auf den gewünschten Strompegel voreingestellt werden und dieser Pegel danach in dem Bedienfeld gespeichert wird. Stimmungen können in den Schnelltasten 1–8 oder unter Verwendung der Textrolltaste für eine zusätzliche Speicherung gespeichert werden.
Stimmungseinstellungsfunktion
Ein Benutzer kann unter Verwendung der Tasten 1–8 des Bedienfelds voreingestellte Stimmungen (z.B. Fernseh- oder Arbeitsstimmung) aktivieren. Wenn die Textrolltaste verwendet wird, muß der Benutzer zu der gewünschten Gruppe blättern und eine OK-Taste drücken.
Alles Ein/Aus-Einstellung
Ein Benutzer kann alle Schalter ein- oder ausschalten, indem er die Taste "alles ein/aus" drückt. Eine Vorrichtung ist per Voreinstellung so programmiert, daß sie auf die Taste "alles ein/aus" reagiert, kann aber auch so programmiert werden, daß sie es nicht tut.
Alles Ein/Aus-Programmierung
Sollte ein Benutzer benötigen, daß eine bestimmte Vorrichtung nicht auf "alles ein/aus" reagieren sollte, kann dies erledigt werden, indem dies auf dem Bedienfeld eingestellt wird. Dies könnte z.B. für das Aquarium oder die Außenlichter vorteilhaft sein.
Zufällige Ein/Aus-Einstellung
Der Benutzer kann das Bedienfeld verwenden, um einzustellen, daß eine Vorrichtung sich zufällig ein- und ausschaltet (d.h. wird verwendet, um Einbrecher fernzuhalten). Die Vorrichtung wird sich weiterhin mit einem Intervall von z.B. 3 Stunden ein- und ausschalten und diese Aktion das nächste Mal, wenn sie irgendeine Anweisung von dem Bedienfeld empfängt, beenden. Das Zeitintervall, in dem das Bedienfeld zufällig ein- und ausschalten sollte, kann ebenfalls eingestellt werden (z.B. von 18:00 bis 23:00).
Zufällige Ein/Aus-Programmierung
Sollte ein Benutzer benötigen, daß eine bestimmte Vorrichtung nicht auf "zufällig ein/aus" reagiert, kann dies erledigt werden, indem dies auf dem Bedienfeld eingestellt wird. Dies könnte z.B. für das Aquarium oder die Außenlichter vorteilhaft sein.
Zurücksetzen einer Vorrichtung
Alle Vorrichtungen können zurückgesetzt werden, wobei die von der Vorrichtung gehaltene Heimat-ID und die Vorrichtungs-ID gelöscht werden und alle Bezüge zu der Vorrichtungskennung in der Steuereinrichtung gelöscht werden. In der Stromversorgungs- & Beleuchtungsausführungsform wird das Zurücksetzten durchgeführt, indem die Steuereinrichtung in den "Vorrichtungsrücksetzungsmodus" eingestellt wird und die Betätigungstaste auf der Vorrichtung gedrückt wird. Dies bringt die Vorrichtung dazu, Information an die Steuerein richtung zu senden, welche das Zurücksetzen dann ausführen kann.
Programmieren und Lernen
Im folgenden werden die Verfahren zur Ausführung einiger der Programmierungs- und der Lernfunktionen in den Systemen unter Bezug auf 20 bis 22 skizziert. Auf der Benutzerschnittstelle werden die Auswahlen als Menüs auf der LCD-Anzeige der Steuereinrichtung dargestellt und können unter Verwendung von Tasten unterhalb der Anzeige ausgewählt werden.
Gruppenmenü
Wenn im Hauptmenü das Gruppenmenü ausgewählt wird, können die folgenden drei Dinge für Gruppen erledigt werden, nachdem diese zum Beispiel während des Hinzufügens neuer Vorrichtungen erzeugt wurden.

• Benennen der Gruppe: Jede Gruppe kann mit alphanumerischen Zeichen benannt werden, um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern.
• Einen Schalter aus einer Gruppe entfernen: Wenn die verschiedenen Vorrichtungen zu einer bestimmten Gruppe hinzugefügt wurden, dann ermöglicht diese Menüfunktionalität dem Benutzer, einzelne Schalter aus einer bestimmten Gruppe zu entfernen. Das Verfahren, wie dies erledigt wird, ist in 13 gezeigt. Zuerst wählt der Benutzer die Menüoption "Schalter aus Gruppe entfernen" aus und wird nach der Gruppennummer gefragt, in der die Vorrichtung entfernt werden soll. Dann muß der Benutzer eine Taste auf der Ausgabevorrichtung drücken, damit die Steuereinrichtung die zu entfernende Vorichtungs-ID erhält. Wenn die Taste auf der Ausgabevorrichtung gedrückt wurde und die bestimmte Vorrichtung aus der Gruppentabelle entfernt wurde, kehrt das Menüsystem ins Hauptmenü zurück.
• Eine Gruppe löschen: Dieses Menü ermöglicht dem Benutzer, eine Gruppe ganz zu löschen.

Stimmungsmenü
Stimmungen sind Gruppen von Vorrichtungen, in denen der Einstellwert jeder Vorrichtung auf einen gewünschten Dämpfungspegel oder Strom eingestellt ist. Wenn im Hauptmenü das Stimmungsmenü ausgewählt wird, sind in dem Stimmungsmenüabschnitt die folgenden Optionen verfügbar.

• Erzeugen einer Stimmung: Dieses Menü erlaubt dem Benutzer, Vorrichtungen zu einer Stimmung hinzuzufügen. Das Verfahren ist in 14 skizziert. Zuerst wählt der Benutzer die Menüoption "Erzeugen einer Stimmung" aus und wird aufgefordert, Vorrichtungen auszuwählen, die in die Stimmung aufgenommen werden sollen. Der Benutzer drückt dann eine Taste auf allen Ausgabevorrichtungen, die in die Stimmung aufgenommen werden sollen, und drückt OK, wenn er dies erledigt hat. Die Ausgabevorrichtungen senden dann ihre aktuellen Dämpfungspegel an die Steuereinrichtung. Dann wird der Benutzer nach einer Stimmungsnummer gefragt, um die bereits ausgewählten Vorrichtungen hinzuzufügen. Wenn die Stimmung bereits verwendet wird, dann muß der Benutzer bestimmen, ob die Stimmung durch die ausgewählten Vorrichtungen ersetzt wird, oder er muß eine andere Stimmungsnummer wählen. Der Benutzer hat dann die Möglichkeit, die Stimmung zu benennen. Der Benutzer kann nun in einem Umschaltmenü unter Verwendung der Links/Rechts- und OK-Tasten die alphanumerischen Zeichen auswählen. Wenn der Name eingetippt ist, hält der Benutzer die OK-Taste für mehr als 2 Sekunden, wodurch die Steuereinrichtung den Stimmungsnamen speichert und in das Hauptmenü zurückkehrt.
• Benennen einer Stimmung: Jede Stimmung kann mit alphanumerischen Zeichen benannt werden, um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern.
• Schalter aus Stimmung entfernen: Wenn die verschiedenen Vorrichtungen zu einer bestimmten Stimmung hinzugefügt wurden, dann ermöglicht diese Menüfunktionalität dem Benutzer, einzelne Schalter wieder aus einer bestimmten Stimmung zu entfernen. Dieses Verfahren ist äquivalent zu dem Verfahren, das verwendet wird, wenn Schalter aus Gruppen entfernt werden.
• Eine Stimmung löschen: Das Menü ermöglicht dem Benutzer, eine Stimmung ganz zu löschen.

Die Funktionalität Alles Ein/Aus ist per Voreinstellung für alle Vorrichtungen eingestellt, die der Steuereinrichtung bekannt sind. Einzelne Schalter können wiederholbar von dieser Funktion entfernt und zu ihr hinzugefügt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, kundenspezifisch anzupassen, ob die Taste eine Ein/Aus-Umschalttaste ist, oder diese Taste nur als eine Ausschalttaste zu verwenden.
Steuereinrichtungsabgleich
Um die Verwendung bei mehreren Steuereinrichtungen, die innerhalb der gleichen Heimat-ID arbeiten, zu erleichtern, hat das Produkt das Merkmal, sich gegenseitig mit den verschiedenen Tabellen und Einstellungen zu aktualisieren. Das Aktualisierungsverfahren ist in 15 gezeigt. Der Benutzer wird zuerst abgefragt, ob die aktuelle Steuereinrichtung Daten an die andere Steuereinrichtung senden oder Daten von der anderen Steuereinrichtung empfangen sollte. Wenn der Benutzer Datenempfang auswählt, tritt die Steuereinrichtung in einen Lernprogrammiermodus ein und wird zum Hauptmenü zurückkehren, wenn die Aktualisierungen empfangen wurden. Wenn der Benutzer die Option Datensendung auswählt, wird der Benutzer abgefragt, ob er/sie die andere Steuereinrichtung aktualisieren möchte oder eine identische Kopie/Nachbildung der aktuellen Steuereinrichtung machen möchte. Wenn die Aktualisierung gewählt wird, werden nur bestimmte Daten gesendet. Wenn die identische Kopie/Wiedergabe gewählt wird, werden die Heimat-ID und alle Tabellen, die Gruppen, Stimmungen, etc. enthalten, gesendet. Wenn die Aktualisierung oder identische Kopie/Wiedergabe beendet ist, kehrt das System in das Hauptmenü zurück.
Hardware
Die Steuereinrichtungen und die Vorrichtungen gemäß der ersten und/oder zweiten Ausführungsform haben einige gemeinsame Hardware, wie etwa:

• HF-Transceiver mit den folgenden wesentlichen Eigenschaften:
• Sehr flexibles Frequenzband
• Programmierbare Ausgangsleistung
• Datenrate bis zu 9600 Bit/s
• Frequenzumtastungsmodulation
• Geeignet für Frequenzsprungprotokolle
• Niedriger Leistungsverbrauch
• Mikroprozessor mit den folgenden wesentlichen Eigenschaften:
• Hochgeschwindigkeits-RISC-Architektur
• Sehr niedriger Leistungsverbrauch
• Integrierter RAM-, EEPROM- und FLASH-Speicher

In der zweiten Ausführungsform weisen das Stromversorgungs- & Beleuchtungssystem, das Bedienfeld und die Ausgabevorrichtungen ferner auf:
Das Bedienfeld:

• Zweizeilige LCD-Anzeige
• 13 Tasten Bildschirmtastatur
• Batteriehalterung für drei Arten von AAA-Batterien
• Zeitschalterchip, der verwendet wird, um die Zeit zu zeigen und Zeitschalter für die Einbrecherabschreckungsfunktion einzustellen.

Die Ausgabevorrichtungen:

• Die Komponenten auf den Vorrichtungen werden von den 220/110 Volt Spannungssteckdosen in der Wand versorgt, nachdem diese auf 3,3 V herunter transformiert wurden. Die Dämpfungs- und Ein/Aus-Funktion wird von einem sehr leistungsstarken Triac gesteuert. Die Ausgabevorrichtungen haben eine Betätigungstaste, die bei der Programmierung von Verfahren und zum Einstellen der an die Vorrichtung gelieferten Leistung verwendet wird.

Die folgenden sind die typischen Anforderungen für den Code in dem Protokoll

– Der Steuereinrichtungscode sollte fähig sein, auf einem Atmel Mega 163, der bei 3,7 MHz läuft, und auf einem eingebetteten Synopsys 8051, der bei 3 MHz läuft, zu laufen. Der Code sollte maximal 534 Byte RAM und maximal 2 KByte Flash verwenden.
– Der Vorrichtungscode sollte fähig sein, auf einem Atmel 4414, der bei 3,7 MHz läuft, und auf einem eingebetteten Synopsys 8051, der bei 3 MHz läuft, zu laufen. Der Code sollte maximal 32 Byte RAM und maximal 512 Byte Flash verwenden.

Claims

Automationssystem (400, 600, 800, 1000) zur Steuerung und Überwachung eines Netzwerks von Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5), wobei das Automationssystem aufweist: mehrere Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5), die gesteuert werden sollen, wobei jede Vorrichtung aufweist: einen Hochfrequenzempfänger zum Empfangen von Signalen, einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen, einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungskennung repräsentieren, die die Vorrichtung identifiziert, und zum Speichern anderer Daten, eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern, eine Steuereinrichtung (10), die aufweist: einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen, einen Hochfrequenzempfänger zum Empfangen von Signalen, einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Steuereinrichtungskennung repräsentieren, die die Steuereinrichtung identifiziert, und zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungstabelle repräsentieren, die Vor richtungskennungen von Vorrichtungen hält, die durch die Steuereinrichtung gesteuert werden, eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern, wobei das Automationssystem dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung Einrichtungen zur Erzeugung eines ersten Rahmens aufweist, der in einem ersten Signal (801) gesendet werden soll, um einer ersten Vorrichtung zu befehlen, andere Vorrichtungen innerhalb ihres Bereichs ausfindig zu machen, wobei der erste Rahmen, um der ersten Vorrichtung zu befehlen, die Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung als Zielkennung und eine Liste aufweist, die zwei oder mehr Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen aus der Vorrichtungstabelle hält, die durch die erste Vorrichtung ausfindet gemacht werden sollen, und daß die Verarbeitungseinheit der ersten Vorrichtung eine Einrichtung aufweist, um: – beim Empfangen des ersten Signals (801) mit ihrer Kennung als Zielkennung, zweite Signale (803, 805, 806, 808) für jede Vorrichtungskennung in der Liste des ersten Rahmens zu erzeugen, wobei jedes zweite Signal eine Vorrichtungskennung aus der Liste als Zielkennung und die Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung als Quellkennung aufweist, – den Empfang eines der zweiten Signale durch Erzeugung eines dritten Signals (804, 807) zu quittieren, das die Quellkennung des empfangenen zweiten Signals als Zielkennung und die Zielkennung des empfangenen zweiten Signals als Quellkennung aufweist, und – beim Empfangen des dritten Signals mit ihrer Kennung als Zielkennung Daten, die die Quellkennung des dritten Signals repräsentieren, in ihrem Speicher zu speichern.
Automationssystem nach Anspruch 1, wobei der Speicher der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, Daten zu speichern, die eine Leitwegtabelle repräsentieren, wobei die Verarbeitungseinheit irgendeiner ersten Vorrichtung (1, 2, 3, 4, 5) der mehreren Vorrichtungen ferner Einrichtungen zur Erzeugung eines vierten Signals (809) aufweist, das die Kennung der Steuereinrichtung als Zielkennung, gespeicherte Daten, die die Quellkennungen irgendwelcher empfangener dritter Signale repräsentieren, und die Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung als Quellkennung aufweist, und wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung ferner Einrichtungen zum Empfangen vierter Signale von den Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen, und zum Bilden der Leitwegtabelle aufweist, die für jede der mehreren Vorrichtungen andere Vorrichtungen anzeigt, an die jede Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von denen sie Signale empfangen kann.
Automationssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Speicher der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, Daten zu speichern, die eine Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen repräsentieren, und wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung ferner Einrichtungen zur Bildung und Speicherung einer Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen im Speicher durch Registrieren der Anzahl erfolgreich und erfolglos gesendeter Signale von der Steuereinrichtung an jede Vorrichtung (1, 2, 3, 4, 5) im Netzwerk aufweist, wobei die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen die Vorrichtungskennungen der Vorrichtungen anzeigt, mit der die Steuereinrichtung regelmäßig kommuniziert.
Automationssystem nach Anspruch 3, wobei der Speicher der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, in der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen Daten, die Vorrichtungskennungen für eine oder mehrere Vorrichtungen im Netzwerk repräsentieren, und einen Zähler zu speichern, der mit jeder Vorrichtungskennung in der Liste in Beziehung steht, wobei der Zähler eine Anzeige der Anzahl erfolgreicher Sendungen an die betreffende Vorrichtung angibt.
Automationssystem nach Anspruch 4, wobei die Einrichtungen zur Bildung der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen angepaßt ist, im Fall einer Sendung an eine Vorrichtung in der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen den Zähler zu erhöhen, der mit der Vorrichtung in Beziehung steht, wenn die Sendung erfolgreich ist, und den Zähler zu vermindern, der mit der Vorrichtung in Beziehung steht, wenn die Sendung fehlschlägt, und wobei die Einrichtungen zur Bildung der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen ferner angepaßt ist, im Fall einer Sendung an eine Vorrichtung, die sich nicht in der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen befindet, die Vorrichtung in die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen aufzunehmen, wenn die Sendung erfolgreich ist.
Automationssystem nach Anspruch 2, wobei der Speicher der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, Daten zu speichern, die eine bevorzugte Zwischenverstärkerliste repräsentieren, und wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung ferner eine Routine zum Analysieren der Leitwegtabelle aufweist, um eine bevorzugte Zwischenverstärkerliste zu bilden, die eine oder mehrere Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5) anzeigt, die zusammen ein Signal von irgendeiner Vorrichtung in der Leitwegtabelle zu irgendeiner anderen Vorrichtung in der Leitwegtabelle leiten können, und die bevorzugte Zwischenverstärkerliste im Speicher der Steuereinrichtung speichern.
Automationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zur Erzeugung des ersten Signals (801) angepaßt ist, das erste Signal für die erste Vorrichtung als Reaktion auf eine vorbestimmte Aktion zu erzeugen.
Automationssystem nach Anspruch 7, wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5) zur Vorrichtungstabelle hinzuzufügen, und wobei die Hinzufügung der ersten Vorrichtung zur Vorrichtungstabelle die vorbestimmte Aktion nach Anspruch 7 ist.
Automationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Vorrichtung (1, 2, 3, 4, 5), die durch die Steuereinrichtung (10) gesteuert wird, in einer oder mehreren Gruppen von Vorrichtungen enthalten ist, die zusammen gesteuert werden sollen, wobei jede Gruppe mindestens eine Vorrichtung aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung ferner eine Einrichtung aufweist, um Vorrichtungen zu einer Gruppe hinzuzufügen und Vorrichtungen aus einer Gruppe zu entfernen, und wobei die Einrichtung zum Hinzufügen und Entfernen der Vorrichtungen zu/aus Gruppen angepaßt ist, eine Vorrichtung im Speicher der ersten Verarbeitungseinheit zu markieren, wenn sie aus einer Gruppe entfernt wird.
Automationssystem nach Anspruch 7 und 9, wobei die Einrichtung zur Erzeugung des ersten Signals (801) angepaßt ist, das erste Signal als Reaktion auf die Hinzufügung. einer Vorrichtung (1, 2, 3, 4, 5) zu einer Gruppe zu erzeugen, wenn die Vorrichtung markiert ist.
Automationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Signal (801) alle Vorrichtungskennungen aus der Vorrichtungstabelle mit der Ausnahme der Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung aufweist.
Automationssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der mehreren Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5) ferner Einrichtungen zur Lieferung einer Ausgabe an oder zum Empfangen einer Eingabe von einem Gerät (11, 12, 14, 15, 39) aufweist, das betriebsfähig mit der Vorrichtung verbunden ist, wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung ferner Einrichtungen aufweist, um ein fünftes Signal (601, 1001) zu erzeugen, das mindestens eine Zielkennung, die einer Vorrichtungskennung einer Zielvorrichtung entspricht, Informationen, die mit der Operation der Zielvorrichtung oder des Geräts in Beziehung stehen, das mit der Zielvorrichtung verbunden ist, und Zwischenverstärkerkennungen aufweist, die einer oder mehreren Signalwiederholungsvorrichtungen entsprechen, und wobei eine oder mehrere der mehreren Vorrichtungen ferner angepaßt ist, als Signalwiederholungsvorrichtung zu dienen, indem die Verarbeitungseinheiten jeder der einen oder mehreren Vorrichtungen Einrichtungen, um beim Empfang eines fünften Signals die Informationen in ihrer Verarbeitungseinheit zu verarbeiten, wenn die mindestens eine Zielkennung der Vorrichtungskennung der Vorrichtung entspricht, und Einrichtungen aufweisen, um beim Empfang eines fünften Signals ein sechstes Signal (603, 1003) zu senden, das die mindestens eine Zielkennung und die Information hält, ob eine der einen oder mehreren Zwischenverstärkerkennungen der Vorrichtungskennung der Vorrichtung entspricht.
Automationssystem nach Anspruch 12, wobei alle Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5) angepaßt sind, um als Signalwiederholungsvorrichtungen zu dienen.
Automationssystem nach Anspruch 2 und 12, wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung (10) Einrichtungen aufweist, um in der Leitwegtabelle Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen zu identifizieren, um ein fünftes Signal (601, 1001) zu wiederholen, das eine vorbestimmte Zielkennung aufweist, und um die Vorrichtungskennungen als Zwischenverstärkerkennungen im fünften Signal aufzunehmen.
Verfahren zum Feststellen einer Netzwerktopologie in einem Automationssystem (400, 600, 800, 1000) zur Steuerung und Überwachung von Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen eines Automationssystems, das aufweist – mehrere Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen, wobei jede Vorrichtung einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungskennung repräsentieren. die die Vorrichtung identifiziert, und zum Speichern von Daten, die eine Leitwegzeile repräsentieren, die andere Vorrichtungen anzeigt, an die die Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von der sie Signale empfangen kann, und eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen aufweist, die angepaßt ist, Daten aus einem Speicher zu lesen und Daten in einem Speicher zu speichern, – eine Steuereinrichtung (10), die einen Speicher, der Daten speichert, die eine Steuereinrichtungskennung repräsentieren, die die Steuereinrichtung identifiziert, und Daten speichert, die eine Vorrichtungstabelle zum Halten von Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen repräsentieren, die durch die Steuereinrichtung gesteuert werden, und eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen aufweist, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Vorrichtung einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungskennung repräsentieren, die die Vorrichtung identifiziert, und zum Speichern von Daten aufweist, die anzeigen, an welche anderen Vorrichtungen die Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von welchen sie Signale empfangen kann, und daß es ferner die Schritte aufweist Senden eines ersten Signals (801) von der Steuereinrichtung, um einer ersten Vorrichtung zu befehlen, andere Vorrichtungen innerhalb ihres Bereichs ausfindig zu machen, wobei das erste Signal eine Liste aufweist, die zwei oder mehr Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen aus der Vorrichtungstabelle der Steuereinrichtung hält, Empfangen des ersten Signals an der ersten Vorrichtung, Senden zweiter Signale (803, 805, 806, 808) von der ersten Vorrichtung, die an Vorrichtungen der Liste im ersten Signal adressiert sind, Senden eines dritten Signals (804, 807), das den Empfang des zweiten Signals von jeder Vorrichtung quittiert, die ein zweites Signal empfangen hat, das an sie adressiert ist, und Empfangen irgendwelcher dritter Signale an der ersten Vorrichtung und Speichern von Daten, die die Vorrichtungskennungen der Vorrichtungen repräsentieren, die die empfangenen dritten Signale gesendet haben, in der Leitwegzeile im Speicher der ersten Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Speicher der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, Daten zu speichern, die eine Leitwegtabelle repräsentieren, die für jede der mehreren Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5) andere Vorrichtungen anzeigen, an die jede Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von denen sie Signale empfangen kann, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: Senden eines vierten (809) Signals von der ersten Vorrichtung an die Steuereinrichtung, wobei das vierte Signal Daten hält, die anzeigen, an welche andere Vorrichtungen die Vorrichtung erfolgreich Signale senden und von welchen sie Signale empfangen kann, und Empfangen des vierten Signals an der Steuereinrichtung und Speichern der Daten in der Leitwegtabelle des Speichers der Steuereinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Speicher der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, Daten, die eine Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen repräsentieren, die die Vorrichtungskennungen der Vorrichtungen anzeigt, mit der die Steuereinrichtung regelmäßig kommuniziert, und einen Zähler zu speichern, der mit jeder Vorrichtungskennung in der Liste in Beziehung steht, wobei der Zähler eine Anzeige der Anzahl erfolgreicher Sendungen zu der betreffenden Vorrichtung angibt, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: Registrieren der Anzahl von der Steuereinrichtung an jede Vorrichtung im Netzwerk erfolgreich und erfolglos gesendeten Signale, und nach einer Sendung an eine Vorrichtung in der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen, Erhöhen der Zählers, der mit der Vorrichtung in Beziehung steht, wenn die Sendung erfolgreich ist, und Vermindern des Zählers, der mit der Vorrichtung in Beziehung steht, wenn die Sendung fehlschlägt.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner die Schritte aufweist, in Falle einer Sendung an eine Vorrichtung, die sich nicht in der Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen befindet, die Vorrichtung in die Liste der am meisten verwendeten Eintrittsstellen aufzunehmen, wenn die Sendung erfolgreich ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Speicher der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, Daten zu speichern, die eine bevorzugte Zwischenverstärkerliste repräsentieren, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: Analysieren der Leitwegtabelle, um eine oder mehrere Vorrichtungen zu identifizieren, die zusammen ein Signal von irgendeiner Vorrichtung (1, 2, 3, 4, 5) in der Leitwegtabelle zu irgendeiner anderen Vorrichtung in der Leitwegtabelle leiten können, und Speichern von Daten, die die Vorrichtungskennungen dieser einen oder mehreren Vorrichtungen in der bevorzugten Zwischenverstärkerliste repräsentieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die Steuereinrichtung (10) getriggert wird, das erste Signal (801) zu senden, um der ersten Vorrichtung zu befehlen, andere Vorrichtungen innerhalb ihres Bereichs durch eine vorbestimmte Aktion ausfindig zu machen.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung (10) ferner angepaßt ist, Vorrichtungen zur Vorrichtungstabelle hinzuzufügen, und wobei die Hinzufügung der ersten Vorrichtung zur Vorrichtungstabelle eine vorbestimmte Aktion nach Anspruch 20 ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei jede Vorrichtung, die durch die Steuereinrichtung (10) gesteuert wird, in einer oder mehreren Gruppen von Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5) enthalten ist, wobei jede Gruppe mindestens eine Vorrichtung aufweist, und wobei die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung ferner Einrichtungen aufweist, um Vorrichtungen zu einer Gruppe hinzuzufügen und Vorrichtungen aus einer Gruppe zu entfernen, wobei eine Vorrichtung markiert wird, wenn sie aus einer Gruppe entfernt wird, und wobei die Hinzufügung einer Vorrichtung zu einer Gruppe eine vorbestimmte Aktion nach Anspruch 20 ist, wenn die hinzugefügte Vorrichtung markiert ist.
Steuereinrichtung (10) zur Steuerung eines Automationssystems (400, 600, 800, 1000), das ein Netzwerk von Vorrichtungen (1, 2, 3, 4, 5) aufweist, wobei die Steuereinrichtung aufweist: einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen, einen Hochfrequenzempfänger zum Empfangen von Signalen, einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Steuereinrichtungskennung repräsentieren, die die Steuereinrichtung identifiziert, und zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungstabelle repräsentieren, die Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen hält, die durch die Steuereinrichtung gesteuert werden, eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung Einrichtungen aufweist, um ein erstes Signal (801) zu erzeugen, um einer ersten Vorrichtung zu befehlen, andere Vorrichtungen innerhalb ihres Bereichs ausfindig zu machen, wobei das erste Signal die Vorrichtungskennung der ersten Vorrichtung als Zielkennung aufweist, und daß das erste Signal ferner eine Liste, die zwei oder mehr Vorrichtungskennungen von Vorrichtungen aus der Vorrichtungstabelle hält, und Befehle an die ersten Vorrichtung aufweist, zweite Signale (803, 805, 806, 808) zu erzeugen und an die Vorrichtungen aus der Liste zu senden, um festzustellen, welche Vorrichtungen aus der Liste von der ersten Vorrichtung erreicht werden können.
Vorrichtung (1, 2, 3, 4, 5) zur Verwendung in einem Automationssystem (400, 600, 800, 1000), das ein Netzwerk von Vorrichtungen aufweist, die durch eine Steuereinrichtung (10) gesteuert werden sollen, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Hochfrequenzempfänger zum Empfangen von Signalen, einen Hochfrequenzsender zum Senden von Signalen, einen Speicher zum Speichern von Daten, die eine Vorrichtungskennung repräsentieren, die die Vorrichtung identifiziert, und zum Speichern anderer Daten, eine Verarbeitungseinheit zum Verwalten des Empfangs und der Sendung von Signalen, die angepaßt ist, Daten aus dem Speicher zu lesen und Daten im Speicher zu speichern, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verarbeitungseinheit der Vorrichtung Einrichtungen aufweist, um: – beim Empfangen eines ersten Signals (801), das ihre Kennung als Zielkennung, eine Liste, die zwei oder mehr Vorrichtungskennungen hält, und Befehle an die Vorrichtung aufweist, zweite Signale (803, 805, 806, 808) zu erzeugen und an Vorrichtungen aus der Liste zu senden, um festzustellen, welche Vorrichtungen aus der Liste von der Vorrichtung erreicht werden können, die zweiten Signale für jede Vorrichtungskennung in der Liste zu erzeugen, wobei jedes zweite Signal eine Vorrichtungskennung aus der Liste als Zielkennung und die Vorrichtungskennung der Vorrichtung als Quellkennung aufweist, – den Empfang eines zweiten Signals zu quittieren, indem ein drittes Signal (804, 807) erzeugt wird, das die Quellkennung des empfangenen zweiten Signals als Zielkennung und die Zielkennung des empfangenen zweiten Signals als Quellkennung aufweist, und – beim Empfangen eines dritten Signals mit ihrer Kennung als Zielkennung, Daten, die die Quellkennung des dritten Signals repräsentieren, in ihrem Speicher zu speichern.