EP1228578A1 - Kommunikationssystem insbesondere für den indoor-bereich - Google Patents

Kommunikationssystem insbesondere für den indoor-bereich

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Publication number
EP1228578A1
EP1228578A1 EP99952218A EP99952218A EP1228578A1 EP 1228578 A1 EP1228578 A1 EP 1228578A1 EP 99952218 A EP99952218 A EP 99952218A EP 99952218 A EP99952218 A EP 99952218A EP 1228578 A1 EP1228578 A1 EP 1228578A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
communication system
plc
short
range
adapter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99952218A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Weilin Liu
James Aldis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ascom Intermediate AG
Original Assignee
Ascom Powerline Communications AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ascom Powerline Communications AG filed Critical Ascom Powerline Communications AG
Publication of EP1228578A1 publication Critical patent/EP1228578A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5429—Applications for powerline communications
    • H04B2203/5441—Wireless systems or telephone
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5429—Applications for powerline communications
    • H04B2203/5445—Local network

Definitions

  • the invention relates to a communication system, in particular for indoor use, and to an adapter device for such a system.
  • a transmission of data using a handheld radio telephone is only of interest in special circumstances. Handling is still considered to be complicated. From a statistical point of view, most of the data is still transmitted via permanently installed cables. For example, computer cables are installed in an office building to connect the data processing devices.
  • the object of the invention is to provide a communication system for the indoor area, which allows inexpensive networking.
  • the solution to the problem is defined by the features of claim 1.
  • the communication system is designed in such a way that a point-to-point connection is established between two end devices, which has a short-range radio link between at least one of the end devices and an adapter device and a PLC via a power supply network between the adapter device and the second end device.
  • Range includes.
  • a short-range radio link is understood to mean a radio connection whose range does not significantly extend beyond the indoor area, i.e., for example, the size of a room, a floor or a building.
  • the system according to the invention is very flexible and inexpensive to install.
  • the adapter device can be connected to any socket in the power supply network, precisely where it is needed.
  • Components or components for short-range radio links can be produced today in large numbers and very inexpensively.
  • the point-to-point connection means that central control devices or connection controllers ("base station") can also be dispensed with. Multiple connections can be maintained side by side by staggering in time (which in many cases appears to the user as parallel communication). Last but not least, due to the deliberately short range, a natural separation of e.g. radio areas not in the same room can be reached.
  • the range of the radio link is preferably essentially limited to the coverage of a room in the building. It should be shorter than 20 meters, e.g. about 10 meters. In this sense, e.g. a so-called “Bluetooth” interface can be used. However, interfaces with a greater range are also conceivable, such as IEEE 802.1 1 ("wireless LAN”) or "Hiperlan”. These can be used to cover a large number of neighboring rooms. (“Bluetooth” and “Hiperlan” are known and standardized interfaces.)
  • the PLC line connects two different rooms. This means that the two end devices are usually located in different rooms of a building and are connected by a PLC system via the power supply lines.
  • the range is limited a radio link to a room, then a system according to the invention looks such that an adapter according to the invention is connected to the power supply network in each (to be developed) room of the building, so that the devices located in this room communicate in terms of communication technology with devices located elsewhere can.
  • the second terminal need not be connected to the PLC backbone in terms of radio technology. Wired electrical coupling can also be used.
  • the PLC system can e.g. also be open to the outdoor area, so that it can preferably be communicated with any device anywhere in the world via the external power supply network (or the outdoor PLC system implemented in this).
  • the connection between the indoor and the outdoor area can be created by a so-called bridge and the transition between the power supply network and any other network (e.g. a fiber optic WAN) by a master station located in the area of the transformer station.
  • the transition (gateway) from the indoor to the outdoor area can also be designed as a transition between two different transmission media (e.g. from PLC to telephone lines or to optical LAN).
  • the communication system according to the invention is particularly suitable for home automation.
  • kitchen appliances can be networked in a simple manner.
  • a microwave oven which is equipped with a Bluetooth interface, for example, can be connected to the PLC backbone via the adapter device and can be switched on and off, for example, by a control unit or a computer program.
  • the kitchen appliance can also be operated by radio.
  • a telephone device that has a data interface to the PLC system should be mentioned, for example.
  • the user can call at home with his handheld radio telephone and use a special code to have the telephone set turn on the oven (via PLC link and Bluetooth interface).
  • radio receivers In industrial companies, it would be conceivable to place radio receivers in the various buildings, which receive long-range radio signals in a frequency band provided for private data transmission and couple them into the power supply network. In the machine room, an adapter device plugged into a socket transmits the control commands to the machine control over the short-range radio link.
  • the principle of the invention can therefore be used very widely in automation or remote control. It is therefore not just about networking computers and the like, but also about providing a communication medium between the control device and the executing device.
  • a device as an adapter device for a communication system is designed to be as small and simple as possible. It is characterized by a transmitter / receiver for a short-range wireless link. The connection to the power supply network is made with a normal power plug.
  • the device is manufactured as inexpensively as possible and is optically inconspicuous (i.e. not aesthetically disturbing). In terms of investment, the device should be more like an extension cable for the user than another telephone station.
  • the adapter device should therefore be easy to buy if the user considers it useful or necessary. Early planning and time-consuming installation by a specialist (as is necessary when expanding a telephone network) is not necessary.
  • the adapter device has the shape of a compact housing with a molded power plug. It can be plugged directly into a wall socket of the power supply network and does not need to be "set up" anywhere.
  • the housing contains e.g. a Bluetooth interface circuit, a PLC interface circuit and an intermediary microcontroller.
  • the adapter device has at least one connection socket for a power plug of any device.
  • the plug of the adapter device and the connection socket correspond to the same standard.
  • the adapter device has a plurality of free connection sockets, it also has the frequently required function of a multiple connector. It is e.g. readily possible to integrate the adapter function according to the invention in a connector strip of a known type.
  • a connector strip can e.g. can be connected to the wall socket via a short cable and has a plurality of connection sockets arranged in a row in an elongated housing. Usually it lies on the floor where it does not interfere (e.g. behind a desk).
  • At least two lines designed for current conduction are provided between corresponding contacts of the power plug and the connection socket.
  • these lines have RF chokes which noticeably attenuate signals in the range above 1 MHz (e.g. by at least 10 dB).
  • the communication signals should therefore not be able to penetrate a connected device via the connection socket undamped.
  • the interference potential of the PLC system (which works e.g. in the range from 1 MHz to 30 MHz) should be minimized for the other devices connected to the network. (Conversely, interference from the third-party device can of course also be kept to a certain extent away from the power supply network and thus from the PLC system.) It goes without saying that the chokes must be adjusted accordingly if the communication is below 1 MHz to be held.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an indoor communication system
  • FIG. 2 shows an example of an adapter device designed in the manner of a multiple connector
  • FIG 3 shows an example of an adapter device designed in the manner of an adapter plug
  • Fig. 4 is a schematic representation of the internal structure of an adapter device.
  • FIG. 1 shows schematically a communication system in the indoor area.
  • a building 1 has a conventional in-house power supply network 2, which, as usual, depends on an external power supply network 3.
  • devices located in different rooms A to C e.g. a desktop computer 21, a printer 23, a laptop computer 22, a household appliance 20 and / or a hand-held radio telephone 19
  • a desktop computer 21, a printer 23, a laptop computer 22, a household appliance 20 and / or a hand-held radio telephone 19 are to be connected in terms of communication technology.
  • a PLC system for transmitting the signals between the rooms and a short-range radio interface for transmitting the signals from the devices to the PLC system within a room are provided on the one hand.
  • a master 4 and two slaves 5, 6 are connected to the power supply network 2 via mains sockets 7, 8, 9 and can thus transmit signals to one another exchange frequency range from 1 to 40 MHz, for example.
  • the master 4 and the slave 6 are designed in the manner of an adapter device according to the invention. Ie they have a Bluetooth interface 12 or 13 for short-range wireless communication with other devices in the same room.
  • the slave 5, on the other hand, has only one wired data connection 18 (for example RS232, IEC 488, Ethernet) for connecting the desktop computer 21.
  • the corresponding data can be transferred from the laptop computer 22 via its Bluetooth interface 16 to the slave 6, from there via the power supply network 2 to Slave 5 and finally sent from this to the desktop computer 21.
  • a file stored on the desktop computer 21 can be sent to the slave 5 via the data connection 18, from there via the power supply network 2 (PLC section) to the slave 6 and from there via the Bluetooth interface 13 to the printer, which is also equipped with a Bluetooth interface 17 23 (via radio link 46) are transmitted.
  • the printer 23 can be used as a network printer.
  • the printer 23 is internally equipped with a coupler (which corresponds functionally to a slave) and that the data is not received directly via the Bluetooth interface 17 but the coupler mentioned.
  • the hand-held radio telephone 19 can be used to send an e-mail from the desktop computer 21.
  • the e-mail is in turn sent from the desktop computer 21 to the slave 5 and from there into the power supply network 2.
  • the master 4 sends the e-mail via its Bluetooth interface 12 to the hand-held radio telephone which is also equipped with a Bluetooth interface 14, that is to say via the radio link 45.
  • the desktop computer 21 can control the household appliance 20 in a corresponding manner. Although this is connected to the power supply network 2 via a mains socket 10, it does not use this connection for the transmission of data. Rather, a Bluetooth interface 15 is integrated in the control part (not shown).
  • Master 4 does not perform a central switching function (such as a PBX in an in-house telephone network). Rather, it only serves to provide the slaves with a channel on the power supply network 2 on request.
  • a central switching function such as a PBX in an in-house telephone network
  • the master 4 can be designed, for example, as a bridge to the external power supply network 3. Communication connections can then be made to the outside world via the external power supply network 3. (In the outdoor area, frequencies are generally used differently than in the indoor area, so that a "translation" must be made with a bridge.)
  • connection to the outside world can also be established via telephone lines (XDSL), television cables (CATV) or even via long-range radio.
  • XDSL telephone lines
  • CATV television cables
  • long-range radio The indoor networking according to the invention is therefore in no way self-contained, but offers any desired connection option.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the adapter device. It comprises a plug connector 24 which can be plugged into an installed wall socket or the like via a power cable 25 with the plug 26.
  • the connector strip 24 can have a plurality of power connection sockets 27.1 to 27.4 and, if required, a power switch 28 (in order to interrupt the current on the connector strip in a conventional manner).
  • An adapter 29 is integrated in the housing at one end of the plug strip 24 facing away from the power cable 25. It has a Bluetooth interface and a PLC interface and thus enables the communication with suitably built devices explained with reference to FIG. 1. (The details of the adapter 29 are shown in Fig. 4.) A particularly preferred embodiment is shown in FIG. 3.
  • a standard power plug 31 is formed on one side of a cuboid housing 30, for example, and a power connection socket 32 on the other (opposite) side. (This can correspond to the same standard as the power plug 31, but does not have to.)
  • the adapter 33 is accommodated, for example, to the side of the power connection socket 32.
  • the special feature of this embodiment is the compactness of the construction. Plugs, sockets and interface electronics form a robust, rigid unit.
  • the adapter device can be plugged into a wall socket (which is installed in an easily accessible location) without the wall socket being "occupied".
  • Fig. 4 shows schematically a circuit diagram of an adapter device 34.
  • the three contacts mentioned are connected via lines 39.1 to 39.3 to corresponding contacts of the connecting socket 36.
  • Phase P and neutral conductor N of the mains plug 35 are led directly to data connections 37.1, 37.2 with lines 39.1, 39.2.
  • the phase P and the neutral conductor N of the connecting socket 36 are also attached to the two lines 39.1, 39.2 mentioned.
  • the chokes 38.1, 38.2 bring about an HF-type separation, so that the PLC signals fed in via the data connections 37.1, 37.2 cannot enter an apparatus connected to the connection socket 36 without being damped.
  • the chokes 38.1, 38.2 can be formed by inductive elements which generate noticeable attenuation (e.g.> 3 dB) in the range of the signal frequencies used.
  • the PE contacts for grounding are directly connected to one another without the interposition of an inductor.
  • a subsequent microcontroller 41 enables data exchange between the PLC interface 40 and the blue tooth interface 42.
  • An antenna 43 integrated in the adapter device 34 sends and receives radio signals with a short range.
  • Radio signals that are received via the antenna 43 are converted into PLC signals and sent to the two lines phase and neutral of the power supply network. Conversely, PLC signals are coupled out at the data connections 37.1, 37.2 and radiated with the antenna 43 as Bluetooth-compliant radio signals.
  • the circuit diagram shown in FIG. 4 is equally suitable for the structural embodiments shown in FIGS. 2 and 3.
  • a plurality of power connection sockets 27.1 to 27.4 are simply connected in parallel to the lines 39.1, 39.2, 39.3.
  • the chokes are not mandatory. They can either be provided elsewhere or omitted at all. They are primarily important when sensitive devices (e.g. computers, stereo devices, measuring devices) or disruptive devices (vacuum cleaners etc.) are to be connected to the connection socket.
  • Bluetooth interface corresponds to a particularly advantageous embodiment. However, it is entirely possible and in certain cases even useful to use radio interfaces with a longer range (such as IEEE 802.1 1 or Hiperlan).
  • Mains plug 31 and power connection socket 32 need not be aligned on a common axis. They also need not be provided on opposite sides of the housing 30.
  • connection socket would then take the place of the connector strip 24. 4 could also be made in two parts. In one part there are mains plug 35, connection socket 36 and chokes 38.1, 38.2. The other would be the electronic components (interface circuits and microcontrollers).
  • the invention is not limited to two-phase power supply networks.
  • a preferred area of application can in particular be three-phase networks in which a plurality of phase conductors are present.
  • two adapters can also be used in a room (especially if it is large). If the range of the radio link is not limited to a single room, an adapter must not be provided in every room (even if the building is completely covered).
  • the invention has shown an inexpensive way of communicating in the indoor area and also beyond this area. It is possible with little effort to connect stationary or mobile devices that have a radio interface with a short range.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

Ein Kommunikationssystem ist so ausgestaltet, dass zwischen zwei Endgeräten (22, 21) eine Punkt-zu-Punkt Verbindung hergestellt wird, welche zwischen mindestens einem der Endgeräte (22) und einem Adaptergerät (6) eine kurzreichweitige Funkstrecke und zwischen dem Adaptergerät (6) und dem zweiten Endgerät (21) eine über ein Stromversorgungsnetz geführte PLC-Strecke umfasst. Unter einer kurzreichweitigen Funkstrecke wird eine Funkverbindung verstanden, deren Reichweite nicht wesentlich über den Indoor-Bereich, also z.B. über die Grösse eines Raumes oder eines Stockwerkes eines Gebäudes hinausgeht. Das erfindungsgemässe System ist sehr flexibel und kostengünstig in der Installation. Das Adaptergerät kann an irgendeiner Steckdose des Stromversorgungsnetzes (2) angeschlossen werden, also gerade dort wo es benötigt wird. Bauteile bzw. Komponenten für kurzreichweitige Funkstrecken lassen sich heute in hohen Stückzahlen und sehr preiswert herstellen. Durch die Punkt-zu-Punkt Verbindung kann auch auf zentrale Steuergeräte bzw. Verbindungscontroller verzichtet werden.

Description

Kommunikationssystem insbesondere für den indoor-Bereich
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, insbesondere für den indoor-Bereich, sowie ein Adaptergerät für ein solches System.
Stand der Technik
Die kommunikationstechnische Vernetzung schreitet ständig fort. Einerseits wollen Benutzer möglichst überall telefonisch erreichbar sein und andererseits sollen auch von beliebigen Orten her mit einfachen Mitteln Daten übertragen werden können. Um diese Bedürf- nisse zu erfüllen, sind Handfunktelefone entwickelt worden, welche nicht nur Sprachübertragung sondern auch Datenübertragung durchführen können. Für den letztgenannten Zweck sind sie mit einer Infrarot-Schnittstelie ausgerüstet, so daß z.B. eine Verbindung mit einem Laptop-Computer hergestellt werden kann.
Eine Übertragung von Daten mit Hilfe eines Handfunktelefons ist aber nur bei besonderen Umständen von Interesse. Die Handhabung wird nach wie vor als kompliziert betrachtet. Im übrigen werden statistisch gesehen immer noch die meisten Daten über fest installierte Kabel übertragen. In einem Bürogebäude werden beispielsweise Computer-Kabel verlegt, um die Datenverarbeitungsgeräte zu verbinden.
Die Installation neuer Kabel ist mit beträchtlichen Kosten verbunden. Es wurde nun auch schon vorgeschlagen, derartige Kosten dadurch zu vermeiden, daß die innerhalb eines jeden Gebäudes bereits bestehenden Leitungen des Stromversorgungsnetzes für die Signalübertragung verwendet werden (Stichwort: PLC = Power Line Communication). In der Praxis stellt sich nun aber das Problem, daß die allerwenigsten Geräte für diese Art von Übertragung ausgerüstet sind. Bevor eine solche Signalübertragung durchgeführt werden kann, müssen entsprechende Koppler eingebaut werden. Dies ist - namentlich in einer Einführungsphase - keineswegs die billigere Variante als Computer-Kabel verlegen.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kommunikationssystem für den Indoor-Bereich zu schaffen, welches eine kostengünstige Vernetzung erlaubt. Die Losung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemass der Erfindung ist das Kommunikationssystem so ausgestaltet, daß zwischen zwei Endgeraten eine Punkt-zu-Punkt Verbindung hergestellt wird, welche zwischen mindestens einem der Endgerate und einem Adaptergerat eine kurzreichweitige Funkstrecke und zwischen dem Adaptergerat und dem zweiten Endgerat eine über ein Stromversorgungsnetz geführte PLC-Strecke umfaßt. (Unter einer kurzreichweitigen Funkstrecke wird eine Funkverbindung verstanden, deren Reichweite nicht wesentlich über den Indoor-Bereich, also z.B. über die Größe eines Raumes, eines Stockwerkes oder eines Gebäudes hinausgeht.)
Das erfindungsgemaße System ist sehr flexibel und kostengünstig in der Installation. Das Adaptergerat kann an irgendeiner Steckdose des Stromversorgungsnetzes angeschlossen werden, also gerade dort wo es benötigt wird. Bauteile bzw. Komponenten für kurzreichweitige Funkstrecken lassen sich heute in hohen Stückzahlen und sehr preiswert herstellen. Durch die Punkt-zu-Punkt Verbindung kann auch auf zentrale Steuergerate bzw. Ver- bmdungscontroller ("Basisstation") verzichtet werden. Mehrere Verbindungen können durch zeitliche Staffelung nebeneinander aufrechterhalten werden (was für den Benutzer in vielen Fällen als parallele Kommunikation erscheint). Nicht zuletzt kann durch die bewußt kurz gewählte Reichweite eine natürliche Trennung von z.B. nicht im gleichen Raum befindlichen Funkbereichen erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Reichweite der Funkstrecke im wesentlichen auf die Versorgung eines Raumes des Gebäudes beschränkt. Sie sollte kurzer als 20 Meter sein, z.B. etwa 10 Meter. In diesem Sinn kann z.B. eine sogenannte "Bluetooth'-Schnittstelle eingesetzt werden. Es sind aber auch Schnittstellen mit größerer Reichweite denkbar wie z.B. IEEE 802.1 1 ("wireless LAN") oder "Hiperlan". Mit diesen kann durchaus eine Mehrzahl benachbarter Räume abgedeckt werden. ("Bluetooth" und "Hiperlan" sind bekannte und standardisierte Schnittstellen.)
Die PLC-Strecke verbindet zwei verschiedene Räume. D.h. die beiden Endgerate befinden sich in der Regel in unterschiedlichen Räumen eines Gebäudes und werden durch ein PLC- System über die Stromversorgungsleitungen verbunden. Beschränkt sich die Reichweite einer Funkstrecke auf einen Raum, dann sieht ein erfindi'ngsgemässes System so aus, daß in jedem (zu erschliessenden) Raum des Gebäudes ein erfindungsgemässer Adapter an das Stromversorgungsnetz angeschlossen wird, damit die in diesem Raum befindlichen Geräte kommunikationstechnisch mit anderswo angeordneten Geräten in Verbindung treten kön- nen. Das zweite Endgerät braucht nicht funktechnisch mit dem PLC-Backbone verbunden zu sein. Es kann auch eine drahtgebundene elektrische Kopplung verwendet werden.
Selbstverständlich müssen nicht beide Geräte im gleichen Gebäude untergebracht sein. Das PLC-System kann z.B. auch zum Outdoor-Bereich offen sein, so dass vorzugsweise über das externe Stromversorgungsnetz (bzw. das in diesem implementierte Outdoor-PLC- System) mit irgendeinem Gerät irgendwo in der Welt kommuniziert werden kann. Die Verbindung zwischen dem Indoor- und dem Outdoor-Bereich kann durch eine sogenannte Brücke (engl. Bridge) und der Übergang zwischen dem Stromversorgungsnetz und irgendeinem anderen Netz (z.B. einem faseroptischen WAN) durch eine im Bereich der Transformatorstation angeordnete Master-Station geschaffen werden. Der Übergang (Gateway) vom Indoor- zum Outdoor-Bereich kann auch als Übergang zwischen zwei verschiedenen Übertragungsmedien ausgeführt sein (z. B. von PLC auf Telefonleitungen oder auf optische LAN).
Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem eignet sich insbesondere für die Heim- Automation (engl. home automation). Es kann z.B. auf einfache Weise eine Vernetzung von Küchengeräten stattfinden. Ein Mikrowellenofen, der z.B. mit einer Bluetooth-Schnittstelle ausgerüstet ist, kann über das Adaptergerät an den PLC-Backbone angeschlossen und z.B. durch ein Steuergerät oder ein Computerprogramm ein- und ausgeschaltet werden. Bei geeigneter Ausrüstung des PLC-Systems kann das Küchengerät auch per Funk betätigt werden. Zu erwähnen ist beispielsweise ein Telefongerät, welches eine Daten-Schnittstelle zum PLC-System hat. Der Benutzer kann z.B. mit seinem Handfunktelefon zu Hause anrufen und mit einem speziellen Code das Telefongerät veranlassen, den Backofen (via PLC- Strecke und Bluetooth-Interface) einzuschalten. Bei Industrie-Betrieben wäre es denkbar, Funkempfänger in den verschiedenen Gebäuden zu plazieren, welche langreichweitige Funksignale in einem für die private Datenübertragung bereitgestellten Frequenzband empfangen und diese in das Stromversorgungsnetz einkoppeln. Im Maschinenraum überträgt ein in einer Steckdose eingestecktes Adapterge- rät die Steuerbefehle über die kurzreichweitige Funkstrecke an die Maschinensteuerung.
Das Prinzip der Erfindung kann also bei der Automation bzw. Fernsteuerung sehr breit eingesetzt werden. Es geht also nicht nur um die Vernetzung von Computern und dergleichen, sondern auch um die Bereitstellung eines Kommunikationsmediums zwischen Steuergerät und ausführendem Gerät.
Eine Vorrichtung als Adaptergerät für ein erfindungsgemasses Kommunikationssystem wird möglichst klein und einfach ausgeführt. Sie zeichnet sich durch einen Sender/ Empfänger für eine kurzreichweitige Drahtlos-Strecke aus. Die Ankopplung an das Stromversorgungsnetz erfolgt mit einem gewöhnlichen Netzstecker. Die Vorrichtung ist möglichst kostengünstig hergestellt und optisch unauffällig (d.h. ästhetisch nicht störend). Investi- tionsmäßig soll sich die Vorrichtung für den Benutzer eher wie ein Verlängerungskabel als wie eine weitere Telefonstation ausmachen. Das Adaptergerät soll also einfach gekauft werden können, wenn der Benutzer es für sinnvoll oder erforderlich erachtet. Eine frühzeitige Planung und aufwendige Installation durch einen Spezialisten (wie es bei der Erweiterung eines Telefonnetzwerkes nötig ist) ist nicht erforderlich.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat das Adaptergerät die Gestalt eines kompakten Gehäuses mit angeformtem Netzstecker. Es kann direkt in eine Anschlussbuchse (engl. wall socket) des Stromversorgungsnetzes eingesteckt werden und braucht nirgends "aufgestellt" zu werden. Im Gehäuse sind z.B. eine Bluetooth-Interface- Schaltung, eine PLC-Interface-Schaltung und ein vermittelnder Microcontroller unterge- bracht.
Es kann nützlich sein, wenn das Adaptergerät mindestens eine Anschlussbuchse für einen Netzstecker eines beliebigen Gerätes aufweist. (Der Stecker des Adaptergerätes und die Anschlussbuchse entsprechen dabei derselben Norm.) So wird vermieden, daß im Raum eine der installierten Anschlussdosen für anderweitige Benutzung "verloren geht". Beim wöchentlichen Reinigen des Haushaltes kann die Hausfrau den Staubsauger in die Anschlussbuchse des Adaptergerätes einstecken und braucht nicht irgendwo nach einer anderen Wandsteckdose zu suchen.
Verfügt das Adaptergerät über eine Mehrzahl von freien Anschlussbuchsen, hat es gleichzeitig die häufig benötigte Funktion eines Mehrfachsteckers. Es ist z.B. ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße Adapter-Funktion in einer Steckerteiste bekannter Bauart zu integrieren. Eine solche Steckerleiste kann z.B. über ein kurzes Kabel an der Wandsteckdose angeschlossen werden und hat in einem länglichen Gehäuse eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Anschlussbuchsen. Üblicherweise liegt sie auf dem Boden, wo sie nicht stört (z.B. hinter einem Schreibtisch).
Bei der oben erwähnten Ausführungsform mit mindestens einer Anschlussbuchse für Drittgeräte sind mindestens zwei für die Stromführung ausgebildete Leitungen zwischen einander entsprechenden Kontakten des Netzsteckers und der Anschlussbuchse vorgesehen. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform verfügen diese Leitungen über HF-Drosseln, welche Signale im Bereich von über 1 MHz merklich dämpfen (z.B. um mindestens 10 dB). Die Kommunikationssignale sollen also nicht ungedämpft über die Anschlussbuchse in ein angeschlossenes Gerät eindringen können. Das Störpotential des PLC-Systems (welches z.B. im Bereich von 1 MHz bis 30 MHz arbeitet) soll für die am Netz angeschlossenen son- stigen Geräte minimiert werden. (Umgekehrt können natürlich auch Störungen, die vom Drittgerät ausgehen, auf diese Weise vom Stromversorgungsnetz und damit vom PLC- System bis zu einem gewissen Grad ferngehalten werden.) Es versteht sich, daß die Drosseln entsprechend anzupassen sind, wenn die Kommunikation unterhalb von 1 MHz stattfinden soll.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines Indoor-Kommunikationssystems;
Fig. 2 ein Beispiel für ein in der Art eines Mehrfachsteckers ausgeführtes Adap- tergerät;
Fig. 3 ein Beispiel für ein in der Art eines Zwischensteckers ausgeführtes Adaptergerät;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des inneren Aufbaus eines Adaptergerätes.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt schematisch ein Kommunikationssystem im Indoor-Bereich. Ein Gebäude 1 hat ein konventionelles hausinternes Stromversorgungsnetz 2, welches wie üblich an einem externen Stromversorgungsnetz 3 hängt. Im Gebäude 1 sollen in verschiedenen Räumen A bis C befindliche Geräte (z.B. ein Tischcomputer 21 , ein Drucker 23, ein Laptop-Computer 22, ein Haushaltgerät 20 und/oder ein Handfunktelefon 19) kommunikationstechnisch verbunden werden.
Gemäß der Erfindung ist einerseits ein PLC-System für die Übertragung der Signale zwischen den Räumen und eine kurzreichweitige Funkschnittstelle zur Übertragung der Signale von den Geräten zum PLC-System innerhalb eines Raumes vorgesehen.
Ein Master 4 und zwei Slaves 5, 6 sind über Netzsteckdosen 7, 8, 9 am Stromversorgungsnetz 2 angeschlossen und können auf diesem Weg miteinander Signale im Fre- quenzbereich von z.B. 1 bis 40 MHz austauschen. Im vot legenden Beispiel sind der Master 4 und der Slave 6 in der Art eines erfmdungsgemassen Adaptergerates ausgestaltet. D.h. sie verfügen über ein Bluetooth-Interface 12 bzw 13 für die kurzreichweitige drahtlose Kommunikation mit anderen Geraten im gleichen Raum. Der Slave 5 dagegen hat nur einen drahtgebundenen Datenanschluß 18 (z.B. RS232, IEC 488, Ethernet) zum Anschließen des Tischcomputers 21.
Am Stromversorgungsnetz 2 sind ferner auch andere Gerate in konventioneller Art via Netzsteckdosen 10, 1 1 angehängt.
Soll nun beispielsweise ein Dokument, welches auf dem Laptop-Computer 22 abgespei- chert ist, zum Tischcomputer 21 übertragen werden, können die entsprechenden Daten vom Laptop-Computer 22 über sein Bluetooth-Interface 16 zum Slave 6, von diesem über das Stromversorgungsnetz 2 zum Slave 5 und von diesem schließlich an den Tischcomputer 21 gesendet werden.
Eine auf dem Tischcomputer 21 abgespeicherte Datei kann über den Datenanschluß 18 an den Slave 5, von diesem über das Stromversorgungsnetz 2 (PLC-Strecke) zum Slave 6 und von dort über das Bluetooth-Interface 13 zum ebenfalls mit einem Bluetooth-Interface 17 ausgerüsteten Drucker 23 (via Funkstrecke 46) übertragen werden. In dieser Weise kann der Drucker 23 als Netzwerkdrucker genutzt werden.
Es ist natürlich auch denkbar, daß der Drucker 23 intern mit einem Koppler (welcher funk- tionell einem Slave entspricht) ausgerüstet ist und dass die Daten nicht über das Bluetooth-Interface 17 sondern den genannten Koppler direkt entgegengenommen werden.
Zum Senden eines E-mails vom Tischcomputer 21 kann z.B. das Handfunktelefon 19 verwendet werden. Das E-mail wird wiederum vom Tischcomputer 21 zum Slave 5 und von diesem in das Stromversorgungsnetz 2 gegeben. Der Master 4 sendet das E-mail über sein Bluetooth-Interface 12 an das ebenfalls mit einem Bluetooth-Interface 14 ausgestattete Handfunktelefon, also über die Funkstrecke 45. In sinngemässer Weise kann z.B. der Tischcomputer 21 das Haushaltgerät 20 steuern. Dieses ist zwar über eine Netzsteckdose 10 am Stromversorgungsnetz 2 angeschlossen, benutzt aber diese Verbindung nicht für die Übertragung von Daten. Vielmehr ist im (nicht dargestellten) Steuerteil ein Bluetooth-Interface 15 integriert.
Es ist zu beachten, daß es sich stets um Punkt-zu-Punkt Verbindungen handelt. Der Master 4 nimmt keine zentrale Vermittlungsfunktion wahr (wie z.B. eine PBX in einem hausinternen Telefonnetzwerk). Vielmehr dient er nur dazu, den Slaves auf Anfrage einen Kanal auf dem Stromversorgungsnetz 2 zur Verfügung zu stellen.
In Fig. 1 kann der Master 4 beispielsweise als Brücke zum externen Stromversorgungsnetz 3 ausgebildet sein. Es können dann kommunikationstechnische Verbindungen über das externe Stromversorgungsnetz 3 zur Außenwelt hergestellt werden. (Im Outdoor-Bereich wird in der Regel mit anderen Frequenzen gearbeitet als im Indoor-Bereich, so daß mit einer Brücke eine "Übersetzung" gemacht werden muß.)
Die Verbindung zur Außenwelt kann aber auch über Telefonleitungen (XDSL), Fernsehkabel (CATV) oder sogar über langreichweitigen Funk hergestellt werden. Die erfindungsgemäße Indoor-Vernetzung ist also keineswegs in sich geschlossen, sondern bietet jede gewünschte Anschlußmöglichkeit.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des Adaptergerätes. Sie umfaßt eine Steckerleiste 24, welche über ein Stromkabel 25 mit dem Stecker 26 in einer installierten Wandsteck- dose oder dergleichen eingesteckt werden kann. Die Steckerleiste 24 kann in an sich bekannter Weise mehrere Stromanschlussbuchsen 27.1 bis 27.4 und bei Bedarf einen Stromschalter 28 aufweisen (um in konventioneller Weise den Strom auf der Steckerleiste zu unterbrechen). An einem dem Stromkabel 25 abgewandten Ende der Steckerleiste 24 ist ein Adapter 29 im Gehäuse integriert. Es weist eine Bluetooth-Schnittstelle und eine PLC-Schnittstelle auf und ermöglicht so die anhand der Fig. 1 erläuterte Kommunikation mit geeignet gebauten Geräten. (Die Einzelheiten des Adapters 29 sind in der Fig. 4 gezeigt.) Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. An der einen Seite eines z.B. quaderförmigen Gehäuses 30 ist ein normgemässer Netzstecker 31 ausgebildet und an der anderen (gegenüberliegenden) Seite eine Stromanschlussbuchse 32. (Diese kann derselben Norm entsprechen wie der Netzstecker 31 , muß es aber nicht.) Im Ge- häuse 30, z.B. seitlich neben der Stromanschlussbuchse 32, ist der Adapter 33 untergebracht.
Das besondere Kennzeichen dieser Ausführungsform besteht in der Kompaktheit der Konstruktion. Stecker, Buchsen und Interface-Elektronik bilden eine robuste, starre Einheit. Das Adaptergerät kann in eine Wandsteckdose (welche an einem bequem erreichbaren Ort installiert ist) gesteckt werden, ohne dass die Wandsteckdose "besetzt" wird.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Schaltbild eines Adaptergerätes 34. Der Netzstecker 35 weist z.B. drei Kontakte auf (P = Phase, N = Nulleiter, PE = Erdung), welche vorliegend als Stifte dargestellt sind. Die genannten drei Kontakte sind über Leitungen 39.1 bis 39.3 mit entsprechenden Kontakten der Anschlussbuchse 36 verbunden. Phase P und Nulleiter N des Netzsteckers 35 sind mit Leitungen 39.1, 39.2 direkt zu Datenanschlüssen 37.1, 37.2 geführt. An den beiden genannten Leitungen 39.1, 39.2 sind auch die Phase P und der Nulleiter N der Anschlussbuchse 36 angehängt. Allerdings ist durch die Drosseln 38.1, 38.2 eine HF-mäßige Trennung herbeigeführt, so dass die über die Datenanschlüsse 37.1, 37.2 eingespeisten PLC-Signale nicht ungedämpft in ein an der Anschlussbuchse 36 ange- schlossenes Gerät treten können. Die Drosseln 38.1 , 38.2 können durch induktive Elemente gebildet sein, welche im Bereich der verwendeten Signal-Frequenzen eine spürbare Dämpfung (z.B. > 3 dB) erzeugen.
Die Kontakte PE für die Erdung sind ohne Zwischenschaltung einer Induktivität direkt miteinander verbunden.
Die Datenanschlüsse 37.1, 37.2, welche gleichzeitig für die Stromversorgung der elektronischen Bauteile des Adaptergerätes 34 dienen, sind mit einem PLC-Interface 40 verbunden, welches die Schnittstelle zum PLC-Kommunikationssystem bildet. Ein nachfolgender Microcontroller 41 ermöglicht den Datenaustausch zwischen PLC-Interface 40 und Blue- tooth-lnterface 42. Eine im Adaptergerät 34 integrierte- ntenne 43 sendet und empfängt Funksignale mit kurzer Reichweite.
Funksignale, die über die Antenne 43 empfangen werden, werden in PLC-Signaie umgesetzt und auf die beiden Leitungen Phase und Nulleiter des Stromversorgungsnetzes gege- ben. Umgekehrt werden PLC-Signale an den Datenanschlüssen 37.1, 37.2 ausgekoppelt und als Bluetooth-konforme Funksignale mit der Antenne 43 abgestrahlt.
Das in Fig. 4 gezeigte Schaltungsschema ist für die in Fig. 2 und 3 gezeigten konstruktiven Ausführungsformen in gleicher weise geeignet. An den Leitungen 39.1 , 39.2, 39.3 sind im Fall der Steckerleiste 24 einfach mehrere Stromanschlussbuchsen 27.1 bis 27.4 parallel angeschlossen. Die Drosseln sind dabei nicht zwingend. Sie können entweder an anderer Stelle vorgesehen sein oder überhaupt weggelassen werden. Wichtig sind sie in erster Linie dann, wenn an der Anschlussbuchse empfindliche Geräte (z.B. Computer, Stereogeräte, Messgeräte) oder störende Geräte (Staubsauger etc.) anzuschließen sind.
Zwar entspricht die Verwendung eines Bluetooth-Interfaces einer besonders vorteilhaften Ausführungsform. Es ist aber durchaus möglich und in gewissen Fällen sogar sinnvoll, Funk-Schnittstellen mit größerer Reichweite einzusetzen (wie z.B. IEEE 802.1 1 oder Hiperlan).
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele. Namentlich in konstruktiver Hinsicht sind diverse Abwandlungen möglich. Netzstecker 31 und Strom- anschlussbuchse 32 brauchen beispielsweise nicht auf einer gemeinsamen Achse ausgerichtet zu sein. Sie brauchen auch nicht an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 30 vorgesehen zu sein.
Bei Betrachtung der Fig. 2 leuchtet ein, daß die Erfindung auch in einem Verlängerungskabel verwirklicht werden könnte. An die Stelle der Steckerleiste 24 würde dann eine ein- zelne Anschlussbuchse treten. Das Adaptergerät gemäss Fig. 4 könnte auch zweiteilig ausgeführt sein. Im einen Teil befänden sich Netzstecker 35, Anschlussbuchse 36 und Drosseln 38.1 , 38.2. Im anderen wären die elektronischen Bauteile (Interface-Schaltungen und Microcontroller) untergebracht.
Ferner beschränkt sich die Erfindung nicht auf zweiphasige Stromversorgungsnetze. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet können insbesondere Drehstrom-Netze sein, bei welchen mehrere Phasen-Leiter vorhanden sind. In einem Raum (insbesondere wenn er gross ist) können unter Umständen auch zwei Adapter eingesetzt werden. Ist die Reichweite der Funkstrecke nicht auf einen einzigen Raum beschränkt, muß natürlich (auch bei vollständi- ger Abdeckung des Gebäudes) nicht in jedem Raum ein Adaptergerät vorgesehen sein.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der Erfindung ein kostengünstiger Weg zur Kommunikation im Indoor-Bereich und auch über diesen Bereich hinaus aufgezeigt worden ist. Es ist mit geringem Aufwand möglich, ortsfeste oder mobile Geräte, welche eine Funk- Schnittsteile kurzer Reichweite haben, miteinander zu verbinden.

Claims

Patentansprüche
1. Kommunikationssystem, insbesondere für den Indoor-Bereich, bei welchem eine Punkt-zu-Punkt Verbindung zwischen zwei Endgeräten (19, 20, 21 , 22, 23) mindestens eine kurzreichweitige Funkstrecke von einem Endgerät (22) zu einem Adapter- gerät (6) und eine über Leitungen eines Stromversorgungsnetzes (2) geführte PLC-
Strecke vom Adaptergerät (6) zum zweiten Endgerät (21) umfaßt.
2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die kurzreichweitige Funkstrecke eine auf einen Raum eines Gebäudes (1) beschränkte Reichweite hat, welche vorzugsweise <20 Meter, insbesondere etwa 10 Meter ist.
3. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkstrecke als Bluetooth-Strecke ausgeführt ist.
4. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die PLC-Strecke mindestens zwei getrennte Räume (A, B, C) miteinander verbindet.
5. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine PLC-Brücke als Übergang zu einem Übertragungsmedium im Outdoor- Bereich aufweist.
6. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Endgeräte ein Haushaltgerät (20) ist.
7. Vorrichtung als Adaptergerät für ein Kommunikationssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie neben einem Netzstecker (35) einen Sender für eine kurzreichweitige Funkstrecke aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender/Empfänger im wesentlichen eine Bluetooth-Interface-Schaltung (42), eine PLC-Interface-Schal- tung (40) und einen vermittelnden Microcontrolier (41) umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich minde- stens eine Anschiussdose (36) zum Anschließen eines Drittgerätes vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Drosseln (38.1, 38.2) zur Dämpfung von HF-Signalen gegenüber der Anschlussdose (36) vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Netz- Stecker (35) und Sender/Empfänger in einem kompakten Gehäuse (30) integriert sind.
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