EP1595013A1 - Textile fabric structure, surface covering structure and method for determining the interspacing of microelectronic elements of the textile fabric structure with respect to at least one reference position - Google Patents
Textile fabric structure, surface covering structure and method for determining the interspacing of microelectronic elements of the textile fabric structure with respect to at least one reference positionInfo
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- EP1595013A1 EP1595013A1 EP04712472A EP04712472A EP1595013A1 EP 1595013 A1 EP1595013 A1 EP 1595013A1 EP 04712472 A EP04712472 A EP 04712472A EP 04712472 A EP04712472 A EP 04712472A EP 1595013 A1 EP1595013 A1 EP 1595013A1
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Definitions
- the invention relates to a textile fabric structure, a surface covering structure and a method for. Determining a distance from microelectronic elements of the textile fabric structure to at least one reference position.
- sensors and actuators preferably display elements
- floors, walls or ceilings should be able to perceive contact and / or pressure optionally or in combination and react to the existence of a touch and / or pressure with an optical display or an acoustic display.
- the required large-area sensors or the large-area display units should be able to be attached and operated in a simple, inexpensive and fault-tolerant manner.
- the installation of the sensors or actuators should be adaptable to a variety of sizes and geometric shapes from a floor, a wall or a ceiling.
- each sensor or actuator is controlled individually and is provided separately with power lines and data lines.
- the data lines were routed individually or via routers to be installed separately to a central processing unit.
- complex control software is required to control the respective sensors or actuators, which has to be adapted to the special geometry of the respective special solution in order to enable spatial or level detection of objects, in particular people.
- a device with textile material in which flexible wire and / or thread-like electrical conductors are arranged. Furthermore, at least one electronic component is electrically connected to the conductor by means of a contact point.
- a first hard encapsulation covers the contact point and stabilizes it mechanically.
- a second encapsulation is designed in such a way that it enables a mechanical connection of the component with the textile material.
- [3] describes a fabric of a monitoring element for installation in conveyor belts, the fabric consisting of a continuous fabric web with fabric elements for Stabilization and electrically non-conductive material such as plastic threads or rubber threads or textile threads and mainly on the outer edges of electrically conductive fabric elements.
- the invention provides a textile fabric structure, a surface covering structure and a method for determining a distance from microelectronic components of the textile fabric structure to at least one reference position.
- a textile fabric structure has a plurality of microelectronic components, which in the
- Textile fabric structure are arranged, electrically conductive threads, which couple the plurality of microelectronic components with each other, conductive data transmission threads, which couple the plurality of microelectronic components with one another, and electrically non-conductive threads. Furthermore, the conductive threads and the conductive data transmission threads at the edge of the textile fabric structure are each provided with electrical interfaces or data transmission interfaces.
- the invention can clearly be seen in that a textile fabric structure is created which can be used to clad a surface, preferably a floor, a wall or a ceiling.
- the textile fabric structure can be used in any textile fabrics, for example also in curtains, textile roller blinds or awnings.
- the textile fabric structure has a plurality of microelectronic components for electronic data processing, which plurality of microelectronic components can be supplied with current via electrically conductive threads also provided in the textile fabric structure and which receives the data to be processed by means of the data transmission threads or can transmit them.
- the structure of the textile fabric has compared to that of Prior art has the advantage that it can be produced over a large area and can easily be cut into any desired shape. This means that it can be adapted to any surface on which it is to be installed. It is not necessary for the individual
- Microelectronic components e.g. LEDs, sensors, actuators or processor units to be subsequently coupled with one another, since the microelectronic components are already coupled to one another within the textile fabric structure.
- a plurality of microelectronic components are embedded in a textile fabric structure to cover a surface.
- the individual microelectronic components are preferably able, on the basis of additionally provided components, to exchange electronic messages with other microelectronic components in the textile fabric structure via the data transmission threads and thus, for example, to enable a local position determination of the respective microelectronic component within the textile fabric structure or with respect to a predetermined reference position, i.e. to carry out a self-organization.
- Microelectronic components are arranged within the area covered with this, so that the respective
- Microelectronic component within the textile fabric structure is clearly addressable.
- a flat panel structure has one
- Textile fabric structure on which a surface covering is fixed is fixed.
- the fixation is preferably carried out by means of gluing and / or laminating and / or vulcanizing.
- a first message is generated by a first microelectronic component, the first message containing first distance information, which is the distance between the first microelectronic component or the Distance of a second microelectronic component receiving the first message contains from the reference position.
- the first message is sent from the first microelectronic component to the second microelectronic component.
- the distance of the second microelectronic component from the reference position is determined or stored.
- the second microelectronic component generates a second message which contains a second distance information which contains the distance of the second microelectronic component or the distance of a third microelectronic component receiving the second message from the reference position.
- the second message is sent from the second microelectronic component to the third microelectronic component.
- the distance of the third microelectronic component from the reference position is determined or stored.
- the respective position of each microelectronic component within the textile fabric structure and its distance from at least one reference position has only been determined using local information.
- the reference position can in principle be arbitrary, preferably the reference position is a position at which a portal processor described below is located, which controls the microelectronic components of the textile fabric structure and initiates communication from outside the textile fabric structure.
- the portal processor can be a microelectronic component of the textile fabric structure or an additional processor.
- the reference position can also be a position within the textile fabric structure, in which case preferably a microelectronic component at the reference position arranged and this is assigned. In this case, the reference position is preferably on the edge, ie on the top or bottom row or the left or right column in the event that the microelectronic components in the textile fabric structure are arranged in a matrix in rows and columns.
- the transmission of information into or out of the textile fabric structure is preferably carried out by means of the portal processor exclusively via at least part of the microelectronic components located at the edge of the textile fabric structure.
- a first distance is assigned, for example the distance value "1", which indicates that the microelectronic component is at a distance "1" from the portal processor.
- the distance value "1" from the second microelectronic component becomes from the first microelectronic component transmitted in the first message and by the second
- the received distance value is incremented by a value "1".
- the incremented value "2" is now stored as an updated second distance value of the second microelectronic component.
- the second distance value is incremented by a value "1” and a third distance value is generated and transmitted to the third microelectronic component and stored there.
- the corresponding procedure is carried out in a corresponding manner for all microelectronic components of the textile fabric structure and the one
- the distance value assigned to the microelectronic component is updated after receipt of a message with distance information whenever the received distance value is smaller than the stored distance value.
- a textile fabric structure has a large number of microelectronic components.
- Microelectronic component is coupled to at least one microelectronic component adjacent to it via a bidirectional communication interface, the data transmission interface.
- messages are exchanged between the microelectronic components, preferably between adjacent microelectronic components, each message containing distance information, which is the distance between a microelectronic component sending the message or a microelectronic component receiving the message from the reference position , specifies (also referred to as distance value) and each microelectronic component is set up in such a way that the distance of the microelectronic component from the reference position can be determined or stored from the distance information of a received message.
- Microelectronic components is the procedure very robust against occurring malfunctions and failures of individual 'microelectronic components or individual connections between two microelectronic components if these connections are destroyed, for example when the textile fabric structure is cut to a predetermined shape.
- Preferred developments of the invention result from the dependent claims.
- the embodiments of the invention described below relate to the method according to the invention and the textile fabric structure according to the invention.
- the electrically conductive threads are set up in such a way that they can be used to supply energy to the plurality of microelectronic components.
- the conductive data transmission threads can be electrically conductive.
- the conductive data transmission threads are optically conductive.
- the plurality of microelectronic components can be arranged in a regular grid in the textile fabric structure, preferably in a regular rectangular or square grid.
- each microelectronic component from the plurality of microelectronic components is coupled to all neighboring microelectronic components by means of the conductive threads and the conductive data transmission threads, i.e. with a regular rectangular grid with four neighboring microelectronic components.
- microelectronic components are processor units.
- At least one sensor can preferably be coupled to the plurality of processor units.
- a sensor can be, for example, a pressure sensor, a heat sensor, a smoke sensor, an optical sensor or a noise sensor.
- the textile fabric structure has at least one actuator integrated therein.
- the actuator is, for example, an imaging unit or a sound-generating unit, preferably a liquid crystal display unit or a polymer electronics display unit, generally any type of display unit, or a loudspeaker that generates a sound wave, generally any element that generates an electromagnetic wave.
- a vibration-generating element is another possible actuator provided.
- the majority of the textile fabric structure is
- Microelectronic components set up in such a way that electronic messages are exchanged between the first microelectronic component and a second, adjacent microelectronic component of the textile fabric structure in order to determine a respective distance between a first microelectronic component and a reference position.
- Each message contains distance information, which indicates the distance of a microelectronic component sending the message or a microelectronic component receiving the message from the reference position.
- the plurality of microelectronic components are set up in such a way that the distance from a received message can be used to determine or to store one's own distance from the reference position.
- the flat cladding structure is preferably designed as a wall cladding structure or floor cladding structure or ceiling cladding structure.
- the flat cladding structure can have a textile that is uniformly interspersed with electrically conductive wires, at least over partial regions of the textile fabric structure.
- the textile which is covered with electrically conductive wires, can be used to avoid “electrosmog” in the vicinity of people. In this way, the "electrosmog” can be shielded,. However, it should be ensured that certain areas, e.g. Areas above capacitive sensors, must not be covered by the shield.
- the local positions of the microelectronic components within the textile fabric structure are ascertained, starting from a microelectronic component at an introduction point of the textile fabric structure, each position detection messages, which contain at least one line parameter, e.g. and have a column parameter s, which is the row number or column number of the microelectronic component sending the message or the row number or column number of the receiving the message
- new position measurement messages are generated with new line parameters and new column parameters, which each contain the line number and column number of the microelectronic component sending the message or the line number and column number of the receiving the message
- Position information which only results from position information obtained from the immediately adjacent microelectronic components. This enables a very robust, robust procedure within the framework of the self-organization of the textile fabric structure.
- the own distance value of the microelectronic component of the textile fabric structure is changed in an iterative method if the previously stored distance value is greater than the distance value received in the message received, which value has been increased by a predetermined value. Furthermore, in the case of a method in which a microelectronic component of the textile fabric structure changes its own distance value, this is used Microelectronic component generates a distance measuring message and sent to neighboring microelectronic components of the textile fabric structure, the distance measuring message each containing its own distance as distance information or the distance value that the receiving microelectronic component from a portal processor has.
- the distance value can be changed by a value increased by a predetermined value compared to the own distance value, preferably by the value “1 w .
- the invention is particularly suitable for use in the following areas of application:
- a textile fabric structure according to the invention contains, in addition to a base fabric, preferably made of synthetic fiber (electrically non-conductive threads), conductive threads, preferably conductive warp and weft threads, which preferably consist of metal wires, for example copper, poly-inventions, carbon filaments or other electrically conductive wires. If metal wires are used, a coating of nobler metals, for example gold or silver, is preferably used as corrosion protection in the event of moisture or aggressive media. Another possibility is to isolate metal threads by applying an insulating varnish, for example polyester, polyamideimide, or polyurethane.
- optical fibers made of plastic or glass can also be used as data transmission threads.
- the base fabric of the textile fabric structure is preferably produced in a thickness which corresponds to a thickness of the microelectronic components to be integrated, hereinafter also called microprocessor modules, e.g. Sensors, LEDs and / or microprocessors is adapted.
- a sensor can e.g. a pressure sensor, a heat sensor, a smoke sensor, an optical sensor or a noise sensor.
- a distance between the optically and / or electrically conductive fibers is preferably selected such that it matches a connection grid of the microelectronic components to be integrated.
- the invention is not restricted to a carpet, but can be applied to any element suitable for covering or covering the surface.
- the textile fabric structure according to the invention with integrated microelectronics, processor units and / or sensors and / or actuators, for example display lamp, is fully functional by itself and can be fixed under various surface coverings. Examples include non-conductive textiles, carpets, parquet, plastic, curtains, roller blinds, wallpapers, insulating mats, tent roofs, plaster layers, screed and textile concrete.
- the fixing is preferably carried out by means of gluing, laminating or vulcanizing.
- FIG. 1 shows a textile fabric structure according to the invention, as a coarse-mesh fabric with conductive threads and integrated microelectronics, four areas a), b), c) and d) being marked in the figure;
- FIG. 2 shows a concept study of a textile fabric structure on which a dark carpet is fixed in some areas
- FIG. 3 shows a schematic illustration of a regular 11 ⁇ 11 network of microelectronic components of a textile fabric structure according to the invention
- Figure 4 is a schematic plan view of a
- Pig. 1 shows a schematic illustration of a textile fabric structure 100 according to an exemplary embodiment of the invention.
- the textile fabric structure 100 according to the invention has a coarse-mesh fabric as the basic structure, which is formed from non-conductive threads 101.
- the textile fabric structure 100 has electrically conductive threads 102, 107.
- the electrically conductive threads 102 serve as grounding for microelectronic components 103 to be integrated into the textile fabric structure 100.
- the electrically conductive threads 107 are used for the power supply of the microelectronic components 103 to be integrated into the textile fabric structure 100.
- the textile fabric structure 100 has conductive threads 104, which are used for data transmission from and to the microelectronic components to be integrated.
- the electrically conductive threads 102, 107 and the conductive data transmission threads 104 are preferably arranged in the fabric in a square grid, so that a square grid of intersection points 105 is formed in the textile fabric structure 100, an area of such a cross point is shown in FIG a) marked.
- a microelectronic component (microelectronic module) 103 is arranged in a gap 105 in the textile fabric structure 100, the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive data transmission threads 104 being coupled to the microelectronic module 103 in order to form the microelectronic module 103 to supply electrical energy and to provide a data transmission line for the microelectronic module 103.
- each microelectronic module 103 is preferably at a respective crossing point 105 of the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive ones Data transmission threads 104 arranged and subsequently coupled to the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive data transmission threads 104, which lead the microelectronic module 103 from four sides.
- the coupling between the microelectronic module 103 and the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive data transmission threads 104 can be realized by means of contacting by a flexible printed circuit board or by means of so-called wire bonds.
- Microelectronic module 103 is shown, which is encapsulated to isolate the coupling area (contact points) between the microelectronic module 103 and the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive data transmission threads 104 and also to provide a mechanically robust and waterproof protection.
- a textile fabric structure 100 according to the invention has a microelectronic module 103 at a plurality of intersection points 105.
- Such an "intelligent" textile fabric structure can form as a base layer or as an intermediate layer of wall or floor cladding or other types of technical textiles. It can also be used, for example, as a layer of a textile concrete structure.
- the microelectronic modules 103 of the textile fabric structure can be equipped with a large number of different types of sensors and / or actuators, for example LEDs, display elements or displays in order to display information which is being transmitted to the microelectronic modules.
- Fig. 2 shows an embodiment of a so-called intelligent carpet.
- a coarse-mesh basic fabric 206 is shown, into which conductive threads 102, 104 and 107 are woven in a square grid.
- the Conductive threads 102, 104 and 107, microelectronic modules 103 are arranged in the coarse-mesh base fabric 206. This creates a regular grid of microelectronic modules 103, each of which is contacted on four sides with supply and data lines.
- Microelectronic modules 103 are additionally provided with an encapsulation and with a light-emitting diode. Furthermore, a carpet is fixed on the textile fabric structure 100 in the left and rear part of FIG.
- the textile fabric structure 100 according to the invention with integrated microelectronics, sensors and / or actuators, e.g. Indicator light is fully functional and can be fixed under different types of surface cladding. Examples include non-conductive textiles, carpets, parquet, plastic, curtains, wallpaper, insulating mats, tent roofs, plaster layers, screed and textile concrete.
- the fixing is preferably carried out by means of gluing, laminating or vulcanizing.
- a textile which is uniformly interspersed with electrically conductive wires can also be applied for shielding via the textile fabric structure according to the invention. However, care must be taken that certain areas, for example areas above capacitive sensors, are not of the shield may be covered.
- the textile fabric structure according to the invention with integrated microelectronics is preferably located at a point on the edge of the textile fabric structure with a central control unit, e.g. a simple personal computer.
- the microelectronic modules begin to organize themselves. If a textile fabric structure which has a network of microelectronic modules is connected, ie put into operation, one begins Learning phase, after which each microelectronic module knows its exact physical position in the grid. Furthermore, paths for data streams are automatically configured through the grid, whereby sensor or display information can be routed around defective areas of the textile fabric structure. Due to the self-organization of the network, defective areas are recognized and avoided. As a result, the network of microelectronic modules is also still functional if the textile fabric structure is cut into a shape which is predetermined by the respective intended use. In addition, the self-organization means that no manual installation work is required for the network of microelectronic modules.
- FIG. 3 shows a schematic representation of a regular square 11x11 network of microelectronic modules, which are numbered in FIG. 3, of a textile fabric structure according to the invention, in which an example of a self-organization is shown.
- the regular square 11x11 network of FIG. 3 has nine defective microelectronic modules, which are marked with a “lightning” in the figure.
- the lines drawn in show new connection routes for the individual
- Microelectronic modules which are obtained by means of the method after the nine defective microelectronic modules have failed and are therefore no longer available for a functional connection route.
- the new connection routes shown have been obtained by means of the method for determining distances between microelectronic components.
- a is carried out in a first phase of the method for determining distances between microelectronic components, the so-called self-organization
- Portal processor 302 for each microelectronic component 103 in the textile fabric structure 100 in such a way that an electronic message can be supplied by the portal processor 302 within a predetermined maximum number of time cycles of each microelectronic component.
- the data are sent from the portal processor 302 to the microelectronic components 103, that is to say transmitted, whereby the visual data (“images”) or sounds by means of actuators which are connected to the microelectronic components in the textile fabric structure 100
- the microelectronic components 103 can also transmit data detected by means of sensors, for example pressure or visual sensors, to the portal processor
- the method will be explained on the basis of image data, that is, to the individual, without any restriction of the general validity
- Microelectronic components 103 of the textile fabric structure 100 display units (display units) are coupled.
- the microelectronic components 103 are, in each case on each side of the rectangle, via one of the four bidirectional communication interfaces 401 per microelectronic component 103 provided, which are provided with the Data transmission threads 104 (hereinafter also referred to as bidirectional connections) of the textile fabric structure are coupled, and via the electrically conductive threads 102 and 107 (hereinafter also referred to as electrical lines 402) are each coupled to the microelectronic component 103 directly adjacent to a respective microelectronic component 103.
- the electrically conductive threads 102 and 107 hereinafter also referred to as electrical lines 402
- a first message is generated by a first microelectronic component, the first message containing first distance information, which is the distance between the first microelectronic component or the Distance of a second microelectronic component receiving the first message contains from the reference position.
- the first message is sent from the first microelectronic component to the second microelectronic component.
- the distance of the second microelectronic component from the reference position is determined or stored.
- a second message is generated by the second microelectronic component, which contains a second distance information, which is the distance between the second microelectronic component or the Distance of a third microelectronic component receiving the second message contains from the reference position.
- the second message becomes from the second microelectronic component to the third
- Microelectronic component sent Depending on the second distance information, the distance of the third microelectronic component from the reference position is determined or stored. The method steps described above are carried out for all microelectronic components of the textile fabric structure which are coupled to one another.
- the respective position of each microelectronic component within the textile fabric structure and its distance from at least one reference position has only been determined using local information.
- the reference position can in principle be arbitrary, preferably the reference position is a position at which a portal processor described below is located, which controls the microelectronic components of the textile fabric structure and initiates communication from outside the textile fabric structure.
- the Portal processor can be a microelectronic component of the textile fabric structure or an additional processor.
- the reference position can also be a position within the textile fabric structure, in which case a microelectronic component is preferably arranged at and assigned to the reference position. In this case, the reference position is preferably on the edge, ie on the top or bottom row or the left or right column in the event that the microelectronic components in the textile fabric structure are arranged in a matrix in rows and columns.
- the transmission of information into or out of the textile fabric structure is preferably carried out by means of the portal processor exclusively via at least part of the microelectronic components located at the edge of the textile fabric structure.
- a first distance is assigned, for example the distance value "1", which indicates that the microelectronic component is at a distance "1" from the portal processor.
- the distance value "1" from the second microelectronic component becomes from the first microelectronic component transmitted in the first message and by the second
- the received distance value is incremented by a value "1".
- the incremented value "2" is now stored as an updated second distance value of the second microelectronic component.
- the second distance value is incremented by a value "1” and on third distance value is generated and transmitted to the third microelectronic component and stored there.
- the corresponding procedure is carried out in a corresponding manner for all microelectronic components of the textile fabric structure, and the distance value assigned to a microelectronic component is updated after receipt of a message with distance information whenever the received distance value is less than the stored distance value.
- a textile fabric structure has a large number of microelectronic components.
- Microelectronic component is coupled to at least one microelectronic component adjacent to it via a bidirectional communication interface, the data transmission interface.
- messages are exchanged between the microelectronic components, preferably between adjacent microelectronic components, each message containing distance information, which is the distance between a microelectronic component sending the message or a microelectronic component receiving the message from the reference position , specifies (also referred to as distance value) and each microelectronic component is set up in such a way that the distance of the microelectronic component from the reference position can be determined or stored from the distance information of a received message.
- Microelectronic components the procedure is very robust against occurring faults and failures of individual microelectronic components or individual connections between two microelectronic components if these connections are destroyed, for example when the textile fabric structure is cut to a predetermined shape.
- the local positions of the microelectronic components within the textile fabric structure are ascertained, starting from a microelectronic component at an introduction point of the textile fabric structure, each position detection messages, which contain at least one line parameter, e.g. and have a column parameter s, which is the row number or column number of the microelectronic component sending the message or the row number or column number of the receiving the message
- new position measurement messages are generated with new line parameters and new column parameters, each of which contains the line number and column number of the microelectronic component sending the message or the line number and Column number of the recipient of the message
- Position information which only results from position information obtained from the immediately adjacent microelectronic components. This enables a very robust, robust procedure within the framework of the self-organization of the textile fabric structure.
- the own distance value of the microelectronic component of the textile fabric structure is changed in an iterative method if the previously stored distance value is greater than the distance value received in the message received, which value has been increased by a predetermined value. Furthermore, in the case of a method in which a microelectronic component of the textile fabric structure changes its own distance value, this is used
- Microelectronic component generates a distance measuring message and sent to neighboring microelectronic components of the textile fabric structure, the distance measuring message each containing its own distance as distance information or the distance value that the receiving microelectronic component from a portal processor has.
- the distance value can be changed by a value increased by a predetermined value compared to one's own distance value, preferably by the value “1”.
- the invention creates one
- Textile fabric structure which serves as a chassis for integrated microelectronics.
- This textile fabric structure can be fixed under almost any floor, ceiling and / or wall covering. Large "intelligent surfaces” can thus be produced, which can be used as sensor or display surfaces.
- the self-organization processes allow the textile fabric structure with integrated microelectronics to be cut into almost any shape without the need for any removed microelectronic modules or coupling lines between them Faulty or missing microelectronic modules are avoided by appropriate routing in such a way that the function of all functioning microelectronic modules is retained and the installation effort of such an “intelligent surface” remains very low.
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Textilgewebestruktur, Flachenverkleidungsstruktur und Verfahren zum Bestimmen eines Abstands von Mikroelektronikelementen der Textilgewebestruktur zu mindestens einer ReferenzpositionTextile fabric structure, surface covering structure and method for determining a distance from microelectronic elements of the textile fabric structure to at least one reference position
Die Erfindung betrifft eine Textilgewebestruktur, eine Flachenverkleidungsstruktur und ein Verfahren zum. Bestimmen eines Abstands von Mikroelektronikelementen der Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition.The invention relates to a textile fabric structure, a surface covering structure and a method for. Determining a distance from microelectronic elements of the textile fabric structure to at least one reference position.
In vielen Bereichen der Haustechnik und bei vielen Messeaufbauten besteht das Bedürfnis, Sensorik und Aktorik, vorzugsweise Anzeigeelemente, auf einfache Weise in Fußböden, Wänden oder Decken zu verlegen. Dabei sollen Fußböden, Wände oder Decken wahlweise oder in Kombination Berührung und/oder Druck wahrnehmen können und auf die Existenz einer Berührung und/oder eines Drucks mit einer optischen Anzeige oder einer akustischen Anzeige reagieren.In many areas of domestic technology and for many trade fair set-ups, there is a need to easily install sensors and actuators, preferably display elements, in floors, walls or ceilings. Floors, walls or ceilings should be able to perceive contact and / or pressure optionally or in combination and react to the existence of a touch and / or pressure with an optical display or an acoustic display.
Die benötigte großflächige Sensorik bzw. die großflächigen Anzeigeeinheiten sollen auf einfache, kostengünstige und fehlertolerante Weise angebracht und betrieben werden können. Insbesondere soll die Installation der Sensorik bzw. Aktorik auf vielfältige Größen und geometrische Formen von einem Fußboden, einer Wand oder einer Decke anpassbar sein.The required large-area sensors or the large-area display units should be able to be attached and operated in a simple, inexpensive and fault-tolerant manner. In particular, the installation of the sensors or actuators should be adaptable to a variety of sizes and geometric shapes from a floor, a wall or a ceiling.
Zur Integration von Sensorik bzw. Aktorik in einen Fußboden, eine Seitenwand oder die Decke eines Raumes ist es bekannt, in einer kundenspezifischen Lösung die gewünschten Sensoren bzw. Aktoren in den Fußboden, die Wand oder die Decke zu verlegen .To integrate sensors or actuators into a floor, a side wall or the ceiling of a room, it is known to install the desired sensors or actuators in the floor, the wall or the ceiling in a customer-specific solution.
Die Speziallösungen erfordern einen hohen planerischen Aufwand, wobei jeweils noch bei der Planung des Gebäudes genau anzugeben ist, an welchen Orten die jeweilige Sensorik bzw. Aktorik vorzusehen ist.The special solutions require a high level of planning effort, while still planning the building it must be specified exactly at which locations the respective sensor or actuator system is to be provided.
Ein weiterer Nachteil besteht bei einer solchen Speziallösung darin, dass jeder Sensor bzw. jeder Aktor individuell angesteuert wird und jeweils getrennt mit Stromleitungen und Datenleitungen versehen wird. Die Datenleitungen wurden einzeln oder über gesondert zu installierende Router zu einer zentralen Recheneinheit geführt. Ferner ist gemäß dem Stand der Technik eine komplexe Steuersoftware zum Ansteuern der jeweiligen Sensoren bzw. Aktoren erforderlich, welche auf die spezielle Geometrie der jeweiligen Speziallösung angepasst werden muss, um eine räumliche oder ebene Erfassung von Objekten, insbesondere von Personen zu ermöglichen.Another disadvantage of such a special solution is that each sensor or actuator is controlled individually and is provided separately with power lines and data lines. The data lines were routed individually or via routers to be installed separately to a central processing unit. Furthermore, according to the prior art, complex control software is required to control the respective sensors or actuators, which has to be adapted to the special geometry of the respective special solution in order to enable spatial or level detection of objects, in particular people.
Somit sind solche Speziallösungen für den Massenmarkt ungeeignet, da sie unflexibel und teuer sind.Such special solutions are therefore unsuitable for the mass market because they are inflexible and expensive.
Ferner ist in [1] eine fehlertolerante Architektur selbstorganisierender Anzeigefelder und Sensorfelder im Bereich der Mikroelektronik, anders ausgedrückt im Bereich eines MikroSystems, bekannt.Furthermore, a fault-tolerant architecture of self-organizing display fields and sensor fields in the field of microelectronics, in other words in the field of a micro system, is known in [1].
In der nachveröffentlichten Deutschen Patentanmeldung [2] ist eine Vorrichtung mit textilem Material vorgeschlagen, in dem flexible draht- und/oder fadenartige elektrische Leiter angeordnet sind. Ferner ist mindestens ein elektronisches Bauelement mittels einer Kontaktstelle mit dem Leiter elektrisch verbunden. Eine erste harte Kapselung deckt die Kontaktstelle ab und stabilisiert diese mechanisch. Eine zweite Kapselung ist derart ausgelegt, dass sie eine mechanische Verbindung des Bauelements mit dem textilen Material ermöglicht.In the post-published German patent application [2] a device with textile material is proposed, in which flexible wire and / or thread-like electrical conductors are arranged. Furthermore, at least one electronic component is electrically connected to the conductor by means of a contact point. A first hard encapsulation covers the contact point and stabilizes it mechanically. A second encapsulation is designed in such a way that it enables a mechanical connection of the component with the textile material.
[3] beschreibt ein Gewebe eines Überwachungselements für den Einbau in Fördergurte, wobei das Gewebe aus einer fortlaufenden Gewebebahn mit Gewebeelementen zur Stabilisierung und elektrisch nichtleitendem Material wie Kunststofffäden oder Gummifäden oder Textilfäden sowie vorwiegend an den Außenkanten aus elektrisch leitfähigen Gewebeelementen besteht.[3] describes a fabric of a monitoring element for installation in conveyor belts, the fabric consisting of a continuous fabric web with fabric elements for Stabilization and electrically non-conductive material such as plastic threads or rubber threads or textile threads and mainly on the outer edges of electrically conductive fabric elements.
Die Erfindung schafft eine Textilgewebestruktur, eine Flachenverkleidungsstruktur und ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands von Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition.The invention provides a textile fabric structure, a surface covering structure and a method for determining a distance from microelectronic components of the textile fabric structure to at least one reference position.
Eine Textilgewebestruktur weist eine Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten, welche in derA textile fabric structure has a plurality of microelectronic components, which in the
Textilgewebestruktur angeordnet sind, elektrisch leitfähige Fäden, welche die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten miteinander koppeln, leitfähige Datenübertragungs-Fäden, welche die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten miteinander koppeln, und elektrisch nicht-leitfähigen Fäden auf. Ferner sind die leitfähigen Fäden und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden am Rande der Textilgewebestruktur jeweils mit elektrischen Schnittstellen bzw. Datenübertragungs-Schnittstellen versehen.Textile fabric structure are arranged, electrically conductive threads, which couple the plurality of microelectronic components with each other, conductive data transmission threads, which couple the plurality of microelectronic components with one another, and electrically non-conductive threads. Furthermore, the conductive threads and the conductive data transmission threads at the edge of the textile fabric structure are each provided with electrical interfaces or data transmission interfaces.
Anschaulich kann die Erfindung darin gesehen werden, dass eine Textilgewebestruktur geschaffen wird, welche zur Verkleidung einer Fläche, vorzugsweise eines Fußbodens, einer Wand oder einer Decke verwendet werden kann. Die Textilgewebestruktur kann in beliebigen textilen Geweben z.B. auch in Vorhängen, textilen Rollos oder Markisen verwendet werden. Die Textilgewebestruktur weist eine Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten zur elektronischen Datenverarbeitung auf, welche Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten über ebenfalls in der Textilgewebestruktur vorgesehene elektrisch leitfähige Fäden mit Strom versorgt werden können und welche die zu verarbeitenden Daten mittels der Datenübertragungs-Fäden zugeführt bekommt oder über diese senden kann. Die Textilgewebestruktur besitzt durch ihren Aufbau gegenüber den Stand der Technik den Vorteil, dass sie großflächig hergestellt werden kann und einfach in jede gewünschte Form geschnitten werden kann. Somit kann sie jeder beliebigen Fläche auf der sie verlegt werden soll angepasst werden. Es ist nicht notwendig, die einzelnenThe invention can clearly be seen in that a textile fabric structure is created which can be used to clad a surface, preferably a floor, a wall or a ceiling. The textile fabric structure can be used in any textile fabrics, for example also in curtains, textile roller blinds or awnings. The textile fabric structure has a plurality of microelectronic components for electronic data processing, which plurality of microelectronic components can be supplied with current via electrically conductive threads also provided in the textile fabric structure and which receives the data to be processed by means of the data transmission threads or can transmit them. The structure of the textile fabric has compared to that of Prior art has the advantage that it can be produced over a large area and can easily be cut into any desired shape. This means that it can be adapted to any surface on which it is to be installed. It is not necessary for the individual
Mikroelektronikkomponenten, wie z.B. LED's Sensoren, Aktoren oder Prozessoreinheiten, nachträglich miteinander zu koppeln, da die Mikroelektronikkomponenten schon innerhalb der Textilgewebestruktur miteinander gekoppelt sind.Microelectronic components, e.g. LEDs, sensors, actuators or processor units to be subsequently coupled with one another, since the microelectronic components are already coupled to one another within the textile fabric structure.
Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass eine Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten in eine Textilgewebestruktur zur Verkleidung einer Fläche eingebettet wird. Vorzugsweise sind die einzelnen Mikroelektronikkomponenten aufgrund zusätzlich vorgesehener Komponenten in der Lage, mit anderen Mikroelektronikkomponenten in der Textilgewebestruktur über die Datenübertragungs-Fäden elektronische Nachrichten auszutauschen und somit beispielsweise eine lokale Positionsbestimmung der jeweiligen Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur bzw. bezüglich einer vorgegebenen Referenzposition zu ermöglichen, d.h. eine Selbstorganisation durchzuführe .In other words, a plurality of microelectronic components are embedded in a textile fabric structure to cover a surface. The individual microelectronic components are preferably able, on the basis of additionally provided components, to exchange electronic messages with other microelectronic components in the textile fabric structure via the data transmission threads and thus, for example, to enable a local position determination of the respective microelectronic component within the textile fabric structure or with respect to a predetermined reference position, i.e. to carry out a self-organization.
Somit wird es ermöglicht sehr einfach für eine Mikroelektronikkomponente, deren Position innerhalb einer Fläche ohne zusätzliche externe Information zu bestimmen, auch wenn eine Textilgewebestruktur durch Schneiden in eine vorgegebene Form gebracht wird, wobei durch das Schneiden Mikroelektronikkomponenten oder Kopplungsleitungen zwischen den einzelnen Mikroelektronikkomponenten zerstört oder entfernt werden können.This makes it very easy for a microelectronic component to determine its position within a surface without additional external information, even if a textile fabric structure is brought into a predetermined shape by cutting, microelectronic components or coupling lines between the individual microelectronic components being destroyed or removed by the cutting can.
Damit ist es, im Falle einer Selbstorganisation der Mikroelektronikkomponenten, für den Massenmarkt auf sehr einfache und kostengünstige Weise ermöglicht, eine Textilgewebestruktur auszugestalten und zur Verlegung der Textilgewebestruktur die Textilgewebestruktur gemäß einer vorgegebenen, gewünschten Form zuzuschneiden und trotz der zusätzlichen in dieser integrierter Elektronik nicht darauf achten zu müssen, an welchen Positionen dieThus, in the case of self-organization of the microelectronic components, it is possible for the mass market in a very simple and inexpensive way to design a textile fabric structure and to lay the textile fabric structure according to a predefined, desired shape and, despite the additional electronics integrated in this, you do not have to pay attention to the positions of the
Mikroelektronikkomponenten innerhalb der mit dieser bedeckten Fläche angeordnet sind, damit die jeweiligeMicroelectronic components are arranged within the area covered with this, so that the respective
Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur eindeutig adressierbar ist.Microelectronic component within the textile fabric structure is clearly addressable.
Eine Flachenverkleidungsstruktur weist eineA flat panel structure has one
Textilgewebestruktur auf, auf welcher eine Flächenverkleidung fixiert ist. Die Fixierung wird vorzugsweise mittels Klebens und/oder Laminierens und/oder Vulkanisierens durchgeführt.Textile fabric structure on which a surface covering is fixed. The fixation is preferably carried out by means of gluing and / or laminating and / or vulcanizing.
Beim Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes von Mikroelektronikkomponenten einer Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition unter Austausch von elektronischen Nachrichten zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten wird eine erste Nachricht von einer ersten Mikroelektronikkomponente erzeugt, wobei die erste Nachricht eine erste Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der ersten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die erste Nachricht empfangenden zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält. Die erste Nachricht wird von der ersten Mikroelektronikkomponente zu der zweiten Mikroelektronikkomponente gesendet . Abhängig von der Abstandsinformation wird der Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert. Ferner wird von der zweiten Mikroelektronikkomponente eine zweite Nachricht erzeugt, welche eine zweite Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die zweite Nachricht empfangenden dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält. Die zweite Nachricht wird von der zweiten Mikroelektronikkomponente zu der dritten Mikroelektronikkomponente gesendet. Abhängig von der zweiten Abstandsinformation wird der Abstand der dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert. Die oben beschriebenen Verfahrensschritte werden für alle miteinander gekoppelten Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur durchgeführt .In the method for determining a distance from microelectronic components of a textile fabric structure to at least one reference position while exchanging electronic messages between adjacent microelectronic components, a first message is generated by a first microelectronic component, the first message containing first distance information, which is the distance between the first microelectronic component or the Distance of a second microelectronic component receiving the first message contains from the reference position. The first message is sent from the first microelectronic component to the second microelectronic component. Depending on the distance information, the distance of the second microelectronic component from the reference position is determined or stored. Furthermore, the second microelectronic component generates a second message which contains a second distance information which contains the distance of the second microelectronic component or the distance of a third microelectronic component receiving the second message from the reference position. The second message is sent from the second microelectronic component to the third microelectronic component. Depending on the second Distance information, the distance of the third microelectronic component from the reference position is determined or stored. The method steps described above are carried out for all microelectronic components of the textile fabric structure which are coupled to one another.
Damit ist nach Durchführen dieses Verfahrens lediglich unter Verwendung lokaler Information die jeweilige Position jeder Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur und deren Abstand zu mindestens einer Referenzposition ermittelt worden.After this method has been carried out, the respective position of each microelectronic component within the textile fabric structure and its distance from at least one reference position has only been determined using local information.
Anschaulich kann dieser Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass eine für Mikrosysteme und dort für Mikro- Datenanzeigeeinrichtungen und Sensoren, entwickelte Architektur und dafür entwickelte Algorithmen auf die Makrosysteme für Haustechnik und Messetechnik übertragen worden ist, wobei die benötigten Mikroelektronikkomponenten in die Textilgewebestruktur, auf welche Elemente einer Verkleidung fixiert werden können, eingebettet sind.This aspect of the invention can clearly be seen in the fact that an architecture developed for microsystems and there for micro data display devices and sensors, and algorithms developed therefor, have been transferred to the macro systems for building services and measurement technology, the required microelectronic components being incorporated into the textile fabric structure, to which Elements of a cladding can be fixed, are embedded.
Auf diese Weise öffnet sich eine Fülle neuerThis opens up a wealth of new ones
Anwendungsmöglichkeiten, welche im Folgenden näher erläutert werden.Possible applications, which are explained in more detail below.
Die Referenzposition kann grundsätzlich beliebig sein, vorzugsweise ist die Referenzposition eine Position, an der sich ein im Weiteren beschriebener Portalprozessor befindet, welcher die Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur ansteuert und die Kommunikation von außerhalb der Textilgewebestruktur anstößt. Der Portalprozessor kann eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur oder ein zusätzlicher Prozessor sein. Die Referenzposition kann ferner eine Position innerhalb der Textilgewebestruktur sein, wobei in diesem Fall vorzugsweise eine Mikroelektronikkomponente an der Referenzposition angeordnet und dieser zugeordnet ist. Vorzugsweise befindet sich in diesem Fall die Referenzposition am Rand, d.h. an der obersten oder untersten Zeile oder der linken oder rechten Spalte für den Fall, dass die Mikroelektronikkomponenten in der Textilgewebestruktur matrixförmig in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Übertragung von Information in oder aus der Textilgewebestruktur erfolgt vorzugsweise mittels des Portalprozessors ausschließlich über zumindest einen Teil der sich am Rand der Textilgewebestruktur befindenden Mikroelektronikkomponenten.The reference position can in principle be arbitrary, preferably the reference position is a position at which a portal processor described below is located, which controls the microelectronic components of the textile fabric structure and initiates communication from outside the textile fabric structure. The portal processor can be a microelectronic component of the textile fabric structure or an additional processor. The reference position can also be a position within the textile fabric structure, in which case preferably a microelectronic component at the reference position arranged and this is assigned. In this case, the reference position is preferably on the edge, ie on the top or bottom row or the left or right column in the event that the microelectronic components in the textile fabric structure are arranged in a matrix in rows and columns. The transmission of information into or out of the textile fabric structure is preferably carried out by means of the portal processor exclusively via at least part of the microelectronic components located at the edge of the textile fabric structure.
Anschaulich bedeutet diese Vorgehensweise, dass ausgehend von einer "Einleit-Mikroelektronikkomponente" an der Referenzposition üblicherweise am Rand der Textilgewebestruktur, das heißt an einem bezüglich der Textilgewebestruktur äußeren Mikroelektronikkomponente, ein erster Abstand zugeordnet wird, beispielsweise der Abstandswert „1", womit angegeben wird, dass die Mikroelektronikkomponente einen Abstand „1" von dem Portalprozessor aufweist. Für den Fall, dass jeweils in der jeweiligen Nachricht der Abstand der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition in die Nachricht eingefügt wird und an die die Nachricht zu empfangende Mikroelektronikkomponente übertragen wird, wird von der ersten Mikroelektronikkomponente der Abstandswert „1" zu der zweiten Mikroelektronikkomponente in der ersten Nachricht übermittelt und von der zweitenThis procedure clearly means that starting from an "introductory microelectronic component" at the reference position, usually at the edge of the textile fabric structure, that is to say at a microelectronic component external to the textile fabric structure, a first distance is assigned, for example the distance value "1", which indicates that the microelectronic component is at a distance "1" from the portal processor. In the event that the distance of the microelectronic component sending the message from the reference position is inserted into the message in each case and transmitted to the microelectronic component to be received, the distance value "1" from the second microelectronic component becomes from the first microelectronic component transmitted in the first message and by the second
Mikroelektronikkomponente wird der empfangene Abstandswert um einen Wert „1" inkrementiert . Der inkrementierte Wert „2" wird nunmehr als aktualisierter zweiter Abstandswert der zweiten Mikroelektronikkomponente gespeichert. Der zweite Abstandswert wird um einen Wert „1" inkrementiert und ein dritter Abstandswert wird erzeugt und an die dritte Mikroelektronikkomponente übertragen und dort gespeichert . Die entsprechende Vorgehensweise wird für alle Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur in entsprechender Weise durchgeführt und der einer Mikroelektronikkomponente jeweils zugeordnete Abstandswert wird nach Empfang einer Nachricht mit einer Abstandsinformation immer dann aktualisiert, wenn der empfangene Abstandswert kleiner ist als der gespeicherte Abstandswert .Microelectronic component, the received distance value is incremented by a value "1". The incremented value "2" is now stored as an updated second distance value of the second microelectronic component. The second distance value is incremented by a value "1" and a third distance value is generated and transmitted to the third microelectronic component and stored there. The corresponding procedure is carried out in a corresponding manner for all microelectronic components of the textile fabric structure and the one The distance value assigned to the microelectronic component is updated after receipt of a message with distance information whenever the received distance value is smaller than the stored distance value.
Eine Textilgewebestruktur weist eine Vielzahl von Mikroelektronikkomponenten auf . JedeA textile fabric structure has a large number of microelectronic components. each
Mikroelektronikkomponente ist über eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle, der Datenübertragungs- Schnittstelle, mit mindestens einer ihr benachbarten Mikroelektronikkomponente gekoppelt. Zum Ermitteln des jeweiligen Abstands einer Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur von einer Referenzposition werden Nachrichten zwischen den Mikroelektronikkomponenten ausgetauscht, vorzugsweise zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten, wobei jede Nachricht eine Abstandsinformation enthält, welche den Abstand einer die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder einer die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente, von der Referenzposition, angibt (auch als Abstandswert bezeichnet) und wobei jede Mikroelektronikkomponente derart eingerichtet ist, dass aus der Abstandsinformation einer empfangenen Nachricht der Abstand der Mikroelektronikkomponente zu der Referenzposition ermittelbar oder speicherbar ist.Microelectronic component is coupled to at least one microelectronic component adjacent to it via a bidirectional communication interface, the data transmission interface. To determine the respective distance of a microelectronic component of the textile fabric structure from a reference position, messages are exchanged between the microelectronic components, preferably between adjacent microelectronic components, each message containing distance information, which is the distance between a microelectronic component sending the message or a microelectronic component receiving the message from the reference position , specifies (also referred to as distance value) and each microelectronic component is set up in such a way that the distance of the microelectronic component from the reference position can be determined or stored from the distance information of a received message.
Aufgrund des Einsatzes lediglich lokaler Informationen und dem Austausch elektronischer Nachrichten insbesondere zwischen einander unmittelbar benachbarterDue to the use of only local information and the exchange of electronic messages, especially between immediately neighboring ones
Mikroelektronikkomponenten ist die Vorgehensweise sehr robust gegenüber auftretenden Störungen und Ausfällen einzelner 'Mikroelektronikkomponenten oder einzelner Verbindungen zwischen zwei Mikroelektronikkomponenten, wenn diese Verbindungen zum Beispiel beim Zuschneiden der Textilgewebestruktur auf eine vorgegebene Form zerstört werden . Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die im Weiteren beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung betreffen das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur .Microelectronic components is the procedure very robust against occurring malfunctions and failures of individual 'microelectronic components or individual connections between two microelectronic components if these connections are destroyed, for example when the textile fabric structure is cut to a predetermined shape. Preferred developments of the invention result from the dependent claims. The embodiments of the invention described below relate to the method according to the invention and the textile fabric structure according to the invention.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrisch leitfähigen Fäden derart eingerichtet sind, dass sie zur Energieversorgung der Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten verwendet werden können.According to one embodiment of the invention, it is provided that the electrically conductive threads are set up in such a way that they can be used to supply energy to the plurality of microelectronic components.
Bei der Textilgewebestruktur können die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden elektrisch leitfähig sind.In the textile fabric structure, the conductive data transmission threads can be electrically conductive.
In einer Weiterbildung der Textilgewebestruktur sind die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden optisch leitfähig.In a further development of the textile fabric structure, the conductive data transmission threads are optically conductive.
Die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten kann in einem regelmäßigen Raster in der Textilgewebestruktur, vorzugsweise in einem regelmäßigen rechteckigen oder quadratischen Raster, angeordnet sein.The plurality of microelectronic components can be arranged in a regular grid in the textile fabric structure, preferably in a regular rectangular or square grid.
Besonders vorzugsweise ist jede Mikroelektronikkomponente aus der Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten mit allen benachbarten Mikroelektronikkomponenten mittels der leitfähigen Fäden und der leitfähigen Datenübertragungs-Fäden gekoppelt, d.h. bei einem regelmäßigen rechteckigen Raster mit jeweils vier benachbarten Mikroelektronikkomponenten.Most preferably, each microelectronic component from the plurality of microelectronic components is coupled to all neighboring microelectronic components by means of the conductive threads and the conductive data transmission threads, i.e. with a regular rectangular grid with four neighboring microelectronic components.
In einer Weiterbildung sind die Mikroelektronikkomponenten Prozessoreinheite .In a further development, the microelectronic components are processor units.
Vorzugsweise kann mindestens ein Sensor mit der Mehrzahl von Prozessoreinheiten gekoppelt sein. Solch ein Sensor kann z.B. ein Drucksensor, ein Wärmesensor, ein Rauchsensor, ein optischer Sensor oder ein Geräuschsensor sein. In einer* Weiterbildung weist die Textilgewebestruktur mindestens ein bildgebendes Element und/oder, ein Schallwellen-Erzeugungselement und/oder ein Vibrations- Erzeugungselement auf, welches mit mindestens einem Teil der Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten gekoppelt ist.At least one sensor can preferably be coupled to the plurality of processor units. Such a sensor can be, for example, a pressure sensor, a heat sensor, a smoke sensor, an optical sensor or a noise sensor. * In a further development, the textile fabric structure on at least one imaging element and / or a sound wave-generating element and / or a vibration generation member which is coupled to at least a portion of the plurality of microelectronic components.
Das heißt, dass die Textilgewebestruktur mindestens einen darin integrierten Aktor aufweist. Der Aktor ist beispielsweise eine bildgebende Einheit oder eine schallerzeugende Einheit, vorzugsweise eine Flüssigkeits- Kristall-Anzeigeeinheit oder eine Polymerelektronik- Anzeigeeinheit, allgemein jede Art von Anzeigeeinheit, oder ein Lautsprecher, der eine Schallwelle erzeugt, allgemein jedes eine elektromagnetische Welle erzeugendes Element. Ein weiterer möglicher vorgesehener Aktor ist ein vibrationserzeugendes Element.This means that the textile fabric structure has at least one actuator integrated therein. The actuator is, for example, an imaging unit or a sound-generating unit, preferably a liquid crystal display unit or a polymer electronics display unit, generally any type of display unit, or a loudspeaker that generates a sound wave, generally any element that generates an electromagnetic wave. Another possible actuator provided is a vibration-generating element.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist bei der Textilgewebestruktur die Mehrzahl vonAccording to another embodiment, the majority of the textile fabric structure is
Mikroelektronikkomponenten derart eingerichtet, dass zum Ermitteln eines jeweiligen Abstands einer ersten Mikroelektronikkomponente von einer Referenzposition elektronische Nachrichten ausgetauscht werden zwischen der ersten Mikroelektronikkomponente und einer zweiten, benachbarten Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur. Jede Nachricht enthält eine Abstandsinformation, welche den Abstand einer die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder einer die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition angibt. Ferner ist die Mehrzahl von Mikroelektronikkomponenten derart eingerichtet, dass aus der Abstandsinformation einer empfangenen Nachricht der eigene Abstand zu der Referenzposition ermittelbar ist oder speicherbar ist . Vorzugsweise ist die Flachenverkleidungsstruktur als Wand Verkleidungsstruktur oder Fußboden-Verkleidüngstruktur oder Decken-Verkleidungstruktur ausgebildet .Microelectronic components set up in such a way that electronic messages are exchanged between the first microelectronic component and a second, adjacent microelectronic component of the textile fabric structure in order to determine a respective distance between a first microelectronic component and a reference position. Each message contains distance information, which indicates the distance of a microelectronic component sending the message or a microelectronic component receiving the message from the reference position. Furthermore, the plurality of microelectronic components are set up in such a way that the distance from a received message can be used to determine or to store one's own distance from the reference position. The flat cladding structure is preferably designed as a wall cladding structure or floor cladding structure or ceiling cladding structure.
Die Flachenverkleidungsstruktur kann zumindest über Teilbereichen der Textilgewebestruktur ein gleichförmig mit elektrisch leitfähigen Drähten durchzogenes Textil aufweisen.The flat cladding structure can have a textile that is uniformly interspersed with electrically conductive wires, at least over partial regions of the textile fabric structure.
Das mit elektrisch leitfähigen Drähten durchzogene Textil kann zur Vermeidung von „Elektrosmog" in der Umgebung von Menschen verwendet werden. Hierdurch kann der „Elektrosmog" abgeschirmt werden, . Dabei ist jedoch zu achten, dass gegebenenfalls bestimmte Bereiche, z.B. Bereiche über kapazitiven Sensoren, nicht von der Abschirmung überdeckt werden dürfen.The textile, which is covered with electrically conductive wires, can be used to avoid "electrosmog" in the vicinity of people. In this way, the "electrosmog" can be shielded,. However, it should be ensured that certain areas, e.g. Areas above capacitive sensors, must not be covered by the shield.
Gemäß einer Ausgestaltung werden beim Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes vor Bestimmen des Abstandes der Mikroelektronikkomponenten von der Referenzposition die örtlichen Positionen der Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur ermittelt, indem ausgehend von einer Mikroelektronikkomponente an einer Einleitstelle der Textilgewebestruktur jeweils Positionser ittlungs- Nachrichten, welche zumindest einen Zeilenparameter z und einen Spaltenparameter s aufweisen, welche die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht empfangendenAccording to one embodiment, in the method for determining a distance before determining the distance of the microelectronic components from the reference position, the local positions of the microelectronic components within the textile fabric structure are ascertained, starting from a microelectronic component at an introduction point of the textile fabric structure, each position detection messages, which contain at least one line parameter, e.g. and have a column parameter s, which is the row number or column number of the microelectronic component sending the message or the row number or column number of the receiving the message
Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur enthält, an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur übermittelt werden und von der jeweiligen Mikroelektronikkomponente die folgenden Schritte durchgeführt werden. Falls der Zeilenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die bisher gespeicherte Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der eigenen Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente der Zeilenparameterwert z der empfangenen Nachricht zugeordnet. Falls der Spaltenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die eigene Spaltennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der gespeicherten Spaltennummer der Spaltenpara eterwert der empfangenen Nachricht zugeordnet. Falls die eigene Zeilennummer und/oder die eigene Spaltennummer aufgrund der oben dargestellten Verfahrensschritte verändert worden sind, so werden neue Positionsmess-Nachrichten mit neuen Zeilenparametern und neuen Spaltenparametern erzeugt, welche jeweils die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht empfangendenContains microelectronic components within the textile fabric structure, are transmitted to neighboring microelectronic components of the textile fabric structure and the following steps are carried out by the respective microelectronic component. If the line parameter in the received message is greater than the previously stored line number of the microelectronic component, the line parameter value z of the received message is assigned to the own line number of the microelectronic component. If the column parameter in the received message is greater than the own column number of the microelectronic component, the column parameter value of the received message is assigned to the stored column number. If the own line number and / or the own column number have been changed due to the above-described method steps, then new position measurement messages are generated with new line parameters and new column parameters, which each contain the line number and column number of the microelectronic component sending the message or the line number and column number of the receiving the message
Mikroelektronikkomponente enthalten, und diese werden an eine benachbarte Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur übertragen.Contain microelectronic component, and these are transferred to an adjacent microelectronic component of the textile fabric structure.
Durch diese Weiterbildung wird das erfindungsgemäße Konzept des lokalen Nachrichtenaustauschs zwischen einander benachbarten Mikroelektronikkomponenten weiter ausgebaut, da schon die örtlichen Positionen der einzelnenThis development further expands the concept of local message exchange between mutually adjacent microelectronic components, since the individual positions are already local
Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur gemäß diesem Konzept basierend auf lokalerMicroelectronic components within the textile fabric structure according to this concept based on local
Positionsinformation, welche sich lediglich aus einer von dem unmittelbar benachbarten Mikroelektronikkomponenten erhaltenen Positionsinformation ergibt, basiert. Dies ermöglicht eine sehr fehlerrobuste Vorgehensweise im Rahmen der Selbstorganisation der Textilgewebestruktur.Position information, which only results from position information obtained from the immediately adjacent microelectronic components. This enables a very robust, robust procedure within the framework of the self-organization of the textile fabric structure.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird in einem iterativen Verfahren der eigene Abstandswert der Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur dann verändert, wenn der bisher gespeicherte Abstandswert größer ist als der um einen vorgegebenen Wert erhöhte empfangene Abstandswert in der jeweils empfangenen Nachricht. Ferner wird bei dem Verfahren für den Fall, dass eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur den eigenen Abstandswert verändert, diese Mikroelektronikkomponente eine Abstandsmess-Nachricht erzeugt und an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur gesendet, wobei die Abstandsmess- Nachricht jeweils den eigenen Abstand als Abstandsinformation enthält oder den Abstandswert, welchen die empfangende Mikroelektronikkomponente von einem Portalprozessor aufweist.According to another development of the invention, the own distance value of the microelectronic component of the textile fabric structure is changed in an iterative method if the previously stored distance value is greater than the distance value received in the message received, which value has been increased by a predetermined value. Furthermore, in the case of a method in which a microelectronic component of the textile fabric structure changes its own distance value, this is used Microelectronic component generates a distance measuring message and sent to neighboring microelectronic components of the textile fabric structure, the distance measuring message each containing its own distance as distance information or the distance value that the receiving microelectronic component from a portal processor has.
Der Abstandswert kann um einen um einen vorgegebenen Wert erhöhten Wert gegenüber dem eigenen Abstandswert verändert werden, vorzugsweise um den Wert „lw.The distance value can be changed by a value increased by a predetermined value compared to the own distance value, preferably by the value “1 w .
Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Ansatz in folgenden Anwendungsbereichen:The invention is particularly suitable for use in the following areas of application:
• Hausautomatisierung, insbesondere zur Erhöhung des häuslichen Komforts,• home automation, in particular to increase home comfort,
• Alarmanlagen mit Positionsbestimmung und optionaler Gewichtsbestimmung eines Eindringlings,• alarm systems with position determination and optional weight determination of an intruder,
• eine automatische Besucherführung auf Messen bei einer Ausstellung oder in einem Museum,• automatic visitor guidance at trade fairs at an exhibition or in a museum,
• für ein Leitsystem in einer Notfallsituation, beispielsweise in einem Flugzeug oder in einem Zug, um den Passagieren einen Weg zu einem Notausgang anzuzeigen,For a control system in an emergency situation, for example in an airplane or on a train, to show the passengers a route to an emergency exit,
• in Textilbetonkonstruktionen, in welchen Textilgewebestrukturen dazu dienen können, mögliche Schäden zu detektieren,In textile concrete constructions in which textile fabric structures can serve to detect possible damage,
• Informationsgewinnung zur Führung einer Statistik, in welchen Bereichen in einem Geschäft sich Kunden wie lange aufhalten.• Obtaining information to keep statistics on which areas in a store customers are in and for how long.
Anschaulich kann die Erfindung darin gesehen werden, dass eine gewünschte elektronische Datenverarbeitung und optional gewünschte Sensorik oder Anzeigeelemente sowie Kommunikationsnetzwerk-Bestandteile in an sich bekannte Wand-, Boden- oder Decken-Verkleidungen integriert werden. Eine erfindungsgemäße Textilgewebestruktur enthält neben einen vorzugsweise aus Kunstfaser (elektrisch nicht- leitfähigen Fäden) bestehenden Grundgewebe, leitfähige Fäden, vorzugsweise leitfähige Kett- und Schussfäden, die vorzugsweise aus Metalldrähten, z.B. Kupfer, Poly erfilamenten, Carbonfila enten oder anderen elektrisch leitfähigen Drähten bestehen. Werden Metalldrähte verwendet, wird vorzugsweise eine Beschichtung aus edleren Metallen, z.B. Gold oder Silber als Korrosionsschutz bei Feuchtigkeit oder aggressive Medien verwendet. Eine andere Möglichkeit besteht darin Metallfäden durch das Aufbringen eines Isolierlackes, z.B. Polyester, Polyamidimid, oder Polyurethan zu isolieren.The invention can be clearly seen in that a desired electronic data processing and optionally desired sensors or display elements as well as communication network components are integrated into wall, floor or ceiling cladding known per se. A textile fabric structure according to the invention contains, in addition to a base fabric, preferably made of synthetic fiber (electrically non-conductive threads), conductive threads, preferably conductive warp and weft threads, which preferably consist of metal wires, for example copper, poly-inventions, carbon filaments or other electrically conductive wires. If metal wires are used, a coating of nobler metals, for example gold or silver, is preferably used as corrosion protection in the event of moisture or aggressive media. Another possibility is to isolate metal threads by applying an insulating varnish, for example polyester, polyamideimide, or polyurethane.
Als Datenübertragungs-Fäden können neben elektrisch leitfähigen Fasern auch Lichtwellenleiter aus Kunststoff oder Glas verwendet werden.In addition to electrically conductive fibers, optical fibers made of plastic or glass can also be used as data transmission threads.
Das Grundgewebe der Textilgewebestruktur wird vorzugsweise in einer Dicke hergestellt, welche einer Dicke der zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten, im Folgenden auch Mikroprozessormodule genannt, z.B. Sensoren, Leuchtdioden und/oder Mikroprozessoren angepasst ist. Ein Sensor kann z.B. ein Drucksensor, ein Wärmesensor, ein Rauchsensor, ein optischer Sensor oder ein Geräuschsensor sein. Vorzugsweise wird ein Abstand der optisch und/oder elektrisch leitfähigen Fasern so gewählt, dass es zu einem Anschlussraster der zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten passt.The base fabric of the textile fabric structure is preferably produced in a thickness which corresponds to a thickness of the microelectronic components to be integrated, hereinafter also called microprocessor modules, e.g. Sensors, LEDs and / or microprocessors is adapted. A sensor can e.g. a pressure sensor, a heat sensor, a smoke sensor, an optical sensor or a noise sensor. A distance between the optically and / or electrically conductive fibers is preferably selected such that it matches a connection grid of the microelectronic components to be integrated.
Auch wenn das folgende Ausführungsbeispiel eine Teppich- Anordnung beschreiben, so ist die Erfindung nicht auf einen Teppich beschränkt, sondern ist auf jedes zur Flächenbedeckung bzw. Flächenverkleidung geeignete Element anwendbar.Even if the following exemplary embodiment describes a carpet arrangement, the invention is not restricted to a carpet, but can be applied to any element suitable for covering or covering the surface.
Die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur mit integrierter Mikroelektronik, Prozessoreinheiten und/oder Sensoren und/oder Aktoren, z.B. Anzeigelä pchen, ist für sich voll funktionsfähig und kann unter verschiedenartige Flächenverkleidungen fixiert werden. Hierbei sind zum Beispiel nicht leitende Textilien, Bodenbeläge aus Teppichboden, Parkett, Kunststoff, Gardinen, Rollos, Tapeten, Isoliermatten, Zeltdächer, Verputzschichten, Estrich und Textilbeton zu nennen. Vorzugsweise wird das Fixieren mittels Klebens, Laminierens, oder Vulkanisierens durchgeführt.The textile fabric structure according to the invention with integrated microelectronics, processor units and / or sensors and / or actuators, for example display lamp, is fully functional by itself and can be fixed under various surface coverings. Examples include non-conductive textiles, carpets, parquet, plastic, curtains, roller blinds, wallpapers, insulating mats, tent roofs, plaster layers, screed and textile concrete. The fixing is preferably carried out by means of gluing, laminating or vulcanizing.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weitern näher erläutert. In den Figuren sind gleiche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.Embodiments of the invention are shown in the figures and are explained in more detail below. Identical components are provided with identical reference symbols in the figures.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine Textilgewebestruktur gemäß der Erfindung, als ein grobmaschiges Gewebe mit leitfähigen Fäden und integrierter Mikroelektronik, wobei in der Figur vier Bereiche a) , b) , c) und d) markiert sind;1 shows a textile fabric structure according to the invention, as a coarse-mesh fabric with conductive threads and integrated microelectronics, four areas a), b), c) and d) being marked in the figure;
Figur 2 eine Konzeptstudie einer Textilgewebestruktur, auf welche in Teilbereichen ein dunkler Teppich fixiert ist;FIG. 2 shows a concept study of a textile fabric structure on which a dark carpet is fixed in some areas;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines regulären 11x11 Netzwerkes von Mikroelektronikkomponenten einer erfindungsgemäßen Textilgewebestruktur;FIG. 3 shows a schematic illustration of a regular 11 × 11 network of microelectronic components of a textile fabric structure according to the invention;
Figur 4 eine schematische Draufsicht auf eineFigure 4 is a schematic plan view of a
Textilgewebestruktur mit Mikroelektronikkomponenten in einem regulären quadratischen Raster;Textile fabric structure with microelectronic components in a regular square grid;
In Pig.l ist eine schematische Darstellung einer Textilgewebestruktur 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur 100 weist als Grundstruktur ein grobmaschiges Gewebe auf, welches aus nicht leitfähigen Fäden 101 ausgebildet ist. Ferner weist die Textilgewebestruktur 100 elektrisch leitfähige Fäden 102, 107 auf. Die elektrisch leitfähigen Fäden 102 dienen als Erdung für in die Textilgewebestruktur 100 zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten 103. Die elektrisch leitfähigen Fäden 107 werden für die Stromversorgung der in die Textilgewebestruktur 100 zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten 103 verwendet. Ferner weist die Textilgewebestruktur 100 leitfähige Fäden 104 auf, welche zur Datenübertragung von und zu den zu integrierenden Mikroelektronikkomponenten verwendet werden.Pig. 1 shows a schematic illustration of a textile fabric structure 100 according to an exemplary embodiment of the invention. The textile fabric structure 100 according to the invention has a coarse-mesh fabric as the basic structure, which is formed from non-conductive threads 101. Furthermore, the textile fabric structure 100 has electrically conductive threads 102, 107. The electrically conductive threads 102 serve as grounding for microelectronic components 103 to be integrated into the textile fabric structure 100. The electrically conductive threads 107 are used for the power supply of the microelectronic components 103 to be integrated into the textile fabric structure 100. Furthermore, the textile fabric structure 100 has conductive threads 104, which are used for data transmission from and to the microelectronic components to be integrated.
Die elektrisch leitfähigen Fäden 102, 107 und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 sind vorzugsweise im Gewebe in einem quadratischen Raster angelegt, so dass ein quadratisches Raster von Kreuzungspunkten 105 in der Textilgewebestruktur 100 gebildet wird, ein Bereich eines solchen Kreuzungspunktes ist in Fig.l mit a) markiert.The electrically conductive threads 102, 107 and the conductive data transmission threads 104 are preferably arranged in the fabric in a square grid, so that a square grid of intersection points 105 is formed in the textile fabric structure 100, an area of such a cross point is shown in FIG a) marked.
Ferner sind im Bereich, welcher in Fig.l mit b) markiert ist, eines solchen Kreuzungspunktes die elektrisch leitfähigen Fäden 102, 107 und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 entfernt, wodurch eine Lücke in der Textilgewebestruktur 100 gebildet wird.Furthermore, in the area marked with b) in FIG. 1 of such a crossing point, the electrically conductive threads 102, 107 and the conductive data transmission threads 104 are removed, as a result of which a gap is formed in the textile fabric structure 100.
Im Bereich c) der Fig.l ist in einer Lücke 105 in der Textilgewebestruktur 100 eine Mikroelektronikkomponente (Mikroelektronikmodul) 103 angeordnet, wobei die elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 an das Mikroelektronikmodul 103 gekoppelt werden, um das Mikroelektronikmodul 103 mit elektrischer Energie zu versorgen und eine Datenübertragungsleitung für das Mikroelektronikmodul 103 bereitzustellen. Vorzugsweise wird in der erfindungsgemäßen Textilgewebestruktur 100 jedes Mikroelektronikmodul 103 an einem jeweiligen Kreuzungspunkt 105 der elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und der leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 angeordnet und nachfolgend an die elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und die leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 gekoppelt, welche von vier Seiten das Mikroelektronikmodul 103 heranführen.In area c) of FIG. 1, a microelectronic component (microelectronic module) 103 is arranged in a gap 105 in the textile fabric structure 100, the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive data transmission threads 104 being coupled to the microelectronic module 103 in order to form the microelectronic module 103 to supply electrical energy and to provide a data transmission line for the microelectronic module 103. In the textile fabric structure 100 according to the invention, each microelectronic module 103 is preferably at a respective crossing point 105 of the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive ones Data transmission threads 104 arranged and subsequently coupled to the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive data transmission threads 104, which lead the microelectronic module 103 from four sides.
Die Kopplung zwischen dem Mikroelektronikmodul 103 und den elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und den leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 kann mittels Kontaktierung durch eine flexible Leiterplatte oder mittels so genannten Drahtbondens realisiert sein.The coupling between the microelectronic module 103 and the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive data transmission threads 104 can be realized by means of contacting by a flexible printed circuit board or by means of so-called wire bonds.
Im Bereich d) der Fig.l ist schematisch einIn area d) of Fig.l is a schematic
Mikroelektronikmodul 103 gezeigt, welches verkapselt ist, um den Kopplungsbereich (Kontaktstellen) zwischen Mikroelektronikmodul 103 und den elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 und den leitfähigen Datenübertragungs-Fäden 104 zu isolieren und ferner einen mechanisch robusten und wasserfesten Schutz bereitzustellen.Microelectronic module 103 is shown, which is encapsulated to isolate the coupling area (contact points) between the microelectronic module 103 and the electrically conductive threads 102 and 107 and the conductive data transmission threads 104 and also to provide a mechanically robust and waterproof protection.
Eine erfindungsgemäße Textilgewebestruktur 100 weist an einer Mehrzahl von Kreuzungspunkten 105 jeweils ein Mikroelektronikmodul 103 auf. Eine solche „intelligente" Textilgewebestruktur kann als Basisschicht oder als Zwischenlage einer Wand- oder Bodenverkleidung oder andere Arten von technischen Textilien bilden. Sie kann z.B. auch als Schicht einer Textilbetonkonstruktion verwendet werden. Die Mikroelektronikmodule 103 der Textilgewebestruktur können mit einer Vielzahl von verschiedenartigen Sensoren und/oder Aktoren gekoppelt sein. Zum Beispiel können dies LEDs, Anzeigeelemente oder Displays sein, um Informationen, welche zu den Mikroelektronikmodulen übertragen werden anzuzeigen.A textile fabric structure 100 according to the invention has a microelectronic module 103 at a plurality of intersection points 105. Such an "intelligent" textile fabric structure can form as a base layer or as an intermediate layer of wall or floor cladding or other types of technical textiles. It can also be used, for example, as a layer of a textile concrete structure. The microelectronic modules 103 of the textile fabric structure can be equipped with a large number of different types of sensors and / or actuators, for example LEDs, display elements or displays in order to display information which is being transmitted to the microelectronic modules.
Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines so genannten intelligenten Teppichs. Im unteren rechten Teil der Fig.2 ist ein grobmaschiges Grundgewebe 206 dargestellt, in welches leitfähige Fäden 102, 104 und 107 in einem quadratischen Raster eingewoben sind. An Kreuzungspunkten 105 der leitfähigen Fäden 102, 104 und 107 sind Mikroelektronikmodule 103 in dem grobmaschigen Grundgewebe 206 angeordnet. Somit entsteht ein regelmäßiges Raster aus Mikroelektronikmodulen 103, welche jeweils auf vier Seiten mit Versorgung- und Datenleitungen kontaktiert sind. Wobei dieFig. 2 shows an embodiment of a so-called intelligent carpet. In the lower right part of FIG. 2, a coarse-mesh basic fabric 206 is shown, into which conductive threads 102, 104 and 107 are woven in a square grid. At intersection points 105 the Conductive threads 102, 104 and 107, microelectronic modules 103 are arranged in the coarse-mesh base fabric 206. This creates a regular grid of microelectronic modules 103, each of which is contacted on four sides with supply and data lines. Whereby the
Mikroelektronikmodule 103 zusätzlich mit einer Verkapselung und mit einer Leuchtdiode versehen sind. Ferner ist im linken und hinteren Teil der Fig.2 ein Teppichboden auf der Textilgewebestruktur 100 fixiert.Microelectronic modules 103 are additionally provided with an encapsulation and with a light-emitting diode. Furthermore, a carpet is fixed on the textile fabric structure 100 in the left and rear part of FIG.
Die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur 100 mit integrierter Mikroelektronik, Sensoren und/oder Aktoren, z.B. Anzeigelämpchen, ist für sich voll funktionsfähig und kann unter verschiedenartige Flächenverkleidungen fixiert werden. Hierbei sind zum Beispiel nicht leitende Textilien, Bodenbeläge aus Teppichboden, Parkett, Kunststoff, Gardinen, Tapeten, Isoliermatten, Zeltdächer, Verputzschichten, Estrich und Textilbeton zu nennen. Vorzugsweise wird das Fixieren mittels Klebens, Laminierens, oder Vulkanisierens durchgeführt. Zur Vermeidung von „Elektrosmog" in der Umgebung von Menschen, kann über die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur zur Abschirmung auch ein gleichförmig mit elektrisch leitfähigen Drähten durchzogenes Textil aufgebracht werden. Dabei ist jedoch zu achten, dass gegebenenfalls bestimmte Bereiche, z.B. Bereiche über kapazitiven Sensoren, nicht von der Abschirmung überdeckt werden dürfen.The textile fabric structure 100 according to the invention with integrated microelectronics, sensors and / or actuators, e.g. Indicator light is fully functional and can be fixed under different types of surface cladding. Examples include non-conductive textiles, carpets, parquet, plastic, curtains, wallpaper, insulating mats, tent roofs, plaster layers, screed and textile concrete. The fixing is preferably carried out by means of gluing, laminating or vulcanizing. In order to avoid "electrosmog" in the surroundings of people, a textile which is uniformly interspersed with electrically conductive wires can also be applied for shielding via the textile fabric structure according to the invention. However, care must be taken that certain areas, for example areas above capacitive sensors, are not of the shield may be covered.
Die erfindungsgemäße Textilgewebestruktur mit integrierter Mikroelektronik wird vorzugsweise an einer Stelle am Rand der Textilgewebestruktur mit einer zentralen Steuereinheit, z.B. einen einfachen Personalcomputer, gekoppelt.The textile fabric structure according to the invention with integrated microelectronics is preferably located at a point on the edge of the textile fabric structure with a central control unit, e.g. a simple personal computer.
Mit einfachen Algorithmen beginnen die Mikroelektronikmodule sich selbst zu organisieren. Wird eine Textilgewebestruktur, welche ein Netzwerk aus Mikroelektronikmodulen aufweist angeschlossen, d.h. in Betrieb genommen, so beginnt eine Lernphase, nach der jedes Mikroelektronikmodul seine exakte physikalische Position im Raster kennt. Ferner werden automatisch Wege für Datenströme durch das Raster hindurch konfiguriert, wodurch Sensor- oder Displayinformationen um defekte Bereiche der Textilgewebestruktur geleitet werden können. Durch die Selbstorganisation des Netzwerkes, werden defekte Bereiche erkannt und umgangen. Dadurch ist das Netzwerk aus Mikroelektronikmodulen auch noch funktionsfähig, falls die Textilgewebestruktur in eine Form geschnitten ist, welche durch den jeweiligen Verwendungszweck vorgegeben ist. Darüber hinaus bewirkt die Selbstorganisation, dass kein manueller Installationsaufwand für das Netzwerk von Mikroelektronikmodulen notwendig ist.With simple algorithms, the microelectronic modules begin to organize themselves. If a textile fabric structure which has a network of microelectronic modules is connected, ie put into operation, one begins Learning phase, after which each microelectronic module knows its exact physical position in the grid. Furthermore, paths for data streams are automatically configured through the grid, whereby sensor or display information can be routed around defective areas of the textile fabric structure. Due to the self-organization of the network, defective areas are recognized and avoided. As a result, the network of microelectronic modules is also still functional if the textile fabric structure is cut into a shape which is predetermined by the respective intended use. In addition, the self-organization means that no manual installation work is required for the network of microelectronic modules.
Anhand der folgenden Figuren wird das Verfahren zum Bestimmen von Abständen zwischen Mikroelektronikkomponenten 103 der Textilgewebestruktur 100 und der Selbstorganisation erläutet.The method for determining distances between microelectronic components 103 of the textile fabric structure 100 and the self-organization is explained on the basis of the following figures.
Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung eines regulären quadratischen 11x11 Netzwerkes aus Mikroelektronikmodulen, welche in Fig.3 durchnummeriert sind, einer erfindungsgemäßen Textilgewebestruktur, in welcher ein Beispiel für eine Selbstorganisation gezeigt ist. Das reguläre quadratische 11x11 Netzwerk der Fig.3 weist neun defekte Mikroelektronikmodule auf, welche in der Figur mit einem „Blitz" gekennzeichnet sind. Die eingezeichneten Linien zeigen neue Verbindungsrouten der einzelnen3 shows a schematic representation of a regular square 11x11 network of microelectronic modules, which are numbered in FIG. 3, of a textile fabric structure according to the invention, in which an example of a self-organization is shown. The regular square 11x11 network of FIG. 3 has nine defective microelectronic modules, which are marked with a “lightning” in the figure. The lines drawn in show new connection routes for the individual
Mikroelektronikmodule, welche mittels des Verfahrens erhalten werden, nachdem die neun defekten Mikroelektronikmodule ausgefallen und somit, für eine funktionsfähiges Verbindungsroute nicht mehr zur Verfügung stehen. Die eingezeichneten neuen Verbindungsrouten sind' mittels des Verfahrens zum Bestimmen von Abständen zwischen Mikroelektronikkomponenten erhalten worden. Allgemein wird in einer ersten Phase des Verfahren zum Bestimmen von Abständen zwischen Mikroelektronikkomponenten, der sogenannten Selbstorganisation, durchgeführt eineMicroelectronic modules which are obtained by means of the method after the nine defective microelectronic modules have failed and are therefore no longer available for a functional connection route. The new connection routes shown have been obtained by means of the method for determining distances between microelectronic components. Generally, a is carried out in a first phase of the method for determining distances between microelectronic components, the so-called self-organization
• Selbsterkennung der lokalen Positionen der einzelnen Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur und somit der Gesamtform der Textilgewebestruktur;• Self-recognition of the local positions of the individual microelectronic components within the textile fabric structure and thus the overall shape of the textile fabric structure;
• • Selbstorganisation von Routing-Wegen ausgehend von dem• • Self-organization of routing routes based on that
Portalprozessor 302 zu jeder Mikroelektronikkomponente 103 in der Textilgewebestruktur 100 derart, dass innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zahl von Zeittakten jeder Mikroelektronikkomponente von dem Portalprozessor 302 eine elektronische Nachricht zugeführt bekommen kann.Portal processor 302 for each microelectronic component 103 in the textile fabric structure 100 in such a way that an electronic message can be supplied by the portal processor 302 within a predetermined maximum number of time cycles of each microelectronic component.
In einer zweiten Phase, dem eigentlichen Einsatz der Textilgewebestruktur 100, z.B. im Rahmen der Darstellung von visuellen Daten oder der Schallerzeugung, werden die Daten von dem Portalprozessor 302 zu den Mikroelektronikkomponenten 103 versendet, das heißt übertragen, wodurch die visuellen Daten („Bilder") oder Töne mittels Aktoren, welche an die Mikroelektronikkomponenten in der Textilgewebestruktur 100 gekoppelt sind, aufgebaut werden. Umgekehrt können die Mikroelektronikkomponenten 103 auch mittels Sensoren, z.B. Druck oder visueller Sensoren, detektierte Daten an den Portalprozessor übertragen. Im Folgenden wird, ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit, das Verfahren anhand von Bilddaten erläutert werden, d.h. dass an die einzelnen Mikroelektronikkomponenten 103 der Textilgewebestruktur 100 Display-Einheiten (Anzeige-Einheiten) gekoppelt sind.In a second phase, the actual use of the textile fabric structure 100, e.g. In the context of the representation of visual data or the generation of sound, the data are sent from the portal processor 302 to the microelectronic components 103, that is to say transmitted, whereby the visual data (“images”) or sounds by means of actuators which are connected to the microelectronic components in the textile fabric structure 100 Conversely, the microelectronic components 103 can also transmit data detected by means of sensors, for example pressure or visual sensors, to the portal processor In the following, the method will be explained on the basis of image data, that is, to the individual, without any restriction of the general validity Microelectronic components 103 of the textile fabric structure 100 display units (display units) are coupled.
Die Mikroelektronikkomponenten 103 sind, wie in Fig. dargestellt, für den Fall, dass sie eine rechteckige Form, vorzugsweise eine quadratische Form, aufweisen, jeweils über jede Seite des Vierecks über eine der somit jeweils vier vorgesehenen bidirektionalen Kommunikationsschnittstellen 401 pro Mikroelektronikkomponente 103, welche mit den Datenübertragungs-Fäden 104 (nachfolgend auch bidirektionale Verbindungen genannt) der Textilgewebestruktur gekoppelt sind, und darüber über die elektrisch leitfähigen Fäden 102 und 107 (nachfolgend auch elektrische Leitungen 402 genannt) jeweils mit dem unmittelbar zu einer jeweiligen Mikroelektronikkomponente 103 benachbarten Mikroelektronikkomponente 103 gekoppelt.For the case that they have a rectangular shape, preferably a square shape, the microelectronic components 103 are, in each case on each side of the rectangle, via one of the four bidirectional communication interfaces 401 per microelectronic component 103 provided, which are provided with the Data transmission threads 104 (hereinafter also referred to as bidirectional connections) of the textile fabric structure are coupled, and via the electrically conductive threads 102 and 107 (hereinafter also referred to as electrical lines 402) are each coupled to the microelectronic component 103 directly adjacent to a respective microelectronic component 103.
Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass jeweils ein Nachrichtenaustausch zwischen zwei unmittelbar einander benachbarten Mikroelektronikkomponenten ermöglicht ist, nicht jedoch ein unmittelbarer, d.h. direkter Nachrichtenaustausch über eine weitere Entfernung hinweg als die unmittelbare Nachbarschaft einer Mikroelektronikkomponente 103.In other words, this means that a message exchange is possible between two immediately adjacent microelectronic components, but not an immediate, i.e. direct messaging over a greater distance than the immediate vicinity of a microelectronic component 103.
Die Selbstorganisation wird mittels dem aus [1] bekannten Verfahren durchgeführt.Self-organization is carried out using the method known from [1].
Beim Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes von Mikroelektronikkomponenten einer Textilgewebestruktur zu mindestens einer Referenzposition unter Austausch von elektronischen Nachrichten zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten wird eine erste Nachricht von einer ersten Mikroelektronikkomponente erzeugt, wobei die erste Nachricht eine erste Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der ersten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die erste Nachricht empfangenden zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält. Die erste Nachricht wird von der ersten Mikroelektronikkomponente zu der zweiten Mikroelektronikkomponente gesendet . Abhängig von der Abstandsinformation wird der Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert. Ferner wird von der zweiten Mikroelektronikkomponente eine zweite Nachricht erzeugt, welche eine zweite Abstandsinformation enthält, welche den Abstand der zweiten Mikroelektronikkomponente oder den Abstand einer die zweite Nachricht empfangenden dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition enthält. Die zweite Nachricht wird von der zweiten Mikroelektronikkomponente zu der drittenIn the method for determining a distance from microelectronic components of a textile fabric structure to at least one reference position while exchanging electronic messages between adjacent microelectronic components, a first message is generated by a first microelectronic component, the first message containing first distance information, which is the distance between the first microelectronic component or the Distance of a second microelectronic component receiving the first message contains from the reference position. The first message is sent from the first microelectronic component to the second microelectronic component. Depending on the distance information, the distance of the second microelectronic component from the reference position is determined or stored. Furthermore, a second message is generated by the second microelectronic component, which contains a second distance information, which is the distance between the second microelectronic component or the Distance of a third microelectronic component receiving the second message contains from the reference position. The second message becomes from the second microelectronic component to the third
Mikroelektronikkomponente gesendet. Abhängig von der zweiten Abstandsinformation wird der Abstand der dritten Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition ermittelt oder gespeichert. Die oben beschriebenen Verfahrensschritte werden für alle miteinander gekoppelten Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur durchgeführt .Microelectronic component sent. Depending on the second distance information, the distance of the third microelectronic component from the reference position is determined or stored. The method steps described above are carried out for all microelectronic components of the textile fabric structure which are coupled to one another.
Damit ist nach Durchführen dieses Verfahrens lediglich unter Verwendung lokaler Information die jeweilige Position jeder Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur und deren Abstand zu mindestens einer Referenzposition ermittelt worden.After this method has been carried out, the respective position of each microelectronic component within the textile fabric structure and its distance from at least one reference position has only been determined using local information.
Anschaulich kann dieser Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass eine für Mikrosysteme und dort für Mikro- Datenanzeigeeinrichtungen und Sensoren, entwickelte Architektur und dafür entwickelte Algorithmen auf die Makrosysteme für Haustechnik und Messetechnik übertragen worden ist, wobei die benötigten Mikroelektronikkomponenten in die Textilgewebestruktur, auf welche Elemente einer Verkleidung fixiert werden können, eingebettet sind.This aspect of the invention can clearly be seen in the fact that an architecture developed for microsystems and there for micro data display devices and sensors, and algorithms developed therefor, have been transferred to the macro systems for building services and measurement technology, the required microelectronic components being incorporated into the textile fabric structure, to which Elements of a cladding can be fixed, are embedded.
Auf diese Weise öffnet sich eine Fülle neuerThis opens up a wealth of new ones
Anwendungsmöglichkeiten, welche im Folgenden näher erläutert werden.Possible applications, which are explained in more detail below.
Die Referenzposition kann grundsätzlich beliebig sein, vorzugsweise ist die Referenzposition eine Position, an der sich ein im Weiteren beschriebener Portalprozessor befindet, welcher die Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur ansteuert und die Kommunikation von außerhalb der Textilgewebestruktur anstößt. Der Portalprozessor kann eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur oder ein zusätzlicher Prozessor sein. Die Referenzposition kann ferner eine Position innerhalb der Textilgewebestruktur sein, wobei in diesem Fall vorzugsweise eine Mikroelektronikkomponente an der Referenzposition angeordnet und dieser zugeordnet ist. Vorzugsweise befindet sich in diesem Fall die Referenzposition am Rand, d.h. an der obersten oder untersten Zeile oder der linken oder rechten Spalte für den Fall, dass die Mikroelektronikkomponenten in der Textilgewebestruktur matrixförmig in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Übertragung von Information in oder aus der Textilgewebestruktur erfolgt vorzugsweise mittels des Portalprozessors ausschließlich über zumindest einen Teil der sich am Rand der Textilgewebestruktur befindenden Mikroelektronikkomponenten.The reference position can in principle be arbitrary, preferably the reference position is a position at which a portal processor described below is located, which controls the microelectronic components of the textile fabric structure and initiates communication from outside the textile fabric structure. The Portal processor can be a microelectronic component of the textile fabric structure or an additional processor. The reference position can also be a position within the textile fabric structure, in which case a microelectronic component is preferably arranged at and assigned to the reference position. In this case, the reference position is preferably on the edge, ie on the top or bottom row or the left or right column in the event that the microelectronic components in the textile fabric structure are arranged in a matrix in rows and columns. The transmission of information into or out of the textile fabric structure is preferably carried out by means of the portal processor exclusively via at least part of the microelectronic components located at the edge of the textile fabric structure.
Anschaulich bedeutet diese Vorgehensweise, dass ausgehend von einer "Einleit-Mikroelektronikkomponente" an der Referenzposition üblicherweise am Rand der Textilgewebestruktur, das heißt an einem bezüglich der Textilgewebestruktur äußeren Mikroelektronikkomponente, ein erster Abstand zugeordnet wird, beispielsweise der Abstandswert „1", womit angegeben wird, dass die Mikroelektronikkomponente einen Abstand „1" von dem Portalprozessor aufweist. Für den Fall, dass jeweils in der jeweiligen Nachricht der Abstand der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente von der Referenzposition in die Nachricht eingefügt wird und an die die Nachricht zu empfangende Mikroelektronikkomponente übertragen wird, wird von der ersten Mikroelektronikkomponente der Abstandswert „1" zu der zweiten Mikroelektronikkomponente in der ersten Nachricht übermittelt und von der zweitenThis procedure clearly means that starting from an "introductory microelectronic component" at the reference position, usually at the edge of the textile fabric structure, that is to say at a microelectronic component external to the textile fabric structure, a first distance is assigned, for example the distance value "1", which indicates that the microelectronic component is at a distance "1" from the portal processor. In the event that the distance of the microelectronic component sending the message from the reference position is inserted into the message in each case and transmitted to the microelectronic component to be received, the distance value "1" from the second microelectronic component becomes from the first microelectronic component transmitted in the first message and by the second
Mikroelektronikkomponente wird der empfangene Abstandswert um einen Wert „1" inkrementiert. Der inkrementierte Wert „2" wird nunmehr als aktualisierter zweiter Abstandswert der zweiten Mikroelektronikkomponente gespeichert. Der zweite Abstandswert wird um einen Wert „1" inkrementiert und ein dritter Abstandswert wird erzeugt und an die dritte Mikroelektronikkomponente übertragen und dort gespeichert. Die entsprechende Vorgehensweise wird für alle Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur in entsprechender Weise durchgeführt und der einer Mikroelektronikkomponente jeweils zugeordnete Abstandswert wird nach Empfang einer Nachricht mit einer Abstandsinformation immer dann aktualisiert, wenn der empfangene Abstandswert kleiner ist als der gespeicherte Abstandswert .Microelectronic component, the received distance value is incremented by a value "1". The incremented value "2" is now stored as an updated second distance value of the second microelectronic component. The second distance value is incremented by a value "1" and on third distance value is generated and transmitted to the third microelectronic component and stored there. The corresponding procedure is carried out in a corresponding manner for all microelectronic components of the textile fabric structure, and the distance value assigned to a microelectronic component is updated after receipt of a message with distance information whenever the received distance value is less than the stored distance value.
Eine Textilgewebestruktur weist eine Vielzahl von Mikroelektronikkomponenten auf . JedeA textile fabric structure has a large number of microelectronic components. each
Mikroelektronikkomponente ist über eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle, der Datenübertragungs- Schnittstelle, mit mindestens einer ihr benachbarten Mikroelektronikkomponente gekoppelt. Zum Ermitteln des jeweiligen Abstands einer Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur von einer Referenzposition werden Nachrichten zwischen den Mikroelektronikkomponenten ausgetauscht, vorzugsweise zwischen einander benachbarter Mikroelektronikkomponenten, wobei jede Nachricht eine Abstandsinformation enthält, welche den Abstand einer die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder einer die Nachricht empfangenden Mikroelektronikkomponente, von der Referenzposition, angibt (auch als Abstandswert bezeichnet) und wobei jede Mikroelektronikkomponente derart eingerichtet ist, dass aus der Abstandsinformation einer empfangenen Nachricht der Abstand der Mikroelektronikkomponente zu der Referenzposition ermittelbar oder speicherbar ist.Microelectronic component is coupled to at least one microelectronic component adjacent to it via a bidirectional communication interface, the data transmission interface. To determine the respective distance of a microelectronic component of the textile fabric structure from a reference position, messages are exchanged between the microelectronic components, preferably between adjacent microelectronic components, each message containing distance information, which is the distance between a microelectronic component sending the message or a microelectronic component receiving the message from the reference position , specifies (also referred to as distance value) and each microelectronic component is set up in such a way that the distance of the microelectronic component from the reference position can be determined or stored from the distance information of a received message.
Aufgrund des Einsatzes lediglich lokaler Informationen und dem Austausch elektronischer Nachrichten insbesondere zwischen einander unmittelbar benachbarterDue to the use of only local information and the exchange of electronic messages, especially between immediately neighboring ones
Mikroelektronikkomponenten ist die Vorgehensweise sehr robust gegenüber auftretenden Störungen und Ausfällen einzelner Mikroelektronikkomponenten oder einzelner Verbindungen zwischen zwei Mikroelektronikkomponenten, wenn diese Verbindungen zum Beispiel beim Zuschneiden der Textilgewebestruktur auf eine vorgegebene Form zerstört werden.Microelectronic components, the procedure is very robust against occurring faults and failures of individual microelectronic components or individual connections between two microelectronic components if these connections are destroyed, for example when the textile fabric structure is cut to a predetermined shape.
Gemäß einer Ausgestaltung werden beim Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes vor Bestimmen des Abstandes der Mikroelektronikkomponenten von der Referenzposition die örtlichen Positionen der Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur ermittelt, indem ausgehend von einer Mikroelektronikkomponente an einer Einleitstelle der Textilgewebestruktur jeweils Positionser ittlungs- Nachrichten, welche zumindest einen Zeilenparameter z und einen Spaltenparameter s aufweisen, welche die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer bzw. Spaltennummer der die Nachricht empfangendenAccording to one embodiment, in the method for determining a distance before determining the distance of the microelectronic components from the reference position, the local positions of the microelectronic components within the textile fabric structure are ascertained, starting from a microelectronic component at an introduction point of the textile fabric structure, each position detection messages, which contain at least one line parameter, e.g. and have a column parameter s, which is the row number or column number of the microelectronic component sending the message or the row number or column number of the receiving the message
Mikroelektronikkomponente innerhalb der Textilgewebestruktur enthält, an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur übermittelt werden und von der jeweiligen Mikroelektronikkomponente die folgenden Schritte durchgeführt werden. Falls der Zeilenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die bisher gespeicherte Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der eigenen Zeilennummer der Mikroelektronikkomponente der Zeilenparameterwert z der empfangenen Nachricht zugeordnet. Falls der Spaltenparameter in der empfangenen Nachricht größer ist als die eigene Spaltennummer der Mikroelektronikkomponente, so wird der gespeicherten Spaltennummer der Spaltenparameterwert der empfangenen Nachricht zugeordnet. Falls die eigene Zeilennummer und/oder die eigene Spaltennummer aufgrund der oben dargestellten Verfahrensschritte verändert worden sind, so werden neue Positionsmess-Nachrichten mit neuen Zeilenparametern und neuen Spaltenparametern erzeugt, welche jeweils die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht sendenden Mikroelektronikkomponente oder die Zeilennummer und Spaltennummer der die Nachricht empfangendenContains microelectronic components within the textile fabric structure, are transmitted to neighboring microelectronic components of the textile fabric structure and the following steps are carried out by the respective microelectronic component. If the line parameter in the received message is greater than the previously stored line number of the microelectronic component, the line parameter value z of the received message is assigned to the own line number of the microelectronic component. If the column parameter in the received message is larger than the own column number of the microelectronic component, the column parameter value of the received message is assigned to the stored column number. If the own line number and / or the own column number have been changed due to the above-described method steps, then new position measurement messages are generated with new line parameters and new column parameters, each of which contains the line number and column number of the microelectronic component sending the message or the line number and Column number of the recipient of the message
Mikroelektronikkomponente enthalten, und diese werden an eine benachbarte Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur übertragen.Contain microelectronic component, and these are transferred to an adjacent microelectronic component of the textile fabric structure.
Durch diese Weiterbildung wird das erfindungsgemäße Konzept des lokalen Nachrichtenaustauschs zwischen einander benachbarten Mikroelektronikkomponenten weiter ausgebaut, da schon die örtlichen Positionen der einzelnenThis development further expands the concept of local message exchange between mutually adjacent microelectronic components, since the individual positions are already local
Mikroelektronikkomponenten innerhalb der Textilgewebestruktur gemäß diesem Konzept basierend auf lokalerMicroelectronic components within the textile fabric structure according to this concept based on local
Positionsinformation, welche sich lediglich aus einer von dem unmittelbar benachbarten Mikroelektronikkomponenten erhaltenen Positionsinformation ergibt, basiert. Dies ermöglicht eine sehr fehlerrobuste Vorgehensweise im Rahmen der Selbstorganisation der Textilgewebestruktur.Position information, which only results from position information obtained from the immediately adjacent microelectronic components. This enables a very robust, robust procedure within the framework of the self-organization of the textile fabric structure.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird in einem iterativen Verfahren der eigene Abstandswert der Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur dann verändert, wenn der bisher gespeicherte Abstandswert größer ist als der um einen vorgegebenen Wert erhöhte empfangene Abstandswert in der jeweils empfangenen Nachricht. Ferner wird bei dem Verfahren für den Fall, dass eine Mikroelektronikkomponente der Textilgewebestruktur den eigenen Abstandswert verändert, dieseAccording to another development of the invention, the own distance value of the microelectronic component of the textile fabric structure is changed in an iterative method if the previously stored distance value is greater than the distance value received in the message received, which value has been increased by a predetermined value. Furthermore, in the case of a method in which a microelectronic component of the textile fabric structure changes its own distance value, this is used
Mikroelektronikkomponente eine Abstandsmess-Nachricht erzeugt und an benachbarte Mikroelektronikkomponenten der Textilgewebestruktur gesendet, wobei die Abstandsmess- Nachricht jeweils den eigenen Abstand als Abstandsinformation enthält oder den Abstandswert, welchen die empfangende Mikroelektronikkomponente von einem Portalprozessor aufweist.Microelectronic component generates a distance measuring message and sent to neighboring microelectronic components of the textile fabric structure, the distance measuring message each containing its own distance as distance information or the distance value that the receiving microelectronic component from a portal processor has.
Der Abstandswert kann um einen um einen vorgegebenen Wert erhöhten Wert gegenüber dem eigenen Abstandswert verändert werden, vorzugsweise um den Wert „1". Zusammenfassend schafft die Erfindung eineThe distance value can be changed by a value increased by a predetermined value compared to one's own distance value, preferably by the value “1”. In summary, the invention creates one
Textilgewebestruktur, welche als Chassis für eine integrierte Mikroelektronik dient. Diese Textilgewebestruktur kann unter nahezu jeden beliebigen Boden-, Decken und/oder Wandbelag fixiert werden. Somit lassen sich große „intelligente Flächen" herstellen, welche als Sensor- oder Anzeigeflächen verwendet werden können. Durch die Verfahren zur Selbstorganisation kann die Textilgewebestruktur mit integrierter Mikroelektronik in nahezu jede beliebige Form geschnitten werden, ohne dass sich beim Zuschneiden entfernte Mikroelektronikmodule oder entfernte Kopplungsleitungen zwischen den Mikroelektronikmodulen auswirken. Fehlerhafte oder fehlende Mikroelektronikmodule werden durch entsprechendes Routen so umgangen, dass die Funktion aller funktionierender Mikroelektronikmodule noch erhalten bleibt und der Installationsaufwand einer derartigen „intelligenten Fläche" sehr gering bleibt. Textile fabric structure, which serves as a chassis for integrated microelectronics. This textile fabric structure can be fixed under almost any floor, ceiling and / or wall covering. Large "intelligent surfaces" can thus be produced, which can be used as sensor or display surfaces. The self-organization processes allow the textile fabric structure with integrated microelectronics to be cut into almost any shape without the need for any removed microelectronic modules or coupling lines between them Faulty or missing microelectronic modules are avoided by appropriate routing in such a way that the function of all functioning microelectronic modules is retained and the installation effort of such an “intelligent surface” remains very low.
In diesem Dokument ist folgende Veröffentlichung zitiert:The following publication is cited in this document:
[1] T.F. Sturm, S. Jung, G. Stromberg, A. Stöhr, A Novel[1] T.F. Sturm, S. Jung, G. Stromberg, A. Stöhr, A Novel
Fault Tolerant Architecture for Self-Organizing Display and Sensor Arrays, International Symposium Digest of Technical Papers, Volume XXXIII, Nr. II, Society for Information Display, Boston, Massachusetts, 22. bis 23. Mai 2002, Seiten 1316 bis 1319, 2002;Fault Tolerant Architecture for Self-Organizing Display and Sensor Arrays, International Symposium Digest of Technical Papers, Volume XXXIII, No. II, Society for Information Display, Boston, Massachusetts, May 22-23, 2002, pages 1316 to 1319, 2002;
[2] DE 102 02 123 AI;[2] DE 102 02 123 AI;
[3] DE 196 52 236 AI. [3] DE 196 52 236 AI.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Textilgewebestruktur100 textile fabric structure
101 nicht leitfähige Fäden101 non-conductive threads
102 elektrisch leitfähige Fäden (Erdung)102 electrically conductive threads (earthing)
103 Prozessoreinheit103 processor unit
104 leitfähige Fäden (Datenübertragung)104 conductive threads (data transmission)
105 Kreuzungspunkt105 crossing point
107 elektrisch leitfähige Fäden (Spannungsversorgung)107 electrically conductive threads (power supply)
206 Grundgewebe206 basic fabric
302 Portalprozessor302 portal processor
303 Prozessoreinheiten-Anordnung303 processor unit arrangement
401 Bidirektionale Kommunikationsschnittstellen401 bidirectional communication interfaces
402 Elektrische Leitung 402 Electrical line
Claims
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