WO2013016748A1 - Network for optical data communication for dispensing apparatus - Google Patents

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WO2013016748A1
WO2013016748A1 PCT/AT2012/000198 AT2012000198W WO2013016748A1 WO 2013016748 A1 WO2013016748 A1 WO 2013016748A1 AT 2012000198 W AT2012000198 W AT 2012000198W WO 2013016748 A1 WO2013016748 A1 WO 2013016748A1
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WO
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data communication
network
data
transmitting
receiving
Prior art date
Application number
PCT/AT2012/000198
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German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Georg Hagleitner
Original Assignee
Hans Georg Hagleitner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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Application filed by Hans Georg Hagleitner filed Critical Hans Georg Hagleitner
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/1143Bidirectional transmission
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47KSANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
    • A47K10/00Body-drying implements; Toilet paper; Holders therefor
    • A47K10/24Towel dispensers, e.g. for piled-up or folded textile towels; Toilet-paper dispensers; Dispensers for piled-up or folded textile towels provided or not with devices for taking-up soiled towels as far as not mechanically driven
    • A47K10/32Dispensers for paper towels or toilet-paper
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47KSANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
    • A47K5/00Holders or dispensers for soap, toothpaste, or the like
    • A47K5/06Dispensers for soap
    • A47K5/12Dispensers for soap for liquid or pasty soap
    • A47K5/1217Electrical control means for the dispensing mechanism
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116Visible light communication

Definitions

  • the invention relates to a network for data communication comprising at least one, preferably exactly one, metering device, in particular a sanitary dispenser, and at least one, preferably exactly one, data communication device, wherein both the at least one metering device and the at least one data communication device at least one transmitting device for transmitting Data and at least one receiving device for receiving data, and these transmitting or receiving devices allow bidirectional communication between the at least one metering device and the at least one data communication device.
  • Dosing devices are devices for the demand-controlled dispensing of products that are used in toilets, washrooms, in washing devices and / or in the kitchen area.
  • the dosing devices are, for example, sanitary dispensers for dispensing soap, towels, toilet paper, fragrances and disinfectants.
  • the present invention is not limited to any particular type of metering device.
  • a prerequisite to achieving these two goals is to provide a quick, easy and inexpensive way of communicating with the dosing devices. It is not only about reading data from the dosing devices, but also data to the dosing devices - e.g. to optimize the delivery parameters - to submit.
  • the present invention thus relates to a bidirectional data communication.
  • WO 2005/065509 A1 describes a network for bidirectional data communication comprising at least one metering device and at least one data communication device.
  • the data is transmitted by infrared radiation.
  • a disadvantage is that only the at least the previously installed metering devices designed for infrared radiation transmitting and receiving device. This means that the previous dosing devices - to build such a network - either replaced by new equipment or must be converted consuming.
  • the present invention has therefore set itself the task of providing a simpler and cheaper compared to the prior art alternative to the construction of a network for data communication comprising at least one metering device and at least one data communication device, in particular including the previously installed metering devices.
  • a basic idea of the invention is thus that bidirectional data communication by means of visible light, i. by means of electromagnetic radiation with a wavelength between 490 and 790 nm, takes place.
  • This basic idea contributes substantially to the solution of the formulated problem, since most of the previously installed metering devices have devices (for example for status display) which in any case operate with visible light and whose functionality can be expanded comparatively easily in terms of data communication.
  • the data communication takes place with pulsed visible light, wherein the pulse duration is preferably in the microsecond range.
  • the network according to the invention consists of a metering device and a data communication device.
  • a computer e.g. in the form of a PC, a notebook, a smartphone or a so-called “mobile device.”
  • the data communication device has at least one interface for data communication with a computer, preferably a USB, serial, WLAN, LAN or BLUETOOTH interface.
  • the data communication device is mobile.
  • a person who is entrusted anyway with the maintenance of the metering devices or the cleaning of the toilet and / or washrooms in a simple manner also take any data communication tasks by the Data communication device carries and holds to carry out the data communication in the vicinity of the metering device.
  • the at least one receiving component of the at least one dosing device and / or the at least one data communication device is a photodiode or a phototransistor, wherein at least one dosing device is a phototransistor and / or a photodiode is preferred in the data communication device.
  • the principle of operation of a photodiode or a phototransistor is the same in principle, except that the phototransistor already has an integrated amplifier circuit for amplifying the measurement signal. This means that the signal of the photodiode usually has to be amplified. Therefore, the data communication device advantageously still comprises an amplifier device.
  • the at least one transmitting component is a light-emitting diode in a technically simple embodiment.
  • a particularly flexible embodiment is characterized in that the Sendepositioned. Receiving devices of the at least one metering device and the at least one data communication device at least one processor and / or logic, preferably a microcontroller, comprise, the task of the processor and / or the logic is essentially to prepare the data packets intended for communication or to evaluate ,
  • a processor or logic offers the possibility of executing different data processing programs in different operating states.
  • logic includes so-called “programmable” SoC systems, where "SoC” is an abbreviation of the English term "system on a chip.”
  • At least one transmitting device and / or the at least one receiving device of the at least one dosing of importance It has been found to be favorable if the at least one transmitting device of the at least one metering additionally as a status indicator and / or the at least one receiving device of the at least one metering device in addition to the measurement of the brightness of the ambient light and / or the detection at least one object, which is located in the vicinity of the metering device serves.
  • the at least one data communication device comprises at least one memory device, at least one display device for visualizing data, at least one, preferably visual, status display device, at least one acoustic signaling device, at least one real-time clock device and / or at least one power supply device.
  • These components essentially serve to increase the ease of use for the user and are particularly relevant with regard to the optional feature of the mobility of the data communication device.
  • the data transmitted in the network may be, for example, counter readings, serial numbers and / or identification numbers, names, error messages, production data and / or information about the voltage state of at least one battery.
  • the data transmitted in the two communication directions can preferably be coded differently, this point also being explained in more detail in the following description of the figures.
  • Fig. 1 is a schematic overview of the network for
  • Fig. 2 is a schematic representation of the essential components in connection with the invention of the metering device and the
  • Fig. 3 is a greatly simplified schematic representation of the essential electronic components of the receiving, the brightness measurement or the
  • Detection device of the metering device 4 is a schematic representation of the timing of the status display of the metering device, the data exchanges with the data communication device, the measurement of the brightness of the ambient light and the detection of an object that is in the vicinity of the metering device,
  • Fig. 5b is a schematic representation of the bit format of
  • Coding method used in the transmission of the data from the data communication device to the dosing device
  • 6 is a schematic representation of the network protocol used for
  • Fig. 7 shows a detail of a schematic cross-sectional view of
  • Dosing device together with a schematic plan view of the data communication device and
  • Fig. 8 shows a detail of a schematically illustrated perspective view of the metering device.
  • Fig. 1 shows a schematic overview of the preferred embodiment of the network 1 for data communication.
  • the network 1 comprises (viewed from left to right) a metering device 2, which is a device for dispensing soap, towel, toilet paper, perfume or disinfectant, a data communication device 3 which is designed to be mobile and a computer 9, which is a PC, a notebook, a smartphone or a so-called “mobile device.”
  • Data can be transmitted in both directions of communication between the dosing device 2 and the data communication device 3, ie bidirectional data communication is possible In the drawing, this is symbolized by arrows and schematically indicated wavefronts by means of visible light L.
  • the distance A is for this data communication n between the metering device 2 and the data communication device 3 a few centimeters.
  • the data communication is made possible by the fact that both the metering device 2 as Also, the data communication device 3 each having a transmitting device 4 or 5 for sending data and a receiving device 6 or 7 for receiving data, wherein the essential components or the operation of these transmitting or receiving devices 4, 5, 6 and 7 based the following figures are explained in detail.
  • the data communication device 3 and the computer 9 can also exchange bidirectional data.
  • the data communication device 3 has an interface 8 which is customarily used by a person skilled in the art for this purpose, for example a USB, a serial, a WLAN, a LAN or a BLUETOOTH interface.
  • the data transmitted in the network 1 between the dosing device 2 and the data communication device 3 or between the data communication device 3 and the computer 9, for example counter readings, serial and / or identification numbers, names, Error messages, production data and / or information about the voltage state of batteries is.
  • FIG. 2 schematically shows the components of the dosing device 2 and the data communication device 3 which are essential in connection with the invention.
  • the receiving devices 6 and 7 each comprise a receiving component PT and PD for converting visible light L into electrical energy
  • the transmitting devices 4 and 5 comprise transmitting components LED1, LED2, LED3a and LED3b for converting electrical energy into visible light L.
  • Dosing device 2 is the receiving component to a phototransistor PT
  • the data communication device 3 to a photodiode PD.
  • the principle of operation of a photodiode PD or a phototransistor PT is the same in principle, except that the phototransistor PT already has an integrated amplifier circuit for amplifying the measurement signal.
  • the data communication device 3 consequently has a corresponding amplifier device 10.
  • the phototransistor PT is designed so that its sensitivity to infrared radiation is greatest, but also visible light L can convert into electrical energy.
  • the photodiode PD has a narrowband sensitivity and essentially converts only visible light L into electrical energy.
  • the transmitting components LED1, LED2, LED3a and LED3b, which are components of the transmitting devices 4 and 5, are light-emitting diodes which emit visible light L.
  • both the transmitting device 4 of the metering device 2 and the transmitting device 5 of the data communication device 3 each comprise two light-emitting diodes LED1 and LED2 or LED3a and LED3b.
  • the transmitting device 4 fulfills a dual function.
  • it also serves as a status indicator.
  • this status display can be displayed, for example, if the donated Good the metering device 2 must be refilled or a battery needs to be renewed. In such cases, the status indicator lights red. If there are no faults and the dosing device 2 is ready for operation at any time, the status indicator lights up green.
  • this two-color status display can be realized technically in that the transmitting device 4 comprises both a red LED LED1 and a green LED2 LED. Alternatively, it may of course also include a two-color LED instead.
  • the transmitting device 5 comprises two light-emitting diodes LED3a and LED3b (which are two identical light emitting diodes) is that in this way the signal strength for the transmission of data from the data communication device 3 can increase to the metering device 2.
  • the receiving components PT and PD for converting visible light L into electrical energy or the transmitting components LED1, LED2, LED3a and LED3b for converting electrical energy into visible light L are electrically both in the case of the metering device 2 and in the case of the data communication device 3 a central processor C1 or ⁇ 02, more specifically connected to a microcontroller.
  • This combination of the receiving or transmitting components with the microcontrollers C1 and pC2 represent the transmitting and receiving devices 4, 5, 6 and 7, which should be indicated in the drawing by means of the four smaller curly brackets.
  • the task of the two microcontrollers pC1 and ⁇ 02 is to prepare or evaluate the data packets intended for the communication. These are - depending on the type of microcontroller pC1 and pC2 - either directly on the microcontrollers or connected to the microcontrollers Memory devices 22 and 11 stored various operating programs for data processing.
  • the transmitting device 4 of the metering device 2 fulfills a multiple function
  • the receiving device 6 of the metering device 2 serves several purposes: it functions not only as a device for receiving data transmitted by means of electromagnetic radiation but also as a brightness measuring device 6 '. for measuring the brightness of the ambient light.
  • this device is moreover also used as a detection device 6 "for detecting at least one object which is located in the vicinity of the dispensing device 2, ie for detecting the hand of a human
  • the data communication device 3 further comprises a display device 12 for visualizing data, a visual status display device 13, an acoustic signaling device 14 (buzzer), a real time clock device 15 as well as a power supply device 16, which comprises a plurality of batteries, as well as the already addressed in connection with FIG. 1 interface 8 for data communication with a computer 9.
  • the metering device 2 also includes several components, such as a motor, sensors, adjustment elements that are commonly used in the prior art to allow the delivery of a sanitary product. These components, which are summarized in the drawing by the reference symbol P, will not be discussed in more detail here, since they do not serve the understanding of the present invention and are already known to a person skilled in the art.
  • the basic electronic structure of the receiving device 6, the brightness measuring device 6 'or the detection device 6 "of the metering device is explained below with reference to FIG essential electronic components required for basic understanding.
  • the central component is a phototransistor PT, which converts visible light and infrared radiation into an analogue electrical signal and forwards this signal to a microcontroller ⁇ 01 for further processing.
  • the phototransistor PT together with the resistor R2 forms a voltage divider, wherein the resistor R2 is connected to the positive voltage supply V + and the emitter of the phototransistor PT to pin 12 of the microcontroller ⁇ 01.
  • this pin is switched to ground GND. Because the pin is not permanently connected to ground GND, it is possible to disable the circuit in periods when it is not needed, thus saving energy.
  • this circuit is now used as a receiving device 6 for receiving data transmitted by means of electromagnetic radiation, the analog signal of the phototransistor PT is read in at pin 4 of the microcontroller ⁇ 01 and sampled in a specific time interval. In this case, sudden increases (positive and negative edges) of this analog value are detected and the time intervals between these increases are converted into a bit pattern (data).
  • the described circuit is used as a brightness measuring device 6 'for measuring the brightness of the ambient light
  • the signal of the phototransistor PT at pin 4 of the microcontroller ⁇ 01 is in turn read in and processed.
  • a special feature is that an average value is determined over several measurements in order to filter out possible disturbances.
  • the brightness value of the ambient light detected in this way can subsequently be used to regulate, for example, the brightness of the status display of the dosing device already mentioned in connection with FIG. 2.
  • This brightness control of the status display is important, for example in hospital rooms, to disturb a patient, staying in the hospital room to avoid at night by flashing the status indicator.
  • the phototransistor PT may finally also be part of a detection device 6 "for detecting at least one object, for example a human hand.
  • the electronic circuit further comprises a light-emitting diode LED4 which emits infrared radiation. An object in the vicinity of the metering device can then be detected as follows:
  • the brightness of the ambient light is measured (in the manner described above).
  • the infrared LED4 is switched on.
  • the two measured values are compared with each other.
  • the two measured values deviate from one another, since part of the infrared radiation is reflected back at the object. This deviation of the measured values is greater, the smaller the distance of the object to the phototransistor PT. If the difference in the measured values exceeds a predetermined limit value, then the dosing device "knows" that an object is in its vicinity, and this information can subsequently be used to activate the dispensing mode.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the receiving device 6, the brightness measuring device 6 'and the detection device 6 "are automatically active at predetermined time intervals in the operating state of the metering device and do not have to be activated by operating a mechanical component of the metering device.
  • FIG. 1 How such a timing of the status display of the metering device, the data communication between the metering device and the data communication device, the measurement of the brightness of the ambient light and the detection of an object that is located in the vicinity of the metering may look like, is shown schematically in FIG shown.
  • the time axis extending from left to right is provided with the reference symbol t. Events that are exactly superimposed in the drawing take place simultaneously.
  • As a guide dashed lines are shown.
  • the two light-emitting diodes LED1 and LED2 arranged on the dosing device serve to indicate the status of the dosing device in the colors red and green.
  • one of the two light-emitting diodes LED1 or LED2 (depending on whether there is a malfunction) is switched on at periodic intervals ⁇ 1 for a period of time ⁇ 4.
  • the time interval ⁇ 1 is in the second, the time interval ⁇ 4 in the millisecond range, so that the status of the metering device for a person who is in its vicinity, can be seen by a red or green flashing.
  • the two LEDs LED1 and LED2 are also used, in addition to the status display, to send data D1 to a data communication device. This is achieved by "hiding" the data D1 in the form of a rapid succession of comparatively short pulses of light in the status indication flashing of the two LEDs LED1 and LED2
  • the pulse duration of the data bits is in the microsecond range, thus the data bits for the human eye due to its inertia are not recognizable.
  • the data D1 is preferably sent at the end of a status light signal (in the time window ⁇ 7).
  • the photodiode PD or the amplifier circuit of the data communication device in electrical contact with it is made operational by a start signal preceding the actual data D1 and the data reception of the data D1 in the time window ⁇ 7 allows.
  • data D2 is sent in the reverse direction with the aid of the LEDs LED3a and LED3b from the data communication device to the dosing device.
  • This immediate succession of the "data sending" and “receiving data” events has the advantage that the phototransistor PT of the metering device is automatically placed ready to receive the data D2 immediately after the end of the status light signal, and not specifically by a specific event must be activated.
  • Relative to these three events (display the status of the dosing device, send data D1 and receive data D2), the measurement of the brightness of the ambient light (in the time window ⁇ 5) or the detection of an object (in the time window ⁇ 6) takes place at specific time intervals ⁇ 2 and ⁇ 3 the manner described in connection with FIG. 3 instead.
  • a particular feature is that the data D1 and D2 transmitted in the two directions of communication - that is, the data from the dosing device to the data communication device and in the reverse direction - are coded according to different coding methods.
  • a code is understood to mean a rule for converting data for its transmission.
  • the data D1 transmitted from the dosing device to the at least one data communication device is preferably coded according to the so-called two-phase marking code C1 and the data D2 transmitted from the data communication device to the dosing device is preferably coded according to a coding method C2, which is based on a bit format which is also used in the so-called "KEELOQ PWM TRANSMISSION "format of the company Microchip Technology Inc.
  • the two-phase marking code C1 is explained schematically with reference to FIG. 5a and the coding method C2 with reference to FIG. 5b: the two-phase marking code C1 (better known under the name" Biphase mark ").
  • Fig. 5b is illustrative of the bit format encoding process C2 used in the transmission of the data from the data communication device to the dosing device.
  • one bit consists of three signal units E.
  • the first third of the signal (the first one third of the signal) Signal unit) is always “high”, the third third is always “low”, only the difference in the second third of the signal indicates whether it is a zero bit or a one bit: is the second third "high "encoded, it is a zero bit, it is” low "coded to a one-bit.
  • the data D1 and D2 are not transmitted in isolation, but are integrated into a predetermined network protocol N whose main components are shown schematically in FIG.
  • a start signal N1 is transmitted, with the aid of which - in the case of the data transmission from the metering device to the data communication device - the photodiode or the amplifier circuit of the data communication device is put into operational readiness. This targeted activation of the amplifier circuit serves to reduce the power consumption of the data communication device.
  • N1 To the Start signal N1 is then transmitted with some important information N2 designated by the term "header data”, followed by status bytes N3, the actual data D1 and D2 and a checksum N4, in principle these components are N1, N2, N3 and N4 of the network protocol N are known to a person skilled in the field of information technology and / or telecommunications and therefore need not be explained in detail It should be noted that this network protocol N is used in a similar form for both directions of communication.
  • FIG. 7 shows a section of a schematic cross-sectional representation of the dosing device 2 relevant to understanding the invention, together with a schematic top view of the data communication device 3.
  • the central element for the technical realization of the data communication, the status display, the brightness measuring device and the detection device is a circuit board 20, on which essentially the electronic circuit shown in FIG. 3 and the two light-emitting diodes LED1 and LED2 are arranged.
  • This board 20 is located inside the metering device 2, which is covered by the cover 17 to the outside.
  • a light ring 19 is arranged, which distributes the rather punctiform emitted light homogeneously to a wider area.
  • the two light-emitting diodes LED 3a and LED 3b which are used to transmit data
  • the photodiode PD which is used to receive data.
  • a battery compartment 16 in which the batteries for powering the data communication device 3 are arranged, a USB interface 8, via which the data communication device 3 can exchange data with a computer, a visual status display device 13 and a power button 21.
  • FIG. 8 shows a detail of a schematically illustrated perspective view of a metering device 2 from obliquely below, in which case the metering device 2 is a device for dispensing soap.
  • the soap outlet opening is provided with the reference numeral 23. Concentric with this outlet opening of the light ring 19 is arranged, the Status display of soap dispenser 2 is used. Furthermore, a button 18, which is also used to activate the receiving device, the phototransistor PT and the infrared LED LED4 can be seen on the underside of the soap dispenser 2.

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Abstract

Network (1) for data communication, comprising at least one, preferably precisely one, dispensing apparatus (2), particularly a sanitary dispenser, and at least one, preferably precisely one, data communication apparatus (3), wherein both the at least one dispensing apparatus (2) and the at least one data communication apparatus (3) have at least one transmission apparatus (4, 5) for sending data (D1, D2) and at least one reception apparatus (6, 7) for receiving data (D1, D2) and said transmission and reception apparatuses (4, 5, 6, 7) allow bidirectional communication between the at least one dispensing apparatus (2) and the at least one data communication apparatus (3), wherein the reception apparatuses (6, 7) comprise at least one reception component (PT, PD) for converting visible light (L) into electrical power, and the transmission apparatuses (4, 5) comprise at least one transmission component (LED1, LED2, LED3a, LED3b) for converting electrical power into visible light (L).

Description

NETZWERK ZUR OPTISCHEN DATENKOMMUNIKATION FÜR EINE DOSIERVORRICHTUNG  NETWORK FOR OPTICAL DATA COMMUNICATION FOR A DOSING DEVICE
Die Erfindung betrifft ein Netzwerk zur Datenkommunikation, umfassend wenigstens eine, vorzugsweise genau eine, Dosiervorrichtung, insbesondere einen Sanitärspender, und wenigstens eine, vorzugsweise genau eine, Datenkommunikationsvorrichtung, wobei sowohl die wenigstens eine Dosiervorrichtung als auch die wenigstens eine Datenkommunikationsvorrichtung wenigstens eine Sendevorrichtung zum Senden von Daten und wenigstens eine Empfangsvorrichtung zum Empfang von Daten aufweist und diese Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen eine bidirektionale Kommunikation zwischen der wenigstens einen Dosiervorrichtung und der wenigstens einen Datenkommunikationsvorrichtung ermöglichen. The invention relates to a network for data communication comprising at least one, preferably exactly one, metering device, in particular a sanitary dispenser, and at least one, preferably exactly one, data communication device, wherein both the at least one metering device and the at least one data communication device at least one transmitting device for transmitting Data and at least one receiving device for receiving data, and these transmitting or receiving devices allow bidirectional communication between the at least one metering device and the at least one data communication device.
Dosiervorrichtungen sind Vorrichtungen zur bedarfsgesteuerten Abgabe von Produkten, die in Toilettenräumen, Waschräumen, in Waschvorrichtungen und/oder im Küchenbereich verbrauc ht werden. In Zusammenhang mit den Toiletten- und/oder Waschräumen handelt es sich bei den Dosiervorrichtungen beispielsweise um Sanitärspender zur Abgabe von Seife, Handtüchern, Toilettenpapier, Duftstoffen und Desinfektionsmitteln. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen bestimmten Typ einer Dosiervorrichtung beschränkt. Dosing devices are devices for the demand-controlled dispensing of products that are used in toilets, washrooms, in washing devices and / or in the kitchen area. In connection with the toilet and / or washrooms, the dosing devices are, for example, sanitary dispensers for dispensing soap, towels, toilet paper, fragrances and disinfectants. However, the present invention is not limited to any particular type of metering device.
Insbesondere in größeren Toiletten- und/oder Waschräumen ist man zunehmend darum bemüht, einen unnötigen Verbrauch der abzugebenden Produkte zu vermeiden und den Wartungsaufwand der Dosiervorrichtungen so gering wie möglich zu halten. Eine Voraussetzung zum Erreichen dieser beiden Ziele besteht darin, eine schnelle, einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Datenkommunikation mit den Dosiervorrichtungen bereitzustellen. Dabei geht es nicht nur darum, Daten der Dosiervorrichtungen auszulesen, sondern auch Daten an die Dosiervorrichtungen - z.B. zur Optimierung der Abgabeparameter - zu übermitteln. Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf eine bidirektionale Datenkommunikation. Particularly in larger toilets and / or washrooms, efforts are increasingly being made to avoid unnecessary consumption of the products to be dispensed and to keep the maintenance of the dosing devices as low as possible. A prerequisite to achieving these two goals is to provide a quick, easy and inexpensive way of communicating with the dosing devices. It is not only about reading data from the dosing devices, but also data to the dosing devices - e.g. to optimize the delivery parameters - to submit. The present invention thus relates to a bidirectional data communication.
In der WO 2005/065509 A1 ist ein Netzwerk zur bidirektionalen Datenkommunikation, umfassend wenigstens eine Dosiervorrichtung und wenigstens eine Datenkommunikationsvorrichtung, beschrieben. In diesem Netzwerk werden die Daten mittels Infrarotstrahlung übermittelt. Nachteilig dabei ist, dass nur die wenigstens der bisher installierten Dosiervorrichtungen eine für Infrarotstrahlung ausgelegte Sende- und Empfangsvorrichtung aufweisen. Das bedeutet, dass die bisherigen Dosiervorrichtungen - zum Aufbau eines derartigen Netzwerkes - entweder durch neue Geräte ersetzt oder aufwendig umgerüstet werden müssen. Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine im Vergleich zum Stand der Technik einfachere und kostengünstigere Alternative zum Aufbau eines Netzwerkes zur Datenkommunikation, umfassend wenigstens eine Dosiervorrichtung und wenigstens eine Datenkommunikationsvorrichtung, insbesondere auch unter Einbeziehung der bisher installierten Dosiervorrichtungen, anzugeben. WO 2005/065509 A1 describes a network for bidirectional data communication comprising at least one metering device and at least one data communication device. In this network, the data is transmitted by infrared radiation. A disadvantage is that only the at least the previously installed metering devices designed for infrared radiation transmitting and receiving device. This means that the previous dosing devices - to build such a network - either replaced by new equipment or must be converted consuming. The present invention has therefore set itself the task of providing a simpler and cheaper compared to the prior art alternative to the construction of a network for data communication comprising at least one metering device and at least one data communication device, in particular including the previously installed metering devices.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. This object is achieved by the features of the main claim.
Eine Grundidee der Erfindung besteht also darin, dass die bidirektionale Datenkommunikation mittels sichtbarem Licht, d.h. mittels elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 490 und 790 nm, erfolgt. Diese Grundidee trägt wesentlich zur Lösung der formulierten Aufgabe bei, da die meisten der bisher installierten Dosiervorrichtungen Vorrichtungen (z.B. zur Statusanzeige) aufweisen, die ohnehin mit sichtbarem Licht arbeiten und deren Funktionalität sich vergleichweise einfach in Bezug auf die Datenkommunikation erweitern lässt. A basic idea of the invention is thus that bidirectional data communication by means of visible light, i. by means of electromagnetic radiation with a wavelength between 490 and 790 nm, takes place. This basic idea contributes substantially to the solution of the formulated problem, since most of the previously installed metering devices have devices (for example for status display) which in any case operate with visible light and whose functionality can be expanded comparatively easily in terms of data communication.
Vorteilhafterweise findet die Datenkommunikation mit gepulstem sichtbaren Licht statt, wobei die Pulsdauer vorzugsweise im Mikrosekundenbereich liegt. Advantageously, the data communication takes place with pulsed visible light, wherein the pulse duration is preferably in the microsecond range.
In der kleinsten Ausführungsform besteht das erfindungsgemäße Netzwerk aus einer Dosiervorrichtung und einer Datenkommunikationsvorrichtung. Optional kann es durch die Einbeziehung eines Computers, z.B. in Form eines PCs, eines Notebooks, eines Smartphones oder einem sogenannten„mobile device", erweitert werden. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Datenkommunikationsvorrichtung wenigstens eine Schnittstelle zur Datenkommunikation mit einem Computer, vorzugsweise eine USB-, serielle, WLAN-, LAN- oder BLUETOOTH-Schnittstelle, umfasst. In the smallest embodiment, the network according to the invention consists of a metering device and a data communication device. Optionally, it can be achieved by the inclusion of a computer, e.g. in the form of a PC, a notebook, a smartphone or a so-called "mobile device." For this purpose, it is expedient if the data communication device has at least one interface for data communication with a computer, preferably a USB, serial, WLAN, LAN or BLUETOOTH interface.
Idealerweise ist die Datenkommunikationsvorrichtung mobil ausgebildet. In diesem Fall kann beispielsweise eine Person, die ohnehin mit der Wartung der Dosiervorrichtungen bzw. der Säuberung der Toiletten- und/oder Waschräume betraut ist, in einfacher Weise auch allfällige Datenkommunikationsaufgaben übernehmen, indem sie die Datenkommunikationsvorrichtung bei sich trägt und zur Durchführung der Datenkommunikation in die Nähe der Dosiervorrichtung hält. Ideally, the data communication device is mobile. In this case, for example, a person who is entrusted anyway with the maintenance of the metering devices or the cleaning of the toilet and / or washrooms, in a simple manner also take any data communication tasks by the Data communication device carries and holds to carry out the data communication in the vicinity of the metering device.
In einer technisch einfachen Ausführungsform handelt es sich bei dem wenigstens einen Empfangsbauteil der wenigstens einen Dosiervorrichtung und/oder der wenigstens einen Datenkommunikationsvorrichtung um eine Photodiode oder einen Phototransistor, wobei bei der wenigstens einen Dosiervorrichtung ein Phototransistor und/oder bei der Datenkommunikationsvorrichtung eine Photodiode bevorzugt wird. Das Wirkungsprinzip einer Photodiode bzw. eines Phototransistors ist im Prinzip dasselbe, nur dass der Phototransistor schon eine integrierte Verstärkerschaltung zur Verstärkung des Messsignals aufweist. Das bedeutet, dass das Signal der Photodiode in der Regel noch verstärkt werden muss. Daher umfasst die Datenkommunikationsvorrichtung vorteilhafterweise noch eine Verstärkervorrichtung. Bei dem wenigstens einen Sendebauteil handelt es sich in einer technisch einfachen Ausführungsform um eine Leuchtdiode. In a technically simple embodiment, the at least one receiving component of the at least one dosing device and / or the at least one data communication device is a photodiode or a phototransistor, wherein at least one dosing device is a phototransistor and / or a photodiode is preferred in the data communication device. The principle of operation of a photodiode or a phototransistor is the same in principle, except that the phototransistor already has an integrated amplifier circuit for amplifying the measurement signal. This means that the signal of the photodiode usually has to be amplified. Therefore, the data communication device advantageously still comprises an amplifier device. The at least one transmitting component is a light-emitting diode in a technically simple embodiment.
Eine besonders flexible Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sendebzw. Empfangsvorrichtungen der wenigstens einen Dosiervorrichtung und der wenigstens einen Datenkommunikationsvorrichtung wenigstens einen Prozessor und/oder eine Logik, vorzugsweise einen Mikrocontroller, umfassen, wobei die Aufgabe des Prozessors und/oder der Logik im Wesentlichen darin besteht, die für die Kommunikation vorgesehenen Datenpakete aufzubereiten bzw. auszuwerten. Ein solcher Prozessor bzw. eine solche Logik bietet insbesondere die Möglichkeit, in unterschiedlichen Betriebszuständen unterschiedliche Datenverarbeitungsprogramme auszuführen. Unter den Begriff „Logik" fallen z.B. sogenannte (programmierbare) „SoC"-Systeme, wobei„SoC" eine Abkürzung des englischen Ausdrucks„System on a Chip" ist. A particularly flexible embodiment is characterized in that the Sendebzw. Receiving devices of the at least one metering device and the at least one data communication device at least one processor and / or logic, preferably a microcontroller, comprise, the task of the processor and / or the logic is essentially to prepare the data packets intended for communication or to evaluate , In particular, such a processor or logic offers the possibility of executing different data processing programs in different operating states. For example, the term "logic" includes so-called "programmable" SoC systems, where "SoC" is an abbreviation of the English term "system on a chip."
Dies ist nicht zuletzt auch im Zusammenhang mit einer vorteilhaften Mehrfachfunktion der wenigstens einen Sendevorrichtung und/oder der wenigstens einen Empfangsvorrichtung der wenigstens einen Dosiervorrichtung von Bedeutung: Es hat sich nämlich als günstig herausgestellt, wenn die wenigstens eine Sendevorrichtung der wenigstens einen Dosiervorrichtung zusätzlich als Statusanzeige und/oder die wenigstens eine Empfangsvorrichtung der wenigstens einen Dosiervorrichtung zusätzlich der Messung der Helligkeit des Umgebungslichtes und/oder der Detektion wenigstens eines Objektes, das sich in der Nähe der Dosiervorrichtung befindet, dient. Diese Mehrfachfunktionen werden detailliert im Zuge der Figurenbeschreibung weiter unten erläutert. Weitere Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Datenkommunikationsvorrichtung eines oder mehrere der folgenden Bestandteile umfasst: wenigstens eine Speichervorrichtung, wenigstens eine Anzeigevorrichtung zur Visualisierung von Daten, wenigstens eine, vorzugsweise visuelle, Statusanzeigevorrichtung, wenigstens eine akustische Signalgebervorrichtung, wenigstens eine Echtzeituhrvorrichtung und/oder wenigstens eine Spannungsversorgungsvorrichtung. Diese Bestandteile dienen im Wesentlichen dazu, den Bedienkomfort für den Nutzer zu erhöhen und sind insbesondere auch im Hinblick auf das optionale Merkmal der Mobilität der Datenkommunikationsvorrichtung relevant. Hinsichtlich der im erfindungsgemäßen Netzwerk übertragenen Daten sei angemerkt, dass es sich dabei z.B. um Zählerstände, Serien- und/oder Identifikationsnummern, Namen, Fehlermeldungen, Produktionsdaten und/oder Informationen über den Spannungszustand wenigstens einer Batterie handeln kann. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass die in den beiden Kommunikationsrichtungen übertragenen Daten, vorzugsweise unterschiedlich, codiert sein können, wobei dieser Punkt ebenfalls noch näher im Zuge der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert wird. This is not least in connection with an advantageous multiple function of at least one transmitting device and / or the at least one receiving device of the at least one dosing of importance: It has been found to be favorable if the at least one transmitting device of the at least one metering additionally as a status indicator and / or the at least one receiving device of the at least one metering device in addition to the measurement of the brightness of the ambient light and / or the detection at least one object, which is located in the vicinity of the metering device serves. These multiple functions will be explained in detail in the description of the figures below. Further embodiments are characterized in that the at least one data communication device comprises at least one memory device, at least one display device for visualizing data, at least one, preferably visual, status display device, at least one acoustic signaling device, at least one real-time clock device and / or at least one power supply device. These components essentially serve to increase the ease of use for the user and are particularly relevant with regard to the optional feature of the mobility of the data communication device. With regard to the data transmitted in the network according to the invention, it should be noted that this may be, for example, counter readings, serial numbers and / or identification numbers, names, error messages, production data and / or information about the voltage state of at least one battery. In addition, it should be pointed out that the data transmitted in the two communication directions can preferably be coded differently, this point also being explained in more detail in the following description of the figures.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen: Further details and advantages of the present invention will be explained in more detail below with reference to the description of the figures with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show:
Fig. 1 eine schematische Übersichtsdarstellung des Netzwerkes zur Fig. 1 is a schematic overview of the network for
Datenkommunikation,  Data communication,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der im Zusammenhang mit der Erfindung wesentlichen Bestandteile der Dosiervorrichtung und der Fig. 2 is a schematic representation of the essential components in connection with the invention of the metering device and the
Datenkommunikationsvorrichtung, Data communication device,
Fig. 3 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der wesentlichen elektronischen Bestandteile der Empfangs-, der Helligkeitsmess- bzw. derFig. 3 is a greatly simplified schematic representation of the essential electronic components of the receiving, the brightness measurement or the
Detektionsvorrichtung der Dosiervorrichtung, Fig. 4 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abstimmung der Statusanzeige der Dosiervorrichtung, des Datenaustausche mit der Datenkommunikationsvorrichtung, der Messung der Helligkeit des Umgebungslichtes und der Detektion eines Objektes, das sich in der Nähe der Dosiervorrichtung befindet, Detection device of the metering device, 4 is a schematic representation of the timing of the status display of the metering device, the data exchanges with the data communication device, the measurement of the brightness of the ambient light and the detection of an object that is in the vicinity of the metering device,
Fig. 5a eine schematische Darstellung des Zweiphasenmarkierungscodes, 5a a schematic representation of the two-phase marking code,
Fig. 5b eine schematische Darstellung des Bit-Formats des Fig. 5b is a schematic representation of the bit format of
Codierungsverfahrens, das bei der Übertragung der Daten von der Datenkommunikationsvorrichtung zu der Dosiervorrichtung zum Einsatz kommt,  Coding method used in the transmission of the data from the data communication device to the dosing device,
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Netzwerkprotokolls, das zum  6 is a schematic representation of the network protocol used for
Übermitteln der Daten verwendet wird,  Transmitting the data is used
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einer schematischen Querschnittsdarstellung der  Fig. 7 shows a detail of a schematic cross-sectional view of
Dosiervorrichtung zusammen mit einer schematischen Draufsicht der Datenkommunikationsvorrichtung und  Dosing device together with a schematic plan view of the data communication device and
Fig. 8 einen Ausschnitt einer schematisch dargestellten perspektivischen Ansicht der Dosiervorrichtung.  Fig. 8 shows a detail of a schematically illustrated perspective view of the metering device.
Fig. 1 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Netzwerkes 1 zur Datenkommunikation. Das Netzwerk 1 umfasst (von links nach rechts betrachtet) eine Dosiervorrichtung 2, wobei es sich hierbei um eine Vorrichtung zur Abgabe von Seife, Handtuch, Toilettenpapier, Duftstoff oder Desinfektionsmittel handelt, eine Datenkommunikationsvorrichtung 3, die mobil ausgebildet ist, und einen Computer 9, bei dem es sich um einen PC, ein Notebook, ein Smartphone oder ein sogenanntes „mobile device" handelt. Zwischen der Dosiervorrichtung 2 und der Datenkommunikationsvorrichtung 3 können in beiden Kommunikationsrichtungen Daten übertragen werden, d.h. dass eine bidirektionale Datenkommunikation möglich ist. Dabei erfolgt diese Datenkommunikation berührungslos, und zwar mittels elektromagnetischer Strahlung, genauer gesagt mittels sichtbarem Licht L. In der Zeichnung ist diese mittels sichtbarem Licht L stattfindende bidirektionale Datenkommunikation durch Pfeile und schematisch angedeutete Wellenfronten symbolisiert. Typischerweise beträgt der Abstand A für diese Datenkommunikation zwischen der Dosiervorrichtung 2 und der Datenkommunikationsvorrichtung 3 einige wenige Zentimeter. Technisch wird die Datenkommunikation dadurch ermöglicht, dass sowohl die Dosiervorrichtung 2 als auch die Datenkommunikationsvorrichtung 3 jeweils eine Sendevorrichtung 4 bzw. 5 zum Senden von Daten und eine Empfangsvorrichtung 6 bzw. 7 zum Empfangen von Daten aufweist, wobei die wesentlichen Bestandteile bzw. die Funktionsweise dieser Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen 4, 5, 6 und 7 anhand der nachfolgenden Figuren im Einzelnen erläutert werden. Die Datenkommunikationsvorrichtung 3 und der Computer 9 können ebenfalls bidirektional Daten austauschen. Hierzu weist die Datenkommunikationsvorrichtung 3 eine zu diesem Zweck üblicherweise von einem Fachmann verwendete Schnittstelle 8, wie z.B. eine USB-, eine serielle, eine WLAN-, eine LAN- oder eine BLUETOOTH-Schnittstelle, auf. Allgemein sei noch angemerkt, dass es sich bei den Daten, die im Netzwerk 1 zwischen der Dosiervorrichtung 2 und der Datenkommunikationsvorrichtung 3 bzw. zwischen der Datenkommunikationsvorrichtung 3 und dem Computer 9 übertragen werden, z.B. um Zählerstände, Serien- und/oder Identifikationsnummern, Namen, Fehlermeldungen, Produktionsdaten und/oder Informationen über den Spannungszustand von Batterien handelt. Fig. 1 shows a schematic overview of the preferred embodiment of the network 1 for data communication. The network 1 comprises (viewed from left to right) a metering device 2, which is a device for dispensing soap, towel, toilet paper, perfume or disinfectant, a data communication device 3 which is designed to be mobile and a computer 9, which is a PC, a notebook, a smartphone or a so-called "mobile device." Data can be transmitted in both directions of communication between the dosing device 2 and the data communication device 3, ie bidirectional data communication is possible In the drawing, this is symbolized by arrows and schematically indicated wavefronts by means of visible light L. Typically, the distance A is for this data communication n between the metering device 2 and the data communication device 3 a few centimeters. Technically, the data communication is made possible by the fact that both the metering device 2 as Also, the data communication device 3 each having a transmitting device 4 or 5 for sending data and a receiving device 6 or 7 for receiving data, wherein the essential components or the operation of these transmitting or receiving devices 4, 5, 6 and 7 based the following figures are explained in detail. The data communication device 3 and the computer 9 can also exchange bidirectional data. For this purpose, the data communication device 3 has an interface 8 which is customarily used by a person skilled in the art for this purpose, for example a USB, a serial, a WLAN, a LAN or a BLUETOOTH interface. It should generally be noted that the data transmitted in the network 1 between the dosing device 2 and the data communication device 3 or between the data communication device 3 and the computer 9, for example counter readings, serial and / or identification numbers, names, Error messages, production data and / or information about the voltage state of batteries is.
In der Fig. 2 sind schematisch die im Zusammenhang mit der Erfindung wesentlichen Bestandteile der Dosiervorrichtung 2 und der Datenkommunikationsvorrichtung 3 dargestellt. Die Empfangsvorrichtungen 6 und 7 umfassen jeweils ein Empfangsbauteil PT und PD zur Umwandlung von sichtbarem Licht L in elektrische Energie, und die Sendevorrichtungen 4 und 5 umfassen Sendebauteile LED1 , LED2, LED3a und LED3b zur Umwandlung von elektrischer Energie in sichtbares Licht L. Im Falle der Dosiervorrichtung 2 handelt es sich bei dem Empfangsbauteil um einen Phototransistor PT, im Falle der Datenkommunikationsvorrichtung 3 um eine Photodiode PD. Das Wirkungsprinzip einer Photodiode PD bzw. eines Phototransistors PT ist im Prinzip dasselbe, nur dass der Phototransistor PT schon eine integrierte Verstärkerschaltung zur Verstärkung des Messsignals aufweist. Das bedeutet, dass das Signal der Photodiode PD in der Regel noch verstärkt werden muss. Daher weist die Datenkommunikationsvorrichtung 3 konsequenterweise eine entsprechende Verstärkervorrichtung 10 auf. Der Phototransistor PT ist derart ausgelegt, dass seine Empfindlichkeit für Infrarotstrahlung am größten ist, jedoch auch sichtbares Licht L in elektrische Energie umwandeln kann. Die Photodiode PD weist im Gegensatz dazu eine schmalbandigere Empfindlichkeit auf und wandelt im Wesentlichen nur sichtbares Licht L in elektrische Energie um. Bei den Sendebauteilen LED1 , LED2, LED3a und LED3b, die Bestandteile der Sendevorrichtungen 4 und 5 sind, handelt es sich um Leuchtdioden, die sichtbares Licht L emittieren. Es sei angemerkt, dass in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sowohl die Sendevorrichtung 4 der Dosiervorrichtung 2 als auch die Sendevorrichtung 5 der Datenkommunikationsvorrichtung 3 jeweils zwei Leuchtdioden LED1 und LED2 bzw. LED3a und LED3b umfassen. Im Falle der Dosiervorrichtung 2 besteht der Grund dafür darin, dass die Sendevorrichtung 4 eine Doppelfunktion erfüllt. Sie dient nämlich neben dem Senden von Daten auch noch als Statusanzeige. Mittels dieser Statusanzeige kann z.B. angezeigt werden, ob das zu spendende Gut der Dosiervorrichtung 2 wieder aufgefüllt werden muss oder eine Batterie erneuert werden muss. In derartigen Fällen leuchtet die Statusanzeige rot. Wenn keinerlei Störungen vorliegen und die Dosiervorrichtung 2 jederzeit betriebsbereit ist, leuchtet die Statusanzeige grün. Im einfachsten Fall kann diese zweifarbige Statusanzeige technisch dadurch realisiert werden, dass die Sendevorrichtung 4 sowohl eine rote Leuchtdiode LED1 als auch eine grüne Leuchtdiode LED2 umfasst. Alternativ kann sie stattdessen natürlich auch eine zweifarbige Leuchtdiode umfassen. Im Falle der Datenkommunikationsvorrichtung 3 besteht der Grund dafür, dass die Sendevorrichtung 5 zwei Leuchtdioden LED3a und LED3b umfasst (wobei es sich hier um zwei baugleiche Leuchtdioden handelt), darin, dass sich auf diese Weise die Signalstärke für die Übertragung von Daten von der Datenkommunikationsvorrichtung 3 zu der Dosiervorrichtung 2 erhöhen lässt. FIG. 2 schematically shows the components of the dosing device 2 and the data communication device 3 which are essential in connection with the invention. The receiving devices 6 and 7 each comprise a receiving component PT and PD for converting visible light L into electrical energy, and the transmitting devices 4 and 5 comprise transmitting components LED1, LED2, LED3a and LED3b for converting electrical energy into visible light L. In the case of Dosing device 2 is the receiving component to a phototransistor PT, in the case of the data communication device 3 to a photodiode PD. The principle of operation of a photodiode PD or a phototransistor PT is the same in principle, except that the phototransistor PT already has an integrated amplifier circuit for amplifying the measurement signal. This means that the signal of the photodiode PD usually has to be amplified. Therefore, the data communication device 3 consequently has a corresponding amplifier device 10. The phototransistor PT is designed so that its sensitivity to infrared radiation is greatest, but also visible light L can convert into electrical energy. In contrast, the photodiode PD has a narrowband sensitivity and essentially converts only visible light L into electrical energy. The transmitting components LED1, LED2, LED3a and LED3b, which are components of the transmitting devices 4 and 5, are light-emitting diodes which emit visible light L. It should be noted that in the preferred embodiment both the transmitting device 4 of the metering device 2 and the transmitting device 5 of the data communication device 3 each comprise two light-emitting diodes LED1 and LED2 or LED3a and LED3b. In the case of the metering device 2, the reason for this is that the transmitting device 4 fulfills a dual function. In addition to sending data, it also serves as a status indicator. By means of this status display can be displayed, for example, if the donated Good the metering device 2 must be refilled or a battery needs to be renewed. In such cases, the status indicator lights red. If there are no faults and the dosing device 2 is ready for operation at any time, the status indicator lights up green. In the simplest case, this two-color status display can be realized technically in that the transmitting device 4 comprises both a red LED LED1 and a green LED2 LED. Alternatively, it may of course also include a two-color LED instead. In the case of the data communication device 3, the reason why the transmitting device 5 comprises two light-emitting diodes LED3a and LED3b (which are two identical light emitting diodes) is that in this way the signal strength for the transmission of data from the data communication device 3 can increase to the metering device 2.
Die Empfangsbauteile PT und PD zur Umwandlung von sichtbarem Licht L in elektrische Energie bzw. die Sendebauteile LED1 , LED2, LED3a und LED3b zur Umwandlung von elektrischer Energie in sichtbares Licht L sind sowohl im Falle der Dosiervorrichtung 2 als auch im Falle der Datenkommunikationsvorrichtung 3 elektrisch mit einem zentralen Prozessor C1 bzw. μ02, genauer gesagt mit einem Mikrocontroller, verbunden. Diese Kombination der Empfangs- bzw. Sendebauteile mit den MikroControllern C1 und pC2 stellen die Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen 4, 5, 6 und 7 dar, was in der Zeichnung mit Hilfe der vier kleineren geschweiften Klammern angedeutet sein soll. Aufgabe der beiden Mikrocontroller pC1 und μ02 ist es, die für die Kommunikation vorgesehenen Datenpakete aufzubereiten bzw. auszuwerten. Hierzu sind - je nach Typ der Mikrocontroller pC1 und pC2 - entweder direkt auf den MikroControllern oder in mit den Mikrocontrollern verbundenen Speichervorrichtungen 22 und 11 verschiedene Betriebsprogramme zur Datenverarbeitung abgelegt. The receiving components PT and PD for converting visible light L into electrical energy or the transmitting components LED1, LED2, LED3a and LED3b for converting electrical energy into visible light L are electrically both in the case of the metering device 2 and in the case of the data communication device 3 a central processor C1 or μ02, more specifically connected to a microcontroller. This combination of the receiving or transmitting components with the microcontrollers C1 and pC2 represent the transmitting and receiving devices 4, 5, 6 and 7, which should be indicated in the drawing by means of the four smaller curly brackets. The task of the two microcontrollers pC1 and μ02 is to prepare or evaluate the data packets intended for the communication. These are - depending on the type of microcontroller pC1 and pC2 - either directly on the microcontrollers or connected to the microcontrollers Memory devices 22 and 11 stored various operating programs for data processing.
Es sei noch angemerkt, dass nicht nur die Sendevorrichtung 4 der Dosiervorrichtung 2 eine Mehrfachfunktion erfüllt, sondern auch die Empfangsvorrichtung 6 der Dosiervorrichtung 2 mehreren Zwecken dient: Sie fungiert nicht nur als Vorrichtung zum Empfang von mittels elektromagnetischer Strahlung übertragener Daten sondern auch als Helligkeitsmessvorrichtung 6' zur Messung der Helligkeit des Umgebungslichtes. Im Falle einer Dosiervorrichtung 2 zur Abgabe von Seife oder eines Desinfektionsmittels wird diese Vorrichtung darüber hinaus auch noch als Detektionsvorrichtung 6" zur Detektion wenigstens eines Objektes, das sich in der Nähe der Dosiervorrichtung 2 befindet, also z.B. zur Detektion der Hand eines Menschen verwendet. Diese Mehrfachfunktionen der Sende- bzw. Empfangsvorrichtung 4 bzw. 6 der Dosiervorrichtung 2 sei im Einzelnen anhand der Figuren 3 und 4 erläutert. It should also be noted that not only the transmitting device 4 of the metering device 2 fulfills a multiple function, but also the receiving device 6 of the metering device 2 serves several purposes: it functions not only as a device for receiving data transmitted by means of electromagnetic radiation but also as a brightness measuring device 6 '. for measuring the brightness of the ambient light. In the case of a dispensing device 2 for dispensing soap or a disinfectant, this device is moreover also used as a detection device 6 "for detecting at least one object which is located in the vicinity of the dispensing device 2, ie for detecting the hand of a human Multiple functions of the transmitting and receiving device 4 and 6 of the metering device 2 will be explained in detail with reference to Figures 3 and 4.
Neben den bereits genannten Bestandteilen (Empfangsbauteil PD, Sendebauteile LED3a und LED3b, Mikrocontroller μ02 und Speichervorrichtung 11) umfasst die Datenkommunikationsvorrichtung 3 des Weiteren eine Anzeigevorrichtung 12 zur Visualisierung von Daten, eine visuelle Statusanzeigevorrichtung 13, eine akustische Signalgebervorrichtung 14 (Summer), eine Echtzeituhrvorrichtung 15 sowie eine Spannungsversorgungsvorrichtung 16, die mehrere Batterien umfasst, sowie die bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 angesprochene Schnittstelle 8 zur Datenkommunikation mit einem Computer 9. Die Dosiervorrichtung 2 umfasst ebenfalls noch mehrere Bestandteile, wie z.B. einen Motor, Sensoren, Einstellelemente, die gemäß dem Stand der Technik üblicherweise dazu verwendet werden, die Abgabe eines Sanitärproduktes zu ermöglichen. Auf diese Bestandteile, die in der Zeichnung unter dem Bezugszeichen P zusammengefasst sind, sei an dieser Stelle nicht näher eingegangen, da sie nicht dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen und einem Fachmann ohnehin bekannt sind. In addition to the components already mentioned (reception component PD, transmission components LED3a and LED3b, microcontroller μ02 and memory device 11), the data communication device 3 further comprises a display device 12 for visualizing data, a visual status display device 13, an acoustic signaling device 14 (buzzer), a real time clock device 15 as well as a power supply device 16, which comprises a plurality of batteries, as well as the already addressed in connection with FIG. 1 interface 8 for data communication with a computer 9. The metering device 2 also includes several components, such as a motor, sensors, adjustment elements that are commonly used in the prior art to allow the delivery of a sanitary product. These components, which are summarized in the drawing by the reference symbol P, will not be discussed in more detail here, since they do not serve the understanding of the present invention and are already known to a person skilled in the art.
Anhand der Fig. 3 sei im Folgenden der elektronische Grundaufbau der Empfangsvorrichtung 6, der Helligkeitsmessvorrichtung 6' bzw. der Detektionsvorrichtung 6" der Dosiervorrichtung erläutert. Dargestellt sind nur die wesentlichen, für das grundlegende Verständnis erforderlichen elektronischen Komponenten. The basic electronic structure of the receiving device 6, the brightness measuring device 6 'or the detection device 6 "of the metering device is explained below with reference to FIG essential electronic components required for basic understanding.
Zentrales Bauteil ist ein Phototransistor PT, der sichtbares Licht und Infrarotstrahlung in ein analoges elektrisches Signal umwandelt und dieses Signal zur weiteren Verarbeitung an einen Mikrocontroller μ01 weiterleitet. Der Phototransistor PT bildet zusammen mit dem Widerstand R2 einen Spannungsteiler, wobei der Widerstand R2 mit der positiven Spannungsversorgung V+ und der Emitter des Phototransistors PT mit Pin 12 des MikroControllers μ01 verbunden ist. Bei Verwendung des Phototransistors PT wird dieser Pin auf Masse GND geschaltet. Dadurch, dass der Pin nicht ständig mit der Masse GND verbunden ist, ist es möglich, die Schaltung in den Zeiträumen, in denen sie nicht benötigt wird, zu deaktivieren und so Energie zu sparen. Fällt (im Betriebszustand) Licht bzw. Infrarotstrahlung auf den Phototransistor PT, steigt die Leitfähigkeit durch den Phototransistor an, wodurch die Spannung am Abgriff des Spannungsteilers, der mit Pin 4 des MikroControllers μ01 verbunden ist, sinkt. Umgekehrt steigt die Spannung an, wenn die Intensität des Lichts bzw. der Infrarotstrahlung abnimmt. Es handelt sich also um ein invertierendes Verhalten. The central component is a phototransistor PT, which converts visible light and infrared radiation into an analogue electrical signal and forwards this signal to a microcontroller μ01 for further processing. The phototransistor PT together with the resistor R2 forms a voltage divider, wherein the resistor R2 is connected to the positive voltage supply V + and the emitter of the phototransistor PT to pin 12 of the microcontroller μ01. When using the phototransistor PT, this pin is switched to ground GND. Because the pin is not permanently connected to ground GND, it is possible to disable the circuit in periods when it is not needed, thus saving energy. If (in the operating state) light or infrared radiation falls on the phototransistor PT, the conductivity increases through the phototransistor, whereby the voltage at the tap of the voltage divider, which is connected to pin 4 of the microcontroller μ01, decreases. Conversely, the voltage increases as the intensity of the light or infrared radiation decreases. It is therefore an inverting behavior.
Wird diese Schaltung nun als Empfangsvorrichtung 6 zum Empfang von mittels elektromagnetischer Strahlung übertragener Daten verwendet, so wird das analoge Signal des Phototransistors PT an Pin 4 des Mikrocontrollers μ01 eingelesen und in einem bestimmten Zeitintervall abgetastet. Dabei werden sprunghafte Anstiege (positive und negative Flanken) dieses Analogwertes erkannt und die Zeitabstände zwischen diesen Anstiegen in ein Bit-Muster (Daten) umgewandelt. If this circuit is now used as a receiving device 6 for receiving data transmitted by means of electromagnetic radiation, the analog signal of the phototransistor PT is read in at pin 4 of the microcontroller μ01 and sampled in a specific time interval. In this case, sudden increases (positive and negative edges) of this analog value are detected and the time intervals between these increases are converted into a bit pattern (data).
Wird die beschriebene Schaltung als Helligkeitsmessvorrichtung 6' zur Messung der Helligkeit des Umgebungslichtes verwendet, so wird wiederum das Signal des Phototransistors PT an Pin 4 des Mikrocontrollers μ01 eingelesen und verarbeitet. Eine Besonderheit dabei ist, dass ein Mittelwert über mehrere Messungen ermittelt wird, um mögliche Störungen herauszufiltern. Der auf diese Weise erfasste Helligkeitswert des Umgebungslichtes kann in weiterer Folge dazu genutzt werden, z.B. die Helligkeit der bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 erwähnten Statusanzeige der Dosiervorrichtung zu regeln. Diese Helligkeitsregelung der Statusanzeige ist z.B. in Krankenhauszimmern wichtig, um Störungen eines Patienten, der sich in dem Krankenhauszimmer aufhält, in der Nacht durch das Blinken der Statusanzeige zu vermeiden. If the described circuit is used as a brightness measuring device 6 'for measuring the brightness of the ambient light, the signal of the phototransistor PT at pin 4 of the microcontroller μ01 is in turn read in and processed. A special feature is that an average value is determined over several measurements in order to filter out possible disturbances. The brightness value of the ambient light detected in this way can subsequently be used to regulate, for example, the brightness of the status display of the dosing device already mentioned in connection with FIG. 2. This brightness control of the status display is important, for example in hospital rooms, to disturb a patient, staying in the hospital room to avoid at night by flashing the status indicator.
Wie ausgeführt, kann der Phototransistor PT schließlich auch noch Bestandteil einer Detektionsvorrichtung 6" zur Detektion wenigstens eines Objektes, z.B. einer Hand eines Menschen, sein. Zur technischen Realisierung dieser Detektionsvorrichtung 6" umfasst die elektronische Schaltung des Weiteren eine Leuchtdiode LED4, die Infrarotstrahlung emittiert. Ein sich in der Nähe der Dosiervorrichtung befindliches Objekt lässt sich dann wie folgt detektieren: As explained above, the phototransistor PT may finally also be part of a detection device 6 "for detecting at least one object, for example a human hand. <br/> <br/> For technical realization of this detection device 6", the electronic circuit further comprises a light-emitting diode LED4 which emits infrared radiation. An object in the vicinity of the metering device can then be detected as follows:
1. Die Helligkeit des Umgebungslichtes wird (auf die vorbeschriebene Weise) gemessen. 1. The brightness of the ambient light is measured (in the manner described above).
2. Die Infrarot-Leuchtdiode LED4 wird eingeschaltet.  2. The infrared LED4 is switched on.
3. Es wird eine erneute Messung der Helligkeit des Umgebungslichtes durchgeführt.  3. A new measurement of the brightness of the ambient light is performed.
4. Die Infrarot-Leuchtdiode LED4 wird wieder ausgeschaltet.  4. The infrared LED4 is switched off again.
5. Die beiden Messwerte werden miteinander verglichen.  5. The two measured values are compared with each other.
Befindet sich nun ein Objekt in der Nähe der Dosiervorrichtung bzw. in der Nähe des Phototransistors PT weichen die beiden Messwerte voneinander ab, da ein Teil der Infrarotstrahlung an dem Objekt zurückreflektiert wird. Diese Abweichung der Messwerte ist umso größer, je kleiner der Abstand des Objektes zum Phototransistor PT ist. Überschreitet die Differenz der Messwerte einen vorbestimmten Grenzwert, so „weiß" die Dosiervorrichtung, dass sich ein Objekt in seiner Nähe befindet. Diese Information kann in weiterer Folge dazu verwendet werden, den Abgabemodus zu aktivieren. If there is now an object in the vicinity of the metering device or in the vicinity of the phototransistor PT, the two measured values deviate from one another, since part of the infrared radiation is reflected back at the object. This deviation of the measured values is greater, the smaller the distance of the object to the phototransistor PT. If the difference in the measured values exceeds a predetermined limit value, then the dosing device "knows" that an object is in its vicinity, and this information can subsequently be used to activate the dispensing mode.
Wodurch wird nun aber bestimmt, ob der Phototransistor PT zum Empfang von Daten, zur Messung der Helligkeit des Umgebungslichtes oder aber zur Detektion eines Objektes verwendet wird? Hierzu seien mehrere Anmerkungen gemacht: Da der erste Schritt zur Detektion eines Objektes ohnehin darin besteht, die Helligkeit des Umgebungslichtes zu messen, ist es möglich, die Helligkeitsmessvorrichtung 6' und die Detektionsvorrichtung 6" im Betriebszustand der Dosiervorrichtung gleichzeitig zu betreiben. Die Aktivierung der Empfangsvorrichtung 6 wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass eine Abdeckung 17 der Dosiervorrichtung geöffnet und/oder wenigstens ein Befehlsgeber 18, vorzugsweise eine Taste, die sich an der Dosiervorrichtung befindet, betätigt wird. Die Abdeckung 17 und die Taste 18 sind in der Fig. 8, die weiter unten beschrieben wird, zu sehen. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung 6, die Helligkeitsmessvorrichtung 6' und die Detektionsvorrichtung 6" im Betriebszustand der Dosiervorrichtung automatisch in vorbestimmten Zeitabständen aktiv sind und nicht extra durch Betätigung eines mechanischen Bauelementes der Dosiervorrichtung aktiviert werden müssen. But what determines whether the phototransistor PT is used to receive data, to measure the brightness of the ambient light, or to detect an object? For this purpose, several comments are made: Since the first step for detecting an object is anyway to measure the brightness of the ambient light, it is possible to operate the brightness measuring device 6 'and the detection device 6 "simultaneously in the operating state of the dosing device 6 is achieved in a preferred embodiment in that a cover 17 of the metering device opened and / or at least one command generator 18, preferably a button, which is located on the metering device, is actuated. The cover 17 and the button 18 can be seen in Fig. 8, which will be described below. A further preferred embodiment is characterized in that the receiving device 6, the brightness measuring device 6 'and the detection device 6 "are automatically active at predetermined time intervals in the operating state of the metering device and do not have to be activated by operating a mechanical component of the metering device.
Wie eine derartige zeitliche Abstimmung der Statusanzeige der Dosiervorrichtung, der Datenkommunikation zwischen der Dosiervorrichtung und der Datenkommunikationsvorrichtung, der Messung der Helligkeit des Umgebungslichtes sowie der Detektion eines Objektes, das sich in der Nähe der Dosiervorrichtung befindet, aussehen kann, ist schematisch in der Fig. 4 dargestellt. Die von links nach rechts verlaufende Zeitachse ist mit dem Bezugszeichen t versehen. Ereignisse, die in der Zeichnung genau übereinander angeordnet sind, finden gleichzeitig statt. Als Orientierungshilfe sind gestrichelte Linien eingezeichnet. Wie bereits erwähnt, dienen die beiden an der Dosiervorrichtung angeordneten Leuchtdioden LED1 und LED2 dazu, den Status der Dosiervorrichtung in den Farben Rot und Grün anzuzeigen. Dazu wird eine der beiden Leuchtdioden LED1 oder LED2 (je nachdem, ob eine Betriebsstörung vorliegt) in periodischen Abständen ΔΤ1 für eine Zeitdauer ΔΤ4 eingeschaltet. Der Zeitabstand ΔΤ1 liegt im Sekunden-, der Zeitabstand ΔΤ4 im Millisekundenbereich, so dass der Status der Dosiervorrichtung für eine Person, die sich in seiner Nähe befindet, anhand eines roten oder grünen Blinkens erkennbar ist. How such a timing of the status display of the metering device, the data communication between the metering device and the data communication device, the measurement of the brightness of the ambient light and the detection of an object that is located in the vicinity of the metering may look like, is shown schematically in FIG shown. The time axis extending from left to right is provided with the reference symbol t. Events that are exactly superimposed in the drawing take place simultaneously. As a guide dashed lines are shown. As already mentioned, the two light-emitting diodes LED1 and LED2 arranged on the dosing device serve to indicate the status of the dosing device in the colors red and green. For this purpose, one of the two light-emitting diodes LED1 or LED2 (depending on whether there is a malfunction) is switched on at periodic intervals ΔΤ1 for a period of time ΔΤ4. The time interval ΔΤ1 is in the second, the time interval ΔΤ4 in the millisecond range, so that the status of the metering device for a person who is in its vicinity, can be seen by a red or green flashing.
Es wurde bereits ebenfalls ausgeführt, dass die beiden Leuchtdioden LED1 und LED2 zusätzlich zur Statusanzeige auch noch dazu verwendet werden, Daten D1 an eine Datenkommunikationsvorrichtung zu senden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Daten D1 in Form von einer schnellen Abfolge von vergleichsweise kurzen Lichtpulsen in dem Statusanzeigeblinken der beiden Leuchtdioden LED1 und LED2„versteckt" werden. Die Pulsdauer der Daten-Bits liegt im Mikrosekundenbereich, woduch die Daten-Bits für das menschliche Auge aufgrund dessen Trägheit nicht erkennbar sind. Bevorzugt werden die Daten D1 am Ende eines Statuslichtsignals (im Zeitfenster ΔΤ7) versendet. Befindet sich in der Nähe der Dosiervorrichtung eine betriebsbereite Datenkommunikationsvorrichtung, so wird durch ein Startsignal, das den eigentlichen Daten D1 vorausgeht, die Photodiode PD bzw. die damit in elektrischem Kontakt stehende Verstärkerschaltung der Datenkommunikationsvorrichtung in Betriebsbereitschaft versetzt und der Datenempfang der Daten D1 im Zeitfenster ΔΤ7 ermöglicht. It has also been stated that the two LEDs LED1 and LED2 are also used, in addition to the status display, to send data D1 to a data communication device. This is achieved by "hiding" the data D1 in the form of a rapid succession of comparatively short pulses of light in the status indication flashing of the two LEDs LED1 and LED2 The pulse duration of the data bits is in the microsecond range, thus the data bits for the human eye due to its inertia are not recognizable. The data D1 is preferably sent at the end of a status light signal (in the time window ΔΤ7). If there is an operational data communication device in the vicinity of the metering device, the photodiode PD or the amplifier circuit of the data communication device in electrical contact with it is made operational by a start signal preceding the actual data D1 and the data reception of the data D1 in the time window ΔΤ7 allows.
Bevorzugt werden dann in dem Zeitfenster ΔΤ8, also unmittelbar nach dem Empfang der Daten D1 von der Dosiervorrichtung Daten D2 in umgekehrte Richtung mit Hilfe der Leuchtdioden LED3a und LED3b von der Datenkommunikationsvorrichtung an die Dosiervorrichtung gesendet. Diese unmittelbare Aufeinanderabfolge der Ereignisse „Senden von Daten" und „Empfangen von Daten" hat den Vorteil, dass der Phototransistor PT der Dosiervorrichtung automatisch unmittelbar nach Ende des Statuslichtsignals in Empfangsbereitschaft zum Empfang der Daten D2 versetzt wird, und nicht noch extra durch ein spezifisches Ereignis aktiviert werden muss. Preferably, in the time window ΔΤ8, ie immediately after receiving the data D1 from the dosing device, data D2 is sent in the reverse direction with the aid of the LEDs LED3a and LED3b from the data communication device to the dosing device. This immediate succession of the "data sending" and "receiving data" events has the advantage that the phototransistor PT of the metering device is automatically placed ready to receive the data D2 immediately after the end of the status light signal, and not specifically by a specific event must be activated.
Relativ zu diesen drei Ereignissen (Status der Dosiervorrichtung anzeigen, Daten D1 senden und Daten D2 empfangen) findet in bestimmten zeitlichen Abständen ΔΤ2 und ΔΤ3 die Messung der Helligkeit des Umgebungslichtes (im Zeitfenster ΔΤ5) bzw. die Detektion eines Objektes (im Zeitfenster ΔΤ6) in der im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschriebenen Weise statt. Relative to these three events (display the status of the dosing device, send data D1 and receive data D2), the measurement of the brightness of the ambient light (in the time window ΔΤ5) or the detection of an object (in the time window ΔΤ6) takes place at specific time intervals ΔΤ2 and ΔΤ3 the manner described in connection with FIG. 3 instead.
Ein besonderes Merkmal ist, dass die in den beiden Kommunikationsrichtungen - d.h. die von der Dosiervorrichtung zu der Datenkommunikationsvorrichtung und die in die umgekehrte Richtung - übertragenen Daten D1 und D2 gemäß unterschiedlichen Codierungsverfahren codiert sind. Im Allgemeinen versteht man unter einem Code eine Vorschrift zur Umwandlung von Daten für ihre Übertragung. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bieten sich unterschiedliche Codierungsverfahren an, wobei die von der Dosiervorrichtung zu der wenigstens einen Datenkommunikationsvorrichtung übertragenen Daten D1 bevorzugt gemäß dem sogenannten Zweiphasenmarkierungscode C1 und die von der Datenkommunikationsvorrichtung zu der Dosiervorrichtung übertragenen Daten D2 bevorzugt gemäß einem Codierungsverfahren C2 codiert sind, das auf einem Bit- Format basiert, welches auch bei dem sogenannten „KEELOQ PWM TRANSMISSION"-Format des Unternehmens Microchip Technology Inc. zum Einsatz kommt. Der Zweiphasenmarkierungscode C1 sei anhand der Fig. 5a und das Codierungsverfahren C2 anhand der Fig. 5b schematisch erläutert: Der Zweiphasenmarkierungscode C1 (besser bekannt unter der englischen Bezeichnung „Biphase-Mark-Code") ist mit dem differentiellen Manchester-Code vergleichbar, unterscheidet sich aber in einer unterschiedlichen Phasenlage des codierten Datenstromes: Es ist eine zusätzliche zeitliche Verschiebung des uncodierten Datensignals um eine halbe Bit-Zellenzeit notwendig, um den Biphase- Mark-Code in den differentiellen Manchester-Code überzuführen. Für jedes Bit Daten werden zwei Zustände übertragen. Am Anfang eines Bits wird im Gegensatz zum Manchester-Code auf jeden Fall ein Zustandswechsel vorgenommen. Danach unterscheidet sich die Codierung folgendermaßen: Bei einer Eins wechselt der Zustand in der Mitte des Bits und bei einer Null bleibt der Zustand bis zum Ende des Bits gleich. In der oberen Zeile der Fig. 5a ist das Taktsignal C1a schematisch dargestellt. Die mittlere Zeile zeigt eine beispielhafte Abfolge von Daten C1b, die übertragen werden sollen, und in der unteren Zeile ist das codierte Datensignal C1c dargestellt. A particular feature is that the data D1 and D2 transmitted in the two directions of communication - that is, the data from the dosing device to the data communication device and in the reverse direction - are coded according to different coding methods. In general, a code is understood to mean a rule for converting data for its transmission. In connection with the present invention, different coding methods are available, wherein the data D1 transmitted from the dosing device to the at least one data communication device is preferably coded according to the so-called two-phase marking code C1 and the data D2 transmitted from the data communication device to the dosing device is preferably coded according to a coding method C2, which is based on a bit format which is also used in the so-called "KEELOQ PWM TRANSMISSION "format of the company Microchip Technology Inc. The two-phase marking code C1 is explained schematically with reference to FIG. 5a and the coding method C2 with reference to FIG. 5b: the two-phase marking code C1 (better known under the name" Biphase mark "). Code ") is comparable to the differential Manchester code, but differs in a different phase position of the encoded data stream: It is an additional time shift of the uncoded data signal by half a bit cell time necessary to the Biphase Mark code in the differential To transfer Manchester code. For each bit of data, two states are transmitted. At the beginning of a bit, in contrast to the Manchester code, a change of state is always made. After that the coding differs as follows: At a one the state changes in the middle of the bit and at a zero the state remains the same until the end of the bit. In the upper line of Fig. 5a, the clock signal C1a is shown schematically. The middle row shows an exemplary sequence of data C1b to be transmitted, and the bottom row shows the coded data signal C1c.
Fig. 5b dient der Illustration des Bit-Formats, des Codierungsverfahrens C2, das bei der Übertragung der Daten von der Datenkommunikationsvorrichtung zu der Dosiervorrichtung zum Einsatz kommt: Ein Bit besteht in diesem Fall aus drei Signaleinheiten E. Das erste Drittel des Signals (die erste Signaleinheit) ist immer „high", das dritte Drittel ist immer„low", nur der Unterschied im zweiten Drittel des Signals zeigt an, ob es sich um ein Null-Bit oder um ein Eins-Bit handelt: ist das zweite Drittel„high" codiert, handelt es sich um ein Null-Bit, ist es„low" codiert, um ein Eins- Bit. Fig. 5b is illustrative of the bit format encoding process C2 used in the transmission of the data from the data communication device to the dosing device. In this case, one bit consists of three signal units E. The first third of the signal (the first one third of the signal) Signal unit) is always "high", the third third is always "low", only the difference in the second third of the signal indicates whether it is a zero bit or a one bit: is the second third "high "encoded, it is a zero bit, it is" low "coded to a one-bit.
Wie bereits weiter oben angedeutet, werden die Daten D1 und D2 nicht isoliert übertragen, sondern sind in ein vorbestimmtes Netzwerkprotokoll N, dessen Hauptbestandteile schematisch in der Fig. 6 dargestellt sind, eingebunden. Zuerst wird ein Startsignal N1 übertragen, mit dessen Hilfe - im Falle der Datenübertragung von der Dosiervorrichtung zu der Datenkommunikationsvorrichtung - die Photodiode bzw. die Verstärkerschaltung der Datenkommunikationsvorrichtung in Betriebsbereitschaft versetzt wird. Diese gezielte Aktivierung der Verstärkerschaltung dient dazu, den Stromverbrauch der Datenkommunikationsvorrichtung zu reduzieren. An das Startsignal N1 anschließend werden einige wichtige Informationen N2, die mit dem Begriff „Kopfdaten" bezeichnet sind, übertragen. Es folgen Status-Bytes N3, die eigentliche Daten D1 und D2 sowie eine Prüfsumme N4. Im Prinzip sind diese Bestandteile N1 , N2, N3 und N4 des Netzwerkprotokolls N einem Fachmann, der im Gebiet der Informatik bzw. der Telekommunikation tätig ist, bekannt und müssen daher nicht näher erläutert werden. Es sei noch erwähnt, dass dieses Netzwerkprotokoll N in ähnlicher Form für beide Kommunikationsrichtungen angewendet wird. As already indicated above, the data D1 and D2 are not transmitted in isolation, but are integrated into a predetermined network protocol N whose main components are shown schematically in FIG. First, a start signal N1 is transmitted, with the aid of which - in the case of the data transmission from the metering device to the data communication device - the photodiode or the amplifier circuit of the data communication device is put into operational readiness. This targeted activation of the amplifier circuit serves to reduce the power consumption of the data communication device. To the Start signal N1 is then transmitted with some important information N2 designated by the term "header data", followed by status bytes N3, the actual data D1 and D2 and a checksum N4, in principle these components are N1, N2, N3 and N4 of the network protocol N are known to a person skilled in the field of information technology and / or telecommunications and therefore need not be explained in detail It should be noted that this network protocol N is used in a similar form for both directions of communication.
In der Fig. 7 ist ein für das Verständnis der Erfindung relevanter Ausschnitt einer schematischen Querschnittsdarstellung der Dosiervorrichtung 2 zusammen mit einer schematischen Draufsicht der Datenkommunikationsvorrichtung 3 zu sehen. Zentrales Element zur technischen Realisierung der Datenkommunikation, der Statusanzeige, der Helligkeitsmessvorrichtung sowie der Detektionsvorrichtung ist eine Platine 20, auf der im Wesentlichen die in der Fig. 3 dargestellte elektronische Schaltung sowie die beiden Leuchtdioden LED1 und LED2 angeordnet sind. Diese Platine 20 befindet sich im Inneren der Dosiervorrichtung 2, das nach außen hin durch die Abdeckung 17 abgedeckt ist. Unterhalb der beiden Leuchtdioden LED1 und LED2, die (wie beschrieben) dem Senden von Daten bzw. der Statusanzeige dienen, ist ein Leuchtring 19 angeordnet, der das eher punktförmig ausgesendete Licht homogen auf einen breiteren Bereich verteilt. FIG. 7 shows a section of a schematic cross-sectional representation of the dosing device 2 relevant to understanding the invention, together with a schematic top view of the data communication device 3. The central element for the technical realization of the data communication, the status display, the brightness measuring device and the detection device is a circuit board 20, on which essentially the electronic circuit shown in FIG. 3 and the two light-emitting diodes LED1 and LED2 are arranged. This board 20 is located inside the metering device 2, which is covered by the cover 17 to the outside. Below the two light-emitting diodes LED1 and LED2, which serve (as described) for the transmission of data or the status display, a light ring 19 is arranged, which distributes the rather punctiform emitted light homogeneously to a wider area.
Nach außen hin sichtbar sind bei der Datenkommunikationsvorrichtung 3 - von oben gesehen - die beiden Leuchtdioden LED 3a und LED 3b, die zum Senden von Daten verwendet werden, sowie die Photodiode PD, die zum Empfangen von Daten verwendet wird. Weiterhin sichtbar ist ein Batteriefach 16, in dem die Batterien zur Spannungsversorgung der Datenkommunikationsvorrichtung 3 angeordnet sind, eine USB-Schnittstelle 8, über die die Datenkommunikationsvorrichtung 3 mit einem Computer Daten austauschen kann, eine visuelle Statusanzeigevorrichtung 13 sowie eine Einschalttaste 21. Visible to the outside in the data communication device 3 - seen from above - are the two light-emitting diodes LED 3a and LED 3b, which are used to transmit data, and the photodiode PD, which is used to receive data. Further visible is a battery compartment 16, in which the batteries for powering the data communication device 3 are arranged, a USB interface 8, via which the data communication device 3 can exchange data with a computer, a visual status display device 13 and a power button 21.
In der Fig. 8 ist schließlich ein Ausschnitt einer schematisch dargestellten perspektivischen Ansicht einer Dosiervorrichtung 2 von schräg unten dargestellt, wobei es sich in diesem Fall bei der Dosiervorrichtung 2 um eine Vorrichtung zur Abgabe von Seife handelt. Die Seifenaustrittsöffnung ist mit dem Bezugszeichen 23 versehen. Konzentrisch zu dieser Austrittsöffnung ist der Leuchtring 19 angeordnet, der der Statusanzeige des Seifenspenders 2 dient. An der Unterseite des Seifenspenders 2 sind des Weiteren eine Taste 18, die auch zur Aktivierung der Empfangsvorrichtung verwendet wird, der Phototransistor PT sowie die Infrarot-Leuchtdiode LED4 zu sehen. Finally, FIG. 8 shows a detail of a schematically illustrated perspective view of a metering device 2 from obliquely below, in which case the metering device 2 is a device for dispensing soap. The soap outlet opening is provided with the reference numeral 23. Concentric with this outlet opening of the light ring 19 is arranged, the Status display of soap dispenser 2 is used. Furthermore, a button 18, which is also used to activate the receiving device, the phototransistor PT and the infrared LED LED4 can be seen on the underside of the soap dispenser 2.
1 1
Bezugszeichenliste:  LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Netzwerk C1b Datensignal 1 network C1b data signal
2 Dosiervorrichtung C1c Codiertes Datensignal  2 dosing device C1c Coded data signal
3 Datenkommunikationsvorrichtung C2 Bit-Format eines  3 data communication device C2 bit format of a
Codierungsverfahrens  encoding method
4 Sendevorrichtung der C2a Null-Bit  4 sending device of the C2a zero bit
Dosiervorrichtung  metering
5 Sendevorrichtung der C2b Eins-Bit  5 transmitting device of the C2b one-bit
Datenkommunikationsvorrichtung  Data communication apparatus
6 Empfangsvorrichtung der D1 Daten, gesendet von der Dosiervorrichtung Dosiervorrichtung  6 receiving device of the D1 data, sent from the metering device metering device
6' Helligkeitsmessvorrichtung D2 Daten, gesendet von der  6 'brightness measuring device D2 data sent by the
Datenkommunikationsvorrichtung Data communication apparatus
6" Detektionsvorrichtung E Signaleinheit 6 "detection device E signal unit
7 Empfangsvorrichtung der GND Masse  7 Receiving device of the GND ground
Datenkommunikationsvorrichtung  Data communication apparatus
8 Schnittstelle L sichtbares Licht  8 interface L visible light
9 Computer LED1 grüne LED an der  9 computer LED1 green LED on the
Dosiervorrichtung  metering
10 Verstärkervorrichtung LED2 rote LED an der Dosiervorrichtung 10 Amplifier device LED2 red LED on the dosing device
11 Speichervorrichtung der LED3a, LED's an der Datenkommunikationsvorrichtung LED3b Datenkommunikationsvorrichtung11 Storage device of the LED3a, LEDs on the data communication device LED3b Data communication device
12 Anzeigevorrichtung LED4 Infrarot-LED an der 12 LED4 display device Infrared LED on the
Dosiervorrichtung  metering
13 Statusanzeigevorrichtung C1 Mikrocontroller der  13 status indicator C1 microcontroller of
Dosiervorrichtung  metering
14 akustischer Signalgeber C2 Mikrocontroller der  14 acoustic signal transmitter C2 microcontroller of
Datenkommunikationsvorrichtung Data communication apparatus
15 Echtzeituhrvorrichtung N Netzwerkprotokoll 15 real-time clock device N network protocol
16 Spannungsversorgungsvorrichtung N1 Startsignal  16 Power supply device N1 start signal
17 Abdeckung N2 Kopfdaten  17 Cover N2 header data
18 Befehlsgeber N3 Status  18 control unit N3 status
19 Leuchtring N4 Prüfsumme 20 Platine P Peripherievorrichtungen19 light ring N4 checksum 20 board P peripheral devices
21 Einschalttaste PD Photodiode 21 Power on PD photodiode
22 Speichervorrichtung der PT Phototransistor  22 storage device of the PT phototransistor
Dosiervorrichtung  metering
23 Seifenaustrittsöffnung R1 , R2 Widerstände  23 soap outlet R1, R2 resistors
A Abstand t Zeit A distance t time
C1 Zweiphasenmarkierungscode ΔΤ1 - ΔΤ8 Zeitabstände  C1 two-phase mark code ΔΤ1 - ΔΤ8 time intervals
C1a Taktsignal V+ positive Spannungsversorgung  C1a clock signal V + positive power supply

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Netzwerk (1) zur Datenkommunikation, umfassend wenigstens eine, vorzugsweise genau eine, Dosiervorrichtung (2), insbesondere einen Sanitärspender, und wenigstens eine, vorzugsweise genau eine, Datenkommunikationsvorrichtung (3), wobei sowohl die wenigstens eine Dosiervorrichtung (2) als auch die wenigstens eine Datenkommunikationsvorrichtung (3) wenigstens eine Sendevorrichtung (4, 5) zum Senden von Daten (D1 , D2) und wenigstens eine Empfangsvorrichtung (6, 7) zum Empfang von Daten (D1 , D2) aufweist und diese Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen (4, 5, 6, 7) eine bidirektionale Kommunikation zwischen der wenigstens einen Dosiervorrichtung (2) und der wenigstens einen Datenkommunikationsvorrichtung (3) ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtungen (6, 7) wenigstens ein Empfangsbauteil (PT, PD) zur Umwandlung von sichtbarem Licht (L) in elektrische Energie und die Sendevorrichtungen (4, 5) wenigstens ein Sendebauteil (LED1 , LED2, LED3a, LED3b) zur Umwandlung von elektrischer Energie in sichtbares Licht (L) umfassen. A network (1) for data communication, comprising at least one, preferably exactly one, metering device (2), in particular a sanitary dispenser, and at least one, preferably exactly one, data communication device (3), wherein both the at least one metering device (2) and the at least one data communication device (3) has at least one transmitting device (4, 5) for transmitting data (D1, D2) and at least one receiving device (6, 7) for receiving data (D1, D2) and these transmitting or receiving devices (4, 5, 6, 7) enable a bidirectional communication between the at least one metering device (2) and the at least one data communication device (3), characterized in that the receiving devices (6, 7) at least one receiving component (PT, PD) for Conversion of visible light (L) into electrical energy and the transmitting devices (4, 5) at least one transmitting component (LED1, LED2, LED3a, LED3b) for the conversion vo n electrical energy in visible light (L) include.
2. Netzwerk (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das sichtbare Licht (L) gepulst ist und vorzugsweise eine Pulsdauer im Mikrosekunden- Bereich aufweist. Second network (1) according to claim 1, characterized in that the visible light (L) is pulsed and preferably has a pulse duration in the microsecond range.
3. Netzwerk (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Datenkommunikationsvorrichtung (3) wenigstens eine Schnittstelle (8) zur Datenkommunikation mit einem Computer (9), vorzugsweise eine USB-, eine serielle, eine WLAN-, eine LAN- oder eine BLUETOOTH-Schnittstelle, umfasst. 3. Network (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one data communication device (3) at least one interface (8) for data communication with a computer (9), preferably a USB, a serial, a WLAN, a LAN or BLUETOOTH interface.
4. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der wenigstens einen Dosiervorrichtung (2) um einen Sanitärspender zur Abgabe von Seife, Handtuch, Toilettenpapier, Duftstoff oder Desinfektionsmittel handelt. 4. network (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is the at least one metering device (2) is a sanitary dispenser for dispensing soap, towel, toilet paper, fragrance or disinfectant.
5. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Datenkommunikationsvorrichtung (3) mobil ausgebildet ist. 5. network (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one data communication device (3) is designed to be mobile.
6. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem wenigstens einen Empfangsbauteil der wenigstens einen Dosiervorrichtung (2) und/oder der wenigstens einen Datenkommunikationsvorrichtung (3) um eine Photodiode (PD) oder einen Phototransistor (PT) handelt. 6. Network (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is the at least one receiving component of the at least one metering device (2) and / or the at least one data communication device (3) to a photodiode (PD) or a Phototransistor (PT) acts.
7. Netzwerk (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem wenigstens einen Empfangsbauteil der wenigstens einen Dosiervorrichtung (2) um einen Phototransistor (PT) handelt. 7. network (1) according to claim 6, characterized in that it is the at least one receiving component of the at least one metering device (2) is a phototransistor (PT).
8. Netzwerk (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem wenigstens einen Empfangsbauteil der wenigstens einen Datenkommunikationsvorrichtung (3) um eine Photodiode (PD) handelt. 8. network (1) according to claim 6 or 7, characterized in that it is the at least one receiving component of the at least one data communication device (3) is a photodiode (PD).
9. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Empfangsvorrichtung (7) der wenigstens einen Datenkommunikationsvorrichtung (3) wenigstens eine Verstärkervorrichtung (10) zur Verstärkung des Messsignals des wenigstens einen Empfangsbauteils (PD) umfasst. 9. network (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one receiving device (7) of the at least one data communication device (3) comprises at least one amplifier device (10) for amplifying the measurement signal of the at least one receiving component (PD) ,
10. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem wenigstens einen Sendebauteil um eine Leuchtdiode (LED1 , LED2, LED3a, LED3b) handelt. 10. network (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is the at least one transmitting component to a light emitting diode (LED1, LED2, LED3a, LED3b).
11. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- bzw. Empfangsvorrichtungen (4, 5, 6, 7) wenigstens einen Prozessor und/oder eine Logik (μ01 , μ02), vorzugsweise einen MikroController, umfassen. 11. network (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the transmitting or receiving devices (4, 5, 6, 7) at least one processor and / or logic (μ01, μ02), preferably a microcontroller , include.
12. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sendevorrichtung (4) der wenigstens einen Dosiervorrichtung (2) zusätzlich als Statusanzeige dient. 12. network (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one transmitting device (4) of the at least one metering device (2) additionally serves as a status indicator.
13. Netzwerk (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sendevorrichtung (4) der wenigstens einen Dosiervorrichtung (2) zwei unterschiedlichfarbene Leuchtdioden (LED1 , LED2) oder eine zweifarbige Leuchtdiode umfasst, wobei die beiden Farben vorzugsweise Rot und Grün sind. 13. network (1) according to claim 12, characterized in that the at least one transmitting device (4) of the at least one metering device (2) comprises two different-colored light emitting diodes (LED1, LED2) or a two-color LED, wherein the two colors preferably red and green are.
14. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Empfangsvorrichtung (6) der wenigstens einen Dosiervorrichtung (2) zusätzlich der Messung der Helligkeit des14. Network (1) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the at least one receiving device (6) of the at least one metering device (2) in addition to the measurement of the brightness of
Umgebungslichtes und/oder der Detektion wenigstens eines Objektes, das sich in der Nähe der Dosiervorrichtung (2) befindet, dient. Ambient light and / or the detection of at least one object which is located in the vicinity of the metering device (2), is used.
15. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Datenkommunikationsvorrichtung (3) eines oder mehrere der folgenden Bestandteile umfasst: A network (1) according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the at least one data communication device (3) comprises one or more of the following components:
- wenigstens eine Speichervorrichtung (11 ),  at least one storage device (11),
- wenigstens eine Anzeigevorrichtung (12) zur Visualisierung von Daten, at least one display device (12) for visualizing data,
- wenigstens eine Statusanzeigevorrichtung (13), at least one status display device (13),
- wenigstens eine akustische Signalgebervorrichtung (14),  at least one acoustic signaling device (14),
- wenigstens eine Echtzeituhrvorrichtung (15) und/oder  - At least one real-time clock device (15) and / or
- wenigstens eine Spannungsversorgungsvorrichtung (16).  - At least one power supply device (16).
16. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den übertragenen Daten (D1 , D2) um Zählerstände, Serien- und/oder Identifikationsnummern, Namen, Fehlermeldungen, Produktionsdaten und/oder Informationen über den Spannungszustand wenigstens einer Batterie handelt. 16. Network (1) according to any one of claims 1 to 15, characterized in that it is in the transmitted data (D1, D2) counter readings, serial and / or identification numbers, names, error messages, production data and / or information about the Voltage state of at least one battery is.
17. Netzwerk (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die in den beiden Kommunikationsrichtungen übertragenen Daten (D1 , D2), vorzugsweise unterschiedlich, codiert sind. 17. Network (1) according to one of claims 1 to 16, characterized in that the data transmitted in the two directions of communication (D1, D2), preferably different, are encoded.
PCT/AT2012/000198 2011-08-02 2012-07-27 Network for optical data communication for dispensing apparatus WO2013016748A1 (en)

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