WO2021099371A1 - Kontrollsystem zur abgleichung von gemessenen druck- und/oder feuchtigkeitswerten auf basis einer umgebungsfeuchtigkeit - Google Patents

Kontrollsystem zur abgleichung von gemessenen druck- und/oder feuchtigkeitswerten auf basis einer umgebungsfeuchtigkeit Download PDF

Info

Publication number
WO2021099371A1
WO2021099371A1 PCT/EP2020/082509 EP2020082509W WO2021099371A1 WO 2021099371 A1 WO2021099371 A1 WO 2021099371A1 EP 2020082509 W EP2020082509 W EP 2020082509W WO 2021099371 A1 WO2021099371 A1 WO 2021099371A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
humidity
data
sensor
values
moisture
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/082509
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mohammad Kabany
Original Assignee
B-Horizon GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by B-Horizon GmbH filed Critical B-Horizon GmbH
Priority to EP20808391.5A priority Critical patent/EP3844036A1/de
Publication of WO2021099371A1 publication Critical patent/WO2021099371A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/25—Means to switch the anti-theft system on or off using biometry

Definitions

  • Control system for the comparison of measured pressure and / or humidity values
  • the present invention relates to a control system for calibrating measured pressure and / or humidity values, as well as a method for calibrating measured pressure and / or humidity values comprising the respective preambles of claims 1 and 10.
  • the control system proposed here can be a system to increase safety and comfort, especially in the automotive sector, with the help of the measured pressure and / or humidity values.
  • the control system according to the invention for comparing measured pressure and / or humidity values comprises at least one sensor for measuring pressure and / or
  • the senor comprises at least one capacitor with at least two electrodes, which are arranged, in particular in a horizontal direction, along and on a, in particular flexible, carrier material to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.
  • the horizontal direction is preferably a main direction of extent of the flexible Trä germaterials.
  • “Flexible” in this context means that the carrier material is at least in places flexible and therefore elastic.
  • the carrier material can be a woven fabric or some other clothing material, such as a polyester, for example.
  • the dielectric layer thus separates the two electrodes in a horizontal and / or in a transverse direction perpendicular thereto.
  • At least one electrode and / or the dielectric layer at least in places, at least one, at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing moisture layer, is arranged on a side facing away from the carrier material, with the at least one electrode and / or dielectric layer between them in a transverse direction the carrier material and the moisture layer are arranged so that a capacitance is at least partially changed by the moisture at least partially hitting the dielectric layer, a processing unit being set up and provided to measure and / or store the measured values of the sensor, so that a capacitive humidity sensor is created.
  • the dielectric constant of the polymer material changes as a function of the moisture content.
  • the task of the processing unit is, among other things, to determine the relative humidity as precisely as possible from a measured ambient temperature and the humidity-dependent capacitance value of the sensor.
  • the data measured by the sensor are sent from the processing unit to a central CPU (Central Processing Unit), these data being processed by the processing unit.
  • the CPU and the processing unit are preferably different from each other.
  • the CPU and the processing unit are arranged at a distance from one another, for example.
  • the processing unit and the CPU cannot be arranged on a common carrier and / or substrate as long as the carrier is not the carrier material, for example a textile.
  • the device claimed here, and in particular the sensors are installed on an inner surface of a tire. It is also conceivable that the sensors are even incorporated into the material of the tire. It is conceivable that the sensors are all inserted into the material and thus encased by the material of the tire and that the Processing units are arranged on the inner surface of the tire. Alternatively, however, the processing units can also be incorporated into the material of the tire. The sensors can then detect the internal tire pressure, the internal tire temperature and / or the individual or total running time of the tire.
  • the measuring system comprises at least one device for measuring pressure and / or humidity, the device having at least one sensor for measuring pressure and / or humidity, the sensor comprising at least one capacitor with at least two electrodes which are arranged in particular in a horizontal direction along and on an in particular flexible carrier material to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.
  • moisture-absorbing layer can be understood to mean an at least partial absorption of moisture from an ambient medium into the layer itself. Moisture can therefore be understood as a gaseous or droplet phase in the surrounding medium. The moisture can be contained in the ambient air or some other ambient medium of the layer.
  • the water or liquid content of air is generally referred to as humidity.
  • the absolute humidity indicates how much water or liquid vapor is contained in the volume unit of the gas mixture; Unit of measurement: g water (or other liquid) -m -3 ⁇
  • the relative humidity is the quotient of the amount of liquid vapor present in the gas at a certain temperature and that at the same temperature ratur possible saturation amount of liquid vapor.
  • the relative humidity is usually given in percent (%). To do this, the quotient is multiplied by 100. If the air is saturated, ie the relative humidity is 100%, some of the liquid in the air is liquid. In this case, the associated liquid-gas mixture is referred to as haze or mist.
  • moisture or dampness can be the measure of the presence of water or another liquid in or on a material (e.g. textiles) or a substance or in a gas or in a room.
  • the moisture-absorbing moisture layer described here can therefore differ from a, in particular only liquid-absorbing (moisture) layer, among other things in that the moisture-absorbing moisture layer is made of a material which, in addition to the adsorption of liquid, also contains moisture in the surrounding medium absorbed. However, it is also conceivable that the moisture-absorbing moisture layer merely absorbs moisture in the surrounding medium of the layer and therefore cannot absorb any liquid.
  • the data measured by the sensor are sent from the processing unit to a central CPU (Central Processing Unit), these data being processed by the processing unit.
  • a central CPU Central Processing Unit
  • the central CPU and / or the processing unit compares these data, i.e. the pressure and / or humidity values, with values stored in a database or corresponding values sent to the database, and, preferably only, if they match these stored values or corresponding value ranges, the central CPU sends a release signal to a comparison device, which then releases a usage object for use.
  • the present invention is, among other things, about the fact that only authorized and / or suitable users can use the usage object.
  • the object of use can be a vehicle seat or some other object to be activated.
  • the usage object can also be a vehicle.
  • one, for example exactly one, humidity limit value and / or pressure limit value can be stored in the database, up to which the usage object is activated.
  • the database can be stored on the matching device.
  • the data communication between the central CPU and / or the processing unit and the comparison device can be carried out wirelessly, for example via WLAN, Bluetooth or the like.
  • control system comprises at least one sending device which sends predetermined values or value ranges of the pressure and / or humidity values to the calibration device, and the calibration device compares these received values with the values or value ranges sent from the central CPU to the calibration device .
  • the transmission device is a vehicle access system, for example a vehicle key, or this is at least a part thereof, the transmission device being set up and provided for this purpose by means of a wireless connection to the synchronization device and / or the central CPU to communicate.
  • a key can be assigned to one or more, preferably exactly one, users.
  • Each transmission device, in particular each key can correspond to a very specific pressure and / or humidity value that is stored in the database. If the pressure and / or humidity value measured by the device (when a user takes a seat on a vehicle seat, for example) does not fall within a standard usage range (range of pressure and / or humidity values within which use is permitted), the Vehicle seat in particular, however, the entire vehicle can be said to be. For example, the vehicle does not ignite or the steering wheel is locked. It is also conceivable that pressure and / or humidity values generated by a user are measured by the device and then fed into the key.
  • the key can have a memory chip.
  • the seat can automatically adapt to the user in terms of its shape and seating position before the vehicle seat is occupied.
  • a pre-stored seating position a pre-stored light and / or sound ambience
  • a pre-stored music and / or radio station or other personalized services are selected and / or used.
  • the calibration device is built into the vehicle key and is integrated.
  • the adjustment device can also be built into the central CPU and / or the processing unit. It is also possible for the central CPU and / or the processing unit to take on the role of the comparison device. In this case, a separate adjustment device can be dispensed with.
  • the matching device enables a vehicle lock, an immobilizer, a steering wheel lock, an accelerator and / or brake pedal for use in the event of a data match.
  • These elements can each be a utility element.
  • the central CPU determines at least one respective characteristic value from which it can be derived which individual is currently occupying the device for measuring pressure and / or humidity by weight and / or height.
  • a face capture device captures a face of the user on the basis of image data, and the usage element is then released despite the data deviation switches if the face detection device identifies a user face as being identical to a face stored in the face detection device.
  • the captured image data are compared with the authorization data, which are also stored in the database, this comparison comprising a classification comparison of data classes of the image data with data classes of the authorization data, with a classification of the image data based on movement vectors of the user is carried out in such a way that first of all a movement profile is created by the face detection device from the temporal movement of the user, where the movement profile of the user includes the same movement vectors, and further where a user and / or user movements are combined into so-called data blocks or data clusters, which then be classified in terms of their shape and / or size.
  • the sensor and / or the processing unit and / or the central CPU can be supplied with electrical energy by means of a battery or a landline power supply.
  • Energy harvesting refers to the production of small amounts of electrical energy from sources such as ambient temperature, vibrations or air currents for mobile devices with low power.
  • the structures used for this are also known as nanogenerators. With wireless technologies, energy harvesting avoids restrictions due to wired power supply or batteries.
  • Piezoelectric crystals generate electrical voltages when a force is applied, for example through pressure or vibration. These crystals can be arranged on or on the carrier material.
  • Thermoelectric generators and pyroelectric crystals generate electrical energy from temperature differences. These generators can be arranged on or on the carrier material.
  • the energy of radio waves can be captured and used energetically via antennas.
  • An energy store of the device can be part of a processing unit.
  • one or more of the processing units can have such an energy store (local energy store).
  • only one or some of the processing units have such an energy store, so that one of these processing units supplies another processing unit (namely one which does not have an energy store) with electrical energy.
  • the energy storage unit (s) of the processing unit (s) fully or partially supplies the CPU with electrical energy.
  • the CPU cannot be connected to any further energy stores and / or energy supply lines.
  • At least one of the energy stores can be charged via the aforementioned energy harvesting.
  • the energy transfer between the sensors and / or the processing units and / or the CPU can take place entirely or partially wirelessly.
  • the wireless energy transmission in the near field also known as non-radiative coupling, includes, for example, inductive coupling based on magnetic flux.
  • the term wireless energy transfer is often used synonymously for inductive energy transfer, as this plays a dominant role in practical applications.
  • wave phenomena play no role.
  • the wireless energy transfer between the individual elements takes place by means of inductive coupling, resonant inductive coupling and / or capacitive coupling.
  • the control system has at least two sensors, the processing unit dividing the sensors into groups of at least one sensor based on at least one of the following criteria:
  • the carrier material being subdivided into surface areas, and only sensors of one group being arranged within a surface area, surface area of a sensor.
  • the control system comprises at least two devices for measuring pressure and / or humidity, each processing unit forwards its data received from the sensors to the central CPU.
  • the data connection between the processing unit and the central CPU can be wired (with data connections) or wireless.
  • at least one processing unit can establish a Bluetooth connection to the central CPU.
  • At least one device comprises at least two sensors.
  • a sensor group can already be formed by these two sensors.
  • the two sensors can then be controlled and / or regulated by a common processing unit.
  • the plurality of processing units form a processing network, the acquisition, processing and / or forwarding of the sensor data and / or the processing data of each sensor and / or each processing unit being controlled by at least one control device (master).
  • the control unit can be identical to the CPU described above.
  • one or more of the processing units represent the master, which controls the other processing units (slaves) and / or the other sensors (slaves).
  • one of the processing units and / or the CPU can, after the device has been put into operation (for example, after the device has been switched on), select such sensors which are put into operation for a predefinable period of use.
  • all or some sensors can also be put into operation, but then it is conceivable that a processing unit and / or the CPU, in particular for the purpose the energy saving, only forwards data of a specified number (i.e. less than all sensors) from sensors to the CPU (filtering).
  • This master processing unit can preferably communicate with the CPU as the only unit.
  • the processing network can be subdivided into at least two, only logically separated, network segments (VLANs) by means of at least one VLAN switch and each of the detection elements depending on the control by a VLAN switch and / or the control device and thus can be controlled by each of the network segments.
  • VLANs network segments
  • a very large area for example a textile
  • individual processing units and / or sensors can then be categorized in a particularly simple manner (according to different priorities, etc.).
  • a “virtual”, that is to say VLAN, subdivision is chosen. This ensures that changes in the categorization of the processing units and / or sensors can be responded to particularly quickly and without costly conversion work.
  • control system comprises at least one processing network, which can be subdivided into at least two, only logically separated, network segments (VLAN) by means of at least one VLAN switch of the processing network, and each processing unit and / or each of the sensors can be controlled by each of the network segments depending on the control by the VLAN switch.
  • VLAN network segments
  • the VLAN switch can be installed in at least one of the processing units and / or sensors or in a separate component.
  • the VLAN switch is used to prioritize of the individual network segments in particular with regard to their data exchange.
  • each processing unit and / or each network segment is assigned at least one VLAN ID, with at least one sensor or another processing unit being controllable via each of the VLAN IDs.
  • Individual sensors and / or individual processing units can form their own sub-network.
  • VLAN switch denotes such a network switch, which is set up and intended to operate a network in the form of a Virtual Local Area Network (VLAN).
  • VLAN Virtual Local Area Network
  • the network segments now claimed which can each be designed in the form of a VLAN network, make it possible for the separation of the network to be subdivided into several logical segments, that is to say the network segments.
  • the devices are logically separated by a VLAN ID when they are separated by VLANs.
  • the data stream of each station is given an identifier (the VLAN "tag"). These Identifier determines whether a data packet belongs to a specific VLAN. All devices with the same VLAN ID are now in a logical network.
  • a broadcast can be limited by the logical separation of the individual networks. Broadcasts are only distributed to members of the same VLAN and not to all control elements attached to the switch.
  • VLAN technology described here can be one which is adapted to the industrial standard IEEE 802.1Q and / or is compatible with it.
  • the IEEE 802.1 Q standard is a prioritization and VLAN technology standardized by the IEEE, which, in contrast to the older, only port-based VLANs, implements packet-based tagged VLANs.
  • the term “tagged” is derived from the English term “material tags”.
  • Tagged VLANS are therefore networks that use network packets that have a special VLAN marking.
  • data fields for V-LAN tagging are defined in the 802.1 Q standard that can be introduced in the data area of an Ethernet packet.
  • the present network can be designed in the form of an Ethernet communication system. This has the advantage that, as a rule, existing, older switches can also forward such packets.
  • the inserted tag usually consists of several fields, for example four fields with a total length of 32 bits.
  • 2 bytes are used for the protocol ID, 3 bits for the priority field, 1 bit for the canonical format indicator and 12 bits for the VLAN ID.
  • each VLAN is therefore initially assigned a unique number. This number is called the VLAN ID.
  • the control device and / or the VLAN switch should initially prefer the data exchange of the higher-priority network segment in order to allow the lower-priority network segment to be processed only after the tasks assigned to this higher-priority network segment have been cleared.
  • the general rule is: Assignment and configuration of the OPC UA endpoints to a specific network segment according to the VLAN ID and assignment of a priority according to the priority of the corresponding VLAN.
  • each sensor and / or each processing unit is assigned at least one VLAN ID and each network segment is in turn assigned at least one, for example exactly one, unambiguously, preferably one-to-one, VLAN ID, with each of the VLAN IDs at least a control is controllable.
  • at least one device comprises at least one temperature sensor, the temperature sensor measuring an ambient temperature and / or a temperature of a sensor and forwards it to the processing unit of a device and / or to the central CPU.
  • the central CPU determines a degree of utilization (CPU load and / or memory consumption) of at least one processing unit, with at least part of its performance when a limit temperature of the processing unit and / or at least the sensor assigned to this processing unit is exceeded throttled or completely switched off
  • the senor is additionally a capacitive pressure sensor, the processing unit also being set up and provided to measure and / or store a change in capacitance of the capacitor caused by external pressure.
  • a capacitive sensor is basically a sensor that works on the basis of the change in the electrical capacitance of an individual capacitor or a capacitor system.
  • the capacity can be influenced by the size to be recorded in different ways, which are primarily determined by the intended use.
  • a capacitive sensor is based, among other things, on the fact that two electrodes, one of which can be the surface to be measured, form the "plates" of an electrical capacitor whose capacitance or change in capacitance is measured, which can be influenced as follows:
  • a plate is displaced and / or deformed by the measuring effect, which changes the plate spacing and thus the measurable electrical capacitance.
  • the plates are rigid and the capacitance changes in that an electrically conductive material or a dielectric is brought into close proximity.
  • the effective plate area changes when the plates are shifted against each other like a rotary capacitor.
  • the actual measuring electrode can often be surrounded by a shielding electrode that shields the inhomogeneous edge area of the electric field from the measuring electrode.This results in an almost parallel electric field with the known one between the measuring electrodes of the usually grounded counter electrode Characteristic of an ideal plate capacitor.
  • a capacitive pressure sensor is in particular one in which the change in capacitance due to the bending of a membrane and the resulting change in the plate spacing is evaluated as a sensor effect.
  • the membrane is the above-mentioned dielectric or else the individual capacitor electrodes, which can in particular be designed in the form of a plate.
  • a capacitive humidity sensor is combined with a capacitive pressure sensor in a novel way, but without these components forming separate elements or two separate sensors, rather the present embodiment is a “two in one” “Concept in which the same sensor functions as both a humidity sensor and a pressure sensor.
  • the carrier material is a woven material, in particular in which electrical conductor tracks for electrical contacting of the sensor and the processing unit are woven.
  • a woven fabric is therefore a fabric that has been woven manually or by machine on the basis of individual threads.
  • the electrical conductor tracks can therefore also be integrated in a tissue in addition to the usual fibers and tissue strands, or they can replace individual tissue strands which form the tissue network.
  • tissue strands Depending on the distance and properties of the individual threads (twisted up, fluffy, etc.), very loose fabrics such as bandages or dense fabrics such as brocade fabric can arise.
  • Woven fabrics are longitudinally elastic through elastic threads used as warp threads (more ribbons used) or crimped and bulked yarns. They are tensioned, processed and contract when at rest.
  • Bulky yarns consist of textured, i.e. crimped synthetic fibers. The crimp changes the properties of the synthetic fibers.
  • the yarns spun on it are very elastic and voluminous and have good thermal insulation.
  • the carrier material can be part of a cover fabric for a seat, in particular a vehicle seat or an office chair.
  • the sensor but preferably the entire device, can be applied to the cover material of such a seat or integrated into such a seat.
  • the processing unit is set up and provided to record the individual humidity and pressure values and, from a combination of the individual humidity and pressure values, to determine at least one respective characteristic value from which it can be derived which individual (with weight and / or Size) currently occupies the vehicle seat.
  • a weight of the respective person can be derived and determined from the pressure measurement by the processing unit.
  • the respective moisture that the respective person emits to the sensor can also be measured, the respective characteristic value being, for example, a product of the relative humidity value times the load weight determined by the processing unit.
  • the processing unit can issue a warning, in particular by means of a connection to the electronics of the vehicle.
  • This warning may indicate that the seat is overcrowded or that the driver is sweating too much.
  • this warning can also be replaced by a corresponding display indicating which occupancy type is using the seat.
  • An occupancy type can be a weight classification of a respective user, or it can also be a question of whether the user is an animal, a person or a thing.
  • the processing unit is therefore preferably in display electronics of the vehicle can be integrated, but at least connectable to such.
  • the processing unit connects to a receiving unit of the vehicle, for example by means of Bluetooth or another wireless connection, and the respective characteristic or limit value and / or the respective warning and / or the respective identification of the user on a display of the vehicle be reproduced.
  • these individual values and / or identifications can also be called up and / or displayed externally.
  • the car can be monitored for overcrowding by an external controller.
  • the processing unit can be connected to a triggering unit of an airbag by means of a data connection, so that the processing unit can also control and / or regulate the triggering unit, in particular with regard to a triggering time of the airbag. Additionally and / or alternatively, it is possible for the processing unit to supply a controller unit of the airbag with data, for example with regard to an occupancy type, position and / or weight of a user of the vehicle seat.
  • At least one electrode and / or dielectric layer is printed on the carrier material or on a particularly water-impermeable layer arranged on the carrier material or applied by means of a thin-film method.
  • At least one element is printed on the carrier material or a preferably electrically non-conductive, further preferably water-impermeable layer applied between the sensor and the carrier material by means of a printing process.
  • the printing process can be an inkjet process, for example.
  • the processing unit is applied to the carrier material in the same way as the sensor.
  • the processing unit but at least one, in particular conductive, layer of the processing unit is, for example, printed onto the carrier material.
  • the data communication between the processing unit and the sensor can then take place via the conductor tracks mentioned above.
  • These conductor tracks can be at least partially, but preferably completely, woven into the woven fabric or even form individual fibers of the woven fabric itself.
  • At least one electrode is designed to be flat. This means that a thickness of the electrode is negligible compared to its areal extension. Such an electrode can therefore be produced in particular by means of a printing process.
  • a thickness of at least one electrode can be at most 5 mm.
  • the printing process can be used several times, so that at least two, but then preferably more, individual printing layers are stacked one on top of the other.
  • the electrode can also be arranged on the carrier material by means of a 3-D printing process.
  • FFF Fused Filament Fabrication
  • FLM Fused Layer Modeling
  • the process refers to the application of layers (extrusion) of a material through a hot nozzle.
  • the consumables are in the form of a long wire (so-called filament) on a roll and are pushed into a print head by the conveyor unit, where they are melted and placed on a print bed.
  • the print head and / or print bed can be moved in three directions. In this way, layers of plastic can be applied one on top of the other.
  • a thin layer of powder is always applied to the printing bed by the coating unit.
  • the laser or other energy source
  • the laser is now aimed precisely at individual points of the powder layer in order to form the first layer of the print data.
  • the powder is melted or melted and then solidifies again through slight cooling.
  • the unmelted powder remains around the sintered areas and serves as a support material.
  • the print bed lowers by a fraction of a millimeter.
  • the coating unit now moves over the print bed and applies the next layer of powder.
  • the second layer of the print data is then sintered by the laser (or other energy source). This creates a three-dimensional object in layers.
  • the 3DP process works very similarly to selective laser sintering, but instead of a directed energy source, a print head moves over the powder. This releases tiny droplets of binding agent onto the underlying powder layers, which are thus bonded together. Otherwise this procedure is the same as the SLS procedure.
  • liquid resins are used in the stereo lithography process. They are hardened in layers by UV radiation and thus create three-dimensional objects. For this purpose, the construction platform in the Harz Basin is gradually being lowered.
  • the so-called Polyjet process without an entire tank with liquid resin. For this, an epoxy resin is applied drop by drop from a nozzle and immediately hardened by a UV laser.
  • LOM Laminated Object Manufacturing
  • LLM Layer Laminated Manufacturing
  • One or more water-impermeable layers and / or also the moisture layer can be applied in the same type and / or thickness as the electrode.
  • the moisture layer completely covers the capacitor.
  • the moisture layer delimits and closes off the sensor towards the outside, that is to say in the transverse direction, so that the sensor is arranged between the moisture layer and the carrier material.
  • the senor has at least one further capacitor, which is arranged in the transverse direction below or above the capacitor and spaced apart from the capacitor by a further water-impermeable layer or is arranged below this further water-impermeable layer, so that a capacitor stack is formed.
  • the further capacitor can be constructed in the same way as the capacitor and can also be arranged in the same way as the capacitor on the further water-impermeable layer.
  • the sensor system can be particularly easily refined insofar as it is conceivable that, with two sensors forming the capacitor stack, both sensors perform the same tasks, but the individual sensors determine respective measured values which, taken together, conclude a mean value to let. For example, the (relative) humidity of the environment is measured by each of the two sensors, the average humidity value then being determined from these two measured values. The same can be done accordingly with the pressure measurement, so that the accuracy of the entire measurement in particular one Combination of measurements of (relative) humidity and the respective pressure can be designed particularly precisely.
  • the water-impermeable layer and / or the further water-impermeable layer at least partially form the dielectric layer itself.
  • this dielectric layer itself is formed by the water-impermeable layer and / or the further water-impermeable layer.
  • Such a production of the dielectric layer by the water-impermeable layer (s) therefore forms a particularly simple and cost-effective production method for a cost-effective device.
  • the electrodes, the dielectric layer and the water-impermeable layer (s) can in principle be arranged in relation to one another in such a way that an electrical short circuit is prevented in any case.
  • a maximum thickness of the moisture layer is at least 30% and at most 80% of the maximum thickness of the water-impermeable layer and / or the maximum thickness of the further water-impermeable layer.
  • the present invention relates to a method for measuring pressure and / or humidity, it being particularly noted that all of the features disclosed for the above-described device are also disclosed for the method described here, and vice versa.
  • the method for measuring pressure and / or humidity initially comprises a first step by means of which at least one control system, in particular according to at least one of the preceding claims, is provided, with at least one sensor for measuring pressure and / or moisture is provided, the sensor having at least one capacitor with at least two electrodes, which are arranged, in particular in a horizontal direction along and on a, in particular flexible, carrier material to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes .
  • At least one electrode and / or the dielectric layer at least in places, at least one, at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing moisture layer is arranged on a side facing away from the carrier material, with the at least one electrode and / or the dielectric layer between them in a transverse direction the carrier material and the moisture layer are arranged so that a capacitance changes at least partially due to the moisture at least partially hitting the dielectric layer, a processing unit measuring and / or storing this change so that a capacitive moisture sensor is created.
  • the method described above has the same advantages and advantageous configurations as the device described above.
  • FIGS. 1 A to I C show an embodiment of a control system according to the invention described here and in accordance with the invention.
  • FIG. 2 a schematic perspective view of an exploded view of a sensor of the device described here is shown in relation to the layer arrangement.
  • FIG. 3 a further exemplary embodiment of a device described here is shown.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a device described here.
  • FIG. 1A shows a section of a schematic structure of a control system 1000 according to the invention described here.
  • a processing unit 5, which is in data communication with a plurality of sensors 1, can be seen.
  • the processing unit 5 together with the sensors 1 forms a device 100.
  • the humidity and / or pressure values measured by the individual sensors 1 are sent to a central CPU 40 in order to be stored and / or further processed there.
  • a temperature sensor 60 which measures an ambient temperature and / or a temperature of the sensor 1 and forwards it to the processing unit 4 of the device 100 and / or to the central CPU 40.
  • the central CPU 40 and / or the processing unit 5 compares this data, i.e. the pressure and / or humidity values, with corresponding values stored in a database or sent to the database, and, preferably only, if they match these stored values or corresponding values Value ranges, the central CPU 40 sends a release signal to a comparison device 6, which then releases a usage object 7 for use.
  • this data i.e. the pressure and / or humidity values
  • a transmission device 8 is provided which sends predetermined values or value ranges of the pressure and / or humidity values to the calibration device 6, the calibration device 6 comparing these received values with the values or value ranges sent from the central CPU 40 to the calibration device 6 .
  • the central CPU 40 can determine at least one respective characteristic value from which it can be deduced which individual according to weight and / or height is currently occupying the device 100 for measuring pressure and / or humidity.
  • a face detection device 9 is shown, by means of which the captured image data B1 are compared with the authorization data B2, which are also included in the data bank, this comparison comprising a classification comparison of data classes of the image data B1 with data classes of the authorization data B2, a classification of the image data B1 on the basis of movement vectors of the user is carried out in such a way that a movement profile is initially derived from the movement of the user over time is created by the face detection device 9, the movement profile of the user comprising the same movement vectors, and further where user and / or user movements are combined into so-called data blocks or data clusters, which are then classified in terms of their shape and / or extent.
  • FIG. 1B schematically shows the entire control system 1000, with a plurality of sensor groups which are formed by the individual devices 100 for measuring pressure and / or humidity and which each show a processing unit 5. A plurality of sensors 1 is therefore assigned to each processing unit 5.
  • FIG. 1 C schematically shows a construction and integration of the control system 1000 in a chair, in particular in an office chair.
  • FIG. 2 a device 100 for measuring pressure and / or humidity is shown there.
  • a sensor 1 is shown there as an example, the sensor 1 showing a capacitor stack with a capacitor 20 and a capacitor 30, the individual electrodes 10, 11 of the capacitors 20, 30 being arranged one above the other in the horizontal direction H1, alternatively
  • the individual electrodes 10, 11 of an individual capacitor 20, 30 in the transverse direction Q1 which runs perpendicular to the horizontal direction H1 and thus also runs or can be arranged perpendicular to the direction in which the sensor 1 shown there extends.
  • the individual electrodes 10, 11 are arranged on a carrier material 13.
  • the Trä germaterial 13 can in particular be a woven fabric, in particular a flexible woven fabric.
  • a water-impermeable layer 4 is arranged on the carrier material 13, the two electrodes 10, 11 of the capacitor 20 being printed on this water-impermeable layer 4 in the horizontal direction H 1.
  • the electrodes 10, 11 of the capacitor 20 are completely surrounded by a further water-impermeable layer 14.
  • the further capacitor 30 with corresponding electrodes 10, 11 is printed in the same way.
  • exposed outer surfaces of the individual electrodes 10, 11 of the further capacitor 30 are preferably completely reversed by a water-permeable and / or water-absorbing moisture layer 3.
  • water can hit a dielectric layer 4, which in the present case is arranged in the horizontal direction H1 between the respective electrodes 10, 11 of a capacitor 20, 30.
  • the water-impermeable layer 4 itself forms a dielectric layer 4 of the capacitor 20.
  • the water-impermeable layer 14 forms a dielectric layer 4 of the capacitor 20.
  • the further water-impermeable layer 14 with regard to the further capacitor 30.
  • the dielectric properties, in particular of the dielectric layer 2 of the further capacitor 30, are changed.
  • a processing unit 5 can be seen which is in data-technical relationship with the two capacitors 20, 30, this processing unit 5 being set up and intended to measure a change in the relative humidity of the environment and / or the humidity layer 3.
  • the processing unit 5 can then compare a change in the capacitance of the further capacitor 30 with the stable capacitor capacitance of the capacitor 20, so that a particularly simple comparison can be made in the change in the relative humidity and / also in the respective load pressure.
  • the arrow shown in FIG. 2 also shows a pressure direction in which the sensor 1 is subjected to pressure. Both can preferably be measured, evaluated and stored by the sensor 1 and in particular by the device 100.
  • the processing unit 5, shown as essential in the invention is used, which can also measure and evaluate corresponding pressure values and changes in the capacitance of the individual sensors 1 associated therewith, so that the processing unit 5 is also set up and provided for a through to measure and / or store the change in capacitance of the capacitor 20 and in particular also of the further capacitor 30 caused by external pressure.
  • the moisture layer 3 can be designed to be flexible or not flexible.
  • the moisture layer 3 can be designed as a woven material.
  • it can be a woven fabric, which was mentioned as an example in the introductory part of the present application.
  • the moisture layer 3 is a substrate which, for example, has been applied, for example glued, to the further capacitor 30 in the form of an epitaxy or an adhesive process.
  • the water-impermeable layer 14 and / or the water-impermeable layer 15 can also be flexible and inflexible, in particular also in the form of a woven fabric or a substrate in the same way as the moisture layer 3.
  • the electrodes 10, 11 of the two capacitors 20, 30 were printed onto the water-impermeable layer 14 and the further water-impermeable layer 15 in the form of a printing process, for example an inkjet printing process.
  • FIG. 3 An exploded view is shown in FIG. 3, the respective arrangement of the electrodes 10, 11 of the capacitors 20, 30 being evident in particular from FIG.
  • the moisture penetrates in particular between the electrodes 10, 11 and has, for example, a significant effect on the electrical properties of the respective water-permeable layer 14, so that the capacitance of at least the further capacitor 30 increases as in FIG explained in each case changes.
  • FIG. 4 shows that the sensor 1 can consist of two electrodes 10 and one electrode 11.
  • the electrodes 10 have one polarity (preferably the same polarity), while the electrode 11 has a different polarity, but the exploded view of the left part of FIG. 3 is shown in the lower part of FIG , 14, 15 can be used.
  • the electrodes 10 can also have different polarities and / or electrical potentials.
  • the electrodes 10 can also be electrically connected to one another.
  • the electrodes 10, 11 can each have and / or generate a separate polarity and / or a separate electrical potential. The same can also apply to those in the following figures with regard to the electrodes.
  • the lowermost water-impermeable layer is in turn the water-impermeable layer 4, the subsequent water-impermeable layer 14 and the water-impermeable layer 15 arranged thereon in the transverse direction Q1 is a further water-impermeable layer, with one electrode in each case being applied to a separate water-impermeable layer in particular is printed.
  • the capacitor 20 shown in the left-hand part of FIG. 4 is therefore produced by merging these layers, the electrodes 10 each being removed in the transverse direction Q1, as in the corresponding partial image can be arranged on different levels.
  • the electrode 11 can also be applied together with at least one of the electrodes 10 in a common plane, that is to say on or in a common water-impermeable layer 4, 14, 15, so that, for example, only the second of the electrodes 10 is on a separate one waterproof layer 4, 14, 15 stacked up who must.
  • the individual electrodes 10, 11 can therefore be arranged in different planes in the Q1 direction with respect to one another.
  • the invention is not restricted by the description using the exemplary embodiment. Rather, the invention encompasses every new feature, as well as every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or in the exemplary embodiments.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontrollsystem zur Messung von Druck- und/oder Feuchtigkeit, umfassend zumindest eine Vorrichtung zur Messung von Druck- und/oder Feuchtigkeit, umfassend zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial zueinander angeordnet sind. Dabei ist zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet, wobei auf einer dem Trägermaterial abgewandte Seite zumindest einer Elektrode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsadsorbierende Feuchteschicht angeordnet ist. Dabei sind somit die zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist Messwerte des Sensors zu messen und/oder zu speichern. So entsteht ein kapazitiver Feuchtesensor. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass von der Verarbeitungseinheit die von dem Sensor gemessenen Daten an eine zentrale CPU gesendet werden, wobei diese Daten von der Verarbeitungseinheit verarbeitet werden.

Description

Kontrollsystem zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten auf
Basis einer Umgebungsfeuchtigkeit
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kontrollsystem zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten, sowie ein Verfahren zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten umfassend die jeweiligen Oberbegriffe der Patentan- Sprüche 1 und 10. Insbesondere kann es sich beim hier vorgeschlagenen Kontrollsystem um ein System zur Erhöhung der Sicherheit und Komfort insbesondere im Automotive Bereich mit Hilfe der gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten handeln.
Das erfindungsgemäße Kontrollsystem zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten umfasst zumindest einen Sensor zur Messung von Druck- und/oder
Feuchtigkeit, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung, entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblen, Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.
Die horizontale Richtung ist vorzugsweise eine Haupterstreckungsrichtung des flexiblen Trä germaterials.
„Flexibel“ heißt in diesem Zusammenhang, dass das Trägermaterial zumindest stellenweise biegsam und damit elastisch ist.
Insbesondere kann es sich bei dem Trägermaterial um einen Webstoff oder um einen sons tigen Bekleidungsstoff, wie zum Beispiel ein Polyester handeln. Die dielektrische Schicht beabstandet damit die beiden Elektroden in einer horizontalen und/oder in einer dazu senkrechten Querrichtung.
Erfindungsgemäß ist auf einer dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest eine Elekt rode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht an geordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtig keit, zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, die Messwerte des Sensors zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.
Ein kapazitiver Feuchtesensor ist im Prinzip ein Kondensator, dessen Dielektrikum vorzugs weise aus einem hygroskopischen Polymerschicht besteht, die entsprechend der Feuchtig keit der Umgebungsluft Feuchtigkeit aufnimmt (absorbiert) oder abgibt (desorbiert) bis ein Gleichgewichtszustand (Diffusionsgefälle ist = 0) erreicht ist. Dabei verändert sich die Die lektrizitätskonstante des Polymermaterials als Funktion eines Feuchtegehalts.
Die Aufgabe der Verarbeitungseinheit besteht unter anderem darin, vorzugsweise auch aus einer gemessenen Umgebungstemperatur und dem feuchtigkeitsabhängigen Kapazitätswert des Sensors die relative Feuchte möglichst genau zu ermitteln.
Erfindungsgemäß werden von der Verarbeitungseinheit die von dem Sensor gemessenen Daten an eine zentrale CPU (Central Processing Unit) gesendet, wobei diese Daten von der Verarbeitungseinheit verarbeitet werden. Die CPU und die Verarbeitungseinheit sind vor zugsweise verschieden voneinander. Die CPU und die Verarbeitungseinheit sind zum Bei spiel voneinander beabstandet angeordnet. Insbesondere können die Verarbeitungseinheit und die CPU nicht auf einem gemeinsamen Träger und/oder Substrat angeordnet sein, so fern der Träger nicht das Trägermaterial, also zum Beispiel einem Textil, ist.
Auch ist denkbar, dass die hier beanspruchte Vorrichtung, und insbesondere die Sensoren, auf einer Innenfläche eines Reifen verbaut sind. Auch ist denkbar, dass die Sensoren sogar mit in das Material des Reifen eingefügt sind. Dabei ist vorstellbar, dass die Sensoren alle in das Material eingefügt und damit von dem Material des Reifens ummantelt sind und die Ver- arbeitungseinheiten auf der Innenfläche des Reifens angeordnet sind. Alternativ können je doch auch die Verarbeitungseinheiten in das Material des Reifens eingefügt sein. Die Senso ren können dann den Reifeninnendruck, die Reifeninnentemperatur und/oder die Einzel oder Gesamtlaufzeit des Reifens erfassen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Messsystem zumindest eines Vor richtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, wobei die Vorrichtung zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit aufweist, wobei der Sensor zu mindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem insbesondere flexiblen Trägermate rial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektri sche Schicht angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist auf eine dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest eine Elekt rode und/oder dielektrische Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teil weise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Schicht (= Feuchte schicht) angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht in Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise tref fende Feuchtigkeit, zumindest teilweise verändert wird, wobei eine Verarbeitungseinheit da zu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Messwerte des Sensors zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.
Unter „feuchtigkeitsabsorbierender Schicht“ kann in Zusammenhang der vorliegenden An meldung eine zumindest teilweise Aufnahme von Feuchtigkeit aus einem Umgebungsmedi um in die Schicht selbst verstanden werden. Unter einer Feuchtigkeit kann daher eine gas förmige, oder Tröpfchenphase in dem Umgebungsmedium verstanden werden. Die Feuch tigkeit kann in der Umgebungsluft oder einem sonstigen Umgebungsmedium der Schicht enthalten sein.
Der Wasser- oder Flüssigkeitsgehalt von Luft wird im Allgemeinen als Luftfeuchtigkeit be zeichnet. Die absolute Luftfeuchtigkeit gibt an, wieviel Wasser- oder Flüssigkeitsdampf in der Volumeneinheit des Gasgemisches enthalten ist; Maßeinheit: g Wasser (oder sonstigen Flüssigkeit) -m-3· Die relative Luftfeuchtigkeit ist der Quotient aus der bei einer bestimmten Temperatur im Gas vorhandenen Flüssigkeitsdampfmenge und der bei der gleichen Tempe- ratur möglichen Sättigungsmenge an Flüssigkeitsdampf. Gewöhnlich wird die relative Luft feuchte in Prozent (%) angegeben. Hierzu wird der Quotient mit 100 multipliziert. Ist die Luft gesättigt, d. h. die relative Luftfeuchtigkeit liegt bei 100 %, ist ein Teil der Flüssigkeit in der Luft flüssig. Man bezeichnet in diesem Falle das dazugehörige Flüssig-Gas-Stoffgemisch als Dunst oder Nebel.
Der Ausdruck Feuchtigkeit oder Feuchte kann das Maß der Anwesenheit von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit in oder an einem Material (z. B. Textilien) oder einer Substanz oder in einem Gas oder in einem Raum sein.
Die der hier beschriebene feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht kann sich daher von einer, insbesondere lediglich flüssigkeitsabsorbierenden (Feuchte)Schicht, unter anderem dadurch unterscheiden, dass die feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht aus einem Ma terial gefertigt ist, welche neben der Adsorption von Flüssigkeit zudem auch in dem Umge bungsmedium enthaltene Feuchtigkeit absorbiert. Denkbar ist jedoch auch, dass die feuch tigkeitsabsorbierende Feuchteschicht lediglich eine Feuchtigkeit im Umgebungsmedium der Schicht absorbiert und daher keine Flüssigkeit absorbieren kann.
Erfindungsgemäß werden von der Verarbeitungseinheit die von dem Sensor gemessenen Daten an eine zentrale CPU (Central Processing Unit) gesendet, wobei diese Daten von der Verarbeitungseinheit verarbeitet werden.
Weiter erfindungsgemäß vergleicht die zentrale CPU und/oder die Verarbeitungseinheit die se Daten, also die Druck- und/oder Feuchtigkeitswerte, mit in einer Datenbank hinterlegten Werten oder an die Datenbank gesendete entsprechenden Werten, und, vorzugsweise nur, bei Übereinstimmung mit diesen hinterlegten Werten oder entsprechenden Wertebereichen, schaltet die zentrale CPU ein Freigabesignal an eine Abgleicheinrichtung sendet, welche daraufhin ein Nutzungsobjekt zur Nutzung freigibt.
Mit anderen Worten geht es in vorliegender Erfindung unter anderem darum, dass nur be rechtige und/oder geeignete Benutzer das Nutzungsobjekt benutzen können. Bei dem Nut zungsobjekt kann es sich um einen Fahrzeugsitz oder einen sonstigen freizuschaltenden Gegenstand handeln. Auch kann es sich bei dem Nutzungsobjekt um ein Fahrzeug handeln. Insbesondere kann in der Datenbank ein, beispielsweise genau ein, Feuchtigkeitsgrenzwert und/oder Druckgrenzwert hinterlegt sein, bis zu dem eine Freischaltung des Nutzungsobjekts erfolgt.
Die Datenbank kann auf der Abgleichvorrichtung gespeichert sein.
Die Datenkommunikation zwischen der zentralen CPU und/oder der Verarbeitungseinheit und der Abgleicheinrichtung kann drahtfrei, also zum Beispiel über WLAN, Bluetooth oder ähnliches durchgeführt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Kontrollsystem zumindest eine Sen deeinrichtung, welche an die Abgleicheinrichtung vorgegebene Werte oder Wertebereiche der Druck- und/oder Feuchtigkeitswerte sendet, und die Abgleicheinrichtung diese empfan genen Werte mit den von der zentralen CPU an die Abgleicheinrichtung gesendeten Werte oder Wertebereiche vergleicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich der Sendeeinrichtung um ein Fahrzeugzugangssystem, zum Beispiel um einen Fahrzeugschlüssel, oder diese ist zumin dest ein Teil davon, wobei die Sendeeinrichtung dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist mittels einer drahtlosen Verbindung mit der Abgleicheinrichtung und/oder der zentralen CPU zu kommunizieren.
Zum Beispiel kann so eine Schlüsselerkennung realisiert sein. Insbesondere kann ein Schlüssel nämlich einem oder mehreren, vorzugsweise genau einem, Benutzer zugeordnet sein. Jede Sendeeinrichtung, insbesondere damit auch jeder Schlüssel, kann ein ganz be stimmter Druck- und/oder Feuchtewert, welcher in der Datenbank hinterlegt ist, entsprechen. Fällt der durch die Vorrichtung gemessene Druck-und/oder Feuchtewert (wenn ein Benutzer zum Beispiel auf einem Fahrzeugsitz Platz nimmt) nicht in einen Normnutzungsbereich (Be reich von Druck- und/oder Feuchtewert innerhalb dessen eine Benutzung erlaubt wird) so kann eine Nutzung des Fahrzeugsitzes insbesondere jedoch des gesamten Fahrzeugs ver sagt werden. Zum Beispiel bleib die Zündung des Fahrzeugs aus oder das Lenkrad ver sperrt. Auch ist denkbar, dass von einem Benutzer erzeugte Druck- und/oder Feuchtewerte von der Vorrichtung gemessen werden und dann in den Schlüssel eingespeist werden. Hierzu kann der Schlüssel einen Speicherchip aufweisen.
Wird der Schlüssel nun wiederbenutzt kann sich vor Belegung des Fahrzeugsitzes der Sitz automatisch in seiner Form und Sitzposition an den Benutzer anpassen.
Denkbar ist auch, dass nach einer Sitzbelegung des Fahrzeugsitzes abhängig von der identi fizierten Person eine vorgespeicherte Sitzposition, ein vorgespeichertes Licht- und /oder Schallambiente, ein vorgespeicherter Musik- und/oder Radiosender oder andere personali sierte Dienste ausgewählt und/oder angewendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Abgleicheinrichtung in den Fahrzeug schlüssel integriert verbaut. Alternativ oder zusätzlich kann die Abgleicheinrichtung auch in die zentrale CPU und/oder die Verarbeitungseinheit verbaut sein. Zudem ist es möglich, dass die zentrale CPU und/oder die Verarbeitungseinheit die Rolle der Abgleicheinrichtung übernehmen. In diesem Fall kann auf eine separate Abgleicheinrichtung verzichtet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform gibt die Abgleicheinrichtung ein Fahrzeugschloss, eine Wegfahrsperre, ein Lenkradschloss, ein Gas- und/oder Bremspedal zur Nutzung bei einer Datenübereinstimmung frei. Bei diesen Elementen kann es sich jeweils um ein Nut zungselement handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ermittelt auf Basis der einzelnen Feuchte- und Druckwerte die zentrale CPU zumindest einen jeweiligen Kennwert, aus welchem ableitbar ist, welches Individuum nach Gewicht und/oder Größe gerade die Vorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit besetzt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt, dass sofern die gemessenen Daten mit den hinterlegten Daten nicht übereinstimmen und/oder um mehr als 25% von den hinterlegten Datenwerten abweichen eine Gesichtserfassungseinrichtung ein Gesicht des Benutzers auf Basis von Bilddaten erfasst, und trotz der Datenabweichung dann das Nutzungselement frei schaltet, sofern die Gesichtserfassungseinrichtung ein Benutzergesicht als identisch mit ei nem in der Gesichtserfassungseinrichtung hinterlegten Gesicht identifiziert. Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die erfassten Bilddaten mit den Berechti gungsdaten verglichen, die ebenso in der Datenbank hinterlegt sind, wobei dieser Vergleich einen Klassifikationsvergleich von Datenklassen der Bilddaten mit Datenklassen der Berech tigungsdaten umfasst, wobei eine Klassifikation der Bilddaten auf Basis von Bewegungsvek toren des Benutzers derart durchgeführt wird, dass zunächst aus der zeitlichen Bewegung des Benutzers ein Bewegungsprofil von der Gesichtserfassungseinrichtung erstellt wird, wo bei das Bewegungsprofil des Benutzers Bewegungsvektoren desselbigen umfasst, und wei ter wobei ein Benutzer und/oder Benutzerbewegungen zu sogenannten Datenblops oder Datenclustern zusammengefasst werden, die dann in ihrer Form und/oder Ausdehnung klas sifiziert werden.
Der Sensor und/oder die Verarbeitungseinheit und/oder die zentrale CPU können mittels einer Batterie oder einer Festnetzstromversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist die Erzeugung von elektrischer Energie zur Versorgung des Sensors und/oder Verarbeitungseinheit mittels sogenannten „Energy Harvesting“ möglich.
Als Energy Harvesting (wörtlich übersetzt Energie-Ernten) bezeichnet man die Gewinnung kleiner Mengen von elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibratio nen oder Luftströmungen für mobile Geräte mit geringer Leistung. Die dafür eingesetzten Strukturen werden auch als Nanogenerator bezeichnet. Energy Harvesting vermeidet bei Drahtlostechnologien Einschränkungen durch kabelgebundene Stromversorgung oder Batte rien.
Möglichkeiten des Energy Harvesting:
- Piezoelektrische Kristalle erzeugen bei Krafteinwirkung, beispielsweise durch Druck oder Vibration, elektrische Spannungen. Diese Kristalle können an oder auf dem Trä germaterial angeordnet sein.
- Thermoelektrische Generatoren und pyroelektrische Kristalle gewinnen aus Tempe raturunterschieden elektrische Energie. Diese Generatoren können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein.
- Über Antennen kann die Energie von Radiowellen, eine Form von elektromagneti scher Strahlung, aufgefangen und energetisch verwendet werden. Ein Beispiel dafür sind die passiven RFIDs. Diese Antennen können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein.
- Photovoltaik, elektrische Energie aus der Umgebungsbeleuchtung.
- Osmose.
Ein Energiespeicher der Vorrichtung kann Teil einer Verarbeitungseinheit sein. Hierzu kön nen eine oder mehrere der Verarbeitungseinheiten einen solchen Energiespeicher (lokale Energiespeicher) aufweisen. Zum Beispiel weisen nur eine oder einige der Verarbeitungs einheiten einen solchen Energiespeicher auf, sodass eine dieser Verarbeitungseinheiten eine andere Verarbeitungseinheit (nämlich eine solche, welche keinen Energiespeicher auf weist) mit elektrischer Energie versorgt.
Auch ist denkbar, dass die Energiespeichereinheit(en) der Verarbeitungseinheit(en) die CPU mit elektrischer Energie ganz oder teilweise versorgt. Zum Beispiel kann so die CPU an kei ne weiteren Energiespeicher und/oder Energieversorgungsleitungen angeschlossen sein.
Über das oben genannte Energy Harvesting kann zumindest einer der Energiespeicher ge laden werden.
Die Energieübertragung zwischen den Sensoren und/oder den Verarbeitungseinheiten und/oder der CPU kann ganz oder teilweise drahtlos erfolgen.
Zu der drahtlosen Energieübertragungen im Nahfeld, auch als nicht strahlende Kopplung bezeichnet, zählt beispielsweise die induktive Kopplung, basierend auf dem magnetischen Fluss. Häufig wird die Bezeichnung der drahtlosen Energieübertragung synonym für die in duktive Energieübertragung verwendet, da diese in praktischen Anwendungen eine domi nante Rolle einnimmt. Bei der nicht strahlenden Kopplung im Nahfeld spielen Wellenphäno mene keine Rolle.
Beispielsweise geschieht die drahtlose Energieübertragung zwischen den einzelnen Elemen ten mittels induktiver Kopplung, resonanter induktiver Kopplung und/oder kapazitiver Kopp lung. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Kontrollsystem zumindest zwei Senso ren auf, wobei durch die Verarbeitungseinheit die Sensoren in Gruppen aus zumindest ei nem Sensor auf Basis zumindest einem der folgenden Kriterien unterteilt werden:
- Anordnungsort des Sensors oder der Sensoren auf dem Trägermaterial, wobei das Trägermaterial in Flächengebiete eingeteilt ist, und innerhalb eines Flächengebiets nur Sensoren einer Gruppe angeordnet sind, Flächenausdehnung eines Sensors.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Kontrollsystem zumindest zwei Vor richtungen zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, wobei jede Verarbeitungseinheit ihre von den Sensoren empfangenen Daten an die zentrale CPU weiterleitet. Die Datenver bindung zwischen der Verarbeitungseinheit und der zentralen CPU kann kabelgebunden (mit Datenverbindungen) oder aber Wireless erfolgen. Hierzu kann zumindest eine Verarbei tungseinheit eine Bluetooth Verbindung zu der zentralen CPU aufbauen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst zumindest eine Vorrichtung zumindest zwei Sensoren. Insofern kann eine Sensorgruppe bereits durch diese zwei Sensoren gebil det sein. Die beiden Sensoren könne dann durch eine gemeinsame Verarbeitungseinheit gesteuert und/oder geregelt werden.
Denkbar ist, dass die Vielzahl von Verarbeitungseinheiten ein Verarbeitungsnetzwerk ausbil den, wobei die Erfassung, Verarbeitung und/oder Weitergabe der Sensordaten und/oder der Verarbeitungsdaten eines jeden Sensors und/oder einer jeden Verarbeitungseinheit durch zumindest eine Steuerungseinrichtung (Master) gesteuert wird. Die Steuerungseinheit kann identisch mit der oben beschriebenen CPU sein.
Es ist jedoch auch möglich, dass eine oder mehrere der Verarbeitungseinheiten den Master darstellen, welcher die übrigen Verarbeitungseinheiten (Slave) und/oder die übrigen Senso ren (Slave) steuern.
Zum Beispiel kann eine der Verarbeitungseinheiten und/oder die CPU nach Inbetriebnahme der Vorrichtung (zum Beispiel nach einem Anschalten der Vorrichtung), solche Sensoren auswählen, welche für eine vorgebbare Nutzungsdauer in Betrieb genommen werden. Alter nativ können auch alle oder einige Sensoren in Betrieb genommen werden, dann jedoch ist vorstellbar, dass eine Verarbeitungseinheit und/oder die CPU, insbesondere zum Zwecke der Energieersparnis, nur Daten einer vorgegebenen Anzahl (also weniger als alle Senso ren) von Sensoren an die CPU weiterleitet (Filterung).
Diese Master-Verarbeitungseinheit kann vorzugsweise als einzige Einheit mit der CPU kommunizieren.
Weiter alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass eine oder alle Verarbeitungseinheiten und/oder ein Sensor (Slave oder Master) direkt mit der CPU kommunizieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verarbeitungsnetzwerk mittels zumindest eines VLAN-Switches in zumindest zwei, nur logisch voneinander getrennte, Netzwerkseg mente (VLANs) unterteilbar und wobei jedes der Erfassungselemente in Abhängigkeit von der Ansteuerung durch einen VLAN-Switch und/oder der Steuerungseinrichtung und somit durch jedes der Netzwerksegmente ansteuerbar ist.
Wird zum Beispiel eine sehr große Fläche (zum Beispiel ein Textil) mit einer Vielzahl von hier beanspruchten Sensoren und Verarbeitungseinheiten bestückt können in besonders einfa cher Art und Weise dann einzelne Verarbeitungseinheiten und/oder Sensoren kategorisiert werden (nach verschiedenen Prioritäten etc.). Es wird somit in einer Ausführungsform statt einer physikalischen Netzwerkunterteilung eine „virtuelle“, das heißt VLAN-Unterteilung ge wählt. Dies gewährleistet nämlich, dass auf Veränderungen in der Kategorisierung der Ver arbeitungseinheiten und/oder Sensoren besonders schnell und ohne aufwendige Umbauar beiten reagiert werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Kontrollsystem zumindest ein Verar beitungsnetzwerk, wobei mittels zumindest eines VLAN-Switches des Verarbeitungsnetz werks, dieses in zumindest zwei, nur logisch voneinander getrennte, Netzwerksegmente (VLAN) unterteilbar ist, und wobei jeder Verarbeitungseinheiten und/oder jeder der Sensoren in Abhängigkeit von der Ansteuerung durch den VLAN-Switch durch jedes der Netzwerkse gmente ansteuerbar sind.
Dazu kann der VLAN-Switch in zumindest einem der Verarbeitungseinheiten und/oder Sen soren oder in einem separaten Bauteil verbaut sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels des VLAN-Switches eine Priorisierung der einzelnen Netzwerksegmente insbesondere im Hinblick auf deren Datenaustausch durchgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jeder Verarbeitungseinheit und/oder jedem Netzwerksegment zumindest eine VLAN-ID zugeordnet, wobei über jede der VLAN-IDs zu mindest ein Sensor oder eine andere Verarbeitungseinheit ansteuerbar ist. Einzelne Senso ren und/oder einzelne Verarbeitungseinheiten können ein eigenes Sub-Netzwerk bilden.
Um über Netzwerkgrenzen zu kommunizieren, werden im Stand der Technik statische pro jektdynamische Routen eingesetzt. Dieses Modell der Trennung ist klar und übersichtlich und wurde über Jahre angewandt. Dies hat jedoch die Nachteile, dass Broadcastanforde- rungen im Subnetz für alle Teilnehmer sichtbar sind und von den Endpunkten betrachtet werden müssten. Mit anderen Worten, konnten bisher verschiedene Endgeräte nur über ent sprechende jedem Subnetz zugeordnete, separate und physikalisch voneinander getrennte Switches angesteuert werden. Ein derartiger Aufbau ist jedoch besonders kostspielig und umfangreich im Design.
Wie obig bereits erwähnt, ist somit insbesondere auf die Ausgestaltung eines jeden Sub netzwerks mit einem separaten Switch und separaten physikalischen Datenleitungen ver zichtet, sodass für das gesamte Netzwerk eine einzige physikalische Struktur angewandt werden kann, wobei diese physikalische Struktur, d. h. Netzwerkarchitektur, nur aufgrund einer logischen, insbesondere auch mathematischen Unterscheidung (d. h. gedacht, aufge trennt wird.
Dabei bezeichnet die Abkürzung „VLAN-Switch“ einen solchen Netzwerkswitch, welcher da zu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, ein Netzwerk in Form eines Virtual Local Area Net work (VLAN) mit zu betreiben.
Insofern wird somit durch die nunmehr beanspruchten Netzwerksegmente, welche jeweils in Form eines VLAN-Netzwerks ausgebildet sein können, es ermöglicht, dass die Trennung des Netzwerks in mehrere logische Segmente, also die Netzwerksegmente, unterteilt wird.
Anders als bei der physikalischen Trennung durch die Zuordnung zu einem Switch Port wer den bei der Trennung durch VLANs die Geräte durch eine VLAN-ID logisch getrennt. Dabei wird der Datenstrom jeder Station mit einer Kennung (dem VLAN-"Tag") versehen. Diese Kennung bestimmt die Zugehörigkeit eines Datenpakets zu einem bestimmten VLAN. Alle Geräte mit der gleichen VLAN-Kennung befinden sich nunmehr in einem logischen Netz werk.
Insbesondere kann nämlich durch die logische Trennung der einzelnen Netzwerke ein Broadcast eingegrenzt werden. Broadcasts werden nämlich nur an Mitglieder des gleichen VLANS und nicht an alle am Switch hängenden Steuerelemente verteilt.
Dies trägt insofern auch nicht nur zu einer höheren Leistung, sondern auch zu mehr Sicher heit bei, denn der Datenverkehr wird auf weniger Adressaten eingeschränkt. Hinzu kommt, dass Benutzer oder die Steuerelemente in der Regel in einem VLAN keine Möglichkeit ha ben aus dem zugewiesenen VLAN auszubrechen. Ein Zugriff (oder Angriff) auf einen ande ren Rechner, der nicht zum eigenen VLAN gehört kann daher bereits durch den Netz werkswitch verhindert werden. Wenn eine VLAN übergreifende Kommunikation notwendig ist, können hierfür explizit Routen eingerichtet werden.
Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebene VLAN-Technologie eine solche sein kann, welche an den Industriestandard IEEE 802.1Q angepasst ist und/oder mit diesem kompatibel ist.
Der Standard IEEE 802.1 Q ist eine durch das IEEE genormte Priorisierungs- und VLAN- Technologie, die im Unterschied zu den älteren, nur Port-basierten VLANs, paketbasierte tagged-VLANS implementiert. Der Ausdruck „tagged“ leitet sich vom englischen Ausdruck „material tags“ ab.
Es handelt sich daher bei tagged-VLANS um Netze, die Netzwerkpakete verwenden, welche eine spezielle VLAN-Markierung tragen.
Insbesondere sind nämlich in den 802.1 Q-Standard Datenfelder für das V-LAN-tagging defi niert, die in dem Datenbereich eines Ethernetpakets eingeführt werden können.
Insofern kann das vorliegende Netzwerk in Form eines Ethernet-Kommunikationssystems ausgebildet sein. Das hat den Vorteil, dass in der Regel auch bereits vorhandene, ältere Switches solche Pa kete weiterleiten können. Das eingefügte Tag besteht in der Regel aus mehreren Feldern, beispielsweise vier Feldern mit einer Gesamtlänge von 32 Bit.
Für die Proto koll-ID werden 2 Byte, für das Prioritätenfeld 3 Bit, für Indikator des Canonical- formats 1 Bit und für VLAN-ID 12 Bit genutzt.
Zur eindeutigen Identifizierung eines VLANS wird jedem VLAN daher zunächst eine eindeu tige Nummer zugeordnet. Man nennt diese Nummer VLAN-ID. Ein Erkennungsmodul, das mit der VLAN-ID = 1 ausgestattet ist, kann mit jedem anderen Gerät im gleichen VLAN kommunizieren, nicht jedoch mit einem Gerät in einem anderen VLAN, wie z. B. ID = 2, 3,... .
Um zwischen den VLANS zu unterscheiden, wird nach dem Standard IEEE 802.1Q ein Ethernetframe um 4 Byte erweitert. Davon sind 12 Bit zur Aufnahme der VLAN-ID vorgese hen, sodass (ohne Ausnutzung des Canonical Formats) theoretisch 4096-2 = 4094 VLANS möglich sind.
Denkbar ist, dass die einzelnen logischen Netzwerkverbindungen entsprechend eines OPC- Standards, d. h. beispielsweise in Form von OPC UA-Verbindungen, ausgebildet sind. Ins besondere ist nämlich denkbar, dass pro Netzwerksegment über die Steuerungseinrichtung mehrere OPC UA-Endpunkte mit unterschiedlicher IP-Adresse, VLAN-ID und Priorisierung entsprechend des oben genannten Standards IEEE 802.1Q zur Verfügung stehen.
Weist nun ein Netzwerksegment, welches eindeutig, vorzugsweise eineindeutig, eine be stimmte VLAN-ID zugewiesen bekommen hat, eine höhere Priorität auf als ein, nur in logi scher Hinsicht, davon unterschiedliches Netzwerksegment einer entsprechend unterschiedli chen VLAN-ID, so können die Steuerungseinrichtung und/oder der VLAN-Switch dazu vor gesehen sein, zunächst den Datenaustausch des höher priorisierten Netzwerksegments zu bevorzugen, um erst nach Abbau der diesem höher priorisierten Netzwerksegment zugeord neten Aufgaben eine Abarbeitung des tiefer priorisierten Netzwerksegments zu erlauben.
Mit anderen Worten gilt generell: Zuordnung und Konfiguration der OPC UA Endpunkte zu einem bestimmten Netzwerksegment entsprechend der VLAN-ID und Zuordnung einer Prio rität entsprechend der Priorität des entsprechenden VLANs. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind jedem Sensor und/oder jeder Verarbeitungs einheit zumindest eine VLAN-ID zugeordnet und jedem Netzwerksegment ist wiederum zu mindest eine, beispielsweise genau eine, eindeutig, vorzugsweise eineindeutig, VLAN-ID zugeordnet, wobei über jede der VLAN-IDs zumindest ein Steuerelement ansteuerbar ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst zumindest eine Vorrichtung zumindest einen Temperatursensor, wobei der Temperatursensor eine Umgebungstemperatur und/oder eine Temperatur eines Sensors misst und an die Verarbeitungseinheit einer Vorrichtung und/oder an die zentrale CPU weiterleitet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ermittelt die zentrale CPU einen Auslastungsgrad (CPU-Last und/oder Speicherverbrauch) von zumindest einer Verarbeitungseinheit, wobei bei Überschreiten einer Grenztemperatur der Verarbeitungseinheit und/oder zumindest der dieser Verarbeitungseinheit zugeordneten Sensor diese(r) in seiner Leistung zumindest teil weise gedrosselt oder ganz abgeschaltet wird
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Sensor zusätzlich ein kapazitiver Druck sensor, wobei die Verarbeitungseinheit zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators zu mes sen und/oder zu speichern.
Grundsätzlich handelt es sich bei einem kapazitiven Sensor also um einen Sensor, welcher auf Basis der Veränderung der elektrischen Kapazität eines einzelnen Kondensators oder eines Kondensatorsystems arbeitet. Die Beeinflussung der Kapazität durch die zu erfassen de Größe kann dabei auf verschiedene Arten, erfolgen die primär durch den Verwendungs zweck bestimmt ist.
Ein kapazitiver Sensor basiert unter anderem darauf, dass zwei Elektroden, einer davon kann die zumessende Oberfläche sein, die „Platten“ eines elektrischen Kondensators bilden, dessen Kapazität oder Kapazitätsänderung gemessen wird, die folgendermaßen beeinflusst werden kann:
Eine Platte wird durch den zumessenden Effekt verschoben und/oder verformt, wodurch sich der Plattenabstand und damit die elektrische messbare Kapazität än dern. - Die Platten sind starr und die Kapazität an Sich ändert sich dadurch, dass ein elektrisch leitendes Material oder ein Dielektrikum in unmittelbare Nähe gebracht wird.
Die wirksame Plattenfläche ändert sich, indem die Platten wie bei einem Drehkon densator gegeneinander verschoben werden.
Um auch kleine Veränderungen besser detektieren zu können kann die eigentliche Mes selektrode häufig mit einer Schirmelektrode umgeben sein, die den inhomogenen Randbe reich des elektrischen Feldes von der Messelektrode abschirmt, dadurch ergibt sich zwi schen Messelektroden üblicherweise geerdeter Gegenelektrode eine annähernd paralleles elektrisches Feld mit der bekannten Charakteristik eines idealen Plattenkondensators.
Ein kapazitiver Drucksensor ist insbesondere ein solcher, bei dem die Kapazitätsänderung infolge des Durchbiegens einer Membran und der resultierenden Änderung des Plattenab stands als Sensoreffekt ausgewertet wird. Zum Beispiel handelt es sich bei der Membran um das oben genannte Dielektrikum oder aber um die einzelnen Kondensatorelektroden, welche insbesondere in Form einer Platte ausgeführt sein können. Mit anderen Worten ist in einer derartigen Ausführungsform in neuartiger Art und Weise ein kapazitiver Feuchtesensor mit einem kapazitiven Drucksensor kombiniert, jedoch ohne dass diese Bauteile voneinander getrennte Elemente oder zwei separate Sensoren bildeten, sondern es handelt sich bei vor liegender Ausführungsform um ein „Two in One“-Konzept, in welchem der gleiche Sensor sowohl als Feuchtesensor, als auch als Drucksensor fungiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägermaterial um einen Webstoff, insbesondere in welchem elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Sensors und der Verarbeitungseinheit eingewoben sind.
Bei einem Webstoff handelt es sich im Sinne der Erfindung daher um ein Gewebe, welches manuell oder maschinell auf Basis von einzelnen Fäden gewebt wurde.
Die elektrischen Leiterbahnen können in einem Gewebe daher zusätzlich neben den übli chen Fasern und Gewebesträngen integriert sein oder aber einzelne Gewebestränge, wel che das Gewebenetz ausbilden ersetzen. Je nach Abstand und Eigenschaften der einzelnen Fäden (hochgedreht, bauschig, usw.) können ganz lockere Gewebe, wie Verbandgewebe oder Dichtegewebe wie Brokatstoff ent stehen. Längselastisch werden Gewebe durch, als Kettenfäden eingesetzte Gummifäden (mehr Bändern verwendet) oder Kräusel- und Bauschgarne verwendet. Sie werden ge spannt, verarbeitet und ziehen sich im Ruhezustand zusammen. Bauschgarne bestehen aus texturierten, also gekräuselten synthetischen Fasern. Die Kräuselung verändert die Eigen schaften der synthetischen Fasern. Die darauf gesponnenen Garne sind sehr elastisch und voluminös und haben eine gute Wärmedämmung.
Zum Beispiel kann das Trägermaterial Teil eines Bezugstoffes eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes oder eines Bürostuhls, sein. Insofern kann der Sensor, vorzugsweise jedoch die gesamte Vorrichtung, auf dem Bezugsstoff eines solchen Sitzes aufgebracht oder in einen solchen integriert sein.
Zum Beispiel ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen, die ein zelnen Feuchte- sowie Druckwerte zu erfassen und aus einer Kombination der einzelnen Feuchte- und Druckwerte zumindest einen jeweiligen Kennwert zu ermitteln, aus welchem ableitbar ist, welches Individuum (mit Gewicht und/oder Größe) gerade den Fahrzeugsitz besetzt.
Zum Beispiel kann aus der Druckmessung durch die Verarbeitungseinheit ein Gewicht der jeweiligen Person abgeleitet und festgestellt werden. Auch kann die jeweilige Feuchtigkeit, welche die jeweilige Person an den Sensor abgibt, gemessen werden, wobei der jeweilige Kennwert zum Beispiel ein Produkt aus dem relativen Feuchtigkeitswert mal der von der Verarbeitungseinheit ermittelten Belastungsgewicht ist.
Überschreitet ein derartiger Kennwert einen entsprechenden Grenzwert kann die Verarbei tungseinheit insbesondere mittels einer Anbindung an die Elektronik des Fahrzeugs, eine Warnung aussprechen. Diese Warnung kann dahingehend lauten, dass der Sitz überbelegt ist oder der Fahrer zu stark schwitzt. Diese Warnung kann jedoch auch ersetzt werden durch eine entsprechende Anzeige dahingehend welcher Belegungstyp den Sitz nutzt. Bei einem Belegungstyp kann es sich um eine Gewichtsklassifikation eines jeweiligen Benutzers han deln, oder aber auch darum Handeln ob es sich bei dem Benutzer um ein Tier, einen Men schen oder auch um eine Sache handelt. Vorzugsweise ist daher die Verarbeitungseinheit in eine Anzeigenelektronik des Fahrzeugs integrierbar, zumindest jedoch mit einer solchen verbindbar.
Hierzu ist denkbar, dass die Verarbeitungseinheit sich zum Beispiel mittels Bluetooth oder einer sonstigen Wireless Verbindung mit einer Empfangseinheit des Fahrzeugs verbindet und der jeweilige Kenn- oder Grenzwert und/oder die jeweilige Warnung und/oder die jewei lige Identifikation des Benutzers auf einem Display des Fahrzeugs wiedergegeben werden.
Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass diese einzelnen Werte und/oder Identifikatio nen auch extern abrufbar und/oder extern darstellbar sind. Zum Beispiel kann das Auto auf eine Überbelegung hin von einem externen Controller überwacht werden.
Zum Beispiel kann mittels einer Datenverbindung die Verarbeitungseinheit mit einer Auslös einheit eines Airbags in Verbindung stehen, sodass die Verarbeitungseinheit auch die Auslö seinheit steuern und/oder regeln kann, insbesondere in Bezug auf einen Auslösezeitpunkt des Airbags. Zusätzlich und/oder alternativ ist es möglich, dass die Verarbeitungseinheit eine Controllereinheit des Airbags mit Daten zum Beispiel im Hinblick auf einen Belegungstyp, Position und/oder Gewicht eines Benutzers des Fahrzeugsitzes versorgt.
Diese Daten können dazu führen, dass der Auslösezeitpunkt und die Auslösereihenfolge des Airbags auf den Benutzer angepasst sind, sodass ein Personenschaden an dem Benutzer vermieden wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine Elektrode und/oder dielektri sche Schicht auf dem Trägermaterial oder auf einer dem Trägermaterial angeordnete, insbe sondere wasserundurchlässigen Schicht aufgedruckt oder mittels eines Dünnschichtverfah rens aufgebracht.
Dies heißt, dass zumindest ein Element, vorzugsweise sowohl die Elektrode als auch die dielektrische Schicht, auf dem Trägermaterial oder einer zwischen dem Sensor und dem Trägermaterial aufgebrachten vorzugsweise elektrisch nicht leitfähigen, weiter vorzugsweise wasserundurchlässigen Schicht mittels eines Druckverfahrens aufgedruckt.
Bei dem Druckverfahren kann es sich zum Beispiel um ein Inkjetverfahren handeln. Zum Beispiel ist die Verarbeitungseinheit in der gleichen Weise wie der Sensor auf das Trä germaterial aufgebracht. Hierzu ist vorstellbar, dass auch die Verarbeitungseinheit, zumin dest jedoch eine, insbesondere leitende, Schicht der Verarbeitungseinheit auf das Trägerma terial zum Beispiel aufgedruckt ist. Die Datenkommunikation zwischen der Verarbeitungsein heit und dem Sensor kann dann über die oben genannten Leiterbahnen entstehen. Diese Leiterbahnen können zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, in den Webstoff eingewoben sein oder sogar einzelne Fasern des Webstoffs selbst ausbilden.
Zum Beispiel ist zumindest eine Elektrode flächig ausgeführt. Das heißt, dass eine Dicke der Elektrode im Vergleich zu deren Flächenausdehnung vernachlässigbar ist. Eine solche Elekt rode kann daher insbesondre mittels eines Druckverfahrens hergestellt werden.
Alternativ hierzu kann eine Dicke zumindest einer Elektrode höchstens 5 mm betragen. Hier zu kann das Druckverfahren mehrmals angewandt werden, sodass zumindest zwei, vor zugsweise jedoch dann mehr, Einzeldruckschichten übereinandergestapelt werden.
Des Weiteren kann die Elektrode auch mittels eines 3 D- Druckverfahrens auf dem Trägerma terial angeordnet sein.
1. Das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling)
Alternativbezeichnungen: Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Layer Modeling (FLM)
Das Verfahren bezeichnet schichtweises Aufträgen (Extrusion) eines Materials durch eine heiße Düse. Das Verbrauchsmaterial befindet sich in Form eines langen Drahts (sog. Fila ment) auf einer Rolle und wird durch die Fördereinheit in einen Druckkopf geschoben, dort eingeschmolzen und auf einem Druckbett ausgebracht. Druckkopf und/oder Druckbett sind dabei in drei Richtungen beweglich. So können Kunststoffschichten schrittweise aufeinander aufgebracht werden.
2. Das SLS Verfahren (Selektives Lasersintern)
Im Unterschied zum Sinterverfahren, bei dem Stoffe in Pulverform unter Hitzeeinwirkung miteinander verbunden werden, geschieht dies beim SLS-Verfahren selektiv durch einen Laser (alternativ auch Elektronenstrahl oder Infrarotstrahl). Es wird also nur ein bestimmter Teil des Pulvers miteinander verschmolzen.
Dazu wird stets eine dünne Pulverschicht von der Beschichtungseinheit auf dem Druckbett ausgebracht. Der Laser (oder andere Energiequelle) wird nun punktgenau auf einzelne Stel len der Pulverschicht ausgerichtet, um die erste Schicht der Druckdaten auszubilden. Hierbei wird das Pulver an- oder aufgeschmolzen und verfestigt sich anschließend wieder durch ge ringfügiges Abkühlen. Das nicht aufgeschmolzene Pulver bleibt um die gesinterten Bereiche herum liegen und dient als Stützmaterial. Nachdem eine Schicht verfestigt ist, senkt sich das Druckbett um den Bruchteil eines Millimeters ab. Die Beschichtungseinheit fährt nun über das Druckbett und bringt die nächste Pulverschicht aus. Anschließend wird die zweite Schicht der Druckdaten durch den Laser (oder eine andere Energiequelle) gesintert. So ent steht schichtweise ein dreidimensionales Objekt.
3. Three-Dimensional Printing (3DP)
Das 3DP-Verfahren funktioniert sehr ähnlich wie das selektive Lasersintern, doch anstelle einer gerichteten Energiequelle verfährt ein Druckkopf über das Pulver. Dieser gibt winzige Tröpfchen von Bindemittel auf die zugrunde liegenden Pulverschichten ab, die so miteinan der verbunden werden. Ansonsten ist dieses Verfahren dem SLS-Verfahren gleich.
4. Stereolithographie (SLA)
Anstelle eines Kunststoffdrahts oder Druckmaterials in Pulverform kommen beim Stereo lithographie-Verfahren flüssige Harze, sog. Photopolymere, zum Einsatz. Sie werden schichtweise durch UV-Strahlung verhärtet und erzeugen so dreidimensionale Objekte. Da für wird die Bauplattform im Harzbecken schrittweise abgesenkt. Es gibt auch Varianten (sog. Polyjet-Verfahren) ohne ein ganzes Becken mit flüssigem Harz. Dafür wird ein Epoxid harz tröpfchenweise aus einer Düse aufgebracht und durch einen UV-Laser sofort ausgehär tet.
5. Laminated Object Manufacturing (LOM)
Alternativbezeichnung: Layer Laminated Manufacturing (LLM) Das Verfahren basiert weder auf chemischen Reaktionen, noch auf einem thermischen Pro zess. Es wird dabei mit einem trennenden Werkzeug (z.B. einem Messer oder Kohlendioxid laser), einer Folie oder einer Platte (z.B. Papier) an der Kontur geschnitten und schichtweise aufeinander geklebt. So entsteht durch Absenken der Bauplattform ein Schichtobjekt aus geklebten, übereinanderliegenden Folien.
Eine oder mehrere wasserundurchlässige Schichten und/oder auch die Feuchteschicht kön nen in derselben Art und/oder Dicke wie die Elektrode aufgebracht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die Feuchteschicht den Kondensator voll ständig.
Dies kann heißen, dass die Feuchteschicht, nach außen, das heißt in der Querrichtung den Sensor nach außen abgrenzt und abschließt, sodass der Sensor zwischen der Feuchte schicht und dem Trägermaterial angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Sensor zumindest einen weiteren Kon densator auf, welcher in der Querrichtung unter oder über dem Kondensator angeordnet und durch eine weitere wasserundurchlässige Schicht beabstandet von dem Kondensator auf oder unter dieser weiteren wasserundurchlässigen Schicht angeordnet ist, sodass ein Kon densatorenstack entsteht.
Der weitere Kondensator kann in der gleichen Weise wie der Kondensator aufgebaut sein und ebenso in einer gleichen Weise wie der Kondensator auf die weitere wasserundurchläs sige Schicht angeordnet sein.
Mittels eines derartigen Kondensatorenstacks kann die Sensorik ganz besonders einfach verfeinert werden nämlich insofern, als dass denkbar ist das bei zwei den Kondensatorstack ausbildenden Sensoren beide Sensoren die gleichen Aufgaben verrichten, jedoch durch die einzelnen Sensoren jeweilige Messwerte ermittelt werden, die zusammen genommen auf einen Mittelwert schließen lassen. Zum Beispiel wird von jedem der beiden Sensoren jeweils die (relative) Feuchtigkeit der Umgebung gemessen wobei aus diesen beiden Messwerten dann der Feuchtigkeitsmittelwert ermittelt wird. Gleiches kann entsprechend mit der Druck messung geschehen, sodass die Genauigkeit der gesamten Messung insbesondere einer Kombination der Messungen von (relativer) Feuchtigkeit und dem jeweiligen Druck beson ders genau ausgestaltet werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet die wasserundurchlässige Schicht und/oder die weitere wasserundurchlässige Schicht die dielektrische Sicht zumindest teilweise selbst aus.
Dies kann heißen, dass ein anstatt der separaten Positionierung einer dielektrischen Schicht neben der wasserundurchlässigen Schicht und/oder neben der weiteren wasserundurchläs sigen Schicht, diese dielektrische Schicht selbst durch die wasserundurchlässige Schicht und/oder die weitere wasserundurchlässige Schicht gebildet ist.
Eine derartige Erzeugung der dielektrischen Schicht durch die wasserundurchlässigen Schicht(en) bildet daher ein besonders einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren zu einer kostengünstigen Vorrichtung.
Davon abgesehen kann grundsätzlich vorgesehen sein die Elektroden, die dielektrische Schicht und die wasserundurchlässige Schicht(en) derart zueinander anzuordnen, dass ein elektrischer Kurzschluss in jedem Fall verhindert ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt eine maximale Dicke der Feuchteschicht wenigstens 30% und höchstens 80% der maximalen Dicke der wasserundurchlässigen Schicht und/oder der maximalen Dicke der weiteren wasserundurchlässigen Schicht.
Dies stellt nicht nur einen besonders flach gebauten Sensor sicher, sondern gewährleistet auch eine besonders schnelle Reaktionszeit auf Feuchtigkeitsveränderungen. Die von außen auf die Feuchteschicht einwirkende Feuchtigkeit muss daher keine großen Strecken zu dem Dielektrikum durchwandern.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit wobei insbesondere angemerkt sei, dass alle für die obig beschriebe ne Vorrichtung offenbarten Merkmale auch für das hier beschriebene Verfahren offenbart sind und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zu Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit zunächst einen ersten Schritt mittels welchem zumindest ein Kontroll- system, insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bereitgestellt wird, wobei durch das Kontrollsystem zumindest ein Sensor zu Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit bereitgestellt wird, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumin dest zwei Elektroden, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial zueinander angeordnet sind aufweist, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist auf einer dem Trägermaterialabgewandten Seite zumindest einer Elekt rode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht an geordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise tref fende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit diese Änderung misst und/oder speichert, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.
Dabei weist das oben beschrieben Verfahren die gleichen Vorteile und vorteilhaften Ausge staltungen wie die obig beschriebene Vorrichtung auf.
Im Folgenden wird die hier beschriebene Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele und den dazugehörigen Figuren näher beschrieben.
Gleiche oder gleichwirkende Bestandteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 A bis I Czeigen ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen und erfin dungsgemäßen Kontrollsystems.
In der Figur 2 ist einer schematisch perspektivischen Ansicht eine in Bezug auf die Schich tenordnung dargestellte Explosionszeichnung eines Sensors der hier beschriebenen Vorrich tung dargestellt. In der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung ge zeigt.
In der Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung ge zeigt.
Der Figur 1 A ist in einem Ausschnitt ein schematischer Aufbau eines hier beschriebenen erfindungsgemäßen Kontrollsystems 1000 gezeigt. Erkennbar ist eine Verarbeitungseinheit 5, welche in Datenkommunikation mit einer Mehrzahl von Sensoren 1 ist. Die Verarbeitungs einheit 5 bildet zusammen mit den Sensoren 1 eine Vorrichtung 100. Die von den einzelnen Sensoren 1 gemessen Feuchtigkeits- und/oder Druckwerte werden eine zentrale CPU 40 gesendet um dort gespeichert und/oder weiterverarbeitet zu werden. Zudem ist ein Tempera tursensor 60, welcher eine Umgebungstemperatur und/oder eine Temperatur des Sensors 1 misst und an die Verarbeitungseinheit 4 der Vorrichtung 100 und/oder an die zentrale CPU 40 weiterleitet.
Die zentrale CPU 40 und/oder die Verarbeitungseinheit 5 vergleicht diese Daten, also die Druck- und/oder Feuchtigkeitswerte, mit in einer Datenbank hinterlegten oder an die Daten bank gesendete entsprechenden Werten, und, vorzugsweise nur, bei Übereinstimmung mit diesen hinterlegten Werten oder entsprechenden Wertebereichen, die zentrale CPU 40 ein Freigabesignal an eine Abgleicheinrichtung 6 sendet, welche daraufhin ein Nutzungsobjekt 7 zur Nutzung freischaltet.
Eine Sendeeinrichtung 8, welche an die Abgleicheinrichtung 6 vorgegebene Werte oder Wer tebereiche der Druck- und/oder Feuchtigkeitswerte sendet ist vorhanden, wobei die Abglei cheinrichtung 6 diese empfangenen Werte mit den von der zentralen CPU 40 an die Abglei cheinrichtung 6 gesendeten Werte oder Wertebereiche vergleicht.
Auf Basis der einzelnen Feuchte- und Druckwerte kann die die zentrale CPU 40 zumindest einen jeweiligen Kennwert ermitteln, aus welchem ableitbar ist, welcher Individuum nach Gewicht und/oder Größe gerade die Vorrichtung 100 zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit besetzt.
Außerdem ist eine Gesichtserfassungseinrichtung 9 dargestellt, mittels welcher die erfassten Bilddaten B1 mit den Berechtigungsdaten B2 verglichen werden, die ebenso in der Daten- bank hinterlegt sind, wobei dieser Vergleich einen Klassifikationsvergleich von Datenklassen der Bilddaten B1 mit Datenklassen der Berechtigungsdaten B2 umfasst, wobei eine Klassifi kation der Bilddaten B1 auf Basis von Bewegungsvektoren des Benutzers derart durchge- führt wird, dass zunächst aus der zeitlichen Bewegung des Benutzers ein Bewegungsprofil von der Gesichtserfassungseinrichtung 9 erstellt wird, wobei das Bewegungsprofil des Be nutzers Bewegungsvektoren desselbigen umfasst, und weiter wobei Benutzer und/oder Be nutzerbewegungen zu sogenannten Datenblops oder Datenclustern zusammengefasst wer den, die dann in ihrer Form und/oder Ausdehnung klassifiziert werden.
Die Figur 1 B zeigt schematisch das gesamte Kontrollsystem 1000, mit einer Mehrzahl an Sensorgruppen, welche durch die einzelnen Vorrichtungen 100 zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit gebildet sind und welche jeweils eine Verarbeitungseinheit 5 zeigen. Jeder Verarbeitungseinheit 5 ist daher eine Mehrzahl an Sensoren 1 zugeordnet.
Die Figur 1 C zeigt schematisch eine Verbauung und Integration des Kontrollsystems 1000 in einen Stuhl, insbesondere in einen Bürostuhl.
Wie nun der Figur 2 entnommen werden kann, ist dort eine Vorrichtung 100 zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit gezeigt.
Beispielhaft ist dort ein Sensor 1 dargestellt, wobei der Sensor 1 einen Kondensatorstack zeigt mit einem Kondensator 20, sowie einem Kondensator 30, wobei die einzelnen Elektro den 10, 11 der Kondensatoren 20, 30 in der horizontalen Richtung H1 übereinander ange ordnet sind, wobei alternativ hierzu jedoch selbstverständlich eine Anordnung der einzelnen Elektroden 10, 11 eines einzelnen Kondensators 20, 30 in der Querrichtung Q1 welche senk recht zur horizontalen Richtung H1 verläuft und damit auch senkrecht zur Flaupterstre- ckungsrichtung des dort gezeigten Sensors 1 verlaufen oder angeordnet sein können.
Die einzelnen Elektroden 10, 11 sind auf einem Trägermaterial 13 angeordnet. Bei dem Trä germaterial 13 kann es sich insbesondere um einen Webstoff, insbesondere um einen flexib len Webstoff handeln.
Auf dem Trägermaterial 13 ist eine wasserundurchlässige Schicht 4 angeordnet, wobei auf dieser wasserundurchlässigen Schicht 4 die beiden Elektroden 10, 11 des Kondensators 20 in der horizontalen Richtung H 1 aufgedruckt sind. Die Elektroden 10, 11 des Kondensators 20 sind vollständig von einer weiteren wasserun durchlässigen Schicht 14 umgeben. Auf dieser wasserundurchlässigen Schicht 14 ist in der gleichen Art und Weise der weitere Kondensator 30 mit entsprechenden Elektroden 10, 11 aufgedruckt. Zudem sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel freiliegende Außenflä chen der einzelnen Elektroden 10, 11 des weiteren Kondensators 30 vorzugsweise vollstän dig von einer wasserdurchlässigen und/oder wasserabsorbierenden Feuchteschicht 3 umge ben.
Über diese Feuchteschicht 3 kann Wasser auf eine dielektrische Schicht 4 treffen, welche vorliegend in der horizontalen Richtung H1 zwischen den jeweiligen Elektroden 10, 11 eines Kondensators 20, 30 angeordnet ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3 bildet die wasserundurchlässige Schicht 4 selbst eine dielektrische Schicht 4 des Kondensators 20 auf. Selbiges gilt für die weitere wasserundurchlässige Schicht 14 in Bezug auf den weiteren Kondensator 30.
Durch Auftreffen und Durchdringen der Feuchtigkeit über die Feuchteschicht 3 werden die dielektrischen Eigenschaften insbesondere der dielektrischen Schicht 2 des weiteren Kon densators 30 verändert.
Darüber hinaus ist eine Verarbeitungseinheit 5 erkennbar, welche in datentechnischer Ver dingung mit den beiden Kondensatoren 20, 30 steht, wobei diese Verarbeitungseinheit 5 dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine Änderung der relativen Feuchtigkeit der Umgebung und/oder der Feuchteschicht 3 zu messen.
Durch die in der Figur 3 dargestellte „stackwise“-Anordnung und dadurch, dass die weitere wasserundurchlässige Schicht 14 verhindert, dass der Kondensator 20 mit Feuchtigkeit in Kontakt kommt kann daher vorgesehen sein, dass lediglich der weitere Kondensator 30 und dessen dielektrische Schicht 4 der Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Flierzu kann die Verarbei tungseinheit 5 dann eine Veränderung der Kapazität des weiteren Kondensators 30 verglei chen mit der stabilen Kondensatorkapazität des Kondensators 20, sodass hierzu ein beson ders einfacher Vergleich in der Veränderung der relativen Feuchtigkeit und/auch des jeweili gen Belastungsdruckes hergestellt sein kann. Durch den in der Figur 2 dargestellten Pfeil ist auch eine Druckrichtung, unter welcher der Sensor 1 mit Druck beaufschlagt wird, gezeigt. Beides kann vorzugsweise durch den Sensor 1 und insbesondere durch die Vorrichtung 100 gemessen, ausgewertet und gespeichert werden. Hierzu dient insbesondere die in der Erfindung als wesentlich dargestellte Verarbei tungseinheit 5, welche zusätzlich auch entsprechende Druckwerte und insofern damit ver bundene Änderungen in der Kapazität der einzelnen Sensoren 1 messen und auswerten kann, sodass die Verarbeitungseinheit 5 zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators 20 und insbesondere auch des weiteren Kondensators 30 zu messen und/oder zu speichern.
Die Feuchteschicht 3 kann flexibel oder nicht flexibel ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, dass die Feuchteschicht 3 als Webstoff ausgebildet ist. Insbesondere kann es sich um einen Webstoff handeln, welcher im einleitenden Teil der vorliegenden Anmeldung beispielhaft genannt wurde. Zudem ist es jedoch auch möglich, dass es sich bei der Feuchteschicht 3 um ein Substrat handelt welches, zum Beispiel in Form eines Epitaxie- oder eines Klebeprozes ses auf den weiteren Kondensator 30 aufgebracht, zum Beispiel aufgeklebt wurde.
Die wasserundurchlässige Schicht 14 und/oder die wasserundurchlässige Schicht 15 können ebenso flexibel und nicht flexibel, insbesondere auch ebenso in Form eines Webstoffes oder eines Substrats in der gleichen Weise wie die Feuchteschicht 3 ausgebildet sein.
Zudem ist vorteilhaft denkbar, dass die Elektroden 10, 11 der beiden Kondensatoren 20, 30 auf die wasserundurchlässige Schicht 14 und die weitere wasserundurchlässige Schicht 15 in Form eines Druckprozesses zum Beispiel eines Tintenstrahldruckprozesses aufgedruckt wurden.
In der Figur 3 ist eine Explosionszeichnung gezeigt, wobei insbesondere aus der Figur 3 die jeweilige Anordnung der Elektroden 10, 11 der Kondensatoren 20, 30 hervorgeht. Erkennbar ist wiederum die durch die Pfeilrichtung dargestellte Krafteinwirkung auf den Sensor 1 , sowie durch die einzelnen schematisch dargestellten Tropfen einwirkende Feuchtigkeit. Insbeson dere ist wiederum erkennbar, dass die Feuchtigkeit insbesondere zwischen den Elektroden 10, 11 eindringt und auf die jeweilige wasserdurchlässige Schicht 14 einen zum Beispiel er heblichen Effekt auf die elektrische Eigenschaft hat, sodass sich die Kapazität zumindest des weiteren Kondensators 30 wie in der Figur 1 erläutert jeweils ändert. In der Figur 4 ist in einer weiteren Ausführungsform der hier beschriebenen Erfindung ge zeigt, dass der Sensor 1 aus zwei Elektroden 10, sowie einer Elektrode 11 bestehen kann. Die Elektroden 10 haben eine Polarität (vorzugsweise die gleiche Polarität), während die Elektrode 11 eine davon unterschiedliche Polarität aufweist, wobei jedoch im unteren Teilbild der Figur 3 die Explosionszeichnung des linken Teils der Figur 3 gezeigt ist und erkennbar ist, dass drei wasserundurchlässige Schichten 4, 14, 15 verwendet werden. Die Elektroden 10 können auch unterschiedliche Polaritäten und/oder elektrische Potentiale aufweisen.
Auch können die Elektroden 10 miteinander elektrisch verbunden sein.
Zum Beispiel können die Elektroden 10, 11 auch jeweils eine separate Polarität und/oder ein separates elektrisches Potential aufweisen und/oder generieren. Entsprechendes kann auch für die in den hier folgenden Figuren in Bezug auf die Elektroden gelten.
Zum Beispiel ist die unterste wasserundurchlässige Schicht wiederum die wasserundurch lässige Schicht 4, die darauffolgende wasserundurchlässige Schicht 14 und die in der Quer richtung Q1 darauf angeordnete wasserundurchlässige Schicht 15 eine weitere wasserun durchlässige Schicht, wobei jeweils eine Elektrode auf einer separaten wasserundurchlässi gen Schicht jeweils aufgebracht insbesondere aufgedruckt ist.
In dieser Stackung der einzelnen wasserundurchlässigen Schichten 4, 14 und 15 und wird daher durch Zusammenführen dieser Schichten der im linken Teil der Figur 4 gezeigte Kon densator 20 erzeugt, wobei hierbei in der Querrichtung Q1 , die Elektroden 10 jeweils, wie im dementsprechenden Teilbild entnommen werden kann auf unterschiedlichen Ebenen ange ordnet sin.
Alternativ hierzu kann auch die Elektrode 11 zusammen mit zumindest einer der Elektroden 10 in einer gemeinsamen Ebene, das heißt auf oder in einer gemeinsamen wasserundurch lässigen Schicht 4, 14, 15 aufgebracht werden, sodass zum Beispiel nur noch die zweite der Elektroden 10 auf eine separaten wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 aufgestackt wer den muss.
Grundsätzlich können daher die einzelnen Elektroden 10,11 in unterschiedlichen Ebenen in der Q1 -Richtung zueinander angeordnet sein. Zum Beispiel gilt eine paarweise Zuordnung zwischen genau einer wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 mit genau einer Elektrode 10, 11. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand des Ausführungsbeispiels be schränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal, sowie jede Kombination von Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder in den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
1 Sensor
3 Feuchteschicht 4 dielektrische Schicht/ wasserundurchlässige Schicht
5 Verarbeitungseinheit
6 Abgleicheinrichtung
7 Nutzungsobjekt
8 Sendeeinrichtung 9 Gesichtserfassungseinrichtung
10 Elektrode
11 Elektrode
12 Elektrode
13 Trägermaterial 14 wasserundurchlässige Schicht
15 wasserundurchlässige Schicht 20 Kondensator 30 Kondensator 40 CPU 60 Temperatursensor 100 Vorrichtung200 Verfahren 1000 Kontrollsystem
B1 Bilddaten B2 Berechtigungsdaten H1 horizontalen Richtung Q1 Querrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Kontrollsystem (1000) zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtig keitswerten mit von in einer Datenbank hinterlegten Druck- und/oder Feuchtigkeits werten, umfassend zumindest eine
- Vorrichtung (100) zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit umfassend
- zumindest einen Sensor (1) zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, wobei der Sensor (1)
- zumindest einen Kondensator (20) mit zumindest zwei Elektroden (10, 11 ), welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung (H1 ) entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial (13) zueinander angeord net sind, wobei zwischen den Elektroden (10, 11) zumindest eine dielektrische Schicht (4) angeordnet ist, wobei auf einer dem Trägermaterial (13) abgewandten Seite zumindest einer Elekt rode (10, 11) und/oder der dielektrischen Schicht (2) zumindest stellenweise zumindest eine zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht (3) angeordnet ist, wobei somit die zumindest eine Elektrode (10, 11) und/oder die dielektrische Schicht (4) in einer Querrichtung (Q1) zwischen dem Trägermaterial (13) und der Feuchteschicht (3) angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht (4) zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit zumin dest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit (5) dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist Messwerte des Sensors (1) zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht, wobei von der Verarbeitungseinheit (5) die von dem Sensor gemessenen Daten an eine zentrale CPU (40) gesendet werden, wobei diese Daten von der Verar beitungseinheit (5) verarbeitet werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die zentrale CPU (40) und/oder die Verarbeitungseinheit (5) diese Daten, also die Druck- und/oder Feuchtigkeitswerte, mit in einer Datenbank hinterlegten oder an die Datenbank gesendete entsprechenden Werten vergleicht, und, vorzugsweise nur, bei Übereinstimmung mit diesen hinterlegten Werten oder entsprechenden Werteberei chen, die zentrale CPU (40) ein Freigabesignal an eine Abgleicheinrichtung (6) sen det, welche daraufhin ein Nutzungsobjekt (7) zur Nutzung freischaltet.
2. Kontrollsystem (1000) nach Anspruch 1, gekennzeich net, durch zumindest eine Sendeeinrichtung (8), welche an die Abgleicheinrichtung (6) vorgege bene Werte oder Wertebereiche der Druck- und/oder Feuchtigkeitswerte sendet, und die Abgleicheinrichtung (6) diese empfangenen Werte mit den von der zentralen CPU (40) an die Abgleicheinrichtung (6) gesendeten Werte oder Wertebereiche vergleicht.
3. Kontrollsystem (1000) nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sendeeinrichtung (8) um einen Fahrzeugschlüssel handelt oder diese zumindest ein Teil davon ist, wobei die Sendeeinrichtung (8) dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist mittels einer drahtlosen Verbindung mit der Abgleicheinrichtung (6) und/oder der zentralen CPU (40) zu kommunizieren.
4. Kontrollsystem (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geken nzeichnet, dass die Abgleicheinrichtung (6) in den Fahrzeugschlüssel integriert verbaut ist.
5. Kontrollsystem (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgleicheinrichtung (6) ein Fahrzeugschloss, eine Wegfahrsperre, ein Lenkrad schloss, ein Gas- und/oder Bremspedal zur Nutzung bei einer Datenübereinstimmung freigibt.
6. Kontrollsystem (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der einzelnen Feuchte- und Druckwerte die zentrale CPU (40) zumindest einen jeweiligen Kennwert ermittelt, aus welchem ableitbar ist, welcher Individuum nach Gewicht und/oder Größe gerade die Vorrichtung (100) zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit besetzt, und/oder dass nach einer Sitzbelegung des Fahrzeug- Sitzes abhängig von der identifizierten Person eine vorgespeicherte Sitzposition, ein vorgespeichertes Licht- und /oder Schallambiente, ein vorgespeicherter Musik- und/oder Radiosender oder andere personalisierte Dienste ausgewählt und/oder an gewendet werden.
7. Kontrollsystem (1000) nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s sofern die gemessenen Daten mit den hinterlegten Daten nicht übereinstimmen und/oder um mehr als 25% von den hinterlegten Datenwerten abweichen eine Ge sichtserfassungseinrichtung (9) ein Gesicht des Benutzers auf Basis von Bilddaten (B1) erfasst, und trotz der Datenabweichung dann das Nutzungselement freischaltet, sofern die Gesichtserfassungseinrichtung (9) ein Benutzergesicht als identisch mit ei nem in der Gesichtserfassungseinrichtung (9) hinterlegten Gesicht identifiziert.
8. Kontrollsystem (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die erfassten Bilddaten (B1) mit den Berechtigungsdaten (B2) verglichen werden, die ebenso in der Datenbank hinterlegt sind, wobei dieser Vergleich einen Klassifikati onsvergleich von Datenklassen der Bilddaten (B1) mit Datenklassen der Berechti gungsdaten (B2) umfasst, wobei eine Klassifikation der Bilddaten (B1) auf Basis von Bewegungsvektoren des Benutzers derart durchgeführt wird, dass zunächst aus der zeitlichen Bewegung des Benutzers ein Bewegungsprofil von der Gesichtserfas sungseinrichtung (9) erstellt wird, wobei das Bewegungsprofil des Benutzers Bewe gungsvektoren desselbigen umfasst, und weiter wobei
Benutzer und/oder Benutzerbewegungen zu sogenannten Datenblops oder Daten clustern zusammengefasst werden, die dann in ihrer Form und/oder Ausdehnung klassifiziert werden.
9. Verfahren (200) zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswer ten umfassend zunächst einen ersten Schritt mittels welchem ein Kontrollsystem (1000) bereitgestellt wird, welches umfasst: zumindest einen Sensor (1 ) zur Messung von Druck- und/oder Feuchtigkeit be reitgestellt wird, wobei der Sensor (1 ) zumindest einen Kondensator (20) mit zumindest zwei Elektroden (10, 11 ), wel che, insbesondere in einer horizontalen Richtung (H1) entlang eines und auf ei nem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial (13) zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden (10, 11) zumindest eine dielektrische Schicht (4) angeordnet ist, wobei auf einer dem Trägermaterial (13) abgewandten Seite zumindest einer Elektrode (10, 11) und/oder der dielektrischen Schicht (4) zumindest stellenweise zumin dest eine zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeits adsorbierende Feuchteschicht (3) angeordnet ist, wobei somit die zumindest eine Elektrode (10, 11) und/oder die dielektrische Schicht (4) in einer Querrichtung (Q1) zwischen dem Trägermaterial (13) und der Feuchteschicht (3) angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht (4) zu mindest teilweise treffende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei ei ne Verarbeitungseinheit (5) Messwerte des Sensors (1) misst und/oder speichert, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die zentrale CPU (40) und/oder die Verarbeitungseinheit (5) diese Daten, also die
Druck- und/oder Feuchtigkeitswerte, mit in einer Datenbank hinterlegten oder an die Datenbank gesendete entsprechenden Werten vergleicht, und, vorzugsweise nur, bei Übereinstimmung mit diesen hinterlegten Werten oder entsprechenden Wertebereichen, die zentrale CPU (40) ein Freigabesignal an eine Abgleichein- richtung (6) sendet, welche daraufhin ein Nutzungsobjekt (7) zur Nutzung frei schaltet.
PCT/EP2020/082509 2019-11-22 2020-11-18 Kontrollsystem zur abgleichung von gemessenen druck- und/oder feuchtigkeitswerten auf basis einer umgebungsfeuchtigkeit WO2021099371A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20808391.5A EP3844036A1 (de) 2019-11-22 2020-11-18 Kontrollsystem zur abgleichung von gemessenen druck- und/oder feuchtigkeitswerten auf basis einer umgebungsfeuchtigkeit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019131589.1 2019-11-22
DE102019131589.1A DE102019131589A1 (de) 2019-11-22 2019-11-22 Kontrollsystem zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten auf Basis einer Umgebungsfeuchtigkeit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021099371A1 true WO2021099371A1 (de) 2021-05-27

Family

ID=73476160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/082509 WO2021099371A1 (de) 2019-11-22 2020-11-18 Kontrollsystem zur abgleichung von gemessenen druck- und/oder feuchtigkeitswerten auf basis einer umgebungsfeuchtigkeit

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3844036A1 (de)
DE (1) DE102019131589A1 (de)
WO (1) WO2021099371A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022125992A1 (de) 2022-10-07 2024-04-18 BH Holding GmbH Smart-Sensoreinrichtung zur Messung von Druck, Feuchtigkeit und/oder Temperatur

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19740523A1 (de) * 1997-09-15 1999-03-18 Siemens Ag Identifikationsvorrichtung
US20110240751A1 (en) * 2010-04-06 2011-10-06 W.E.T. Automotive Systems Ag Multifunction product
DE102014214978A1 (de) * 2014-07-30 2016-02-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Feststellung der Identität einer Person auf einem Sitz eines Fahrzeugs
WO2017122178A1 (en) * 2016-01-14 2017-07-20 King Abdullah University Of Science And Technology Paper based electronics platform
WO2017210687A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Texas Instruments Incorporated Sensing capacitor with a permeable electrode
EP3451301A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-06 HUF Hülsbeck & Fürst GmbH & Co. KG Zugangssystem für ein fahrzeug
US20190328237A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Research Foundation Of The City University Of New York Device and method for monitoring skin temperature and conductance

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018010368A1 (de) * 2018-08-09 2020-02-20 B-Horizon GmbH Kontrollsystem zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19740523A1 (de) * 1997-09-15 1999-03-18 Siemens Ag Identifikationsvorrichtung
US20110240751A1 (en) * 2010-04-06 2011-10-06 W.E.T. Automotive Systems Ag Multifunction product
DE102014214978A1 (de) * 2014-07-30 2016-02-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Feststellung der Identität einer Person auf einem Sitz eines Fahrzeugs
WO2017122178A1 (en) * 2016-01-14 2017-07-20 King Abdullah University Of Science And Technology Paper based electronics platform
WO2017210687A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Texas Instruments Incorporated Sensing capacitor with a permeable electrode
EP3451301A1 (de) * 2017-09-05 2019-03-06 HUF Hülsbeck & Fürst GmbH & Co. KG Zugangssystem für ein fahrzeug
US20190328237A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Research Foundation Of The City University Of New York Device and method for monitoring skin temperature and conductance

Also Published As

Publication number Publication date
EP3844036A1 (de) 2021-07-07
DE102019131589A1 (de) 2021-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018119385B4 (de) Kontrollsystem zur Abgleichung von gemessenen Druck- und Feuchtigkeitswerten
EP3672829B1 (de) Verfahren zum überwachen eines fahrers eines fahrzeugs mittels eines messsystems
WO2020025189A1 (de) Messsystem zur messung von druck und/oder feuchtigkeit
WO2020200536A1 (de) Carsharing verwaltungssystem
EP3844036A1 (de) Kontrollsystem zur abgleichung von gemessenen druck- und/oder feuchtigkeitswerten auf basis einer umgebungsfeuchtigkeit
DE102019009128A1 (de) Carsharing Verwaltungssystem
DE102019131600B4 (de) Verfahren zum Überwachen eines Fahrers eines Fahrzeugs mittels eines Messsystems auf Basis einer Umgebungsfeuchtigkeit
WO2020200540A1 (de) Verfahren zum betreiben eines carsharing verwaltungssystem
WO2021028386A1 (de) Vorrichtung zur messung von druck und/oder feuchtigkeit
DE102018010368A1 (de) Kontrollsystem zur Abgleichung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten
DE102019009142A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Carsharing Verwaltungssystem
DE102019009148A1 (de) Verfahren auf Basis einer Gestenerkennung
DE102018010367A1 (de) Messsystem zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit
DE102019124368B4 (de) Messsystem zur Messung von Druck und Feuchtigkeit
WO2021099265A1 (de) Messsystem zur messung von druck und/oder feuchtigkeit auf basis einer umgebungsfeuchtigkeit
DE102019108168B3 (de) Carsharing Verwaltungssystem mittels Temperatursensor
WO2020201086A1 (de) Messvorrichtung zur messung von druck und/oder feuchtigkeit
WO2020201100A1 (de) Verfahren zur messung von druck und/oder feuchtigkeit auf basis einer gestensteuerung
DE102019009141A1 (de) Carsharing Verwaltungssystem mittels Temperatursensor
DE102019009147A1 (de) Messvorrichtung zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit
WO2021043711A1 (de) Verfahren zum überwachen eines fahrers, insbesondere eines erschöpfungsgrades eines fahrers, eines fahrzeugs mittels eines messsystems

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020808391

Country of ref document: EP

Effective date: 20210311

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20808391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1