DE10137588A1 - Display system for locally indicating information, has e.g. solar cells for powering display which receives data wirelessly from central unit - Google Patents
Display system for locally indicating information, has e.g. solar cells for powering display which receives data wirelessly from central unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigesystem zur lokalen Darstellung von veränderlichen zentral zur Verfügung stehenden Informationen, welche auf einem drahtlosem Übertragungsweg einer Anzeigeeinheit übermittelt werden. The invention relates to a display system for the local display of changeable centrally available information, which on a wireless transmission path of a display unit can be transmitted.
Solche Anzeigesysteme finden in vielen technischen Anwendungsfällen Verwendung, beispielsweise in der Gebäudetechnik als Kennzeichnungs- und Hinweissysteme und in mobilen Informationssystemen als transportable Anzeigeeinheiten. Weitere Einsatzmöglichkeiten ergeben sich im Bereich Verkehr, wo die übermittelten Informationen beispielsweise in Flughäfen und Bahnhöfen als Anzeigen zu Ankunfts- und Startzeiten, Bahn-/Bussteigangaben oder für Angaben über die Parkplatzsituation genutzt werden. Auch Anzeigen für Leit- und Navigationssysteme in Kraftfahrzeugen werden durch diese Anzeigesysteme unterstützt. Such display systems are used in many technical applications Use, for example in building technology as labeling and Notice systems and in mobile information systems as transportable display units. There are further possible uses in the area of traffic, where the transmitted Information, for example in airports and train stations, as an indication of arrival and start times, platform / bus platform information or for information about the Parking situation can be used. Also displays for guidance and navigation systems in Motor vehicles are supported by these display systems.
Die in den Anzeigesystemen enthaltenen Anzeigeeinheiten finden insbesondere in Messinstrumenten, Computern, Taschenrechnern Verwendung. Dabei werden die Anzeigeeinheiten entweder über das Stromnetz, oder über eine Fremdversorgung mittels Batterien mit Energie versorgt. Passive Anzeigesysteme, die ihre Energie aus der Umgebung beziehen, verwenden statt dessen beispielsweise Solarzellen. The display units contained in the display systems can be found in particular in Measuring instruments, computers, calculators use. The Display units either via the mains or via an external supply powered by batteries. Passive display systems that use their energy relate to the environment, for example use solar cells instead.
Die anzuzeigenden Informationen werden zumeist über fest installierte Leitungen übertragen, oder sie zeigen das Ergebnis einer lokalen Messung oder Berechnung an, wie das bei Messinstrumenten, Uhren, Taschenrechnern der Fall ist. The information to be displayed is mostly via permanently installed lines transferred, or they show the result of a local measurement or calculation as is the case with measuring instruments, watches, pocket calculators.
Lokale Anzeigeneinheiten, die ihre Informationen über eine drahtlose Kommunikation erhalten, werden beispielsweise in Funkuhren, Hörfunkgeräten mit Senderkennung und Handy's eingesetzt, wobei diese allerdings aus Gründen ihres erhöhten Energiebedarfs mittels einer Batterie oder einer Netzanbindung extern bzw. fremdversorgt werden. Local display units that share their information via wireless communication are obtained, for example, in radio clocks, radio devices with transmitter identification and cell phones are used, although for reasons of their increased Energy requirements externally or externally supplied by means of a battery or a network connection become.
Weiterhin bekannt sind auf Oberflächenwellen-Technologie (OFW) basierende, ereignisgesteuerte und drahtlos kommunizierende Sensoren, die ohne Batterie oder Netzanbindung auskommen. Sie beziehen ihre Energie entweder drahtlos aus dem Abfragesignal einer Zentraleinheit, auf das sie mit einem Datentelegramm antworten, oder aus dem zu überwachenden Ereignis, bzw. der Umgebung des Sensors. Die Daten dieser Sensoren stehen dann zwar zentral zur Verfügung, können aber nicht lokal abgelesen werden. Solche energieautarken, ereignisgesteuerte Sensoren sind in WO 9836395 beschrieben. Also known are surface wave technology (SAW) based event - controlled and wirelessly communicating sensors without battery or Network connection. They either get their energy wirelessly from the Query signal of a central unit, to which they respond with a data telegram, or from the event to be monitored or the surroundings of the sensor. The Data from these sensors is then available centrally, but cannot be read locally. Such energy self-sufficient, event-controlled sensors are described in WO 9836395.
Zur Anzeige von Informationen, die sich nur in mittleren bis großen Zeitabständen verändern und auf Preisschildern in Warenhäusern, auf Wegweisern in Gebäuden und auf Tür- und Wandschildern dargestellt werden, wird auf dynamische Displays aus Kostengründen üblicherweise ganz verzichtet. Solche Informationen werden statt dessen ausgedruckt, bzw. auf andere Weise auf einen festen Träger geschrieben und bei Änderungen mit diesem zusammen ausgetauscht. To display information that is only in medium to large time intervals change and on price tags in department stores, on signposts in buildings and displayed on door and wall signs is shown on dynamic displays usually completely omitted for cost reasons. Such information is held its printed out, or written in another way on a solid support and exchanged with it when changes are made.
Ein Nachteil elektronischer Anzeigen für solche Anwendungen besteht darin, daß festverdrahtete Anzeigesysteme einen kosten- und zeitintensiven Aufwand bei der Installation erfordern. Batteriebetriebene Anzeigen hingegen benötigen einen hohen Wartungs- und Kontrollaufwand und unterliegen daher auch Einschränkungen hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit. Demzufolge werden diese Systeme für Anwendungen wie die Preisauszeichnung an Warenhausregalen oder zur Raumbeschilderung kaum eingesetzt. A disadvantage of electronic displays for such applications is that hard-wired display systems a costly and time-consuming effort at Require installation. Battery-operated displays, on the other hand, require a high one Maintenance and control effort and are therefore subject to restrictions in terms of their reliability. As a result, these systems are used for applications such as price labeling on department store shelves or for room signage hardly used.
Bei Anzeigesystemen mit statischen bzw. aufgedruckten Informationen ist ein besonders hoher Personalaufwand bei der Änderung ihrer Informationen nötig, da die Daten nicht nur editiert, sondern auch ausgedruckt und schließlich an ihrem Bestimmungsort angebracht werden müssen. For display systems with static or printed information is a particularly high personnel expenditure when changing their information is necessary because the Data not only edited, but also printed out and finally on your Destination must be attached.
Ausgehend von diesen Nachteilen der bekannten Anzeigesysteme, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigesystem zur lokalen Anzeige zentral zur Verfügung stehender veränderlicher Informationen anzugeben, welche auf einem drahtlosem Übertragungsweg einer Anzeigeeinheit zugeführt werden. Based on these disadvantages of the known display systems, the Invention, the object of a display system for local display centrally Available changeable information to indicate, which on a wireless transmission path to a display unit.
Diese Aufgabe wird durch ein Anzeigesystem zur lokalen Darstellung von zentral zur Verfügung stehenden veränderlichen Informationen, mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben. This task is carried out by a display system for local display from central to Available changeable information with which in claim 1 specified features solved. Advantageous embodiments of the invention are shown in specified further claims.
Das erfindungsgemäße Anzeigesystem enthält eine Zentraleinheit zur drahtlosen Übertragung von Informationen an eine Anzeigeeinrichtung, welche am jeweiligen Ort vorhandene nichtelektrische Energie zum Betrieb verwendet und die darzustellenden Informationen per drahtloser Übertragung über Funk oder optische Signale (z. B. Infrarot-Kommunikation) von der Zentraleinheit erhält. The display system according to the invention contains a central unit for wireless Transmission of information to a display device, which on the respective Existing non-electrical energy used for operation and the information to be displayed via wireless transmission via radio or optical signals (e.g. infrared communication) from the central unit.
Über einen von der Zentraleinheit gesteuerten netz- oder batterieversorgten Sender, der sich beispielsweise im jeweiligen Raum, im Freien oder in einem Verkehrsmittel befindet, werden die passiven Anzeigeeinrichtungen über Funk mit Informationen versorgt. Alternativ kann die Kommunikation auch optisch, typischerweise über eine Infrarotschnittstelle erfolgen. Dabei sendet die Zentraleinheit entweder nur die geänderte Information, oder auch die gesamten darzustellenden Daten einmalig oder wiederholt. Via a mains or battery-powered transmitter controlled by the central unit, for example in the respective room, outdoors or in a means of transport the passive display devices are radioed with information provided. Alternatively, the communication can also be optical, typically via a Infrared interface. The central unit either sends only that changed information, or the entire data to be displayed once or repeated.
Eine weitere Variante enthält eine Anzeigeeinrichtung, die nach einem Wiedererwachen aus dem energielosen Zustand ihrerseits die jeweils aktuellen Informationen anfordert. Dazu muß die Anzeigeeinrichtung allerdings mit einer zusätzlichen Sendeeinheit ausgestattet sein. Another variant contains a display device, which according to a The current information is reawakened from the de-energized state requests. To do this, however, the display device must have an additional one Be equipped.
Im Bereich der Gebäudetechnik finden die erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtungen zur Anzeige zentral übermittelter Informationen entfernter Sensoren, des Zustandes von Gebäudeausrüstung, wie Schalterstellungen, Betriebszustände von Geräten oder Meßdaten, von Informationen zur Führung von Besuchern und Türschild-Informationen eine weitreichende Verwendung. The display devices according to the invention can be found in the field of building technology to display centrally transmitted information from remote sensors, the status of building equipment, such as switch positions, operating states of devices or measurement data, of information for guiding visitors and Doorplate information has wide use.
Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich in Industriewarten, wo eine Fülle von Informationen dargestellt wird, wie beispielsweise der Schaltzustand in Schaltanlagen, der Betriebszustand von Spannungsleitungen, Informationen über die aktuell zu verwendende Farbe in Lackierstraßen, Druck, Temperatur, Zusammensetzung und sonstige Informationen in Öfen und sonstigen Prozesskammern der chemischen Industrie und in der Lebensmittel-, Papier- und Pharmaka-Herstellung. Further areas of application arise in industrial control rooms, where an abundance of Information is displayed, such as the switching status in switchgear, the operating state of voltage lines, information about the current to color used in painting lines, pressure, temperature, composition and other information in furnaces and other process chambers of chemical Industry and in the food, paper and pharmaceutical manufacturing.
Als Vorteil ist auch die Umweltfreundlichkeit solcher Anzeigen hervorzuheben, da kein Austausch und damit weder Wartungsaufwand noch Entsorgung von Batterien nötig ist, und die sowieso in der Umgebung vorhandene Energie genutzt wird. Another advantage is the environmental friendliness of such advertisements, because no exchange and therefore neither maintenance nor disposal of batteries is necessary, and the energy available in the area is used anyway.
Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität und Mobilität, die durch die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung wesentlich erhöht wird. Dadurch kann die Anzeigeeinrichtung im Sendebereich der Zentraleinheit bewegt und dort abgelegt werden, wo man sich gerade befindet, oder, ähnlich einem Handy am Körper getragen bzw. an der Kleidung befestigt werden. Another advantage is the flexibility and mobility provided by the invention Display device is significantly increased. This allows the display device in Moving range of the central unit is moved and placed where you can currently, or, similar to a cell phone, worn on the body or on clothing be attached.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, zusätzlich zu den drahtlos übermittelten Informationen auch lokale Daten, wie z. B. Temperatur, weitere Sensorsignale, oder die laufende Uhrzeit anzuzeigen. Letzere kann von einer internen Uhr generiert und gelegentlich drahtlos synchronisiert werden. Dazu erforderliche lokale Sensoren werden in die Anzeigeeinrichtung integriert. Furthermore, there is the possibility, in addition to the wirelessly transmitted Information also includes local data, such as B. temperature, further sensor signals, or the display current time. The latter can be generated by an internal clock and occasionally be synchronized wirelessly. Local sensors required for this integrated in the display device.
Zur Preisauszeichnung in Warenhäusern, wo bisher aus Kostengründen auf dynamische Displays üblicherweise ganz verzichtet wird, ergibt sich eine erhebliche Kosteneinsparung durch den Einsatz einer geeigneten dynamischen Anzeigeeinrichtung. For price labeling in department stores, where previously for cost reasons dynamic displays are usually completely dispensed with, there is a considerable Cost savings through the use of a suitable dynamic display device.
Eine weitere Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand von Ausführungsbeispielen, die in den folgenden Zeichnungsfiguren dargestellt sind. A further description of the invention is based on exemplary embodiments, which are shown in the following drawing figures.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein Anzeigesystem mit einer Zentraleinheit und einer Anzeigeeinrichtung, Fig. 1 shows a display system having a central processing unit and a display device,
Fig. 2 einen prinzipiellen Aufbau der Anzeigeeinrichtung, Fig. 2 shows a basic structure of the display device,
Fig. 3 eine Anzeigeeinrichtung mit einer über dem Display angeordneten transparenten Solarzelle, und Fig. 3 is a display device having a screen disposed over the transparent solar cell, and
Fig. 4 eine Anzeigeeinrichtung mit einer unter einem teilweise transparenten LCD (liquid-crystal-display)-Display angeordneten Solarzelle. Fig. 4 shows a display device having disposed under a partially transparent LCD (Liquid-Crystal Display) display solar cell.
Fig. 1 zeigt ein Anzeigesystem zur lokalen Darstellung von Informationen, welches eine beispielsweise unter der Zimmerdecke befindliche fremdversorgte Zentraleinheit 8 und wenigstens eine Anzeigeeinrichtung 1 aufweist, wobei die Zentraleinheit 8 eine Sendeeinrichtung 9 zur drahtlosen Übertragung von Daten, beispielsweise mittels Infrarot-Kommunikation oder zur Übertragung von Funksignalen an einen Empfänger 7 der Anzeigeeinrichtung 1 enthält. Die Anzeigeeinrichtung 1 stellt die empfangenen und lokal gespeicherten Informationen dar. Fig. 1 shows a display system to the local representation of information having a contained for example under the ceiling externally supplied CPU 8 and at least one display device 1, the central processing unit 8, a transmission means 9 for wireless transmission of data, for example by means of infrared communication or transmission contains radio signals to a receiver 7 of the display device 1 . The display device 1 shows the received and locally stored information.
In Fig. 2 ist der Aufbau der Anzeigeeinrichtung 1 dargestellt, die den Empfänger 7, eine damit verbundene elektronische Steuerung 3, einen Datenspeicher 6 zur Zwischenspeicherung der empfangenen Daten und außerdem mindestens ein durch die elektronische Steuerung 3 angesteuertes Display 2 zur Anzeige der übertragenen und gespeicherten Daten enthält. Für die elektronische Steuerung 3 von Anzeige, Kommunikation und Datenspeicherung werden vorrangig Komponenten mit sehr geringem Energiebedarf eingesetzt, wobei die Steuerung 3 vorzugsweise von einem Mikroprozessor, einem programmierbaren integrierten Schaltkreis (IC), einer anwendungsspezifischen Schaltung (ASIC) oder einem Gate-Array übernommen wird. In FIG. 2, the structure of the display device 1 is shown that the receiver 7, an associated electronic controller 3, a data memory 6 for temporarily storing the received data and also at least one is operated by the electronic control unit 3 display 2 for displaying the transmitted and stored Contains data. Components with very low energy requirements are primarily used for the electronic control 3 of display, communication and data storage, the control 3 preferably being taken over by a microprocessor, a programmable integrated circuit (IC), an application-specific circuit (ASIC) or a gate array ,
Zur Speicherung der empfangenen und anzuzeigenden Daten wird vorteilhaft ein Halbleiterspeicher eingesetzt. Dafür wird üblicherweise ein flüchtiger Speicher wie beispielsweise ein RAM (random access memory) oder - zur Überbrückung energieloser Zeiten - ein nichtflüchtiger Speicher, wie beispielsweise ein Flash- Speicher oder ein EEPROM (Electrically eraseable programmable read only memory) genutzt. A is advantageously used to store the data received and to be displayed Semiconductor memory used. This is usually done using volatile memory such as for example a RAM (random access memory) or - for bridging energy-free times - a non-volatile memory, such as a flash memory or an EEPROM (Electrically eraseable programmable read only memory) is used.
Das Display 2 mit einer Flüssigkeitskristallanzeige ohne Hintergrundbeleuchtung eignet sich aufgrund seines geringen Energiebedarfs besonders gut für die Anzeige der von der Zentraleinheit 8 übermittelten Informationen. Alternative Anzeigeeinrichtungen sind Flüssigkeitskristallanzeigen mit Hintergrundbeleuchtung, Fluoreszenzanzeigen und Anzeigen mittels Leuchtdioden. The display 2 with a liquid crystal display without backlighting is particularly well suited for the display of the information transmitted by the central unit 8 due to its low energy requirement. Alternative display devices are liquid crystal displays with backlighting, fluorescent displays and displays by means of light-emitting diodes.
Großflächige Anzeigen werden modular aus mehreren kleineren Displays zusammengesetzt. Auch ist es möglich, in einem Anzeigesystem von einer Zentraleinheit 8 aus mehrere Anzeigeeinrichtungen 1 anzusteuern bzw. mit Informationen zu versorgen. Dazu wird jede einzelne Anzeigeeinrichtung 1 individuell adressiert. Large-scale displays are modularly composed of several smaller displays. It is also possible to control a plurality of display devices 1 in a display system from a central unit 8 or to supply them with information. For this purpose, each individual display device 1 is addressed individually.
Die Anzeigeeinrichtung 1 bezieht ihre Energie aus einer Stromversorgungseinheit 4, die ihrer Umgebung nichtelektrische Energie entnimmt und diese in elektrische Energie umwandelt. Die Energie wird in einen Energiespeicher 5 zwischengespeichert. Der Energiespeicher 5 wird zur Überbrückung kurzer, energieloser Zeiten genutzt, um die elektronischen Steuerung 3 der Anzeigeeinrichtung 1 mit der benötigten Energie zu versorgen. The display device 1 obtains its energy from a power supply unit 4 , which takes non-electrical energy from its surroundings and converts it into electrical energy. The energy is temporarily stored in an energy store 5 . The energy store 5 is used to bridge short, energy-free times in order to supply the electronic control 3 of the display device 1 with the required energy.
Ausgehend von der Überlegung, daß Displays ohne Hintergrundbeleuchtung nur dort eingesetzt werden, wo die Beleuchtungsverhältnisse für eine Ablesung ausreichend sind, bietet sich eine Energieversorgung aus dem Umgebungslicht an. Dabei erweist sich die Verwendung von Solarzellen 12, wie in den Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt ist, als vorteilhaft. Besonders geeignet sind Solarzellen 12, die an die geringen Intensitäten und spektralen Verhältnisse der Raumbeleuchtungen angepaßt sind. Solange es dunkel ist, arbeitet die Solarzelle 12 nicht, aber sobald beim Betreten eines Raumes das Licht angeschaltet wird, ist die Anzeigeeinrichtung 1 zum Informationsempfang und zur Anzeige von Daten bereit. Based on the consideration that displays without backlighting are only used where the lighting conditions are sufficient for reading, an energy supply from the ambient light is appropriate. In this case, the use of solar cells has proven 12, as shown in Figs. 3 and FIG. 4, to be advantageous. Solar cells 12 which are adapted to the low intensities and spectral ratios of the room lighting are particularly suitable. As long as it is dark, the solar cell 12 does not work, but as soon as the light is switched on when entering a room, the display device 1 is ready to receive information and to display data.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine mögliche räumliche Anordnung der einzelnen Komponenten der Anzeigeeinrichtung 1. Dabei wird die Energieversorgung der Elektronik mittels Solarzellen 12, die aus monokristallinem, polykristallinem oder amorphem Silizium aufgebaut sind, realisiert. Das einfallende Licht 10 trifft dabei auf Solarzelle 12; der erzeugte Strom fließt über die Kontakte 11 der Solarzelle und wird dem Energiespeicher 5, der insbesondere ein Akkumulator oder ein Kondensator ist, zugeführt. Fig. 3 and Fig. 4 show a possible spatial arrangement of the individual components of the display device 1. The power supply to the electronics is realized by means of solar cells 12 , which are made of monocrystalline, polycrystalline or amorphous silicon. The incident light 10 strikes the solar cell 12 ; the current generated flows through the contacts 11 of the solar cell and is supplied to the energy store 5 , which is in particular an accumulator or a capacitor.
Eine Energieversorgung der Elektronik mit Solarzellen 12 aus transparenten Materialien ermöglicht die Anordnung der Solarzelle 12 mit ihren Kontakten 11 über dem Display 2, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Im Innern der Anzeigeeinrichtung 1 befindet sich die Elektronik mit dem Empfänger 7, der elektronischen Steuerung 3, dem Datenspeicher 6 und dem Energiespeicher 5. A power supply for the electronics with solar cells 12 made of transparent materials enables the arrangement of the solar cell 12 with its contacts 11 above the display 2 , as shown in FIG. 3. In the interior of the display device 1, the electronic unit is connected to the receiver 7, the electronic control 3, the data memory 6 and the energy storage. 5
Alternativ ist auch eine Versorgung über eine an anderer Stelle angeordneten Solarzelle, sowie über andere lokale Energiequellen denkbar, wie beispielsweise aus räumlichen und zeitlichen Temperaturdifferenzen. Dazu werden auf Peltier- Elementen oder pyroelektrischen Elementen basierende Thermogeneratoren eingesetzt. As an alternative, a supply can also be provided at another location Solar cell, as well as possible via other local energy sources, such as from spatial and temporal temperature differences. For this, on Peltier Thermogenerators based on elements or pyroelectric elements are used.
Ebenso werden Druckdifferenzen oder Strömungen von Wasser oder Luft mittels geeigneter Generatoren zur Erzeugung der erforderlichen elektrischen Energie herangezogen. Pressure differences or flows of water or air are also measured suitable generators for generating the required electrical energy used.
Statt einer transparenten Solarzelle 12 in Fig. 3 wird in Fig. 4 eine konventionelle Solarzelle 12 verwendet, die dann unter oder neben einem teilweise transparentem LCD-Display 2 angeordnet ist. Instead of a transparent solar cell 12 in FIG. 3, a conventional solar cell 12 is used in FIG. 4, which is then arranged under or next to a partially transparent LCD display 2 .
Das Anzeigesystem zur drahtlosen Übertragung von Informationen an die
Anzeigeeinrichtung, welche die am jeweiligen Ort vorhandene Energie zu ihrem Betrieb nutzt
und die darzustellenden Informationen per drahtloser Übertragung von der
Zentraleinheit erhält, ermöglicht die bisher bekannten Anzeigesysteme einfacher,
flexibler, mobiler, preiswerter und umweltfreundlicher zu gestalten.
Bezugszeichenliste
1 Anzeigeeinrichtung
2 Display
3 elektronische Steuerung
4 Stromversorgungseinheit
5 Energiespeicher
6 Datenspeicher
7 Empfänger
8 Zentraleinheit
9 Sendeeinrichtung
10 einfallendes Licht
11 Kontakte der Solarzelle
12 Solarzellen
The display system for the wireless transmission of information to the display device, which uses the energy available at the respective location for its operation and receives the information to be displayed by wireless transmission from the central unit, enables the previously known display systems to be made simpler, more flexible, more mobile, cheaper and more environmentally friendly , Reference symbol list 1 display device
2 display
3 electronic controls
4 power supply unit
5 energy storage
6 data memories
7 receivers
8 central unit
9 transmitting device
10 incident light
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