DE102020216600A1 - Method and system for determining the condition and/or for operating a door or a window - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren und System (1) zur Zustandsbestimmung und/oder zum Betreiben einer Tür oder eines Fensters wobei eine Energie- und/oder Datenübertragung zwischen einer an einem ortsfesten ersten Träger (106) angeordneten ersten Kommunikationseinheit (2) und einer an einem zweiten Träger (108) angeordneten zweiten Kommunikationseinheit (6), wobei der zweite Träger (108) gegenüber dem ersten Träger (106) schwenkbar oder verschiebbar ist, vorgesehen ist und die erste Kommunikationseinheit (2) energie- und/oder signalseitig mit einer zentralen und/oder mobilen Überwachungseinheit verbunden ist soll jederzeit und schnellstmöglich die Zustandsdaten der Tür oder des Fensters auswerten können. Dazu wertet die erste und/oder zweite Kommunikationseinheit (2, 6) mittels einer integrierten, lokalen Auswerteeinheit (12, 14) eintreffende Messdaten aus einer Mehrzahl an Sensoren (8, 10) hinsichtlich hinterlegter und/oder ermittelter Kriterien aus, wobei das Ergebnis der Auswertung der lokalen Auswerteeinheit (12, 14) eine Funktion von mindestens zwei Messdaten verschiedenartiger Sensoren ist.A method and system (1) for determining the status and/or for operating a door or a window, with energy and/or data transmission between a first communication unit (2) arranged on a stationary first carrier (106) and a first communication unit (2) on a second carrier ( 108) arranged second communication unit (6), the second carrier (108) being pivotable or displaceable relative to the first carrier (106), and the first communication unit (2) on the energy and/or signal side with a central and/or mobile Monitoring unit is connected should be able to evaluate the status data of the door or window at any time and as quickly as possible. To do this, the first and/or second communication unit (2, 6) uses an integrated, local evaluation unit (12, 14) to evaluate incoming measurement data from a plurality of sensors (8, 10) with regard to stored and/or determined criteria, with the result of the Evaluation of the local evaluation unit (12, 14) is a function of at least two measurement data from different sensors.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Zustandsbestimmung und/oder zum Betreiben einer Tür oder eines Fensters wobei eine Energie- und/oder Datenübertragung zwischen einer an einem ortsfesten Träger angeordneten ersten Kommunikationseinheit und einer an einem zweiten Träger angeordneten zweiten Kommunikationseinheit, wobei der zweite Träger gegenüber dem ersten Träger schwenkbar oder verschiebbar ist, vorgesehen ist und die erste Kommunikationseinheit energie- und/oder signalseitig mit einer zentralen und/oder mobilen Überwachungseinheit verbunden ist.The invention relates to a method and system for determining the status and/or for operating a door or a window, with energy and/or data being transmitted between a first communication unit arranged on a stationary carrier and a second communication unit arranged on a second carrier, the second carrier is pivotable or displaceable relative to the first carrier, is provided and the first communication unit is connected to a central and/or mobile monitoring unit on the energy and/or signal side.
Systeme mit einem ortsfesten ersten Träger und einem gegenüber diesem schwenkbar oder verschiebbar angeordneten zweiten Träger finden sich üblicherweise in Tür- oder Fensteranordnungen. Es ist üblich, dass in derartigen Bereichen elektronische Einheiten im Bereich des Tür- oder Fensterflügels vorgesehen sind. Eine solche elektronische Einheit kann beispielsweise eine motorisierte Schließvorrichtung sein, die als Teil eines Sicherheitssystems zeit- und/oder ferngesteuert ver- und entriegelt wird. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz elektronischer Einheiten im Bereich des Flügels von Türen oder Fenstern sind Anzeigen oder sonstige Mittel zur Kennzeichnung, die zur Information oder zur besseren Wahrnehmung beispielsweise von Fluchttüren dienen. Insbesondere Beleuchtungseinrichtungen werden aus den vorgenannten Gründen sowie zum Erzielen eines bestimmten optischen Erscheinungsbilds einer Tür oder eines Fensters zudem häufig im Bereich des Flügels eingesetzt. Der Anschluss solcher elektronischen Einheiten erfolgt in der Regel über eine Kabelverbindung. Die Energieversorgung für elektrische Verbraucher und eine etwaige Datenverbindung sind auf diese Weise dauerhaft gegeben.Systems with a stationary first support and a second support which is arranged to be pivotable or displaceable relative to this are usually found in door or window assemblies. It is common for electronic units to be provided in the area of the door or window sash in such areas. Such an electronic unit can be, for example, a motorized locking device that is timed and/or remotely locked and unlocked as part of a security system. Another example of the use of electronic units in the area of the sash of doors or windows are displays or other means of identification, which serve to provide information or to improve perception of escape doors, for example. In particular, lighting devices are also often used in the area of the sash for the aforementioned reasons and to achieve a specific optical appearance of a door or a window. Such electronic units are usually connected via a cable connection. In this way, the energy supply for electrical consumers and any data connection are permanently provided.
In einem solchen System werden üblicherweise Sensoren im Bereich des Rahmens oder des Flügels eingesetzt, um den Zustand der Tür oder des Fensters bestimmen zu können. Diese Messdaten werden üblicherweise an eine zentrale Überwachungs- und Auswerteeinheit gesendet und dort verarbeitet. Dadurch ist es möglich die Türen und Fenster eines Gebäudes oder Gebäudekomplexes zentral zu überwachen und gegebenenfalls sogar zu fernzusteuern. Dies setzt allerdings eine stetige Verbindung der einzelnen Türen und Fenster zu der externen Auswerte- und Überwachungseinheit voraus, was im Falle eines Einbruchs oder im Falle externer Umwelteinflüsse, wie beispielsweise einem Brand oder Hochwasser nicht immer gegeben sein muss. Gerade in diesen Fällen ist aber eine automatisierte, schnelle und zuverlässige Auswertung der Zustandsdaten der Türen und Fenster wünschenswert, um diese entsprechend automatisiert steuern zu können bzw. entsprechende Warnsignale ausgeben zu können.In such a system, sensors are usually used in the area of the frame or the sash in order to be able to determine the state of the door or the window. This measurement data is usually sent to a central monitoring and evaluation unit and processed there. This makes it possible to centrally monitor the doors and windows of a building or building complex and, if necessary, even to control them remotely. However, this requires a constant connection of the individual doors and windows to the external evaluation and monitoring unit, which does not always have to be the case in the event of a break-in or in the event of external environmental influences such as fire or flooding. However, it is precisely in these cases that an automated, fast and reliable evaluation of the status data of the doors and windows is desirable in order to be able to control them automatically or to be able to issue appropriate warning signals.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und System zum Betreiben einer Tür oder eines Fensters anzugeben, welches jederzeit und schnellstmöglich die Zustandsdaten der Tür oder des Fensters auswerten kann.The invention is therefore based on the object of specifying a method and system for operating a door or a window, which can evaluate the status data of the door or the window at any time and as quickly as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und 7 gelöst. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention with the features of the characterizing part of
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine zuverlässige und schnelle Auswertung insbesondere dann erfolgen kann, wenn diese direkt vor Ort also noch im Bereich des Tür- oder Fensterrahmens bzw. des Tür- oder Fensterflügels verfolgt. Dabei werden bevorzugt alle wesentlichen Systemkomponenten eines Trägers in einer gemeinsamen und durch ein gemeinsames Gehäuse ummantelten Kommunikationseinheit verbaut. Dies beinhaltet insbesondere die Kommunikationsschnittstellen mit den externen Einheiten und der zweiten Kommunikationseinheit auf dem anderen Träger, die Sensoren, soweit dies vom Sensortyp möglich ist, die Auswerteeinheit und gegebenenfalls weitere Einheiten wie Energiespeicher, Datenbanken, Steuerungsmodule etc.The invention is based on the consideration that a reliable and rapid evaluation can be carried out in particular if this is carried out directly on site, ie in the area of the door or window frame or the door or window sash. In this case, all the essential system components of a carrier are preferably installed in a common communication unit encased by a common housing. This includes in particular the communication interfaces with the external units and the second communication unit on the other carrier, the sensors, insofar as this is possible for the sensor type, the evaluation unit and, if necessary, other units such as energy storage, databases, control modules, etc.
Durch diese kompakte Bauweise und Integration in ein gemeinsames Gehäuse wird die Installation der Kommunikationseinheiten wesentlich vereinfacht.This compact design and integration into a common housing makes the installation of the communication units much easier.
Für eine besonders zuverlässige Auswertung der Messdaten werden immer mindestens zwei Messdaten von verschiedenen Sensorarten verwendet und miteinander in Beziehung gesetzt. Die Auswertung erfolgt dabei anhand vorher festgelegter Kriterien, die insbesondere auch von den beiden gewählten Sensorarten, also von der Art der Messwerte abhängen. So kann ein Messwert im Rahmen der Auswertung als normal angesehen werden, wenn gleichzeitig ein zweiter Messwert in einem bestimmten Bereich liegt, aber als Fehler bzw. Warnhinweis angesehen werden, wenn der zweite Messwert ebenfalls außerhalb vorgelegter Grenzen liegt.For a particularly reliable evaluation of the measurement data, at least two measurement data from different sensor types are always used and related to one another. The evaluation takes place on the basis of previously defined criteria, which in particular also depend on the two types of sensor selected, that is to say on the type of measured values. For example, a measured value can be viewed as normal within the framework of the evaluation if a second measured value is within a specific range at the same time, but can be viewed as an error or warning if the second measured value is also outside the specified limits.
Um auf ungewünschte Zustandsdaten der Tür oder des Fensters möglichst schnell reagieren zu können, werden je nach erfüllten Kriterien bzw. Auswerteergebnis von der Auswerteeinheit in vorteilhafter Ausführung entsprechende Signale oder Steuerbefehle erzeugt, die an eine interne oder externe Steuereinheit bzw. eine Motorsteuerung zum Öffnen oder Schließen der Tür oder des Fensters gesendet werden und/oder an optische oder akustische Anzeigeeinheiten übermittelt werden, um beispielsweise einen optischen oder akustischen Alarm auszugeben. In alternativer oder zusätzlicher Ausgestaltung können die Informationssignale auch an die externe und zentrale Überwachungseinheit gesendet werden, um auch da entsprechende Verfahrensschritte zu veranlassen.In order to be able to react as quickly as possible to undesired status data of the door or the window, corresponding signals or control commands are generated by the evaluation unit depending on the fulfilled criteria or evaluation result in an advantageous embodiment, which are sent to an internal or external control unit or a motor control for opening or closing of the door or window and/or transmitted to optical or acoustic display units, for example to issue a visual or acoustic alarm. In an alternative or additional embodiment, the information signals can also be sent to the external and central monitoring unit in order to initiate corresponding method steps there as well.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die Kriterien in einer Datenbank hinterlegt, die ebenfalls in der flügel- und/oder rahmenseitigen Kommunikationseinheit verbaut ist. Dabei wird in vorteilhafter Weise im Nachgang eines Auswerteergebnisses, das eine Aktion in Form von Aussenden von Steuersignalen oder Ausgabe von Informationssignalen zur Folge hatte, eine Art Rückmeldung in der Datenbank hinterlegt. Diese Rückmeldung kann einerseits beinhalten, ob die von der Auswerteeinheit ausgewählte Aktion die Richtige war oder ob in Zukunft bei der Messwertkombination keine oder eine andere Aktion ausgewählt werden sollte. Diese Rückmeldung kann manuell durch entsprechende Eingabeeinheiten an der Tür, per Funk über mobile Einheiten oder aber auch durch die zentrale Überwachungseinheit erfolgen. Sofern sinnvoll, kann eine solche Messwertkombination mit Rückmeldung auch von anderen Kommunikationseinheiten im Gebäude übernommen werden und in die Datenbank eingetragen werden. Auf dieses Weise lernt das System schrittweise die verschiedenen Kombinationen von Messdaten auszuwerten und die dazu passende Aktion auszuwählen.In a preferred embodiment, the criteria are stored in a database, which is also installed in the communication unit on the wing and/or frame side. In this case, a type of feedback is advantageously stored in the database following an evaluation result which resulted in an action in the form of the transmission of control signals or the output of information signals. On the one hand, this feedback can contain whether the action selected by the evaluation unit was the right one or whether no action or a different action should be selected in the future for the combination of measured values. This feedback can be given manually by appropriate input units on the door, by radio via mobile units or by the central monitoring unit. If it makes sense, such a measured value combination with feedback can also be accepted by other communication units in the building and entered into the database. In this way, the system gradually learns to evaluate the various combinations of measurement data and select the appropriate action.
Neben der Prävention von Einbrüchen oder Schäden durch extreme externe Einflüsse (wie beispielsweise Brand oder Hochwasser) kann die Auswerteeinheit auch benötigte Wartungsintervalle aus den zur Verfügung gestellten Daten abschätzen.In addition to preventing burglaries or damage caused by extreme external influences (such as fire or flooding), the evaluation unit can also estimate the required maintenance intervals from the data provided.
Um eine besonders zuverlässige Auswertung des Zustands der Tür oder des Fensters zu ermöglichen, sind die mindestens zwei verschiedenarten Sensoren in vorteilhafter Weise aus der Gruppe der Temperatursensoren, Erschütterungssensoren, Zykluszähler, Neigungssensoren und/oder Feuchtigkeitssensoren ausgewählt.In order to enable a particularly reliable evaluation of the state of the door or window, the at least two different types of sensors are advantageously selected from the group of temperature sensors, vibration sensors, cycle counters, inclination sensors and/or moisture sensors.
Dabei ermöglicht die Temperaturmessung, beispielsweise im Türrahmen, das Erkennen von Bränden bei hohen Temperaturen oder Temperaturunterschieden zwischen zwei Seiten einer Tür oder eines Fensters. Weiterhin können die Daten in Kombination mit einem Zykluszähler und entsprechendem Zeitstempel einen entsprechenden Wartungsbedarf besser einschätzten bzw. Erschütterungen besser bewerten. So ist es beispielsweise normal, dass eine Tür bei Wärme aufgrund der Ausdehnung schwerer geht und evtl. schleift. Dies könnte eine möglicherweise detektierte Erschütterung erklären, ohne dass direkt ein Alarm ausgesendet werden muss. Auf der anderen Seite führt ein solches Verhalten zu einem erhöhten Wartungsbedarf.The temperature measurement, for example in the door frame, makes it possible to detect fires at high temperatures or temperature differences between two sides of a door or a window. Furthermore, the data in combination with a cycle counter and a corresponding time stamp can better estimate a corresponding maintenance requirement or better evaluate vibrations. For example, it is normal for a door to be harder to move and possibly scrape when it is hot due to the expansion. This could explain a possibly detected vibration without an alarm having to be sent directly. On the other hand, such behavior leads to an increased need for maintenance.
Der Erschütterungssensor ermöglicht die Detektion von Einbrüchen bzw. unsachgemäßer Behandlung sowie gegebenenfalls temperaturbedingte Veränderungen von Schließkräften der Fenster und Türen und kann so einerseits einen Alarm aussenden, andererseits aber auch den Wartungsbedarf bestimmen, wenn dieser nicht durch andere Parameter, wie bereits im Rahmen der Temperaturmessung erläutert, erklärbar ist.The vibration sensor enables the detection of burglaries or improper handling as well as any temperature-related changes in the closing forces of the windows and doors and can thus on the one hand send out an alarm, but on the other hand also determine the need for maintenance if this is not determined by other parameters, as already explained in the context of the temperature measurement , is explainable.
Die wichtigste Kenngröße für den Wartungszyklus einer Tür oder eines Fensters ist die Anzahl der Öffnungs- und Verschlusszyklen, die mit einem Zykluszähler gemessen werden kann. Das Wartungsintervall wird aber wie teilweise bereits erwähnt maßgeblich auch von den Temperaturen, der Luftfeuchtigkeit, der Neigungsveränderung der Tür oder des Fensters bestimmt und sollte somit früher oder kann auch später erfolgen.The most important parameter for the maintenance cycle of a door or a window is the number of opening and closing cycles, which can be measured with a cycle counter. However, as already mentioned in some cases, the maintenance interval is also largely determined by the temperatures, the humidity, the change in the inclination of the door or the window and should therefore take place earlier or can also take place later.
Der Neigungssensor misst die Neigung des Tür- oder Fensterflügels gegenüber dem Tür- bzw. Fensterrahmen. Diese Neigung kann je nach Temperatur bzw. Feuchtigkeit, mit der Zeit oder durch Beschädigungen variieren, sodass bei Überschreiten eines Grenzwertes eine Wartung notwendig wird. Dabei können insbesondere Normalbereiche, Toleranzbereiche, Wartungsbereiche oder auch kritische Bereiche für den Neigungswinkel bestimmt werden.The inclination sensor measures the inclination of the door or window sash relative to the door or window frame. This tendency can vary with temperature or humidity, with time or with damage, so that if a limit is exceeded, maintenance is necessary. In particular, normal ranges, tolerance ranges, maintenance ranges or also critical ranges for the angle of inclination can be determined.
Durch die Feuchtigkeitsmessung kann neben Hochwasser auch Regen detektiert werden, was in Kombination mit anderen Parametern dazu führen kann, dass eine automatische Schließung der Tür oder des Fensters veranlasst wird. Weiterhin ist bei einer hohen Feuchtigkeit eine häufigere Wartung, also kürzere Wartungsintervalle notwendig.In addition to flooding, the moisture measurement can also detect rain, which in combination with other parameters can lead to the door or window being closed automatically. Furthermore, more frequent maintenance, ie shorter maintenance intervals, is necessary in the case of high humidity.
In vorteilhafter Weise ist zusätzlich zu den obigen Sensoren ein Öffnungssensor zum Detektieren des Öffnungszustandes der Tür oder des Fensters vorgesehen, der signaltechnisch bevorzugt mit einer Einbruchmeldeanlage verbunden ist. Dabei kann mit diesem und beispielsweise in Kombination mit obigen Sensordaten, beispielsweise dem Erschütterungssensor, ein Einbruch detektiert werden. Aber auch für die Auswahl einer Aktion durch die Auswerteeinheit, beispielweise bei der Erzeugung eines Motorsignals für die automatische Schließung der Tür oder des Fensters, ist die Information über den Öffnungszustand der Tür oder des Fensters hilfreich.Advantageously, in addition to the above sensors, an opening sensor is provided for detecting the open state of the door or the window, which is preferably connected to a burglar alarm system for signaling purposes. A break-in can be detected with this and, for example, in combination with the above sensor data, for example the vibration sensor. However, the information about the open status of the door or window is also helpful for the selection of an action by the evaluation unit, for example when generating a motor signal for the automatic closing of the door or window.
Da die kabelgebundene Energieversorgung der flügelseitigen Kommunikationseinheit in der Regel mit einem erhöhten Verlegeaufwand verbunden und eine solche Verlegeart aus optischen Gründen oder wegen der Gefahr einer einfachen Manipulierbarkeit aus sicherheitstechnischen Gründen nicht erwünscht ist, erfolgt in vorteilhafter Weise die Energie- und/oder Datenübertragung zwischen der ersten und zweiten Kommunikationseinheit kontaktlos.Since the wired energy supply of the wing-side communication unit is usually associated with an increased laying effort and such a type of laying is optically green or because of the risk of easy manipulation for security reasons, the energy and/or data transmission between the first and second communication unit is advantageously contactless.
Dies kann beispielsweise mittels Induktionsspulen erfolgen. Dabei werden sowohl rahmenseitig als auch flügelseitig Induktionsspulen verwendet die in elektro-magnetischen Kontakt treten. Ein Energiespeicher oder ein elektrisches Endgerät auf der Empfängerseite wird dabei mittels der Induktionsladung über die Resonanzfrequenz eines Schwingkreises mit den Induktionsspulen und angeschlossenen Kondensatoren geladen.This can be done, for example, by means of induction coils. Induction coils are used both on the frame side and on the sash side, which come into electromagnetic contact. An energy store or an electrical terminal device on the receiver side is charged using inductive charging via the resonant frequency of an oscillating circuit with the induction coils and connected capacitors.
Zur Vermeidung von höherem Energieverlust bei der Übertragung, ist es vorteilhaft, wenn man auf die Übertragung bei Resonanzfrequenz weitestgehend verzichtet und bei niedriger Frequenz überträgt. Dabei haben sich insbesondere 1/n der Resonanzfrequenz, wobei n eine natürliche, ungerade Zahl größer 1 ist, insbesondere 1/3 der Resonanzfrequenz, als besonders geeignet erwiesen. Die Resonanzfrequenz bezieht sich dabei auf den ersten Schwingkreis bzw. aus dem Zusammenwirken beider Schwingkreise, sofern diese in Kontakt stehen. Durch die geringere Übertragungsfrequenz ergeben sich auch Vorteile bei der elektromagnetischen Verträglichkeit, wodurch sogar die Möglichkeit gegeben ist, bei weiterer Einhaltung der elektromagnetischen Verträglichkeit größere Induktionsspulen zu verwenden.In order to avoid higher energy losses during transmission, it is advantageous if transmission at resonant frequency is avoided as far as possible and transmission is carried out at a lower frequency. In particular, 1/n of the resonant frequency, where n is a natural, odd number greater than 1, in particular 1/3 of the resonant frequency, has proven to be particularly suitable. The resonant frequency relates to the first oscillating circuit or from the interaction of both oscillating circuits, provided they are in contact. The lower transmission frequency also results in advantages in terms of electromagnetic compatibility, which even makes it possible to use larger induction coils while maintaining electromagnetic compatibility.
Um auch Lastspitzen auf Seiten der Empfängereinheit bzw. des daran angeschlossenen Endgerätes ausgleichen zu können, ist das System so ausgelegt, dass die Übertragungssteuerung bei Bedarf die Übertragungsfrequenz erhöhen kann, sodass dann beispielsweise sogar mit der Resonanzfrequenz übertragen werden kann. Derartige Lastspitzen können insbesondere dann auftauchen, wenn ein Motor des Endgerätes startet oder zusätzliche Teilsysteme zugeschaltet werden. In Alternativer oder zusätzlicher Ausgestaltung kann auch ein zusätzlicher Energiespeicher in der Empfangseinheit vorgesehen oder an dieser angeschlossen sein. Aus diesem Energiespeicher, insbesondere in Form eines Superkondensators, kann dann bei Bedarf die Lastspitze bedient werden, während das System weiter in einem ersten Betriebsmodus mit einer niedrigen Übertragungsfrequenz, bevorzugt 1/3 der Resonanzfrequenz, betrieben wird. Erst beim Fehlen eines Energiespeichers, unterschreiten eines festgelegten Spannungspegels oder auf gezielte Anfrage der Empfangseinheit kann dann die Übertragungssteuerung in einen zweiten Betriebszustand mit einer höheren Übertragungsfrequenz, bevorzugt der Resonanzfrequenz, wechseln. Ein solcher Wechsel des Betriebsmodus kann auch automatisch dann erfolgen, wenn die Empfangseinheit untypisch lange Energiebedarf signalisiert. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn gewisse Ladungswerte externer Energiespeicher auf der Empfängerseite nicht oder nicht mehr so schnell wie üblich erreicht werden. Hierbei kann das System also schon vorher erkennen, dass ein erhöhter Energiebedarf besteht bevor dieser explizit angefragt wird oder bevor die externen Energiespeicher auf der Empfängerseite leer sind oder eine Mindestladung unterschreiten. Das System wird somit weitgehend im ersten Betriebsmodus, also mit niedriger Übertragungsfrequenz, hohem Wirkungsgrad und hoher elektromagnetische Verträglichkeit betrieben und nur in Einzelfällen und für eine begrenzte, kurze Zeit, nämlich dann, wenn die auf Empfängerseite gespeicherte Energie für eine Lastspitze nicht ausreicht, auf eine höhere Übertragungsfrequenz gewechselt.In order to be able to compensate for peak loads on the part of the receiver unit or the end device connected to it, the system is designed in such a way that the transmission controller can increase the transmission frequency if necessary, so that transmission can even be carried out at the resonant frequency, for example. Such load peaks can occur in particular when a motor of the end device starts or additional subsystems are switched on. In an alternative or additional configuration, an additional energy store can also be provided in the receiving unit or connected to it. From this energy store, in particular in the form of a supercapacitor, the peak load can then be served if required, while the system continues to be operated in a first operating mode with a low transmission frequency, preferably 1/3 of the resonant frequency. Only when there is no energy store, when the voltage falls below a specified level, or when there is a specific request from the receiving unit can the transmission controller switch to a second operating state with a higher transmission frequency, preferably the resonant frequency. Such a change in the operating mode can also take place automatically if the receiving unit signals an atypically long energy requirement. This can be the case, for example, when certain charge values of external energy stores on the receiver side are not reached or are no longer reached as quickly as usual. The system can therefore recognize in advance that there is an increased energy requirement before this is explicitly requested or before the external energy storage device on the receiver side is empty or falls below a minimum charge. The system is thus largely operated in the first operating mode, i.e. with a low transmission frequency, high efficiency and high electromagnetic compatibility, and only in individual cases and for a limited, short time, namely when the energy stored on the receiver side is not sufficient for a peak load, to a switched to a higher transmission frequency.
Wie bereits erwähnt, erfolgt der Wechsel des Betriebsmodus in bevorzugter Ausführung aufgrund von Systemparametern, die gemessen werden, wie beispielsweise eine Unterschreitung eines festgelegten Spannungspegels. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch möglich, dass ein Wechsel des Betriebsmodus von der Empfangs- oder Sendeeinheit initiiert wird, beispielsweise dann, wenn das System erkennt, dass demnächst eine Lastspitze kommt. Dies könnte beispielsweise durch hinterlegte Routinen oder erlernte, charakteristische Betriebsabläufe geschehen.As already mentioned, the operating mode is changed in a preferred embodiment on the basis of system parameters that are measured, such as falling below a specified voltage level. Alternatively or additionally, however, it is also possible for a change in the operating mode to be initiated by the receiving or transmitting unit, for example when the system recognizes that a peak load is imminent. This could happen, for example, through stored routines or learned, characteristic operating processes.
Auch dies könnte eine entsprechende Aktion der Auswerteeinheit darstellen, die beispielsweise durch eine ihr übersandte Messdatenkurve erkennt, dass entsprechende Endgerätmotoren demnächst zugeschaltet werden und daher ein erhöhter Energiebedarf bestehen wird.This could also represent a corresponding action by the evaluation unit, which, for example, recognizes from a measurement data curve sent to it that corresponding end device motors will soon be switched on and that there will therefore be an increased energy requirement.
Um die Resonanzfrequenz zu bestimmen und eine Konfiguration des Systems vorzunehmen, wird der erste Schwingkreis in besonders vorteilhafter Ausgestaltung mit einer einzelnen 0-1-Flanke angesprochen und somit eine Sprungantwort erzeugt. Mittels dieser Sprungantwort kann die Eigenfrequenz des Systems erkannt werden, da diese nicht nur von der Sendeeinheit anhängig ist, sondern auch von der Wechselwirkung mit der Induktionsspule der Empfängereinheit. Bis zu einem gewissen Grad können durch diese Konfiguration auch Fremdobjekte erkannt werden, deren Anwesenheit eine Energie- und Datenübertragung aus Sicherheitsgründen verbietet.In order to determine the resonant frequency and configure the system, the first oscillating circuit is addressed in a particularly advantageous embodiment with a single 0-1 edge and a step response is thus generated. The natural frequency of the system can be recognized by means of this step response, since this is not only dependent on the transmitter unit, but also on the interaction with the induction coil of the receiver unit. To a certain extent, this configuration can also be used to detect foreign objects whose presence prohibits energy and data transmission for security reasons.
Eine derartige Konfiguration des Systems und Bestimmung der Resonanzfrequenz wird vorteilhafterweise im Rahmen der Initialisierung, also der ersten Kontaktphase, und dann in regelmäßigen Abständen zur Nachführung der passenden Übertragungsfrequenz durchgeführt.Such a configuration of the system and determination of the resonant frequency is advantageously carried out as part of the initialization, ie the first contact phase, and then at regular intervals intervals for tracking the appropriate transmission frequency.
Um einerseits eine Energieübertragung erst dann zu initialisieren, wenn die passende Empfängereinheit in Reichweite ist, andererseits aber auch zu prüfen, ob die Empfängereinheit berechtigt ist, Energie von der Sendereinheit zu empfangen, ist in bevorzugter Ausführung eine Detektionseinheit vorgesehen. Diese Detektionseinheit setzt sich bevorzugt aus einer Empfangsschnittstelle in der Sendeeinheit und einer Sendeschnittstelle in der Empfangseinheit zusammen.In a preferred embodiment, a detection unit is provided in order not to initiate energy transmission until the appropriate receiver unit is within range, but also to check whether the receiver unit is authorized to receive energy from the transmitter unit. This detection unit is preferably composed of a receiving interface in the transmitting unit and a transmitting interface in the receiving unit.
Zwar kann, wie oben bereits erläutert, die Empfangseinheit vereinzelt bereits aufgrund der Sprungantwort erkannt werden, doch ist dies unter Umständen und gerade, wenn es um Sicherheitsfragen geht, nicht ausreichend, da die Geschwindigkeit, mit der die Gegenstelle erkannt wird, von der Zykluszeit abhängt, in welcher die Sprungantwort erzeugt und ausgewertet wird. Gegebenenfalls muss die Sprungantwort auch mehrfach wiederholt werden, um das Ergebnis zu validieren. Dies wirkt sich negativ auf die Geschwindigkeit aus, mit der das System in Bereitschaft versetzt werden kann.Although, as already explained above, the receiving unit can occasionally be recognized on the basis of the step response, this may not be sufficient, especially when it comes to security issues, since the speed at which the remote station is recognized depends on the cycle time , in which the step response is generated and evaluated. If necessary, the step response must also be repeated several times in order to validate the result. This negatively impacts the speed at which the system can be armed.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer solchen Detektionseinheit wäre beispielsweise in Form eines RFID-Detektors als Empfänger und RFID-Tags als Sender. Ein solches System kann kontinuierlich die Anwesenheit des Tags prüfen und so unmittelbar Bereitschaft anzeigen. Als weitere Option könnte die Empfangseinheit mit einem Magneten versehen werden, den ein Hall-Sensor in der Sendeeinheit erkennt. Der Vorteil von RFID gegenüber dem Hall-Sensor wäre hier, dass eine spezifische ID gesendet werden könnte, wodurch die Gegenstelle eindeutig identifiziert werden kann. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung eines RDIF-Tags ist, dass dieser indirekt auch den Energiebedarf übermitteln kann. Dies könnte so realisiert werden, dass die Hauptschaltung die Antenne des RFID-Tags kurzschließt, solange der Energiebedarf gedeckt ist. Der RFID-Detektor würde somit keinen Abnehmer mehr erkennen und die Übertragung stoppen. Erst wenn der RFID-Tag wieder sendet und der Detektor eine Gegenstelle erkennt, würde die Sendeeinheit mit der Energie- und/oder Datenübertragung wieder starten.An advantageous embodiment of such a detection unit would be, for example, in the form of an RFID detector as the receiver and RFID tags as the transmitter. Such a system can continuously check the presence of the tag and thus immediately indicate readiness. As a further option, the receiving unit could be equipped with a magnet that a Hall sensor in the transmitting unit recognizes. The advantage of RFID compared to the Hall sensor would be that a specific ID could be sent, which would clearly identify the remote station. Another advantage of using an RDIF tag is that it can also indirectly transmit the energy requirement. This could be realized in such a way that the main circuit short-circuits the antenna of the RFID tag as long as the energy demand is met. The RFID detector would then no longer recognize a customer and would stop the transmission. Only when the RFID tag sends again and the detector detects a remote station would the transmission unit start transmitting energy and/or data again.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass in der Sendeeinheit ein einfacher zusätzlicher Schwingkreis verwendet wird, der mit einer von seiner Eigenfrequenz abweichenden Erregerfrequenz angeregt wird. Die Empfangseinheit wird dabei ebenfalls mit einem schlichten LC-Schwingkreis versehen. Das System ist in vorteilhafter Ausgestaltung dabei so ausgelegt, dass die Annäherung der Empfangseinheit den Schwingkreis der Sendeeinheit so verstimmt, dass sich seine Eigenfrequenz der festen Erregerfrequenz nähert. Dabei wird die Amplitude des Schwingkreises in der Sendeeinheit überwacht. Steigt die Amplitude ist die Empfangseinheit da, fällt sie, fehlt es an der entsprechenden Empfangseinheit und die Übertragungssteuerung kann entsprechend angesteuert werden. Dieses System mit einem weiteren Schwingkreis ermöglicht sowohl die schnelle Erkennung der Empfangseinheit als auch die Möglichkeit durch Manipulation des LC-Schwingkreises der Anzeige des Energiebedarfs. Diese Ausgestaltung der Detektionseinheit über einen zusätzlichen, kleinen Schwingkreis hat dabei den besonderen Vorteil, dass auf Seiten der Empfangseinheit kaum Energie aufgewendet werden muss. Für diesen Einsatzzweck werden ansonsten nämlich häufig optische Signale, Funknachrichten oder ähnliches verwendet, die vergleichsweise viel Energie verbrauchen oder aktiv Antworten per Lastsprung auf die Energieübertragung aufmodulieren. Letzteres beeinträchtigt die Effizienz der Energieübertragung und ist bei großen Pausen zwischen den Energieanforderungen ungeeignet einen plötzlichen Bedarf anzuzeigen.Alternatively or additionally, it is also possible for a simple additional resonant circuit to be used in the transmission unit, which is excited with an excitation frequency that differs from its natural frequency. The receiving unit is also provided with a simple LC resonant circuit. In an advantageous embodiment, the system is designed in such a way that the approach of the receiving unit detunes the oscillating circuit of the transmitting unit in such a way that its natural frequency approaches the fixed excitation frequency. The amplitude of the oscillating circuit in the transmitter unit is monitored. If the amplitude rises, the receiving unit is there, if it falls, the corresponding receiving unit is missing and the transmission control can be activated accordingly. This system with an additional oscillating circuit enables both the rapid recognition of the receiving unit and the possibility of displaying the energy requirement by manipulating the LC oscillating circuit. This configuration of the detection unit via an additional, small resonant circuit has the particular advantage that hardly any energy has to be expended on the receiving unit side. For this purpose, optical signals, radio messages or the like are otherwise often used, which consume a comparatively large amount of energy or actively modulate responses to the energy transmission by load jumps. The latter impairs the efficiency of the energy transfer and is unsuitable for indicating a sudden need in the case of large pauses between the energy requests.
Es ist weiterhin vorgesehen durch Austausch von Daten zu prüfen, ob die gesendete Energiemenge auch beim Empfänger angekommen ist, um so einerseits die Funktion des Systems zu prüfen, andererseits aber auch eine Fremdabzweigung der Energie festzustellen.It is also provided to check by exchanging data whether the amount of energy sent has also arrived at the receiver, in order to check the function of the system on the one hand, but also to determine an external diversion of the energy on the other.
Neben der Übertragung der Daten und Signale über die Induktionsspulen, können die Signale und Daten auch verschlüsselt oder unverschlüsselt über eine separate Kommunikationsschnittstelle übertragen werden.In addition to the transmission of data and signals via the induction coils, the signals and data can also be transmitted encrypted or unencrypted via a separate communication interface.
Nachteilig an der Verwendung von flachen Induktionsspulen ist, dass der Wirkungsgrad mit dem Abstand sehr schnell abfällt, was wiederum über sehr große Spulen kompensiert werden muss. In der hier bevorzugten typischen Tür- oder Fensteranordnung ist dies in der Regel nicht problemlos umsetzbar, da dafür der Platz nicht vorhanden ist. In bevorzugter Ausgestaltung werden daher Induktionsspulen mit einem U- oder E-förmigen Kern verwendet. Diese können einerseits platzsparender eingebaut werden und können über einen größeren Abstand übertragen. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Querschnitt der Schenkel des U- oder E-förmigen Kerns oval bzw. in eine Ausprägungsrichtung verlängert ausgeführt, um einen Versatz zwischen dem ersten Träger und dem zweiten Träger auszugleichen. Dabei kann die Orientierung des Ovals bzw. die Ausprägungsrichtung an den typischen Einsatzzweck angepasst werden. Ist beispielsweise mit einem Versatz in vertikaler Richtung zu rechnen, so ist auch die längere Achse des Ovals bzw. die Ausprägungsrichtung in vertikaler Richtung ausgebildet.The disadvantage of using flat induction coils is that the efficiency drops very quickly with increasing distance, which in turn has to be compensated for using very large coils. In the typical door or window arrangement preferred here, this is usually not easy to implement because there is not enough space for it. In a preferred embodiment, induction coils with a U-shaped or E-shaped core are therefore used. On the one hand, these can be installed in a space-saving manner and can transmit over a greater distance. In a particularly preferred embodiment, the cross section of the legs of the U-shaped or E-shaped core is designed to be oval or extended in a direction of embossing, in order to compensate for an offset between the first carrier and the second carrier. The orientation of the oval or the direction of expression can be adapted to the typical application. If, for example, an offset in the vertical direction is to be expected, then the longer axis of the oval or the direction of embossing is also formed in the vertical direction.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen somit insbesondere darin, dass durch die Integration von Sensoren, Auswerteeinheit, Datenbanken und kontaktloser Energie- und Datenübertragung ein besonders kompaktes und somit auch leicht zu verbauendes System geschaffen werden kann, dass den Zustand der Tür oder eines Fensters hinsichtlich des Wartungsbedarfs und Sicherheitsaspekten gegenüber ungewünschtem Zutritt bzw. externen Einflüssen detektiert und entsprechende Aktionen ausführen kann. Weiterhin können mechanische / physische Veränderungen zwischen Rahmen und Flügel frühzeitig erkannt werden, um präventive Wartungen zur Vermeidung von Schäden und zur Erhöhung der Langlebigkeit zu veranlassen. Ebenso werden akute Wartungssituation schnellstmöglich erkannt und signalisiert.The advantages achieved by the invention are, in particular, that by integrating sensors, evaluation unit, databases and contactless energy and data transmission, a particularly compact and therefore easy-to-install system can be created that the state of the door or a window with regard to the need for maintenance and security aspects against unwanted access or external influences can be detected and appropriate actions can be taken. Furthermore, mechanical / physical changes between the frame and sash can be detected early to initiate preventive maintenance to avoid damage and increase longevity. Acute maintenance situations are also recognized and signaled as quickly as possible.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 ein schematischer Aufbau eines Systems zur Zustandsbestimmung und zum Betreiben einer Tür oder eines Fensters, und -
2 ein schematischer Aufbau einer kontaktlosen Energie- und/oder Datenübertragung zwischen den Kommunikationseinheiten.
-
1 a schematic structure of a system for determining the status and for operating a door or a window, and -
2 a schematic structure of a contactless energy and/or data transmission between the communication units.
Gleiche Merkmale sind in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.The same features are provided with the same reference symbols in both figures.
Das System 1 zur Zustandsbestimmung und/oder zum Betreiben einer Tür oder eines Fensters nach
Das System 1 nach der
Die erste und zweite Kommunikationseinheiten 2, 6 umfassen weiterhin eine Mehrzahl an Sensoren 8, 10, die je nach Sensortyp in der ersten, zweiten oder auch in beiden Kommunikationseinheiten 2, 6 angeordnet sein können. So ist beispielsweise ein Temperatursensor, ein Erschütterungssensor oder ein Feuchtigkeitssensor bevorzugt in der rahmenseitigen Kommunikationseinheit 2 angeordnet, während ein Neigungssensor in vorteilhafter Weise eher im Flügelelement, also in der zweiten Kommunikationseinheit 6 angeordnet wird. Ein Zykluszähler kann dabei je nach Aufbau und Funktionsweise in der ersten Kommunikationseinheit 2 eingebaut werden oder auch in beiden Kommunikationseinheiten 2, 6.The first and
Die Messdaten der Sensoren 8, 10 werden an eine lokale Auswerteinheit 12, 14 gesendet und von dieser verarbeitet. Aufgrund der leichteren Bereitstellung von Energie ist eine Auswerteeinheit 12 in der rahmenseitigen Kommunikationseinheit 2 vorteilhafter, je nach verwendeten Sensortypen und den untersuchten Zustandsgrößen ist eine Auswerteeinheit 14 in der flügelseitigen Kommunikationseinheit 6 in zusätzlicher oder alternativer Ausbildung aber ebenso möglich. Die Energie für die flügelseitige Auswerteeinheit 14 wird, wie nachstehend noch ausführlich beschrieben, über die Sende- und Empfangseinheiten 102, 104 übertragen.The measurement data from the sensors 8, 10 are sent to a
Die Auswerteeinheiten 12, 14 sind gezielt dazu ausgebildet mittels vorgegebener oder erlernter Kriterien die Messdaten von mehreren Sensortypen in Bezug zueinander zu setzen und auf Basis dieser Kombination von mehreren Messdaten eine Aktion auszuführen. Dazu greifen die Auswerteeinheiten 12, 14 auf eine lokal vorgesehene Datenbank 16, 18 zu und rufen entsprechende Auswertekriterien, Grenzwerte oder Toleranzbereiche und darauf basierende Ergebnisse bzw. durchzuführende Aktionen ab. Die Ergebnisse der Auswerteeinheiten 12, 14 bzw. die resultierenden durchzuführenden Aktionen werden mittels einer Signalverarbeitungseinheit 20, 22 in entsprechende Signale umgesetzt. Dies können Informationssignale sein, die an die externe Überwachungseinheit gesendet werden oder Steuersignale für eine lokale akustische oder visuelle Informationseinheit 24, 26 zur Ausgabe von akustischen oder visuellen Hinweisen oder Alarmen. Weiterhin sind auch Steuersignale möglich, die an eine Motorsteuerung 28, 30 gesendet werden, um dann beispielsweise die Tür oder das Fenster zu schlie-ßen, zu kippen oder zu öffnen.The
Das System 1 zur Zustandsbestimmung und/oder zum Betreiben einer Tür oder eines Fensters ist weiterhin dazu ausgebildet eine Rückmeldung zu den Ergebnissen oder ausgewählten Aktionen der Auswerteeinheit 12, 14 zu verarbeiten. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die lokalen Datenbanken 16, 18 von der externen Überwachungseinheit oder auch über eine direkte Kommunikation über nicht dargestellte Schnittstellen beschrieben werden können und somit bisherige Aktionen bewertet werden können. Dabei ist insbesondere die Kommunikation der Datenbank über eine Funk Schnittstelle mit einer App eines mobilen Endgerätes vorgesehen. So können auf den Einsatzort oder auch Tür- oder Fensterspezifische Grenzwerte oder Toleranzbereiche erkannt und aktualisiert und in die Datenbank eingepflegt werden und das System 1 somit stetig verbessert und optimiert werden.The
Weiterhin werden von der Auswerteeinheit 12, 14 die von den Sensoren 8, 10 übermittelten Daten in der Datenbank 16, 18 gespeichert und hinsichtlich systemtypischer Bereiche auch über einen längeren Zeitraum hinweg ausgewertet. Dabei können für den Einsatzort und die Tür bzw. das Fenster übliche Messbereiche festgestellt werden und somit Toleranz- und Grenzbereiche automatisiert festgelegt bzw. angepasst werden. Mit Hilfe entsprechende Algorithmen, beispielsweise auf Basis künstlicher Intelligenz, können durch die Verknüpfung und die Bewertung der gemessenen Sensorikdaten sich ändernde Umweltbedingungen toleranzseitig abgebildet werden. Dadurch ist es nun nicht mehr notwendig das System 1 im Vorfeld hinsichtlich der verwenden Systemkomponenten, wie beispielsweise die herstellerspezifischen Unterschiede in den Türen oder Fenstern, Sensoren 8, 10 und äußeren Einflüsse zu konfigurieren, sondern das System lernt automatisiert diese Einflussfaktoren zu bewerten und entsprechende Kriterien für die auszuwählenden Aktionen zu erstellen.Furthermore, the data transmitted by the sensors 8, 10 is stored in the
Zur Erhöhung der Sicherheit umfasst das System 1 zur Zustandsbestimmung und/oder zum Betreiben einer Tür oder eines Fensters einen Öffnungssensor zum Detektieren des Öffnungszustandes der Tür oder des Fensters. Dazu ist in der ersten Kommunikationseinheit 2 ein Magnetkontakt 32 vorgesehen, der mit einem Magnet 34 in der zweiten Kommunikationseinheit 6 wechselwirkt. Dieser Öffnungssensor ist signaltechnisch direkt mit einer Einbruchmeldeanlage verbunden. Diese zweite und separate Kommunikation mit einer externen Einheit erhöht die Sicherheit des Systems 1. Trotzdem ist es zusätzlich möglich, dass die Daten des Öffnungssensors an die Auswerteeinheit 12 übertragen werden, und bei der Auswertung der übrigen Messwerte verwendet wird. Gerade bei der Auswahl einer Aktion durch die Auswerteeinheit, beispielweise bei der Erzeugung eines Motorsignals für die automatische Schließung der Tür oder des Fensters, ist die Information über den Öffnungszustand der Tür oder des Fensters hilfreich.To increase security, the
Weiterhin ist in der ersten Kommunikationseinheit 2 ein Verteiler 36 vorgesehen. Über diesen Verteiler 36 können weitere Komponenten (z. B. ein Riegelkontakt) angeschlossen werden. Dabei ist Deckelüberwachung vorzusehen, die bei unautorisierter Öffnung und Zugang zur Kommunikationseinheit 2 eine Meldung erzeugt.Furthermore, a distributor 36 is provided in the
Ein mögliches System 101 zur kontaktlosen Übertragung von Energie- und Daten zwischen einer Sendeeinheit 102 und einer Empfangseinheit 104 ist in
Das System 101 zur kontaktlosen Übertragung von Energie- und Daten nach der
Im Ausführungsbeispiel nach
Empfängerseitig ist im zweiten Träger 108 eine zweite Induktionsspule 116 angeordnet, der die von der ersten Induktionsspule 114 ausgesandten elektromagnetischen Felder aufnimmt und wiederum in Strom umwandelt. Auch wenn nicht gesondert dargestellt, ist es neben der Übertragung von Energie über die Induktionsspulen 114, 116 auch möglich Daten oder Signale über diese zu übertragen. Die Energie wird an einen Eingangskreis 118 weitergeleitet (Energiefluss 204) und von dort in einem zweiten, optionalen Energiespeicher 120 gespeichert (Energiefluss 205). Dieser optionale zweite Energiespeicher 120 versorgt eine später noch zu beschreibende Detektionseinheit 144. Vom zweiten Energiespeicher 120 oder falls dieser nicht vorgesehen ist direkt vom Eingangskreis 118 wird der Strom dem Energiemanagement 122 der Empfangseinheit 104 zugeführt (Energiefluss 206). Das Energiemanagement 122 entscheidet nach vorgegeben Regeln und auf Basis der ihm zur Verfügung gestellten Systemdaten, ob die Energie direkt dem über den Lastenausgang 124 angeschlossenen und nicht dargestellten Endgerät (Energiefluss 207, 208) zugeführt wird oder aber ob die Energie zunächst in einem externen Energiespeicher 126 im zweiten Träger 108 gespeichert wird (Energiefluss 209). Dies hängt davon ab, ob das Endgerät gerade Energie benötigt oder nicht bzw. wieviel Energie benötigt wird. Das Endgerät kann bei Bedarf auch wieder über das Energiemanagement 122 aus dem externen Energiespeicher 126 mit Energie versorgt werden, um Lastspitzen auszugleichen, ohne dass die Übertragungssteuerung 112 in einen anderen Betriebsmodus schalten muss. Der externe Energiespeicher 126 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Superkondensator oder als Gruppe von Superkondensatoren ausgebildet.On the receiver side, a
Datenseitig umfasst die Sendeeinheit 102 eine zentrale Datenverarbeitung 128, die mit einer Auswerteeinheit 12 des zweiten Trägers signalseitig verbunden ist (bidirektionale Datenleitung 223521). Ebenso ist die Datenverarbeitung 128 mit Singalaus- und -eingängen 132 verbunden (bidirektionale Datenleitung 222), um weitere externe Datenquellen oder -empfänger anschließen zu können. Die Datenverarbeitung 128 ist dazu ausgelegt, die an sie übermittelten Daten zu bearbeiten, filtern und entsprechende Steuerbefehle oder vorgefertigte Informationspakete an die Übertragungssteuerung 112 zu senden (bidirektionale Datenleitung 223) oder aber für die Kommunikation mit der Empfangseinheit an eine senderseitig angeordnete Datenkommunikationsschnittstelle 134 zu senden (bidirektionale Datenleitung 224). Die senderseitig angeordnete Datenkommunikationsschnittstelle 134 umfasst eine Sende- und Empfangseinheit und ist dazu ausgelegt die Daten, die an die Empfangseinheit übermittelt werden oder auch von dieser empfangen werden bei Bedarf zu ver- und entschlüsseln. Die Kommunikation mit der empfängerseitig angeordneten Datenkommunikationsschnittstelle 136 erfolgt über drahtlose Kommunikation mit den üblichen und für die Datenstruktur und -sicherheit gewünschten Protokollen (bidirektionale Datenübertragung 225). Die empfängerseitig angeordnete Datenkommunikationsschnittstelle 136 ist wie die senderseitig angeordnete Datenkommunikationsschnittstelle 134 dazu ausgebildet Daten zu senden und empfangen, sowie die Daten gegebenenfalls zu ver- und entschlüsseln.On the data side, the
Auch die Empfangseinheit 104 umfasst eine zentrale Datenverarbeitung1 38, die analog der zentralen Datenverarbeitung 128 der Sendeeinheit 102 eine signalseitige Verbindung mit einer im zweiten Träger 108 angeordnete zweite Auswerteeinheit 14 und Signalaus- und -eingängen 142 aufweist (bidirektionale Datenleitungen 226, 227). Die Datenverarbeitung 138 ist darüber hinaus ausgelegt, die übertragenen Daten von der empfängerseitig angeordneten Datenkommunikationsschnittstelle 136 zu empfangen oder Daten zur Übertragung an diese zu senden (bidirektionale Datenleitung 228). Die Datenverarbeitung 138 ist in der Lage die empfangenen Daten aufzubereiten und an die zweite Auswerteeinheit 14, die Signalaus- und -eingänge 142, den Lastenausgang 124 (bidirektionale Datenleitung 229) oder aber auch das Energiemanagement 122 (bidirektionale Datenleitung 230) zu leiten oder auch von diesen, insbesondere der zweiten Auswerteeinheit 14 zu empfangen.The receiving
Zur Erhöhung der Sicherheit und auch der Energieeffizienz der Übertragung umfasst das Ausführungsbeispiel nach
Die Detektionseinheit 144 umfasst weiter eine Steuereinheit 150, die dazu ausgebildet ist die Antenne des RFID-Tags 148 kurzzuschließen und so eine Übertragung an den RFID-Detektor 146 zu verhindern (Signalleitung 233). Dies wird insbesondere dann durchgeführt, wenn sie Steuereinheit 150 vom Energiemanagement 122 oder dem zweiten Energiespeicher 120 die Information erhält, dass die Endgeräte keine weitere Energie benötigen, beispielsweise weil der externe Speicher 126 ausreichend geladen ist (Signalleitung 234). Obwohl der zweite Träger 108 nahe dem ersten Träger 106 ist, wie beispielsweise im Rahmen einer Schließstellung einer Tür oder eines Fensters, erhält in diesem Falle der RFID-Detektor 146 kein Signal vom RFID-Tag 148, weshalb die Energie- und gegebenenfalls Datenübertragung gestoppt wird.The
Insgesamt ist das System 101 zur kontaktlosen Übertragung von Energie- und Daten durch die Flexibilität der Übertragungsfrequenz und Steuerung der Energieübertragung nach Bedarf besonders energieeffizient und weist eine besonders hohe elektromagnetische Verträglichkeit auf.Overall, the
Die Energie- und Datenübertragung des Systems 1 zur Zustandsbestimmung und/oder zum Betreiben zwischen der ersten- und zweiten Kommunikationseinheit 2, 6 erfolgt somit über die Sende- und Empfangseinheit 102, 104.The energy and data transmission of the
Besonders vorteilhaft an dem System 1 zur Zustandsbestimmung und/oder zum Betreiben einer Tür oder eines Fensters ist, dass alle wesentlichen Komponenten eines Trägers 106, 108, wie beispielsweise Kommunikationsschnittstellen 4, 102, 104, Auswerteeinheit 12, 14, Datenbanken 16, 18 und Sensoren 8, 10, soweit dies von der Art und Messweise des Sensors 8, 10 möglich ist, in einem gemeinsamen Modul mit einem gemeinsamen Gehäuse verbaut sind, sodass der Installationsaufwand minimiert wird und ein besonders kompaktes System geschaffen werden kann.What is particularly advantageous about the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- System zur ZustandsbestimmungSystem for status determination
- 22
- erste Kommunikationseinheitfirst communication unit
- 44
- Kommunikationsschnittstellecommunication interface
- 66
- zweite Kommunikationseinheitsecond communication unit
- 8, 108, 10
- Sensorensensors
- 12, 1412, 14
- Auswerteeinheitevaluation unit
- 16, 1816, 18
- DatenbankDatabase
- 20, 2220, 22
- Signalverarbeitungsignal processing
- 24, 2624, 26
- Informationseinheitinformation unit
- 28, 3028, 30
- Motorsteuerungengine control
- 3232
- Magnetkontaktmagnetic contact
- 3434
- Magnetmagnet
- 3636
- Verteilerdistributor
- 101101
- System zur kontaktlosen Energie- oder DatenübertragungSystem for contactless energy or data transmission
- 102102
- Sendeeinheittransmitter unit
- 104104
- Empfangseinheitreceiving unit
- 106106
- erster Trägerfirst carrier
- 108108
- zweiter Trägersecond carrier
- 110110
- erster Energiespeicherfirst energy storage
- 112112
- Übertragungssteuerungtransfer control
- 114114
- erste Induktionsspulefirst induction coil
- 116116
- zweite Induktionsspulesecond induction coil
- 118118
- Eingangskreisinput circuit
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- zweiter Energiespeichersecond energy storage
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- Energiemanagementenergy management
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- Lastausgangload output
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- Datenkommunikationsschnittstelledata communication interface
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