DE112007001795B4 - Verfahren und Vorrichtung für das Binding in einem Gebäudeautomationssystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung für das Binding in einem Gebäudeautomationssystem Download PDF

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Abstract

Es wird eine Automationskomponente offenbart, die für drahtlose Kommunikation in einem Gebäudeautomationssystem konfiguriert ist. Die Automationskomponente weist eine Drahtloskommunikationskomponente auf, einen Prozessor, der mit der Drahtloskommunikationskomponente kommuniziert, und einen Speicher, der mit dem Prozessor kommuniziert, wobei der Speicher so konfiguriert ist, dass er computerlesbare Anweisungen speichert, die vom Prozessor ausgeführt werden können. Die computerlesbaren Anweisungen sind so programmiert, dass sie eine Binding-Anfrage mit einer Gerätekennung erzeugen, die Binding-Anfrage über die Drahtloskommunikationskomponente rundsenden und auf der Grundlage einer Binding-Antwort auf die Binding-Anfrage eine Binding-Beziehung herstellen. Es wird des Weiteren ein Verfahren für das Binding einer Automationskomponente in einem Gebäudeautomationssystem offenbart. Das Verfahren umfasst das Übermitteln einer Binding-Anfrage über eine drahtlose Kommunikationsverbindung, wobei die Binding-Anfrage eine Gerätekennung enthält, das Empfangen einer Binding-Antwort über die drahtlose Kommunikationsverbindung und das Herstellen einer Binding-Beziehung auf der Grundlage der erhaltenen Binding-Antwort.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Binding in einem Gebäudeautomationssystem.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Offenlegung betrifft im Allgemeinen Gebäudeautomationssysteme. Sie betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen für das Binding oder Linking von Automationskomponenten innerhalb eines Gebäudeautomationssystems.
  • Ein Gebäudeautomationssystem (BAS – Building Automation System) integriert und steuert in der Regel Elemente und Dienste innerhalb eines Gebäudes, wie die Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HLK), Sicherheitsdienste, Brandschutzanlagen und dergleichen. Die integrierten und gesteuerten Systeme sind in Form von einem oder mehreren Etagennetzwerken (Floor Level Network – FLN) angeordnet und organisiert, welche anwendungs- oder prozessspezifische Controller, Sensoren, Aktuatoren oder andere Vorrichtungen enthalten, die so verteilt oder miteinander verkabelt sind, dass sie ein Netzwerk bilden. Die Etagennetzwerke bieten eine allgemeine Steuermöglichkeit für eine bestimmte Etage oder einen bestimmten Bereich des Gebäudes. Bei einem Etagennetzwerk kann es sich beispielsweise um ein mit RS-485 kompatibles Netzwerk handeln, das einen oder mehrere Controller oder anwendungsspezifische Controller aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie die Elemente oder Dienste auf der Etage oder in dem Bereich steuern. Die Controller können wiederum so konfiguriert sein, dass sie von einem Sensor oder einer anderen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Temperatursensor (RTS), der für das Überwachen der Etage oder des Bereiches eingesetzt wird, einen Eingangswert empfangen. Bei dem Eingangswert, Messwert oder Signal, der/das dem Controller zugeführt wird, kann es sich bei diesem Beispiel um eine Temperaturangabe handeln, die die physikalische Temperatur darstellt. Die Temperaturangabe kann von einer Prozesssteuerroutine, wie einer proportional-integralen Steuerroutine, die von dem Controller ausgeführt wird, zum Betreiben oder zum Einstellen einer Luftklappe, eines Heizelements, Kühlelements oder anderen Aktuators auf einen vorgegebenen Sollwert genutzt werden.
  • Informationen wie die Temperaturangabe, Sensormesswerte und/oder Aktuatorpositionen, die einem oder mehreren Controllern zugeführt werden, welche in einem gegebenen Etagennetzwerk in Betrieb sind, können wiederum zu einem Automatisierungsnetzwerk (Automation Level Network – ALN) oder Gebäudenetzwerk (Building Level Network – BLN) übertragen werden, das beispielsweise dafür konfiguriert ist, Steueranwendungen, -programme oder -schleifen auszuführen, zeitbezogene Aktivitätspläne zu koordinieren, auf Prioritäten basierende Eingriffe oder Alarme zu überwachen und für Techniker Feldinformationen bereitzustellen. Gebäudenetzwerke und die dazugehörigen Etagennetzwerke können wiederum in ein optionales Leitebenennetzwerk (Management Level Network – MLN) integriert sein, das ein System für verteilten Zugriff und verteilte Verarbeitung zur Verfügung stellt, das eine Fernüberwachung, Fernsteuerung, statistische Analyse sowie weitere Funktionen auf höherer Ebene ermöglicht. Beispiele und zusätzliche Informationen, die die BAS-Konfiguration und -Organisation betreffen, sind in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 11/590,157, die am 31. Oktober 2006 eingereicht wurde, und der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 10/915,034, die am 8. August 2004 eingereicht wurde, zu finden.
  • In dem Steuerschema eines Gebäudeautomationssystems können drahtlose Vorrichtungen, wie Vorrichtungen, die den Protokollen IEEE 802.15.4/ZigBee entsprechen, implementiert werden, ohne dass zusätzliche Verkabelungs- oder Installationskosten entstehen. ZigBee-konforme Vorrichtungen, wie Vollfunktionsgeräte (Full Function Device – FFD) und Teilfunktionsgeräte (Reduced Function Device – RFD), können vernetzt werden und ein Gerätenetz oder eine Gerätemasche in dem Gebäudeautomationssystem bilden. FFD werden beispielsweise mit der Rechenleistung ausgestattet, die sie für das Herstellen von Peer-to-Peer-Verbindungen zu anderen FFD und/oder zum Ausführen von Steuerroutinen für eine bestimmte Etage oder einen bestimmten Bereich eines Etagennetzwerks (Floor Level Network – FLN) benötigen. Jedes der FFD kann wiederum in einer Nabe-Speiche-Anordnung mit einem oder mehreren RFD kommunizieren. RFD wie der oben beschriebene Temperatursensor sind mit der begrenzten Rechenleistung versehen, die für eine (oder mehrere) bestimmte Aufgabe(n) benötigt wird, und leiten Informationen direkt zum damit verbundenen FFD weiter.
  • Drahtlose Vorrichtungen für die Verwendung im Gebäudeautomationssystem müssen konfiguriert werden, damit sie mit den verschiedenen Elementen, Komponenten und Netzwerken kommunizieren können, aus denen das Gebäudeautomationssystem besteht. Systeme und Verfahren für das Konfigurieren und das Herstellen der Kommunikation zwischen den drahtlosen Vorrichtungen und den Automationskomponenten können wünschenswert sein und das Einstellen, die Konfiguration, die Wartung und den Betrieb des Gebäudeautomationssystems erleichtern.
  • Aus der Schrift US 2003/0020595 A1 ist ein Gebäudeautomatisationssystem und ein Verfahren bekannt für das Binding von als Lichtquellen ausgebildeten Automationskomponenten. Es wird dabei eine Binding-Anfrage von einem Controller über eine drahtlose Kommunikationsverbindung an Automationskomponenten gerichtet. Vom Controller wird nach Erhalt einer ersten Antwort geprüft, ob noch weitere Antworten von anderen Automatisationskomponenten eingegangen sind. Die erste eingegangene Antwort wird als Adresse ADDR1 der ersten Automatisationskomponente (= Lichtquelle) in der Umgebung des Controllers betrachtet. Die weiteren Automatisationskomponenten werden abgefragt, ob sie die Adresse ADDR1 der ersten Automatisationskomponente in ihrer Nachbarschaft haben. Falls weitere Antworten eingegangen sind, erhalten diese den Befehl, ihrer Adresse umzurechnen. Dies wird solange wiederholt bis keine weiteren Antworten mehr hereinkommen, wonach in der Umgebung noch eine Lampe mit der Adresse ADDR1 vorhanden ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Binding von Automatisationskomponenten an einen Controller zu verbessern.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die vorliegende Offenlegung betrifft im Allgemeinen das Binding von drahtlosen Vorrichtungen und/oder Automationskomponenten, die in einem Gebäudeautomationssystem (Building Automation System – BAS) betrieben werden. Drahtlose Vorrichtungen und/oder Automationskomponenten müssen gebunden sein, damit sie miteinander kommunizieren können. Die offenbarten Vorrichtungen und Verfahren sind im Allgemeinen so konfiguriert, dass sie auf drahtlose Weise Informationen, Kennungen und Anfragen übermitteln, die so konfiguriert sind, dass sie Binding-Beziehungen zwischen den Vorrichtungen herstellen.
  • Zusätzliche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Figuren beschrieben und daraus ersichtlich sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Das Verfahren, das System und die Lehre, die hier vorgestellt werden, betreffen das Binding von Automationskomponenten in ein Gebäudeautomationssystem (Building Automation System – BAS).
  • 1 stellt eine Ausführungsform eines Gebäudeautomationssystems dar, das gemäß der vorliegenden Offenbarung konfiguriert ist,
  • 2 stellt eine Ausführungsform einer drahtlosen Vorrichtung oder Automationskomponente dar, die in Verbindung mit dem in 1 gezeigten Gebäudeautomationssystem verwendet werden kann,
  • 3 stellt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm dar, das eine beispielhafte Binding-Operation zeigt, und
  • 4 stellt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm dar, das eine Binding-Operation zeigt, die in Verbindung mit dem in 1 gezeigten Gebäudeautomationssystem implementiert werden kann.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Zu den hier vorgestellten Ausführungsformen gehören Automationskomponenten, drahtlose Vorrichtungen und Transceiver. Bei den Vorrichtungen kann es sich um mit IEEE 802.15.4/ZigBee konforme Automationskomponenten handeln, wie beispielsweise: einen PAN-Koordinator (PAN – Personal Area Network), der als Field-Panel-Transceiver (FPX) implementiert werden kann, ein Vollfunktionsgerät (Full Function Device – FFD), das als Etagennetzwerkgerät-Transceiver (FLNX – Floor Level Device Transceiver) implementiert ist, und ein Teilfunktionsgerät (Reduced Function Device – RFD), das als drahtloser Raumtemperatursensor (WRTS – Wireless Room Temperature Sensor) implementiert ist, welche in einem Gebäudeautomationssystem (BAS – Building Automation System) benutzt werden können. Die hier angegebenen Vorrichtungen dienen als Beispiele für Automationskomponenten, drahtlose Vorrichtungen und Transceiver, die in ein Gebäudeautomationssystem, welches die hier offengelegte Lehre verkörpert, integriert sein und darin benutzt werden können, und sollen weder die Art, Funktionalität und Interoperabilität der Vorrichtungen noch die hier vorgestellte und beanspruchte Lehre einschränken.
  • GEBÄUDEAUTOMATIONSSYSTEM-ÜBERBLICK
  • Ein beispielhaftes Gebäudeautomationssystem, das die Vorrichtungen aufweisen und wie oben beschrieben konfiguriert sein kann, ist das APOGEE®-System von Siemens Building Technologies, Inc. Das APOGEE®-System kann, drahtgebundene RS-485-Kommunikation, Ethernet, firmeneigene und standardisierte Protokolle implementieren sowie bekannte Normen für die drahtlose Kommunikation wie beispielsweise IEEE 802.15.4, die zu den ZigBee-Standards und/oder ZigBee-zertifizierten drahtlosen Vorrichtungen beziehungsweise Automationskomponenten konform sind. ZigBee-Standards, firmeneigene Protokolle oder andere Normen werden in der Regel in eingebetteten Anwendungen implementiert, die nur niedrige Datenübertragungsraten benutzen und/oder wenig Strom benötigen dürfen. Darüber hinaus eignen sich ZigBee-Standards und -Protokolle für preiswerte, selbstorganisierende Maschennetze, die möglicherweise für gewerbliche Steuer- und Erfassungsanwendungen wie die Gebäudeautomation geeignet sind. Somit benötigen gemäß den ZigBee-Standards oder -Protokollen konfigurierte Automationskomponenten möglicherweise eine begrenzte Menge Strom, wodurch einzelne drahtlose Vorrichtungen mit einer begrenzten Batterieladung über ausgedehnte Zeiträume hinweg betrieben werden können.
  • Die drahtlosen oder drahtgebundenen Vorrichtungen wie die mit IEEE 802.15.4/ZigBee konformen Automationskomponenten können beispielsweise eine RS-232-Verbindung mit einem RJ11-Verbinder oder einer anderen Art Verbinder, eine ethernetkompatible RJ45-Buchse und/oder eine USB-Verbindung (USB – Universal Serial Bus) aufweisen. Diese drahtgebundenen, drahtlosen Vorrichtungen oder Automationskomponenten können wiederum so konfiguriert sein, dass sie einen getrennten drahtlosen Transceiver oder andere Peripheriegeräte aufweisen oder an diese(n) gekoppelt sind, wodurch die drahtlose Vorrichtung über die oben beschriebenen Protokolle oder Normen für drahtlose Kommunikation mit dem Gebäudeautomationssystem kommunizieren kann. Alternativ dazu kann der separate drahtlose Transceiver mit einer drahtlosen Vorrichtung wie einer mit IEEE 802.15.4/ZigBee konformen Automationskomponente gekoppelt sein, um eine Kommunikation über ein zweites Kommunikationsprotokoll, wie beispielsweise 802.11x-Protokolle (802.11a, 802.11b, ..., 802.11n usw.), zu ermöglichen. Zu diesen beispielhaften drahtgebundenen, drahtlosen Vorrichtungen kann des Weiteren eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI – Man Machine Interface, wie beispielsweise ein webgestützter Schnittstellenbildschirm) gehören, die den Zugriff auf konfigurierbare Eigenschaften der Vorrichtung ermöglicht und über die der Benutzer Kommunikation zwischen anderen Vorrichtungen und Elementen des BAS herstellen oder Fehler suchen kann.
  • 1 stellt ein beispielhaftes Gebäudeautomations- oder -leitsystem 100 dar, das die Verfahren, die Systeme und die Lehre, die hier vorgestellt werden, verkörpern kann. Das Leitsystem 100 weist ein erstes Netzwerk 102 wie beispielsweise ein ALN (Automation Level Network) oder MLN (Management Level Network) auf, das mit einem oder mehreren Controllern, wie beispielsweise mehreren Anschlussstellen 104, und einer modularen Gerätesteuerung (MEC – Modular Equipment Controller) 106 kommuniziert. Bei der modularen Gerätesteuerung oder dem Controller 106 handelt es sich um eine programmierbare Vorrichtung, die das erste Netzwerk 102 an ein zweites Netzwerk 108, wie beispielsweise ein Etagennetzwerk (FLN – Floor Level Network), koppeln kann. Das zweite Netzwerk 108 kann bei diesem Ausführungsbeispiel ein drahtgebundenes Netzwerk 122 aufweisen, das mit Gebäudeautomationskomponenten 110 (im Einzelnen als Automationskomponenten 110a bis 110f bezeichnet) verbunden ist. Das zweite Netzwerk 108 kann des Weiteren an drahtlose Gebäudeautomationskomponenten 112 gekoppelt sein. Zu den Gebäudeautomationskomponenten 112 können beispielsweise drahtlose Vorrichtungen gehören, die im Einzelnen als Automationskomponenten 112a bis 112f bezeichnet sind. Bei einer Ausführungsform kann es sich bei der Automationskomponente 112f um eine drahtgebundene Vorrichtung handeln, die drahtlose Funktionalität aufweisen kann oder nicht und mit der Automationskomponente 112e verbunden ist. Bei dieser Konfiguration kann die Automationskomponente 112f die von der Automationskomponente 112e bereitgestellte drahtlose Funktionalität allein oder gemeinsam mit anderen nutzen und so einen vernetzten drahtlosen Knoten 114 definieren.
  • Das Leitsystem 100 kann des Weiteren Automationskomponenten aufweisen, die allgemein mit den Bezugszahlen 116a bis 116g bezeichnet sind. Die Automationskomponenten 116a bis 116g können so konfiguriert oder angeordnet sein, dass sie ein oder mehrere Netzwerke oder Teilnetze 118a und 118b bilden. Die Automationskomponenten 116a bis 116g, wie beispielsweise FFD oder RFD und/oder eine konfigurierbare Anschlussgerätesteuerung (TEC – Terminal Equipment, arbeiten zusammen und übermitteln auf drahtlosem Weg Informationen zwischen dem zweiten Netzwerk 108, dem Leitsystem 100 und anderen Vorrichtungen in den Maschennetzen oder Teilnetzen 118a und 118b. Die Automationskomponente 116a kann z. B. mit anderen Automationskomponenten 116b bis 116d in dem Maschennetz 118a kommunizieren, indem sie eine Nachricht sendet, die an die Netzwerkkennung, das Alias und/oder die MAC-Adresse (MAC – Media Access Control), die jeder der vernetzten Automationskomponenten 116a bis 116g zugewiesen wurden, und/oder an ein Field-Panel 120 adressiert ist. Bei einer Konfiguration können die einzelnen Automationskomponenten 116a bis 116d in dem Teilnetz 118a direkt mit dem Field-Panel 120 kommunizieren, oder alternativ dazu können die einzelnen Automationskomponenten 116a bis 116d auf hierarchische Weise so konfiguriert sein, dass nur eine Komponente (beispielsweise die Automationskomponente 116c) mit dem Field-Panel 120 kommuniziert. Die Automationskomponenten 116e bis 116g des Maschennetzes 118b können wiederum mit den einzelnen Automationskomponenten 116a bis 116d des Maschennetzes 118a oder dem Field-Panel 120 kommunizieren.
  • Die Automationskomponenten 112e bis 112f, die den drahtlosen Knoten 114 definieren, können mit dem zweiten Netzwerk 108 und den Automationskomponenten 116e bis 116g des Maschennetzes 118b kommunizieren, um die Kommunikation zwischen verschiedenen Elementen, Abschnitten und Netzwerken innerhalb des Leitsystems 100 zu erleichtern. Die drahtlose Kommunikation zwischen den einzelnen Automationskomponenten 112, 116 und/oder den Teilnetzen 118a, 118b kann auf direkte Weise oder über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung erfolgen oder auf indirekte Weise oder geroutet durch die Knoten oder Vorrichtungen, die die Knoten oder Netzwerke 102, 108, 114 und 118 umfassen. Bei einer alternativen Ausführungsform ist kein drahtgebundenes Netzwerk 122 vorgesehen, und es können weitere drahtlose Verbindungen genutzt werden.
  • 2 stellt eine beispielhafte Automationskomponente 200 dar, die in dem Leitsystem 100 verwendet werden kann. Bei der Automationskomponente 200 kann es sich um ein FFD oder ein RFD handeln, und sie kann austauschbar mit den Automationskomponenten 110, 112 und 116 benutzt werden, die in Verbindung mit 1 gezeigt und erläutert worden sind. Die Automationskomponente 200 bei diesem Ausführungsbeispiel kann einen Prozessor 202 wie beispielsweise einen INTEL®-PENTIUM-Prozessor aufweisen, der mit einem Speicher 204 oder einem Speichermedium kommuniziert. Der Speicher 204 oder das Speichermedium kann Schreib-Lese-Speicher (RAM – Random Access Memory) 206, flashbaren oder nicht flashbaren Festwertspeicher (ROM – Read Only Memory) 208 und/oder ein (nicht gezeigtes) Festplattenlaufwerk aufweisen oder eine beliebige andere bekannte oder vorstellbare Speichervorrichtung oder einen ebensolchen Mechanismus. Die Automationskomponente kann des Weiteren eine Kommunikationskomponente 210 aufweisen. Die Kommunikationskomponente 210 kann beispielsweise die Anschlüsse, Hardware und Software umfassen, die für die Implementation einer drahtgebundenen Kommunikation mit dem Leitsystem 100 erforderlich sind. Die Kommunikationskomponente 210 kann alternativ oder zusätzlich dazu einen drahtlosen Transmitter 212 und einen Empfänger 214 enthalten, die zum Kommunizieren mit einer Antenne 216 oder anderer Sende-Hardware gekoppelt sind.
  • Die Teilkomponenten 202, 204 und 210 der beispielhaften Automationskomponente 200 können aneinander gekoppelt und in der Lage sein, über einen Kommunikationsbus 218 untereinander Informationen auszutauschen. Auf diese Weise können computerlesbare Anweisungen oder Code wie Software oder Firmware im Speicher 204 gespeichert werden. Der Prozessor 202 kann die computerlesbaren Anweisungen oder den Code über den Kommunikationsbus 218 lesen und ausführen. Die sich ergebenden Befehle, Anfragen und Abfragen können der Kommunikationskomponente 210 zugeführt werden, um über den Transmitter 212 und die Antenne 216 an andere Automationskomponenten 200, 112 und 116 übermittelt zu werden, die in dem ersten und dem zweiten Netzwerk 102 und 108 betrieben werden.
  • BINDING VON AUTOMATIONSKOMPONENTEN
  • 3 stellt einen Überblick über eine drahtlose Binding-Operation bzw. einen drahtlosen Binding-Vorgang 300 dar, der zwischen einer oder mehreren der beispielhaften Automationskomponenten 200 (siehe 2), den Automationskomponenten 110, 112 und 116 (siehe 1) und/oder einer Anschlussgerätesteuerung (TEC – Terminal Equipment Controller), anderen FFD, einer Workstation 104 usw. in dem Leitsystem 100 implementiert werden kann. Die drahtlose Binding-Operation kann zum Ersetzen und/oder Erweitern herkömmlicher Binding-Operationen benutzt werden, bei denen Vorrichtungen innerhalb des Leitsystems 100 physisch miteinander verbunden oder verkabelt werden, um die Netzwerke 102, 108 und die Teilnetze 118a, 118b des Leitsystems 100 zu definieren. Der Begriff Binding beschreibt hier die logische Beziehung und die Kommunikationsbeziehung zwischen Vorrichtungen, Komponenten und Elementen innerhalb des Leitsystems 100.
  • In Block 302 können eine oder mehrere der Automationskomponenten, wie beispielsweise die Automationskomponenten 200, 112 und 116, die aneinander oder an andere Komponenten, Elemente oder Teilsysteme des Leitsystems 100 gebunden werden sollen, physisch installiert oder in dem Gebäude aufgestellt werden. Es können zwar alle Automationskomponenten 200, 112 und 116 austauschbar mit den hier offenbarten Lehren benutzt werden, hier wird jedoch aus praktischen Gründen und der Übersichtlichkeit halber auf die Automationskomponente 200 Bezug genommen. Die physische Installation kann das Anbringen oder anderweitige Positionieren der Automationskomponente 200 in einem vorgegebenen Gebiet oder Bereich oder einem zu überwachenden Gebäude umfassen. Wenn es sich bei der Automationskomponente 200 beispielsweise um einen drahtlosen Raumtemperatursensor (WRTS – Wireless Room Temperature Sensor) handelt, dann kann dieser in einem Bereich des Gebäudes positioniert werden, in dem die Temperatur überwacht werden soll. Die physische Installation kann des Weiteren das Positionieren oder Anbringen der Automationskomponente 200 in einem bestimmten Abstand zu oder innerhalb einer bestimmten Reichweite einer anderen Automationskomponente 200 und/oder anderer FFD oder RFD umfassen, die in dem Leitsystem 100 betrieben werden. Um das Teilnetz 118b zu bilden, kann die Automationskomponente 200 beispielsweise im Abstand von maximal zweihundert Fuß (200 ft) oder etwa sechzig Metern (60 m) zu einer anderen Komponente oder Vorrichtung positioniert werden. Zur physischen Installation kann des Weiteren Folgendes gehören: Sicherstellen des Sendens oder der Sichtkommunikation im Umkreis der Anbringposition für die Automationskomponente 200, Überprüfen oder Überwachen der Stromquelle für die Automationskomponente 200, z. B. Verifizieren von Brennstoffzelle, Batterie, Netzstrom, Magnetresonanzempfänger usw.
  • In Block 304 kann die Grundkonfiguration, das logische Setup oder die Inbetriebnahme der Automationskomponente 200 eingerichtet werden. Zur Grundkonfiguration kann ein Netzwerkname oder ein Alias, eine MAC-Adresse (MAC – Media Access Control), ein Netzwerk- oder Teilnetz-Passwort usw. gehören. Bei einer Ausführungsform kann die Automationskomponente 200 mit einer Liste oder Datenbank aus Informationen konfiguriert werden, die den Kommunikationszeitplan für die Komponente, andere Vorrichtungen oder Komponenten in dem Leitsystem 100, zu denen Verbindungen hergestellt werden sollen, Kommunikations- oder Informationsprioritäten usw. angeben. Die Grundkonfiguration kann über eine direkte (z. B. drahtgebundene, Infrarot- usw.) Verbindung mittels einer tragbaren Vorrichtung wie einem Laptop oder PDA (Personal Digital Assistant) ausgeführt werden. Alternativ dazu kann jeder Automationskomponente 200 eine eindeutige Kennung oder Identifikationsnummer, wie beispielsweise ein Hexadezimalcode oder -String, zugewiesen werden. Die eindeutige Kennung kann einer tragbaren Vorrichtung die drahtlose Kommunikation oder Verbindung mit einer Automationskomponente 200 ermöglichen, die noch nicht vollständig konfiguriert worden ist, indem Befehle oder Nachrichten mit Hilfe der eindeutigen Kennung adressiert werden. Auf diese Weise nimmt die tragbare Vorrichtung mit der Automationskomponente 200 Kontakt auf und stellt die Informationen (z. B. Netzwerkalias, Passwort, usw.) zur Verfügung, die für den Abschluss der Grundkonfiguration erforderlich sind.
  • In Block 306 kann sich die tragbare Vorrichtung mit der Automationskomponente 200 verbinden und eine Binding-Sequenz zwischen der Komponente und einer oder mehreren Vorrichtungen auslösen, die in dem Leitsystem 100 betrieben werden. Bei der tragbaren Vorrichtung kann es sich zum Beispiel um einen Laptop mit einem Kommunikationsprogramm, wie beispielsweise WINDOWS® HyperTerminal, oder eine andere Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI – Man Machine Interface) handeln, in den/die ein Befehl „Binding veranlassen” eingegeben und der Automationskomponente 200 zugeführt werden kann. Der Befehl „Binding veranlassen” kann die Netzwerkkennung, die Identifikationsnummer und/oder das Alias beispielsweise der TEC, des FFD oder des Netzwerks enthalten, an das die Automationskomponente 200 gebunden werden soll.
  • In Block 308 versucht die Automationskomponente 200 als Reaktion auf den empfangenen Befehl „Binding veranlassen”, mit der gewünschten TEC, dem gewünschten FFD oder dem gewünschten Netzwerk Kontakt aufzunehmen. Dieser Kommunikationsversuch kann die gewünschte Vorrichtung abfragen oder ihr eine Aufforderung («challenge») übermitteln und nach Erhalt einer Binding-Antwort eine Verbindung zwischen der Automationskomponente 200 und der gewünschten Vorrichtung herstellen. Die Automationskomponente 200 kann beispielsweise eine Handshake-Abfrage oder -Kommunikation mit der TEC auslösen, an die sie gebunden werden soll. Bei dem Handshake oder der Aufforderung («challenge») kann es sich um eine zeitgesteuerte Kommunikation handeln, so dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums (z. B. zehn (10) Sekunden) eine Binding-Antwort bei der sendenden Automationskomponente 200 eingehen muss, weil sonst die Kommunikation abgelehnt wird.
  • In Block 310 kann der Status des Kommunikationsversuches ausgewertet werden. Wenn die Kommunikation erfolgreich verläuft (z. B. die Binding-Antwort innerhalb des zulässigen Zeitraums einging, die richtigen Informationen, das richtige Passwort usw. enthält und/oder im richtigen Format vorliegt), dann wird in Block 312 die Verbindung zwischen der Automationskomponente 200 und der gewünschten Vorrichtung hergestellt. Wenn die Kommunikation jedoch nicht erfolgreich verläuft (z. B. die Binding-Antwort zu spät kam, nicht richtig ist oder nicht im richtigen Format vorliegt), dann wird in Block 314 keine Verbindung hergestellt und ein Fehler erzeugt. Der Fehler kann wiederum an die tragbare Vorrichtung übermittelt und über das HyperTerminal-Programm angezeigt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Automationskomponente 200 Anzeigeelemente (wie beispielsweise Leuchtdioden – LED) aufweisen, die erfolgreiche oder erfolglose Kommunikationsversuche sichtbar anzeigen.
  • 4 stellt eine Ausführungsform einer drahtlosen Binding-Operation bzw. eines drahtlosen Binding-Vorgangs 400 dar, die bzw. der zwischen einer oder mehreren der beispielhaften Automationskomponenten 200 (siehe 2), den Automationskomponenten 110, 112 und 116 (siehe 1) und/oder einer Anschlussgerätesteuerung (TEC – Terminal Equipment Controller), anderen FFD, einer Workstation 104 usw. in dem Leitsystem 100 implementiert werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Automationskomponente 200 eingeschaltet und mit den grundlegenden Informationen, Passwörtern usw. konfiguriert wurde, die für eine erfolgreiche Binding-Operation erforderlich sind.
  • In Block 402 kann die Binding-Sequenz durch Senden eines Befehls „Binden” zur Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI) der Automationskomponente 200 (z. B. der Automationskomponente, die an eines oder mehrere der Netzwerke 102, 108, 118 usw. gebunden werden soll) ausgelöst werden. Wie bereits erläutert wurde, kann der Befehl „Binden” über ein Kommunikationsprogramm erteilt werden, das auf einer tragbaren Vorrichtung läuft, die mit der Automationskomponente 200 kommuniziert. Der Befehl „Binden” kann eine Adresse oder eine Kennung des Etagennetzwerks (FLN – Floor Level Network) oder des FFD enthalten, an das die Automationskomponente 200 gebunden werden soll.
  • In Block 404 kann die Automationskomponente 200 versuchen, einem PAN (Personal Area Network) beizutreten. Die Automationskomponente 200 kann beispielsweise versuchen, sich mit dem PAN eines Field-Panel-Transceivers (FPX) oder eines vor Ort, d. h. in der Nähe, angeordneten Etagennetzwerkdatentransceivers (FLNX) zu verbinden. Das aus dem Field-Panel-Transceiver und der Automationskomponente 200 entstehende PAN kann beispielsweise das Teilnetz 118b bilden.
  • In Block 406 kann der Status des Kommunikationsversuches ausgewertet werden. Wenn die Kommunikation nicht erfolgreich verläuft, d. h. die Automationskomponente 200 nicht kommunizieren oder nicht dem PAN beitreten kann, dann kann in Block 408 ein Fehler erzeugt werden. Der Fehler kann wiederum an die tragbare Vorrichtung übermittelt und über das HyperTerminal-Programm angezeigt werden. Wenn die Kommunikation jedoch erfolgreich verläuft und die Automationskomponente 200 dem PAN beitreten kann, dann bereitet die Automationskomponente in Block 410 eine Binding-Anfrage oder ein Binding-Signal vor, die/das das Adressmuster der Automationskomponente aus dem Etagennetzwerk (FLN) enthält, welche in dem ursprünglichen Befehl „Binden” angegeben oder genannt wurde.
  • In Block 412 erzeugt die Automationskomponente 200 eine Rundsendung und übermittelt diese. Die Rundsendung wird an alle FLNX (Floor Level Device Transceiver) und/oder FFD in einem vorgegebenen Bereich oder Gebiet des Gebäudes (z. B. einem bestimmten Sendebereich) übermittelt. Ein FLNX oder ein anderes FFD, das die Rundsendung empfängt, aber nicht dem angegebenen Adressmuster entspricht, wird die Nachricht ignorieren beziehungsweise nicht darauf reagieren.
  • In Block 414 kann der Status des Rundsendeversuches ausgewertet werden. Wenn die Rundsendung nicht erfolgreich verläuft, weil einem FLNX oder einem anderen FFD nicht die gesuchte Adresse zugewiesen wurde, dann gilt die Rundsendung in Block 416 durch Zeitüberschreitung als unbeantwortet. Wenn die Rundsendung jedoch von dem FLNX oder einem anderen FFD, dem die richtige Adresse zugewiesen wurde, empfangen wird, dann wird der FLNX in Block 418 eine Binding-Antwort oder eine Nachricht zurück zur Automationskomponente 200 rundsenden. Die zur Automationskomponente 200 rundgesendete Binding-Antwort oder Nachricht kann ein temporäres Binding oder einen temporären Code enthalten. Dem temporären Binding beziehungsweise Code kann ein Timer oder ein Zeitraum (wie beispielsweise zehn Sekunden (10 s)) zugeordnet sein, nach dessen Ablauf das temporäre Binding beziehungsweise der temporäre Code nicht mehr gültig ist oder benutzt werden kann.
  • In Block 420 ermittelt die Automationskomponente 200, ob mehrere temporäre Bindings oder Codes von einem oder mehreren FLNX innerhalb der Reichweite der ursprünglichen Rundsendung oder Binding-Anfrage empfangen worden sind. Wenn mehrere temporäre Bindings oder Codes empfangen worden sind, dann erzeugt die Automationskomponente 200 in Block 422 eine Fehlermeldung, die an die tragbare Vorrichtung übermittelt und über das Kommunikations- oder HyperTerminal-Programm angezeigt werden kann. Wenn jedoch innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums (wie beispielsweise fünf Sekunden (5 s)) nicht mehrere temporäre Bindings oder Codes empfangen worden sind, dann kann die Automationskomponente 200 in Block 424 eine Binding-Anfrage an den FLNX oder das FFD übermitteln, der/das auf die ursprüngliche Rundsendung reagiert hat. Die Automationskomponente 200 kann die Binding-Anfrage mehrmals (z. B. alle zwei Sekunden (2 s) einmal) übermitteln, um die Kommunikation zwischen den beiden Vorrichtungen herzustellen.
  • In Block 426 löscht der FLNX oder das FFD nach Erhalt der Binding-Anfrage alle früheren Binding-Beziehungen, die für die Automationskomponente 200 hergestellt wurden. Der FLNX oder das FFD wiederum wird die MAC-Adresse oder die logische Kennung, die zur Automationskomponente 200 gehört, speichern. Die gespeicherte MAC-Adresse oder logische Kennung kann in einem Speicher, wie einem EEPROM oder einem anderen löschbaren nichtflüchtigen Speicher, gespeichert werden. Auf ähnliche Weise wird der FLNX oder das FFD eine Binding-Anfrage zurück zur Automationskomponente 200 übermitteln, die ihrerseits eine Binding-Beziehung zu dem FFD herstellt. Wenn das temporäre Binding oder der temporäre Code aus einer früheren Kommunikation mit dem FLNX oder FFD erhalten bleibt, kann das temporäre Binding umgewandelt werden, um eine permanente Binding-Beziehung herzustellen.
  • In Block 428 kann von der Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI) der Automationskomponente 200 eine Erfolgsmeldung erzeugt werden. Die Erfolgsmeldung kann an die tragbare Vorrichtung übermittelt und über das HyperTerminal-Programm angezeigt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform können ein oder mehrere Leuchtdioden (LED) an der Automationskomponente 200 zum Anzeigen des erfolgreichen Bindings verwendet werden. Wenn die Binding-Beziehung nicht erfolgreich hergestellt wird, aber eine frühere Binding-Beziehung zwischen dem FLNX oder FFD und der Automationskomponente 200 hergestellt wurde, dann muss die frühere Binding-Beziehung nicht gelöscht werden, wodurch die Automationskomponente 200 mit dem entsprechenden Netzwerk (z. B. den Netzwerken 102, 108 und 118) kommunizieren kann.
  • In Block 430 kann die Automationskomponente 200 einen Bericht erstellen, der die dazugehörigen Konfigurationsparameter enthält. Der erstellte Bericht kann dann über die neu hergestellte Binding-Beziehung an den FLNX oder das FFD übermittelt werden. Wenn von dem FLNX oder FFD nach einem oder mehreren Kommunikationsversuchen keine Binding-Antwort oder Bestätigung eingeht, dann kann in Block 432 ein Melde-Flag aktiviert oder gesetzt werden. Das Melde-Flag zeigt an, dass jedes Mal, wenn die Automationskomponente 200 „aufwacht” oder anderweitig aktiviert wird, um eine oder mehrere zugeordnete Aufgaben zu erfüllen, ein weiterer Kommunikationsversuch unternommen wird, den Bericht dem FLNX oder FFD zuzuführen. Das Melde-Flag und die wiederholte Kommunikation können zumindest so lange aktiv bleiben, bis eine passende Bestätigung vom FLNX oder FFD eingeht.
  • In Block 434 nimmt die konfigurierte und gebundene Automationskomponente 200 den Betrieb in dem Netzwerk auf, an das sie gebunden worden ist, und/oder führt diesen weiter. Wenn es sich bei der Automationskomponente 200 beispielsweise um einen drahtlosen Raumtemperatursensor (WRTS – Wireless Room Temperature Sensor) handelt, dann kann sie in einem Bereich, Gebiet oder Abschnitt des Gebäudes mit dem Überwachen der Temperatur und dem Bereitstellen von Temperaturmesswerten beginnen.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform kann die in Block 412 übermittelte Rundsendung die effektive Benutzernummer (EUID – Effective User Identification) oder MAC-Adresse des FLNX oder FFD enthalten. Die effektive Benutzernummer (EUID) oder die MAC-Adresse kann wiederum vom FLNX oder FFD wie oben beschrieben dazu verwendet werden, eine Binding-Beziehung mit der Automationskomponente 200 herzustellen.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann die in Block 412 übermittelte Rundsendung beispielsweise als Reaktion auf eine Taste, die sowohl an der Automationskomponente 200 als auch an dem FLNX oder FFD angeordnet oder vorhanden ist, oder einen anderen Befehl an der Automationskomponente 200 und dem FLNX oder FDD ausgelöst werden. Durch Drücken einer Binding-Taste an der Automationskomponente 200 und an dem FLNX oder FFD können beispielsweise beide Vorrichtungen so konfiguriert werden, dass sie ihre MAC-Adressen und/oder ihre FLN-Adresse rundsenden. Jede der Vorrichtungen kann wiederum bei Erhalt der rundgesendeten Informationen auf deren Grundlage eine Binding-Beziehung herstellen.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann die Automationskomponente 200 einen Schalter, einen Kipphebel oder eine andere Vorrichtung aufweisen, die für das manuelle Bereitstellen der MAC-Adressen und/oder der FLN-Adressen des FLNX oder FFD, mit dem kommuniziert werden soll, benutzt werden kann. Auf diese Weise kann ein Benutzer auf manuellem Wege die Kommunikationsinformationen eingeben oder bereitstellen, die für Binden der Automationskomponente 200 an den FLNX oder das FFD erforderlich sind. Die Automationskomponente 200 kann beispielsweise nach dem Einschalten unter Verwendung der bereitgestellten Adressinformationen eine Binding-Anfrage direkt an den FLNX oder FFD rundsenden.
  • Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann die Automationskomponente 200 eine Discovery-Meldung an alle FLNX innerhalb eines vorgegebenen Empfangsbereiches senden. Jeder FLNX oder jedes FFD innerhalb des Empfangsbereiches kann wiederum mit einer Nachricht antworten, die eine MAC-Adresse und/oder seine FLN-Adresse enthält. Die Automationskomponente 200 kann die einzelnen Antwortnachrichten empfangen und den FLNX oder das FFD auswählen, der/das die Nachricht mit der höchsten Signalstärke geschickt hat. Nach der Auswahl eines bestimmten FLNX oder FFD kann eine sichtbare oder hörbare Anzeige erfolgen, damit ein Benutzer eine Taste betätigen oder eine andere Binding-Operation zwischen den beiden Vorrichtungen auslösen kann.
  • Es versteht sich, dass für Fachleute verschiedene Änderungs- und Modifikationsmöglichkeiten an den hier beschriebenen, derzeit bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich sein werden. So können beispielsweise die Elemente dieser Konfigurationen in Abhängigkeit von den Systemanforderungen, Leistungsanforderungen und anderen gewünschten Einsatzmöglichkeiten auf beliebige bekannte Art und Weise angeordnet und ausgetauscht werden. Auf der Grundlage der Lehren und der Offenbarung der vorliegenden Erfindung können wohlüberlegte Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, die die hier offenbarten beabsichtigten Vorteile jedoch nicht verringern. Derartige Änderungen und Modifikationen sollen daher unter die beiliegenden Ansprüche fallen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Leitsystem, Gebäudeautomationssystem
    102
    erstes Netzwerk
    104
    Anschlussstellen, Workstation
    106
    Modulare Gerätesteuerung MEC
    108
    zweites Netzwerk
    110
    Gebäudeautomationskomponente
    110a, ... 110f
    Automationskomponenten
    112
    drahtlose Gebäudeautomationskomponenten
    112a, ..., 112f
    Gebäudeautomationskomponente
    116a, ..., 116f
    Gebäudeautomationskomponente
    118a, 118b
    Maschennetz, Teilnetz, Netzwerk
    120
    Fiel Panel
    200
    Automationskomponente
    202
    Prozessor
    204
    Speicher
    206
    Schreib-Lesespeicher, RAM
    208
    nicht flashbarer Festwerspeicher ROM
    210
    Kommunikationskomponente
    212
    drahtloser Transmitter
    214
    Empfänger
    216
    Antenne
    218
    Kommunikationsbus
    300
    drahtloser Binding-Vorgang
    304
    Block
    306
    Block
    308
    Block
    310
    Block
    312
    Block
    314
    Block
    400
    drahtloser Binding-Vorgang
    404
    Block
    406
    Block
    408
    Block
    410
    Block
    412
    Block
    414
    Block
    414
    Block
    418
    Block
    420
    Block
    422
    Block
    424
    Block
    426
    Block
    428
    Block
    430
    Block
    432
    Block
    434
    Block
    ALN
    Automation Level Network
    BAS
    Building Automation System
    BLN
    Building Level Network
    FFD
    Full Function Device
    FLN
    Floor Level
    FLNX
    Floor Level Device Transceiver
    FPX
    Field Panel Transceiver
    HLK
    Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage
    MEC
    Modular Equipment Controller
    MLN
    Management Level Network
    PAN
    Personal Area Network
    RFD
    Reduced Function Device
    RTS
    Room Temperature Sensor
    TEC
    Terminal Equipment Controller
    WRTS
    Wireless Room Temperature Sensor

Claims (6)

  1. Verfahren für das Binding einer Automationskomponente (110, 112, 116, 200) in einem Gebäudeautomationssystem (100), wobei das Gebäudeautomationssystem (100) enthält: – ein erstes Netzwerk (102), das über eine modulare Gerätesteuerung (106) mit einem zweiten Netzwerk (108) verbunden ist, wobei an beide Netzwerke (102, 108) Automationskomponenten (110, 112, 116, 200) gekoppelt sind und einzelne Automationskomponenten (116, 200) ein Teilnetz (118a, 118b) bilden; mit den Verfahrensschritten A Auslösen des Verfahrens durch eine erste Automationskomponente (110, 112, 116, 200) mittels einer tragbaren Vorrichtung, die innerhalb des Gebäudeautomatisierungssystems (100) betreibbar ist; B Übermitteln einer Binding-Anfrage von der ersten Automationskomponente (110, 112, 116, 200) über eine drahtlose Kommunikationsverbindung an eine weitere Automationskomponente (110, 112, 116, 200), wobei die Binding-Anfrage eine Gerätekennung enthält die gebildet ist aus – einer logischen Kennung, – einer Internetprotokolladresse, – einer Medienzugriffssteueradresse und – einer lokalen Netzwerkadresse; C durch die erste Automationskomponente (110, 112, 116, 200) Empfangen einer Binding-Antwort von einer weiteren Automationskomponente über die Kommunikationsverbindung; D Herstellen einer Binding-Beziehung auf der Grundlage der erhaltenen Binding-Antwort in der ersten Automationskomponenten (110, 112, 116, 200).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zum Übermitteln einer Binding-Anfrage das Rundsenden der Binding-Anfrage gehört.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass eine temporäre Binding-Beziehung auf der Grundlage einer erhaltenen ersten Binding-Antwort auf die Binding-Anfrage hergestellt wird, wobei der temporären Binding-Beziehung ein Zeitraum zugewiesen ist, nach dessen Ablauf die temporäre Binding-Beziehung nicht mehr gültig ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass im Falle mehrerer temporärer Binding-Beziehungen eine Fehlermeldung an die tragbare Vorrichtung übermittelt wird zwecks Anzeige an dieser Vorrichtung.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Übermitteln einer Personal Area Network-Binding-Anfrage für ein persönliches Netzwerk mit einer Gerätekennung und Herstellen einer Personal Area Network-Binding-Beziehung auf der Grundlage einer erhaltenen Binding-Antwort auf die Personal Area Network-Binding-Anfrage.
  6. Verwendung einer Automationskomponente (200, 110, 112, 116) in einem Gebäudeautomationssystem (100), wobei die Automationskomponente (200, 110, 112, 116) dazu konfiguriert ist und enthält: – eine Drahtloskommunikationskomponente (212, 214, 216), – einen Prozessor (202), der mit der Drahtloskommunikationskomponente (212, 214, 216) kommuniziert, – einen Speicher (204, 206, 208), der mit dem Prozessor (202) kommuniziert, wobei der Speicher so konfiguriert ist, dass er computerlesbare Anweisungen speichert, die vom Prozessor (202) ausgeführt werden können, wobei die computerlesbaren Anweisungen enthalten: eine Binding-Anfrage, die eine Gerätekennung enthält, die gebildet ist aus – einer logischen Kennung, – einer Internetprotokolladresse, – einer Medienzugriffssteueradresse und – einer lokalen Netzwerkadresse; – Auslösen einer Binding-Anfrage mittels einer tragbaren Vorrichtung, die an die Automationskomponente (200, 110, 112, 116) anschliessbar ist; – Senden der Binding-Anfrage über die Drahtloskommunikationskomponente (212, 214, 216) und – Herstellen einer Binding-Beziehung auf der Grundlage einer erhaltenen Binding-Antwort auf die Binding-Anfrage.
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