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Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung eines Raumes, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.
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Im Stand der Technik sind Rauchmelder bekannt, die üblicherweise die Rauchdichte messen und beim Überschreiten eines voreingestellten Messwertes einen zeitlich befristeten, akustischen Alarm geben, auch solche, die zusätzlich einen Funkalarm an benachbarte Rauchmelder absetzen, die dann auch ihrerseits einen akustischen Alarm geben und auch solche, die diese Informationen dann an eine einzige angeschlossene Übertragungseinheit, wie ein Telefon oder ein GSM-Mobilfunknetz oder einen proprietären Kabel- oder Netzanschluss weiterleiten. Kann dieser akustische Alarm wegen Abwesenheit nicht gehört werden, breitet sich ein ursächlicher Brand weiter aus; wird diese einzige angeschlossene Übertragungseinheit gestört, findet eine Übertragung nicht statt.
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Aus der
US 6 624 750 B1 ist eine Überwachungsvorrichtung, nämlich ein Rauchmelder zur Überwachung eines Raumes und zur Auslösung eines Brandalarms bekannt. Die Rauchmelder weisen einen fotoelektrischen Rauchsensor und einen Temperatursensor auf. Ein Alarm wird ausgelöst, wenn ein vorgegebener Rauchdichteschwellwert überschritten wird oder die Umgebungstemperatur 57°C überschreitet. Jeder Rauchsensor weist einen Piezolautsprecher auf, mit dem ein akustischer Alarm erzeugt werden kann. Die Rauchmelder sind jeweils mit einem ersten Funkmittel, nämlich einem Transceiver zum Senden und Empfangen von Informationen mittels Funk ausgerüstet. Die Rauchmelder bilden ein Funknetzwerk. Ferner ist eine Übertragungseinheit ebenfalls mit einem ersten Funkmittel ausgestattet. Die Übertragungseinheit ist über einen Telefonanschluss mit einer Zieladresse, nämlich einer Überwachungszentrale verbindbar. Innerhalb des Netzwerkes können Mitteilungen und Informationen entweder direkt zur Übertragungseinheit weitergeleitet werden oder von einem Rauchmelder zum nächsten Rauchmelder weitergeleitet werden, bis die Übertragungseinheit erreicht ist. Die Übertragungseinheit sendet die Mitteilungen an die Überwachungszentrale. Das aus den Rauchmeldern bestehende Netzwerk kann daher über die einzelne Übertragungseinheit mit der Überwachungszentrale verbunden werden.
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Die aus dem Stand der Technik bekannte Überwachungsvorrichtung ist noch nicht optimal ausgebildet. Wenn die Übertragungseinheit ausfällt, kann kein Alarmsignal an die Überwachungszentrale gesendet werden. Die Verbindung des Netzwerks zu der Überwachungszentrale ist daher störanfällig.
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Aus der
DE 20 2008 012 528 U1 ist ein Robotersystem bekannt. Das Robotersystem weist mehrere Robotermodule auf, die an einer Wand oder an einer Decke installiert werden. Das Robotersystem kann eine Vielzahl für Funktionen übernehmen, bspw. Beleuchtungsmanagement, Türsteuerung, Wetterstation, Babyphon, Fernwartungszugriff, eine Raumüberwachung oder die Funktion eines Rauchmelders. Die Robotermodule dienen als Überwachungsvorrichtung und als Brandmelder. Die einzelnen Robotermodule sind über eine drahtlose Kommunikation – d. h. ein erstes Funkmittel – miteinander verbunden. Alarmsignale werden jeweils an alle Robotermodule über die Funkverbindung weitergeleitet. Das Robotersystem weist ein bewegliches Kamerasystem auf. Jedes Robotermodul weist eine Rechnereinheit, eine CPU oder einen Speicher auf. Das Robotermodul ist ausgestattet mit einem oder mehreren Sensoren, bspw. eine Rauch-, Gas-, Akustik-, Temperatur-, Feuchtigkeits-, Helligkeits-, Knall-, Bewegungs- oder Infrarot-Sensor. Ferner können ein Mikrophon und ein Lautsprecher vorgesehen sein. Über elektrische Leitungen bzw. über Funksignale können elektrische Geräte bspw. Leuchten oder Radio, Stereoanlagen, Lüfter, Klimaanlagen, Heizungen, Fernsehen, Monitor von dem jeweiligen Deckenroboter gesteuert oder geregelt werden. Das Robotersystem beinhaltet neben den Robotermodulen ein oder mehrere Telefonmodule mit einem internen Speicher, wobei das Telefonmodul in der Lage ist, bei Ereignissen Notrufnummern oder weitere gespeicherte Nummern anzurufen. Das Telefonmodul stellt eine Schnittstelle zur Telefonleitung für die Robotermodule dar. Das Telefonmodul kann automatisch zuvor aufgenommene Texte ablaufen lassen und im Notfall Notrufstellen miteilen, um was für einen Notfall es sich handelt. Ferner kann mit dem Telefonmodul eine SMS geschickt werden. In Kombination mit dem Lautsprecher und dem Mikrophon ist eine Freisprecheinrichtung realisiert, d. h. eine bidirektionale Sprachverbindung ist aufbaubar.
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Aus der gattungsbildenden
DE 10 2006 041 363 A1 ist eine Überwachungsvorrichtung in Form einer Säule zur Informationsübermittlung und zur Überwachung eines öffentlichen Bereiches sowie zur Auslösung eines Brandalarms bekannt. Die Säule weist mehrere Sensoren zur Erfassung von Schwankungen von Umgebungsparametern auf. Die Sensoren können dabei Bewegungssensoren, Erschütterungssensoren, Rauchsensoren, Geruchssensoren, Geräuschsensoren, Feuchtigkeitssensoren, Neigungssensoren oder ähnliche Sensoren sein. Nach Erfassung von Abweichungen von Soll-Werten durch die Sensoren kann automatisch Alarm über einen Lautsprecher generiert werden. Hierdurch kann die Säule als Brandmelder dienen. Es ist ein erstes Funkmittel, nämlich ein Kurzstreckenfunkmittel zum Aufbau eines selbstkonfigurierenden ad-hoc Funknetzwerkes vorhanden, wobei eine Zentrale über dieses Funknetzwerk ohne zusätzliche Mobilfunkkosten erreichbar ist. Ferner ist ein zweites Funkmittel zum Aufbau einer Mobilfunkverbindung zu der externen Zentrale vorhanden. Mittels des ersten oder des zweiten Funkmittels können Video-, Audio- und die durch die Sensoren ermittelten Daten an die Zentrale übermittelt werden. Der Funkbetrieb erfolgt dabei über Mobilfunk oder mittels des selbst konfigurierenden ad-hoc-Funknetzwerkes. Werden mehrere Säulen durch den gleichen Betreiber in räumlicher Funknachbarschaft eingesetzt, so wird für die Funkkommunikation vzw. das ad-hoc-Funknetzwerk verwendet. Die Säule ist als Notrufeinrichtung einsetzbar. Die Säule weist eine Notruftaste, ein Mikrophon und den Lautsprecher zur Weitergabe von Informationen an die Zentrale auf. Es wird eine bidirektionale Sprachverbindung zu der Zentrale bereitgestellt. Audioinformationen können dabei in einem Speicher aufgezeichnet werden. Die Säule weist eine Kamera auf, wobei die von der Kamera aufgezeichneten Bilder an die Zentrale übermittelt werden, wenn die Notruftaste betätigt wird. Die Säule weist ferner eine Warnlichtanlage auf.
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Aus dem im Jahr 2004 auf der Seite www.elsevier.com/locate/adhoc veröffentlichten Artikel von M. Abolhasan, T. Wysocki, E. Dutkiewicz: „A Review of Routing Protocols for Mobile Ad Hoc Networks”, Ad Hoc Networks (Elsevier), vol. 2, pp. 1–22, Jan. 2004, ist proaktives Routing in einem mobilen ad-hoc-Netzwerk (MANET) bekannt, wobei während einer Initialisierung unter anderem eine Routingtabelle in einem jeweiligen Gerät gespeichert wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsvorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass die Störanfälligkeit der Verbindung der Überwachungsvorrichtungen zu einer netzwerkexternen Zieladresse, insbesondere zu einer Überwachungszentrale vermindert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Überwachungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Es ist ein zweites Funkmittel vorgesehen, wobei die Mitteilung über das zweite Funkmittel an die Zieladresse sendbar ist. Das zweite Funkmittel ist zur Kommunikation mit einer Basisstation bzw. einer BTS ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Überwachungsvorrichtungen selbst als Übertragungseinheit fungieren. Eine separate Übertragungseinheit zur Sendung der Mitteilung an die Zieladresse ist nicht mehr nötig. Durch die Sendung der Alarminformation an die Zieladresse wird die Mitteilung vzw. an eine Überwachungszentrale weitergeleitet. Die Zieladresse kann die Adresse der Überwachungszentrale sein oder die Adresse eines Mobiltelefons, Festnetztelefons, eine IP-Adresse od. dgl. sein. Die Mitteilungen können Daten-, Text-, Sprach-, oder Video-Mitteilungen sein. Da alle Überwachungsvorrichtungen eine Verbindung mit der Überwachungszentrale über das zweite Funkmittel bereitstellen können, ist die Störanfälligkeit der Verbindung des Netzwerks zur Überwachungszentrale minimiert. Selbst wenn eine oder mehre Überwachungsvorrichtungen keine Verbindung zur Überwachungszentrale über das zweite Funkmittel aufbauen können, kann eine Mitteilung bzw. eine Alarminformation über das erste Funkmittel an die weiteren Überwachungsvorrichtungen weitergeleitet werden, so dass die weiteren Überwachungsvorrichtungen über das zweite Funkmittel die Mitteilung an die Überwachungszentrale weiterleiten können. Durch eine Vielzahl untereinander funktechnisch automatisch zu einem vermaschten Netzwerk zusammengeschlossener Überwachungsvorrichtungen, die auch füreinander als Übertragungsrelais fungieren, entsteht eine geringere Störanfälligkeit im Vergleich zu einer einzelnen Übertragungseinheit. Das hier vorgestellte System ist zudem so konzipiert, dass es sich selbst periodisch wiederkehrend auf seine Funktionssicherheit hin überprüft. Die Gesamtheit der Überwachungsvorrichtungen bilden ein sich selbst organisierendes Überwachungs- und Alarmsystem, das aus mindestens einem, praktisch jedoch mehreren gleichartigen Überwachungsvorrichtungen besteht, die so konstruiert sind, dass sie sich mit der Inbetriebnahme innerhalb einer zu sichernden Raumeinheit – bspw. einer Wohnung oder einem Gebäude – selbsttätig zu einem vermaschten ad-hoc-Funknetz konfigurieren mit dem Ziel, diese Räumlichkeiten auf unerwünschte Zustände hin beliebig messtechnisch, besonders aber auch zeitgleich sowohl akustisch sowie optisch und auch chemisch zu überwachen und beim Über- oder Unterschreiten voreingestellter Werte, diesen Zustand an eine oder mehrere voreingestellte Zieladressen bzw. an die Überwachungszentrale zu melden. Eine solche Überwachungsvorrichtung bzw. ein solches Überwachungs- und Alarmsystem kann zudem einzeln als auch periodisch wiederkehrend Messwerte anderer Systeme als Relais weiterleiten wie z. B. von Stromzählem, Wasseruhren oder Thermoelementen von Heizungen. Das erste Funkmittel ist zur lokalen Kommunikation mit den anderen Überwachungsvorrichtungen ausgebildet. Das erste Funkmittel ist vzw. als ISM-Modul ausgebildet. Das zweite Funkmittel ist zur Kommunikation mit einer externen Basisstation eines insbesondere öffentlichen Mobilfunknetzes ausgebildet. Das zweite Funkmittel weist insbesondere eine höhere maximale Sendeleistung auf als das erste Funkmittel. Das erste Funkmittel ist insbesondere als Kurzstreckenfunkmittel zum Kurzstreckenfunk ausgebildet. Solche Kurzstreckenfunkmittel werden auch als SRD (Short Range Device) oder als LPD (Low Power Device) bezeichnet. Die maximale Sendeleistung von Kurzstreckenfunkmitteln ist in nationalen Bestimmungen geregelt. Bspw. beträgt in Deutschland die maximale Sendeleistung 10 mW im Frequenzbereich 433,05 bis 434,79 MHz. Das zweite Funkmittel ist vzw. als GSM-Modul und/oder als UMTS-Modul ausgebildet. Die maximale Sendeleistung eines GSM-Funkmittels beträgt im Uplink bspw. 2 Watt. Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 in einer stark schematischen Darstellung eine Übersicht über die wesentlichen Komponenten einer Überwachungsvorrichtung,
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2 in einer stark schematischen Darstellung mehrere zu einem Funknetzwerk verbundene Überwachungsvorrichtungen, und
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3 in einem schematischen Diagramm eine Temperatur-Rauchdichte-Matrix.
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In 2 sind mehrere Überwachungsvorrichtungen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 dargestellt. Die Überwachungsvorrichtungen 20, 21, 22, 23, 24 und 25 sind insbesondere baugleich ausgebildet. In 2 sind sechs Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 dargestellt. Die Anzahl der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 kann jedoch auch kleiner oder größer als sechs sein.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 dienen zur Überwachung eines Raumes (nicht näher dargestellt) und zur Auslösung eines Alarms. Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 sind insbesondere als Brandmelder zur Überwachung eines Raumes und zur Auslösung eines Brandalarms ausgebildet. Jede Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 ist zur Überwachung von Bränden bevorzugt, aber nicht zwingend, mittig an je einer Raumdecke eines zu überwachenden Raumes zu installieren.
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Anhand von 1 dürfen im folgenden die wesentlichen Komponenten der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 erläutert werden:
Jede der hier beschriebenen Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weist vzw. ein Gehäuse und eine Platine auf (nicht dargestellt).
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen vzw. jeweils einen Controller 1 auf. Der Controller 1 dient zum Steuern und Regeln der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25. Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 können jeweils ein Betriebssystem und Programme aufweisen, wobei das Betriebsystem und die Programme mit dem Controller 1 ausführbar sind.
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Jede Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weist mindestens einen Sensor auf. Der Sensor kann insbesondere als Rauchsensor 2 ausgebildet sein. Als Messwert ist mit dem Rauchsensor 2 eine Rauchdichte erfassbar. Der Rauchsensor 2 kann insbesondere als optischer Sensor (nicht näher dargestellt) ausgebildet sein und in einer Messkammer angeordnet sein. In der Messkammer werden Lichtimpulse erzeugt. Diese Lichtimpulse treffen im rauchfreien Zustand der Messkammer den optischen Sensor nicht. Wenn Rauch in die Messkammer eintritt, wird der Lichtimpuls durch den Rauch gestreut. Das Streulicht fällt dann auf den optischen Sensor. Die Streulichtstärke wird zur Bestimmung der Rauchdichte genutzt.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen vzw. als weiteren Sensor einen Temperatursensor 3 auf. Als Messwert ist mit dem Temperatursensor 3 die Umgebungstemperatur der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 erfassbar.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen ein Piezoelement 4 auf. Über das Piezoelement 4 kann ein akustisches Alarmsignal ausgegeben werden, wenn ein Alarm durch Über- oder Unterschreiten eines Grenzwertes ausgelöst wird.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen vzw. einen Lautsprecher 5 auf. Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen vzw. ein Mikrophon 6 auf. Durch das Mikrophon 6 können die Räume akustisch überwacht werden. Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 sind mit dem Lautsprecher 5 und dem Mikrophon 6 als Sende- und/oder Empfangsteil eines Babyphons einsetzbar. Ferner kann mit dem Lautsprecher 5 und dem Mikrophon 6 eine Sprachverbindung bereitgestellt werden. Es ist denkbar eine Sprachverbindung zwischen unterschiedlichen Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 und/oder zwischen einer der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 und der Zieladresse bereitzustellen.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen insbesondere eine Lichtquelle 8 auf. Die Lichtquelle 8 ist insbesondere dann einschaltbar, wenn ein Alarm ausgelöst ist. Die Lichtquelle 8 beleuchtet dann den zu überwachenden Raum. Die eingeschaltete Lichtquelle 8 erleichtert die Orientierung insbesondere, wenn bereits Rauch in den Raum eingedrungen ist. Die Verknüpfung der Lichtquelle 8 mit der Auslösung des Alarms erleichtert, einen Fluchtweg zu finden und erhöht daher die Sicherheit.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen eine Stromquelle 9. Die Stromquelle 9 kann durch Batterien oder Akkus gebildet sein.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen ein erstes Funkmittel 11 auf. Die Überwachungsvorrichtungen 20 zusammen mit den werteren Überwachungsvorrichtungen 21 bis 25 konfigurieren sich nach einer ersten Inbetriebnahme über das erste Funkmittel 11 zu einem Funknetzwerk. Dies ist in 2 durch die Verbindungslinien zwischen den Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 angedeutet. Das erste Funkmittel 11 ist vzw. zur lokalen Kommunikation mit den anderen Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 ausgebildet. Das erste Funkmittel 11 ist als Kurzstreckenfunkmittel vzw. als ISM-Modul ausgebildet. Das erste Funkmittel 11 weist insbesondere eine Synchronisationseinheit auf, so dass die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 sich unmittelbar nach dem Einschalten vzw. per ISM-Band synchronisieren können. Wenn die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 der Reihe nach eingeschaltet werden, so werden innerhalb einer bestimmten Initialisierungszeitspanne die Sende- und Empfangszyklen des ersten Funkmittels 11 aufeinander abgestimmt.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen einen Speicher 10 auf. Im Speicher 10 ist eine Routingtabelle speicherbar. Ferner sind im Speicher 10 voreingestellte Schwellwerte gespeichert. Jeder der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 ist insbesondere ein individuelles Identifizierungsmerkmal zugeordnet. Innerhalb der Initialisierungszeitspanne wird das Identifizierungsmerkmal mit allen Nachbar-Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25, zu denen über das erste Funkmittel 11 eine Funkverbindung hinreichender Qualität möglich ist, ausgetauscht. In jeder Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 wird eine Routingtabelle aufgebaut. Die Routingtabelle wird im Speicher 10 abgelegt. Die Routingtabelle beinhaltet Informationen zu allen Verbindungsmöglichkeiten im lokalen Funknetz.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen jeweils mindestens ein Bedienelement 12, vzw. mehrere Bedienelemente 12 auf. Mit dem Bedienelement 12 kann ein Alarm abgeschaltet werden.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen jeweils ein internes Bus-System 13 auf. Das Bussystem dient zur Datenübertragung zwischen mehreren Modulen und dem Controller 1. Das Bus-System 13 verbindet insbesondere mehre Steckplätze, wobei weitere Module in die Steckplätze aufgenommen werden können. Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 können so individuell angepasst werden und mit weiteren Modulen nachgerüstet bzw. aufgerüstet werden. Dies eröffnet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weisen vzw. eine Kamera 14 auf. Durch die Kamera 14 kann der zu überwachende Raum eingesehen werden. Das von der Kamera 14 aufgezeichnete Bild kann über das erste Funkmittel 11 innerhalb des Funknetzes weitergeleitet werden. Die Kamera 14 ist vzw. über einen Steckplatz mit dem Bus-System 13 verbunden. Die Kamera 14 kann zur Einbruchüberwachung des Raumes dienen.
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Ferner können die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 einen Bewegungsmelder 15 aufweisen. Ferner können die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 einen Lichtsensor 16 aufweisen. Der Bewegungsmelder 15 ist vzw. über einen Steckplatz mit dem Bus-System 13 verbunden.
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Ferner können die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 einen Gassensor 17 aufweisen. Durch ein Feuer entsteht Kohlendioxid. Der Gassensor 17 kann zur Detektion von Kohlendioxid ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 wertere Sensoren 18 aufweisen. Der Gassensor 17 und/oder die weiteren Sensoren 18 sind vzw. über einen Steckplatz mit dem Bus-System 13 verbunden.
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Bei einem Über- oder Unterschreiten von einem bestimmten Schwellwert ist eine Mitteilung mit einer Alarminformation an mindestens eine Zieladresse sendbar. Dies ist in 2 durch den von der Überwachungsvorrichtung 21 ausgehenden Pfeil (nicht näher bezeichnet) angedeutet.
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Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass ein zweites Funkmittel 7 vorgesehen ist (vgl. 1), wobei die Alarminformation über das zweite Funkmittel 7 an die Zieladresse sendbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 alle separat die Alarminformationen des ad-hoc-Netzwerks an die Zieladresse senden können. Das zweite Funkmittel 7 ist insbesondere als GSM-Modul und/oder als UMTS-Modul ausgebildet. Das zweite Funkmittel 7 weist eine SIM-Karte auf. Das zweite Funkmittel 7 sendet die Alarminformation an eine externe Basisstation (nicht dargestellt) eines Mobilfunknetzes 26. Über das Mobilfunknetz 26 wird die Alarminformation 26 an die Überwachungszentrale 50 weitergeleitet.
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Die Überwachungszentrale 50 weist vzw. einen Mobilfunkzugang 51, insbesondere einen GSM/UMTS-Zugang auf. Über das Mobilfunknetz 26 und den Mobilfunkzugang 51 sind die Alarminformation und weitere Mitteilungen, bspw. per SMS und/oder MMS der Überwachungszentrale 50 zuleitbar. Ferner kann eine Sprachverbindung zu jeder der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 über das Mobilfunknetz 26 aufgebaut werden. Jeder Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 ist ein eindeutiges Identifikationsmerkmal (nicht dargestellt) zugeordnet. Jede Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 weist eine SIM-Karte mit einer Rufnummer auf. Die Rufnummer dient vzw. als Identifikationsmerkmal.
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Die Überwachungszentrale 50 weist einen Internetzugang 52 auf. Der Internetzugang 52 kann durch einen DSL-Anschluss und einen Computer bereitgestellt werden. Das zweite Funkmittel 7 kann eine Mitteilung über das Mobilfunknetz 26 und über eine geeignete Schnittstelle an das Internet 27 sowie werter über den Internetzugang 52 der Überwachungszentrale 50 zuleiten.
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Die Überwachungszentrale 50 weist einen Telefonfestnetzzugang 53 auf, der auch als PSTN-Zugang (engl. Public Switched Telephone Network) bezeichnet wird. Der Telefonfestnetzugang 53 kann über das zweite Funkmittel 7 und entsprechende Schnittstellen kontaktiert werden. Das zweite Funkmittel 7 kann eine Sprachverbindung über das Mobilfunknetz 26 und das PSTN-Netz 28 zur Überwachungszentrale 50 herstellen.
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Durch die Sendung der Alarminformation an die Zieladresse wird die Alarminformation vzw. an die Überwachungszentrale 50 weitergeleitet (vgl. 2). Da alle Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 eine Verbindung mit der Überwachungszentrale 50 über das zweite Funkmittel 7 bereitstellen können, ist die Störanfälligkeit der Verbindung des Netzwerks zur Überwachungszentrale 50 minimiert. Selbst wenn eine oder mehrere Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 keine Verbindung zur Überwachungszentrale 50 über das zweite Funkmittel 7 aufbauen können, kann eine Alarminformation oder eine andere Mitteilung über das erste Funkmittel 11 an die weiteren Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 weitergeleitet werden, so dass die weiteren Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 über das zweite Funkmittel 7 die Alarminformation an die Überwachungszentrale 50 weiterleiten können. Durch die Vielzahl untereinander funktechnisch automatisch zu einem vermaschten Funknetzwerk zusammengeschlossenen Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25, die auch füreinander als Übertragungsrelais fungieren, entsteht eine geringere Störanfälligkeit im Vergleich zu einer einzelnen Übertragungseinheit. Das hier vorgestellte System ist vzw. zudem so konzipiert, dass es sich selbst periodisch wiederkehrend auf seine Funktionssicherheit hin überprüft.
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Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 werden nach der Installation der Reihe nach eingeschaltet. Nach dem Einschalten beginnt eine vordefinierte Initialisierungszeitspanne. Die Initialisierungszeitspanne kann bspw. ca. 5–10 Minuten betragen. Innerhalb der Initialisierungszeitspanne, nach dem Einschalten synchronisieren sich alle Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 der Reihe nach über das erste Funkmittel 11, insbesondere also per ISM-Band so, dass sie die Sende- und Empfangszyklen aufeinander abstimmen, die jeweiligen einmalig zugeordneten Identifizierungsmerkmal vzw. die SIM-Karten-Rufnummern mit allen Nachbar-Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25, zu denen eine Funkverbindung hinreichender Qualität möglich ist, austauschen und in ihre Routingtabelle ablegen.
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Nach Abschluss dieser Prozedur werden vzw. über den Controller 1 die zweiten Funkmittel 7, insbesondere die GSM/UMTS-Module eingeschaltet und veranlasst, mit der jeweiligen BTS des Mobilfunknetzbetreibers eine Verbindung aufzunehmen. Vzw. wird dabei die Verbindungsqualität über das zweite Funkmittel 7 zur BTS bestimmt. Die Verbindungsqualität über das zweite Funkmittel 7 ist überprüfbar, nämlich ob eine direkte Verbindungsmöglichkeit zur einer Basisstation des Mobilfunknetzes 26 besteht.
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Die Verbindungsqualität wird vzw. an den Controller 1 und an den Speicher 10 weitergegeben. Der Speicher 10 ist vzw. als Flash-Speicher ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass Daten im Speicher 10, bspw. die Routingtabelle und die Matrix nichtflüchtig speicherbar sind, d. h. ohne permanente Versorgungsspannung speicherbar.
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Vzw. stellt jede Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 fest, wie gut ihre Verbindung über das zweite Funkmittel 7 bzw. ihre GSM/UMTS-Verbindung in das jeweilige Mobilfunknetz 26 ist. Die Verbindungsqualität ist aufgrund der jeweils räumlich unterschiedlichen Lage in der Wohnung oder dem Gebäude aufgrund der damit verbundenen größeren oder geringeren Dämpfung durch die Baukörper besser oder schlechter bis sogar vollständig unzureichend für überhaupt eine GSM/UMTS-Verbindung zur BTS.
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Für den Fall, dass eines der zweiten Funkmittel 7 bzw. ein GSM/UMTS-Modul einer Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 keine hinreichende Verbindung zu einer BTS herstellen kann, teilt diese Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 vzw. den anderen Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25, zu denen diese Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 eine gute Verbindung über das erste Funkmittel 11 bzw. über die ISM-Verbindung laut Routingtabelle hat, dies mit.
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Vzw. schaltet sich die Nachbar-Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 mit der besten Verbindung über das erste Funkmittel 11 bzw. mit der besten ISM-Verbindung (hoher Signalpegel, geringe Bitfehlerrate) zu der Überwachungsvorrichtung 20 bis 25, die keine Verbindung über das zweite Funkmittel 7 bzw. keine GSM/UMTS-Verbindung aufbauen kann, als Relais für diese ein.
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Dies hat zur Folge, dass alle Mitteilungen wie ein zyklisch abgefragtes Funktionsprüfungsergebnis des eigenen Systems, des Batterieladezustandes, des Überschreiten eines voreingestellten Messwertes, die bidirektionale Sprachübertragung, die Bildübertragung der Kamera 14 und anderer Messwerte über das erste Funkmittel 11 – per ISM-Band – von der „verbindungslosen” Überwachungsvorrichtung 20 bis 25, die keine GSM/UMTS Verbindung hat, dieser „verbundenen” Nachbar-Überwachungsvorrichtung 20 bis 25, die sich als Relais „erklärt” hat, übermittelt, damit diese Nachbar-Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 diese Mitteilungen dann an die Überwachungszentrale 50 übermittelt.
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Vzw. zeigt jede Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 nach Abschluss der Konfiguration aller beliebig vieler installierten Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 zu einem vermaschten Funknetz optisch durch indizierend zyklisches Aufleuchten ad. dgl. an, ob das vermaschte Funknetz vollständig konfiguriert ist oder noch nicht.
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Vzw. misst jede Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 nach erfolgreicher Konfiguration des vermaschten Funknetzes grundsätzlich in hinreichend kurzen Intervallen die jeweilige Rauchdichte über den eigens dafür vorgesehenen Rauchsensor 2 als auch gleichzeitig die jeweilige Temperatur über den Temperatursensor 3. Beim Überschreiten eines Temperaturschwellwertes und beim Überschreiten eines Rauchdichteschwellwertes ist ein Alarm auslösbar.
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Es ist besonders vorteilhaft, dass der Temperaturschwellwert von der Rauchdichte abhängig ist und/oder der Rauchdichteschwellwert von der Temperatur abhängig ist. Dies hat den Vorteil, dass Fehlalarme deutlich gemindert sind.
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Die Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 weist einen Speicher 10 auf, wobei im Speicher 10 eine Matrix abgelegt ist. Die Matrix enthält Kombinationswerte, wobei mittels der Matrix der gemessenen Temperatur und der gemessenen Rauchdichte einer der Kombinationswerte zuordenbar ist. Der Kombinationswert zeigt das Über- oder Unterschreiten des Temperaturschwellwertes und/oder des Rauchdichteschwellwertes an.
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Der gemessene Temperatur und der gemessene Rauchdichte werden mit temperatur- und rauchdichteabhängigen Schwellwerten verglichen. Die gemessene Temperatur und Rauchdichte werden dadurch miteinander korreliert. Die gemessene Temperatur und Rauchdichte werden in ihrem dynamischen Verlauf zueinander korreliert. Die Korrelation erfolgt vzw. mittels der in 3 dargestellten Matrix.
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Die Kombinationswerte bilden ein Maß für die Brandwahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung der Korrelation der Temperatur und der Rauchdichte. Mittels der Matrix ist der gemessenen Temperatur und der gemessenen Rauchdichte jeweils einer der Kombinationswerte zuordenbar. In Abhängigkeit vom Koordinationswert ist ein Alarm auslösbar.
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Der Temperaturschwellwert fällt mit steigender Rauchdichte. Je höher die gemessene Rauchdichte ist, desto geringere, gemessene Temperaturen reichen aus, um einen Alarm auszulösen. Der Temperaturschwellwert ist eine vzw. monoton fallende Funktion der Rauchdichte.
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Der Rauchdichteschwellwert fällt mit steigender Temperatur. Je höher die Temperatur ist, desto geringere Rauchdichtewerte reichen aus, um einen Alarm auszulösen. Der Rauchdichteschwellwert ist eine vzw. monoton fallende Funktion der Temperatur.
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Sofern der Rauchdichteschwellwert und/oder der Temperaturschwellwert als mathematische Funktion vorliegen, können diese mit der Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 jeweils für jede gemessene Temperatur und Rauchdichte berechnet werden. Im folgenden wird jedoch eine einfachere Methode beschrieben, wobei die Schwellwerte nicht jedes Mal neu berechnet werden müssen, sondern das Über- und Unterschreiten der Rauchdichteschwellwerte und der Temperaturschwellwerte anhand einer Matrix bestimmbar ist.
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Jeder Spalte der Matrix ist ein Verhältnis bzw. ein Verhältnisintervall der gemessenen Rauchdichte zu einem maximalen Rauchdichteschwellwert in Prozent zugeordnet. Wenn dieses Verhältnis 100% beträgt, bzw. der gemessene Rauchdichtewert den maximalen Rauchdichteschwellwert überschreitet wird ein Alarm ausgelöst.
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Wenn die gemessene Rauchdichte geringer als der maximale Rauchdichteschwellwert ist, wird die Korrelation mit der Matrix bestimmt. Jeder Zeile der Matrix ist eine Temperatur bzw. ein Temperaturintervall zugeordnet, bspw. 25°C bis 27,5°C oder 27,5°C bis 30°C. Jedem Paarwert bestehend aus der gemessenen Rauchdichte und der gemessenen Temperatur kann so ein Kombinationswert zugeordnet werden. Die Matrix enthält die Kombinationswerte. Der Kombinationswert zeigt das Über- oder Unterschreiten des Temperaturschwellwertes und/oder des Rauchdichteschwellwertes an.
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Die Kombinationswerte bilden daher die Korrelation der Rauchdichte mit der Temperatur ab. In 3 ist eine Grenzlinie (nicht näher bezeichnet) eingezeichnet, wobei diese Grenzlinie zeigt, dass der Temperaturschwellwert von der Rauchdichte abhängig ist und der Rauchdichteschwellwert von der Temperatur abhängig ist. Alle Paarwerte bestehend aus der gemessenen Rauchdichte und der gemessenen Temperatur unterhalb der Grenzlinie führen zur Auslösung eines Alarms. Alle Paarwerte oberhalb der Grenzlinie führen nicht zur Auslösung eines Alarms.
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Diese Matrix (3) bildet die empirischen Rauchdichtewerte als auch die empirischen Temperaturwerte auf einen Kombinationswert ab. Aus dem Kombinationswert kann mit hinreichender Wahrscheinlichkeit jeweils auf einen Brand geschlossen werden. Diese Matrix selbst ist eine eigene Erfindung als auch Bestandteil der hier beschriebenen Erfindung.
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So werden Feuer an ihrer zunehmend dynamischen Hitzeentwicklung erkannt, auch wenn die Ableitung aus der Rauchdichte alleine noch keinen hinreichenden, maximalen Schwellwert für einen Brand erlaubt, wohl aber die parallel verlaufende tatsächliche Messwertentwicklung der Rauchdichte im Abgleich mit der Temperaturentwicklung und umgekehrt.
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Auch Feuer werden erfindungsgemäß nicht nur alleine an ihrer zunehmend dynamischen Rauchdichte erkannt, vielmehr bereits vor dem Erreichen eines maximalen Schwellwertes für Rauchdichte, da parallel ein hinreichend dynamischer Anstieg der Temperatur dies bereits indiziert.
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Vzw. wird bei Erreichen auch nur eines voreingestellten Schwellwertes, gemessen von einer der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25, abgefragt, wie die Messwerte der anderen, dem Funkcluster angehörenden Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 sind, auch wenn diese einen dort eingestellten Schwellwert noch nicht erreicht haben. Zugleich kann ein vzw. digitales Bild von einer der mit einer Kamera 14 ausgestatteten Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 aufgenommen und an die Überwachungszentrale 50 bspw. per MMS geschickt werden. Sollte über das zweite Funkmittel 7 eine GSM/UMTS-Verbindung oder eine andere Verbindung dieser Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 in das Mobilfunknetz 26 oder ein anderes Netz nicht vorhanden sein, wird es über das erste Funkmittel 11 (ISM Modul) oder ein anderes Kabel an eine oder mehrere Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 so geschickt, dass die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 mit einer Mobilfunkanbindung über das zweite Funkmittel 7 (GSM/UMTS oder ähnliches) auch die Bild-Übertragung (MMS) vornehmen.
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Gleiches gilt für den Fall, wenn ein Schwellwert in einer der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 erreicht ist. Für die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 ist vzw. einstellbar, in welcher Reihenfolge einzelne Aktionen ausgeführt werden:
Zum Beispiel kann zunächst ein akustischer Alarm über das/die Piezoelemente 4 in der einen Überwachungsvorrichtung 20 bis 25, die diese Schwellwertüberschreitung gemessen hat, ausgelöst werden.
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Es können dann die anderen, über das erste Funkmittel 11 erreichbaren bzw. per Funk (ISM) angesteuerten Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25, die zu der Einheit des lokalen Funkclusters gehören, benachrichtigt werden, so dass die anderen Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 ebenfalls einen akustischen Alarm auslösen.
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Wenn der akustische Alarm nicht mechanisch über eines der Bedienelemente 12 innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne z. B. 30 bis 60 Sekunden abgestellt wird, wird über das zweite Funkmittel 7 ein GSM/UMTS-Alarm von einem oder auch allen dem Cluster angehörenden Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 abgesetzt. Alternativ können auch nur vordefinierte besondere einzelne Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 den Alarm über das zweite Funkmittel 7 absetzen.
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Diese Aktionen können aber auch in zeitlich umgekehrter Reihenfolge erfolgen oder auch parallel; dies ist einzeln skalierbar.
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Gleiches gilt für den Aufbau einer vzw. bidirektionalen Sprachverbindung über das zweite Funkmittel 7 bzw. per GSM/UMTS an einen beliebig voreinstellbaren Telefonanschluss oder auch mehrere, sowohl zeitlich parallel als auch sequenziell sowie vzw. auch per SMS oder eine andere digitale Übertragungsart an einen beliebig voreinstellbaren Adressat wie z. B. auch an eine oder mehrere automatische Einrichtungen zur werteren Veranlassung.
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Zusammenfassend lässt sich folgendes festhalten:
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In der Grundausstattung sind Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 gleichartig ausgebildet. Die Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 dienen zur Rauchdichteüberwachung im gleichzeitigen Abgleich mit einer Temperaturüberwachung. Die gemessenen Rauchdichten und die gemessenen Temperaturen werden dabei miteinander korreliert. Diesen Paarwerten wird insbesondere ein Kombinationswert zugeordnet. Anhand des Kombinationswertes ist zunächst ein akustischer Alarm und parallel oder später ein über ein zweites Funkmittel 7 Funkalarm auslösbar. Das zweite Funkmittel 7 kann als GSM-Modul ausgebildet sein.
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Es ist vorgesehen, dass mehrere der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 innerhalb einer definierten Initialisierungszeitspanne nach der ersten Inbetriebnahme untereinander über ein erstes Funkmittel 11 so kommunizieren, dass in jeder Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 eine Routingtabelle erzeugt wird. Aus der Routingtabelle kann jede Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 ablesen, ob diese Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 selbst unmittelbar über das zweite Funkmittel 7 einen (GSM-)Funkalarm absetzen kann oder dies – bspw. infolge der Dämpfung durch Mauerwerk – nur über eine andere Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 als Relais erfolgen kann. Aus der Routingtabelle kann jede Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 ferner ablesen, für welche andere der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 des so entstandenen vermaschten Funkclusters diese Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 möglicherweise selbst als Relais fungieren muss. Die Routingtabelle enthält Informationen über alle Verbindungen innerhalb des Netzwerks über das erste Funkmittel 11 und vzw. Informationen über alle möglichen Verbindungen über das zweite Funkmittel 7 zur BTS.
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Diese so funktechnisch zu einer vermaschten Funkcluster bzw. Funknetzwerk zusammengeschalteten Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 sind insbesondere so konstruiert, dass im Falle eines an die Überwachungszentrale 50 ausgehenden Alarms – vzw. GSM-Funkalarms – auch nur einer der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 auch alle übrigen zum Cluster gehörenden Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 einen solchen Alarm – vzw. GSM-Funkalarm – auslösen. Die jeweiligen Messwerte der einzelnen Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 werden an diese Überwachungszentrale 50 übertragen. Das Netzwerk bzw. Cluster oder Funkcluster wird durch das erste Funkmittel 11 gebildet. Die Überwachungszentrale 50 initiiert eine Intervention bspw. durch die Feuerwehr oder Polizei und gibt die jeweiligen Messwerte aus allen Räumen an die Interventionskräfte weiter.
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Vzw. enthält jede Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 ein eindeutiges Identifikationsmerkmal, bspw. eine SIM-Karte bzw. einen SIM-Chip, zu der vom Nutzer jeweils die genaue Position im Gebäude unmittelbar nach der Installation an die Überwachungszentrale 50 übermittelt wird.
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Jede Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 enthält vzw. einen Lautsprecher 5 und ein Mikrophon 6, angesteuert über entweder das enthaltene zweite Funkmittel 7 – das GSM-Modul – oder, wo das zweite Funkmittel 7 keine Anbindung zum Mobilfunknetz 26 hat, angesteuert über das erste Funkmittel 11 – das ISM-Modul – so, dass mit allen dem jeweiligen Cluster angehörenden Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 eine bidirektionale Sprachverbindung zur Überwachungszentrale 50 oder zu einer sonstigen Zieladresse aufgebaut wird.
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Die Überwachungsvorrichtung 20 bis 25 enthält eine Lichtquelle 8. Die Lichtquelle 8 kann insbesondere als LED ausgebildet sein. Im Alarmfall leuchtet die LED bzw. Lichtquelle 8 in jeder zum Cluster gehörenden Überwachungsvorrichtung 20 bis 25. Jede der Überwachungsvorrichtungen 20 bis 25 ist vzw. skalierbar zur Aufnahme von weiteren Modulen wie dem Bewegungsmelder 15 und die Kamera 14 (zur Einbruchüberwachung) aber auch von dem Gassensoren 17 oder von sonstigen Sensoren 18 geeignet.
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Eine Fernbedienung erlaubt das Ein- und Ausschalten einzelner Module und deren Funktionen wie eine Babyphone-Fernüberwachung über ein oder mehrere Mobilfunktelefone 54 und/oder über mit dem Internet verbundene Einrichtungen. Die Fernbedienung ist vzw. als Funkfernbedienung zur Kommunikation über das erste Funkmittel 11 ausgebildet. Vzw. ist die Fernbedienung als ISM-Fernbedienung ausgebildet.
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Für die vorliegende Erfindung sollen die folgende Abkürzungen und Ausdrücke wie folgt verstanden werden:
- GSM
- = Global System for Mobile Communication
- GPRS
- = General Packed Radio Service
- UMTS
- = Universal Mobile Telecommunication System
- EDGE
- = Enhanced Date Rates for GSM Evolution
- ISM
- = Industrial Scientific and Medical Band
- SMS
- = Short Message Service
- MMS
- = Multimedia Messaging Service
- PSTN
- = Public Service Telephone Network
- IP
- = Internet Protocol
- DSL
- = Digital Subscriber Line
- BTS
- = Base Transceiver Station
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Controller
- 2
- Rauchsensor
- 3
- Temperatursensor
- 4
- Piezoelement
- 5
- Lautsprecher
- 6
- Mikrophon
- 7
- zweites Funkmittel
- 8
- Lichtquelle
- 9
- Stromquelle
- 10
- Speicher
- 11
- erstes Funkmittel
- 12
- Bedienelemente
- 13
- Bus-System
- 14
- Kamera
- 15
- Bewegungsmelder
- 16
- Lichtsensor
- 17
- Gassensor
- 18
- weitere Sensoren
- 20
- Überwachungsvorrichtung
- 21
- Überwachungsvorrichtung
- 22
- Überwachungsvorrichtung
- 23
- Überwachungsvorrichtung
- 24
- Überwachungsvorrichtung
- 25
- Überwachungsvorrichtung
- 26
- Mobilfunknetz
- 27
- Internet
- 28
- PSTN-Netz
- 50
- Überwachungszentrale
- 51
- Mobilfunkzugang
- 52
- Internetzugang
- 53
- Telefonfestnetzzugang
- 54
- Mobilfunktelefon
