-
Die Erfindung betrifft ein Meldesystem zur drahtlosen Meldung einer mechanischen Betätigung einer Betätigungseinheit, insbesondere ein in einer Haustürklingelstation integriertes Meldesystem, welches die mechanische Betätigung über Funk an mindestens ein internetfähiges Kommunikationsgerät übermittelt.
-
Im Stand der Technik sind Klingelanlagen mit Smarthomelösungen bekannt, bei denen der Klingeltaster substituiert ist, und welche zur Netzwerkweiterleitung eines Klingelsignals via WLAN dauerhaft mit Strom versorgt werden müssen.
-
Auf dem nord-amerikanischen Markt werden Klingelanlagen mit Video-Funktion unter der Bezeichnung Ring Video Doorbell von der Firma Bot Home Automation, Inc. und von der Firma SkyBell Technologies, Inc. mit der Bezeichnung SkyBell angeboten. Die beiden Produkte weisen bezogen auf die Installation, Konfiguration und Funktionsstabilität Nachteile auf. Beispielsweise muss in die Klingelschaltung durch Einbau eines Widerstands (10 Ohm) zusätzlich eingegriffen werden. Außerdem ist das Betätigungssystem mit Videokamera an der Außenfläche eines Hauses befestigt, so dass das Betätigungssystem durch Vandalismus gefährdet sein kann.
-
Der größte Nachteil der bekannten Produkte stellt die Signalübertragung per WLAN dar. Zum einen muss eine konstante Verbindung zwischen WLAN-Router und der Haustürklingelstation gewährleistet sein. Das ist problematisch, da sich die Haustür oft sehr weit entfernt vom WLAN-Router befindet. Zudem befindet sich das Produkt an der Außenwand des Gebäudes, was zudem eine Verbindung mit dem WLAN-Router erschwert. Ein weiteres Problem ist die große Datenmenge (Audio- und Bildsignal) die per WLAN transportiert wird. Diese führt zusätzlich zu Verzögerungen bei der Kommunikation.
-
Als weiterer Stand der Technik soll noch beispielhaft die
DE 10 2006 058 540 A1 genannt werden. In dieser Schrift wird ein Meldesystem beschrieben, bei dem ein Zugriff an einer Haustürklingelstation per Funk an mindestens ein schnurloses Haustelefon gemeldet wird.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Meldesystem anzugeben, welches an eine bestehende Betätigungseinheit mit mechanischer Betätigung anschließbar ist, welches eine mechanische Betätigung über Funk an mindestens ein internetfähiges Kommunikationsgerät übermittelt. Die Erfindung soll insbesondere für bestehende Haustürklingelanlagen einsetzbar sein.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes.
-
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das Meldesystem mindestens folgende Module umfasst:
- • eine mechanische Betätigungseinheit,
- • eine Signaleinrichtung zur Signalisierung einer mechanischen Betätigung,
- • ein Transmitter zur drahtlosen Übermittlung eines Betätigungssignals der mechanischen Betätigung,
- • ein Empfangsmodul zum Empfangen des Betätigungssignals und zur Weiterleitung des Betätigungssignals an mindestens ein internetfähiges Kommunikationsgerät.
-
Das erfindungsgemäße System ist in der Gebäudetechnik einsetzbar. Das System setzt bei Auslösen eines Kontaktes, beispielsweise bei einem Tasterkontakt selbstständig über ein Funknetz (z. B. Mobilfunk) eine Datennachricht ab.
-
Bei dem erfindungsgemäßen System werden kein WLAN-Modul und kein Akku benötigt. Dies erhöht die Energieeffizienz im Vergleich zu den Wettbewerbsprodukten, da diese dauerhaft mit Strom versorgt sein müssen.
-
Es wird hier die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, nämlich in Gestalt einer Haustürklingelanlage, wiedergegeben. Die Bezugnahme auf diese besondere Ausführungsform schließt jedoch nicht andere Ausführungsformen aus, soweit sie in den Rahmen der Erfindung gehören.
-
Durch das erfindungsgemäße System kann eine bestehende Türklingelanlage erweitert werden, wobei eine Meldung innerhalb von wenigen Sekunden bei Betätigung der Klingel auf Smartphones oder Computern erscheint. Es ist somit möglich, an jedem mobilen oder netzwerkfähigen Ort, die Betätigung der Türklingel wahrzunehmen.
-
Der Transmitter wird parallel zur Versorgungsspannung einer Klingel der Türklingelanlage angeklemmt. Damit ist der Versorgungsstromkreis des Transmitters parallel zum Schaltstromkreis einer Haustürklingelanlage gelegt.
-
Das System ist für alle gängigen Haustürklingelstationen ausgelegt und kann folglich in jede bestehende Klingelschaltung oder auch in bestehenden Türsprechanlagen integriert werden.
-
Die Installation des erfindungsgemäßen Systems ist relativ einfach. Zur mechanischen Installation wird ein Transmitter parallel zur Klingel oder zum Klingelgong angeschlossen und in der Nähe angebracht. Bei Betätigen des Klingeltasters wird weiterhin die mechanische Klingel (oder Gong) betrieben. Parallel wird durch das Sendermodul ein digitales Signal als kurze Bitfolge ausgesendet.
-
Das erfindungsgemäße System kann so eingerichtet sein, dass jede Betätigungseinheit, von mehreren vorhandenen Betätigungseinheiten eine individuelle Kennung im digitalen Signal aufweist und die individuellen Betätigungssignale an ein einziges Kommunikationsgerät gesendet werden. Der Empfänger des Signals kann am Kommunikationsgerät erkennen, von welcher Betätigungseinheit das Signal stammt. Ein solches System kann beispielsweise in einem Wohnheim mit vielen Haustürklingelstationen oder in einem Krankenhaus mit mehreren Patientenrufsystemen angewandt werden.
-
Hierzu kann das weitergeleitete Betätigungssignal, bzw. die Bitfolge des digitalen Signals eine Kennung der Betätigungseinheit enthalten, so dass am Kommunikationsgerät ersichtlich ist, von welcher Betätigungseinheit das Betätigungssignal gesendet wurde.
-
In einer speziellen Ausführungsform kann auch auf Türklingel oder Türgong verzichtet werden, wenn der Betreiber/Benutzer des Systems allein auf die drahtlose elektronische Meldung vertraut.
-
Die Installation erfolgt über die Software bzw. App. Der Bediener/Benutzer legt dazu nach der Montage ein Benutzerkonto an und akzeptiert die Nutzervereinbarung. Über die Software kann jetzt das Heimnetzwerk nach dem Gateway durchsucht werden (als Gerätesuchlauf). Anschließend wird das Gerät auf dem installierten Benutzerkonto aktiviert.
-
Das erfindungsgemäße System ist derart eingerichtet, dass während der Betätigung des Klingeltasters vom Sendermodul drahtlos ein Betätigungssignal als kurze digitale Signalfolge an einen Receiver geschickt wird. Das Sendermodul liegt parallel zur Versorgungsspannung der mechanischen Klingel und umfasst einen Energiespeicher, so dass er ausreichend lange mit der nötigen Betriebsspannung versorgt ist, um ein Betätigungssignal auszusenden.
-
Durch den Einsatz eines Energiespeichers im Transmitter kann das System wartungsfrei betrieben werden.
-
Die Übertragungsreichweite des Systems liegt in einer vereinfachten Ausbildung bei freier Fläche bei ca. 1.000 Meter. Da die Datenmenge klein ist, können auch niedrige Übertragungsfrequenzen gewählt werden. Gemäß den Gesetzen der Freiraumdämpfung ließe sich die Reichweite durch die Wahl niedriger Frequenzen erhöhen. Somit stellen auch größer Distanzen zwischen dem Sender und dem Gateway kein Problem dar. Der Abstand zwischen Router und Empfänger ist durch die Länge eines eingesetzten Ethernet-Kabels bestimmt. Hiernach besteht keine besondere Abstandsbegrenzung in einem Haushalt.
-
Als zweites wesentliches Modul umfasst das System ein Modul zum Empfang und zur Weiterleitung des Betätigungssignals, worin ein Gateway ein zentrales Element ist. Das Gateway wird per Netzwerkkabel an eine freie RJ45-Buchse an einen Router angeschlossen und per Micro USB-Steckernetzteil mit Strom versorgt.
-
Die Montage des Gateways erfolgt in zwei Schritten. Zunächst kann das Gateway mittels Gateway-Wandhalterung an eine Wand montiert werden. Anschließend wird das Gateway und der Router mit dem Ethernet-Kabel verbunden und das Netzteil und das Gateway mit einem USB-Verbindungskabel angeschlossen. Abschließend wird das Netzteil mit Strom an 240 V Wechselspannung versorgt. Der Transmitter wird parallel zum Klingelgong oder Türsprechanlage angeschlossen und mittels einer Wandhalterung befestigt.
-
Das Gateway ist so eingerichtet, dass es sich automatisch in ein Netzwerk einwählt. Es erhält seine IP-Zuweisung vom im Router integrierten DHCP-Dienst. Das einsatzfähige Gateway schickt bei Erhalt des Funksignals des Sendermoduls eine Meldung an ein internetfähiges Kommunikationsgerät (Handy, PC, etc.).
-
Die kurze digitale Signalfolge wird vom Gateway empfangen. Das Gateway schickt daraufhin seine spezifische Identifikationsnummer und die Serveradresse über ein Ethernet-Kabel an den Router.
-
Über die Internetverbindung des Routers wird die spezifische Identifikationsnummer zur Serveradresse gesendet. In der Serversoftware wird der Eingang der spezifischen Identifikationsnummer registriert und anschließend eine Push-Notification an den verknüpften Account gesendet. Durch die empfangene Push-Notification wird in den Endgeräten, je nach Einstellung, eine optische, akustische und/oder eine kinematische Signalisierung ausgelöst.
-
Im Receiver ist der Code eingepflegt, den der Transmitter aussendet. In einer verfeinerten Lösung kann direkt ein Pairing im Fertigungsprozess des Transmitters eingesetzt werden oder es wird die Möglichkeit realisiert, in der Handy-App den Receiver auf „Listening” zu stellen. In diesem Zustand kann der Receiver auf das Betätigen der Klingel warten. Wird die Klingel betätigt, speichert der Receiver das Signal ab und reagiert von nun an immer darauf. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere Transmitter mit einem Receiver zu koppeln.
-
Bei der Übermittlung des Signals an den Router holt sich der Receiver seine Informationen direkt vom Router per DHCP-Dienst, sobald er mit Spannung versorgt ist. In einer weiteren Verfeinerung soll eine Möglichkeit angeboten werden, dass Benutzer des Systems ihr Netzwerk manuell betreiben, wobei sie die Konfiguration über die USB-Schnittstelle vornehmen können in einem Webserver des Receivers des erfindungsgemäßen Systems.
-
Für das System kann in einem einfachen Fall eine fremde App und die dazugehörigen Server (notify my android) verwendet werden. Das Signal ist eine Datenübertragung per http-Protocol. Im Server wird die ankommende Meldung des Gateways mit der Identifikationsnummer in einen Push-Befehl umgewandelt, der das internetfähige Kommunikationsgerät (Mobiltelefon, PC) zwingt, die Meldung auch dann anzuzeigen, wenn die App gerade geschlossen ist. Der Server hat dank der Registrierung des Benutzers mit einem Account die Verbindung zwischen Identifikationsnummer und Account. Auf diese Weise kann er eine Push-Notification an ein Endgerät schicken, die mit dem Account verknüpft sind.
-
In Unteransprüchen sind weiterführende bevorzugte Ausführungsformen formuliert. Diese können einzeln oder in Kombination miteinander – soweit technisch sinnvoll – realisiert sein.
-
Der Transmitter ist elektrisch parallel zur als Kleinspannung ausgelegten Spannungsversorgung der Signaleinrichtung geschaltet, und umfasst weiterhin mindestens einen Energiespeicher und ein Sendermodul. Weiterhin kann der Transmitter einen Brückengleichrichter, einen Stützkondensator, eine Spannungsstabilisierung und einen Microcontroller umfassen.
-
Die Signalisierung der mechanischen Betätigung und Erzeugung eines Betätigungssignals kann durch einen Tasterkontakt aktivierbar sein.
-
Das Sendermodul ist ein Hochfrequenzsender mit Amplitudenmodulation.
-
Das Empfangsmodul umfasst einen Receiver, ein Gateway und einen Router zum Empfangen und Weiterleiten des Betätigungssignals an mindestens ein internetfähiges Kommunikationsgerät.
-
Die Erfindung wird in Figuren dargestellt, wobei diese zeigen:
-
1: eine schematische Darstellung des Meldesystems und
-
2: eine schematische Schaltskizze des Transmitters.
-
In der 1 ist das Meldesystem schematische dargestellt. Das System ist vorzugsweise für eine Haustürklingelstation 10 mit Spannungen zwischen 5 und 24 Volt (15) ausgelegt und kann folglich in jede bestehende Klingelschaltung oder auch in bestehenden Türsprechanlagen integriert werden. Vorzugsweise sollte der Haushalt über einen Internetanschluss (z. B. an einem Router mit einer RJ45 Buchse) verfügen.
-
Der Transmitter 18 wird mit Verbindungskabeln (19) parallel zur mit 5 bis 24 V betriebenen Klingel 12 angeklemmt. Damit ist der Versorgungsstromkreis 19 des Transmitters 18 parallel zum Schaltstromkreis 16 der Haustürklingelanlage 10 gelegt.
-
Der Versorgungsstromkreis 19 des Transmitters 18 kann auch von einer Netzspannung von 240 V durch Einsatz eines Transformators auf eine Eingangsspannung mit Werten zwischen 5 und 24 V eingestellt sein. Der Versorgungsstromkreis 19 bzw. die Eingangsspannung des Transmitters 18 sollte mit einem Festspannungsregler stabilisiert sein.
-
Gemäß 1 umfasst das System weiter einen Receiver 32, ein Gateway 34 und einen Router 36. Der Kern des Gateways ist ein Prozessor vom Typ ATMEGA328P, hier in Verbindung mit einem 433 MHz-Empfänger und einem Wiznet W5100 Ethernet-Treiber an einer RJ45-Buchse. Am Gateway sind zwei Anschlüsse vorhanden, zum einen die 5 V-Spannungsversorgung via Micro-USB-Schnittstelle und zum anderen die genannte RJ45-Buchse über die mit Hilfe eines Netzwerkkabels die Verbindung zum Router hergestellt wird. Einmal angeschlossen, wählt sich das Gateway automatisch ins Netzwerk (Internet 40) ein und erhält seine IP-Zuweisung vom im Router integrierten DHCP-Dienst. Dieser Vorgang kann etwa 20 Sekunden dauern, danach ist das Gateway voll einsatzbereit und schickt beim Erhalt des entsprechenden Funksignals des Transmitters die Meldung an das internetfähige Endgerät (Handy, PC, etc.).
-
Das Datenvolumen des Signals 30 ist sehr gering (ca. 50 Kilobyte). Da diese Datenmenge kurzzeitig versendet wird, ist kein hoher Upload notwendig. Die Konkurrenzprodukte haben nach Herstellerangaben eine Mindestanforderung an den Upload von 1,5 Megabit pro Sekunde.
-
In 2 wird schematisch eine Schaltskizze des Transmitters gezeigt. Der Transmitter 18 umfasst ein Netzteil 20 mit einem Brückengleichrichter, eine Spannungsstabilisierung und einen Stützkondensator.
-
Die Spannungsstabilisierung stabilisiert die Versorgung auf 5 oder 8 V. Weiterhin hat der Transmitter einen Microcontroller 26 vom Prozessor-Typ Atmega328P-AU, in dem die Intelligenz steckt und ein Sendermodul 28. Bei dem Sendermodul handelt es sich um einen 433 MHz-Sender mit Amplitudenmodulation. Sendermodule auch mit höherer Reichweite können für das erfindungsgemäße System einsetzbar sein.
-
Wird der Klingeltaster 14 betätigt, erhält der Transmitter 18 für die Dauer der Betätigung die genannte Spannung 19. Diese wird mit Hilfe eines Brückengleichrichters in eine pulsierende Gleichspannung umgewandelt, diese wird durch einen Kondensator mit 10 mF geglättet.
-
Der Kondensator dient als Energiespeicher, um das Sendermodul 28 ausreichend lange mit der nötigen Versorgungsspannung zu speisen, die durch das üblicherweise kurze Betätigen des Klingeltasters 14 normalerweise rasch einbrechen würde. Einmal betätigt schickt das Sendermodul so lange wiederholt das Signal 30, bis der Kondensator sich entladen hat.
-
Der Kondensator ist für eine maximale Spannung von 35 V und eine Kapazität von 10 mF ausgelegt. Solche Kondensatoren haben von ihrer Bauform eine maximal akzeptable Größe. Wird die Klingelanlage mit der niedrigst möglichen Spannung (zwischen 5 und 8 V~) betrieben, kann dank des Kondensators der Transmitter eine Nachricht noch etwa 7 bis 10 mal aussenden. Bei der höchst möglichen Spannung (24 V~) etwa 14 bis 16 mal. Der Kondensator ist bis auf 35 V bemessen, da eine 24 V Wechselspannung nach dem Gleichrichten das 1,41fache beträgt und somit bei 33,84 V liegt.
-
In einer Prototypen-Ausführung läuft die Funktion über einen bereits vorhandenen Push-Service mit dazugehöriger App ab. Die App lautet „Notify my Android” und ist verknüpft mit der dazugehörigen Internetseite www.notifymyandroid.com. Auf der Internetseite wird dem Account, der mit Hilfe der Email-Adresse des Empfängers erstellt ist, automatisch eine API zugewiesen. Diese API ist im Gateway einprogrammiert. Sobald das Gateway das Betätigungssignal des Klingeltasters vom Sendermodul detektiert hat, sendet es die API an den „Notfiy my Android” Server, der eine Push-Nachricht mit einem im Gateway vordefiniert Text an die Mobiltelefone mit installiertem App schickt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Meldestation (Türklingelanlage)
- 12
- Signaleinrichtung (akustisches Signal, Klingel, Gong)
- 14
- Betätigungseinheit (Taster)
- 15
- Spannungsversorgung
- 16
- Schaltstromkreis Türklingelanlage
- 18
- Transmitter
- 19
- Versorgungsstromkreis Transmitter
- 20
- Netzteil
- 26
- Mikrocontroller
- 28
- Sendermodul
- 30
- Funknetz HF-Signal
- 32
- Receiver
- 34
- Gateway
- 35
- Empfangsmodul
- 36
- Router
- 40
- Internet
- 42
- internetfähige Kommunikationsgeräte (Smartphone, PC)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006058540 A1 [0005]
