ES2645712T3

ES2645712T3 - Sistema de automatización de edificios e información de edificios

Info

Publication number: ES2645712T3
Application number: ES10781851.0T
Authority: ES
Inventors: Werner Kaps; Helmut Simon; Armin Leonhardt; Christian Roth; Jens Petersohn
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG; Viessmann Hausautomation GmbH
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG; Viessmann Hausautomation GmbH
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2030-10-21
Also published as: DK2491681T3; CN102792639A; JP2013508838A; DE102009050170A1; JP2015057699A; EP2491681B8; US20120296451A1; EP2491681A1; PL2491681T3; DE102009050170B4; EP3264684A1; WO2011048181A1; US9729341B2; EP2491681B1

Abstract

Un sistema de automatización de edificios e información de edificios (2) que tiene una unidad central, al menos una unidad de control (32) y primeros componentes (12), en el que - la unidad central, que está conectada a la al menos una unidad de control (32) mediante una línea de datos bidireccional (38), tiene medios para recepción de datos desde la al menos una unidad de control (32) y medios para control de bucle abierto y/o de bucle cerrado de la al menos una unidad de control (32) y una base de datos en la que pueden almacenarse los datos de estado y datos de consumo y cambios de estado junto con una indicación de tiempo y parámetros de los perfiles de control para el sistema de automatización de edificios e información de edificios, por lo que puede solicitarse el estado instantáneo del sistema de automatización de edificios e información de edificios, así como un historial de datos, desde la base de datos; - la unidad central está dispuesta para usar datos de estado y datos de consumo registrados a través de un periodo de tiempo para adaptación adaptativa del control del sistema de automatización de edificios e información de edificios a un comportamiento de usuario; - cada unidad de control (32) tiene al menos un primer componente asociado (12), al cual está conectada la unidad de control (32) por radio (26), y la unidad de control (32) tiene medios para control de radio de bucle abierto y/o de bucle cerrado de los primeros componentes asociados (12); - los primeros componentes (12) que están asociados con cada unidad de control (32) pueden conectarse entre sí por radio; - la unidad central, la al menos una unidad de control (32) y los primeros componentes (12) tienen una capacidad de tipo conectar y usar; - el grado de adaptación puede elegirse libremente por el usuario entre el 0 % y el 100 %; y - se proporcionan valores intermedios adicionales, que se producen por un algoritmo de adaptación, de manera que se consigue un cambio variable de manera continua en el grado de adaptación entre el 0 % y el 100 %; - para un grado de adaptación del 0 %, no se cambian los perfiles de control almacenados, y no se adaptan al comportamiento del usuario y, para un grado de adaptación del 100 %, los perfiles de control se adaptan de manera precisa al comportamiento del usuario por medio de un algoritmo; y - el sistema de automatización de edificios e información de edificios está dispuesto de manera que los perfiles de control recién generados se usan para controlar componentes directamente de la unidad central, o de manera que los parámetros adaptados se pasan a la unidad de control, que controla los correspondientes componentes.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios

La invencion se refiere a un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios.

Son conocidos diversos sistemas para automatizacion de edificios y/o informacion de edificios a partir de la tecnica anterior. Los sistemas tales como estos usan con frecuencia sistemas de bus para interconexion en red de los componentes individuales. El documento DE 35 14 334 A1 desvela un sistema de control de edificios que tiene un sistema de transmision de informacion que es en forma de un sistema de bus y al que estan conectados los sistemas de transmision de sub-informacion. Estos sistemas de transmision de sub-informacion estan conectados al sistema de transmision de informacion mediante puntos de acoplamiento, estando disenados los puntos de acoplamiento de manera que la unica informacion que se intercambia entre los sistemas de transmision individuales es lo que se pretende para el otro sistema respectivo. La topologfa del sistema de control de edificios con bloques entre el sistema de transmision de informacion y los sistemas de transmision de sub-informacion reduce el trafico de datos en los sistemas de transmision individuales.

Adicionalmente, el documento DE 101 09 488 A1 desvela un sistema de control de edificios para control de bucle abierto, control de bucle cerrado y/o monitorizacion de estados en un edificio que se subdivide en habitaciones. El sistema de control de edificios tiene convertidores que se adaptan de una forma estacionaria en las habitaciones y se conectan entre sf mediante una lmea de bus. Cada convertidor esta asociado con una red de radio que cubre una de las habitaciones. La subdivision de la red en una red alambrica y una pluralidad de redes de radio se pretende para proporcionar flexibilidad para la complejidad de instalacion de bajo nivel.

El documento EP 0 319 235 A2 desvela un sistema de control de datos y potencia para un edificio. Este sistema automatizado tiene una red de coordinacion de datos de aplicacion, una red de datos de alta potencia, medios de distribucion de potencia, medios para transmision de datos analogicos y medios para transmision de servicios de video. Diversas unidades de control regionales en el edificio estan conectadas entre sf mediante la red de datos de alta potencia, y los datos tambien pueden intercambiarse con dispositivos fuera del edificio. La red de datos de alta potencia esta preferentemente disenada usando una arquitectura de “anillo con paso de testigo”. Las unidades de control regionales individuales estan conectadas mediante redes de coordinacion de datos de aplicacion a diversas aplicaciones, tales como conmutadores, sensores y unidades de control. Las unidades de control regionales monitorizan y coordinan la operacion de las aplicaciones. Una red de coordinacion de datos de aplicacion esta preferentemente conectada, como una lmea de bus a la unidad de control regional.

El documento EP 1 396 962 A1 desvela una interfaz de servicio de bus.

El documento US 2002/152298 A1 desvela un sistema de control de automatizacion de edificios pequenos.

JOE DESBONNET ET AL: “SYSTEM ARCHITECTURE AND IMPLEMENTATION OF A CEBus/INTERNET GATEWAY”, 1 de noviembre de 1997, 19971101, paginas 1057-1062, desvela una arquitectura de sistema de una pasarela CEBus/Internet.

PETER M CORCORAN ET AL: “BROWSER-STYLE INTERFACES TO A HOME AUTOMATION NETWORK”, 1 de noviembre de 1997, 19971101, paginas 1063 - 1069, y PETER M CORCORAN: “MAPPING HOME-NETWORK APPLIANCES TO TCP/IP SOCKETS USING A THREE-TIERED HOME GATEWAY ARCHITECTURE”, 1 de agosto de 1998, paginas 729 - 736, desvela una red de domotica.

El documento US 5.611.050 A desvela un metodo para realizar de manera selectiva eventos en un dispositivo controlado por ordenador cuya localizacion y operacion permisible es coherente con los atributos contextuales y de localizacion del evento.

El documento FR 2 852 173 A desvela un sistema de creacion de ambiente para uso en residencia, oficina y vehmulo, tiene la unidad central que descarga programas de creacion de ambiente desde el servidor remoto, y ejecuta programas que incluyen comandos a aplicarse a diferente equipo.

El documento EP 1 199 860 A1 desvela una base de datos de informacion de contexto de usuario para la pluralidad de servicios de red.

Los sistemas de automatizacion de edificios e informacion de edificios conocidos a partir de la tecnica anterior tienen la desventaja que la instalacion y configuracion del sistema son complejas, y en general tienen que llevarse a cabo por un instalador. Cuando se usan sistemas de bus conocidos, se requiere tambien una gran cantidad de complejidad de programacion para permitir comunicacion de control de direccion entre componentes individuales.

Adicionalmente, las arquitecturas de sistemas conocidos a partir de la tecnica anterior no son muy flexibles y estan disenadas espedficamente para el fin pretendido. Los cambios al sistema de informacion de edificios, tales como

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mejoras al sistema, estan invariablemente asociados con una gran cantidad de esfuerzo o son completamente imposibles. En el caso de sistemas de bus, todos los abonados o nodos estan dispuestos preferentemente en una topologfa en lmea como abonados autorizados, organizandose el trafico de datos usando un proceso de direccionamiento.

El objeto de la presente invencion es por lo tanto proporcionar un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios con una arquitectura de sistema que puede usarse de manera flexible para diferentes aplicaciones. Un objetivo adicional es minimizar el esfuerzo de instalacion y el esfuerzo implicado en las modificaciones al sistema.

El objeto se consigue mediante un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios que tiene las caractensticas segun se revindican en la reivindicacion de patente 1. Pueden hallarse desarrollos preferidos adicionales de este sistema en las reivindicaciones dependientes.

El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios de acuerdo con la invencion contiene una unidad central, al menos una unidad de control y primeros componentes. La unidad central, que esta conectada a al menos una unidad de control mediante una lmea de datos bidireccional, tiene medios para recepcion de datos desde la al menos una unidad de control, y medios para control de bucle abierto y/o de bucle cerrado de la al menos una unidad de control. Cada unidad de control tiene al menos un primer componente asociado, al que esta conectada la unidad de control por radio. La unidad de control tiene medios para control de radio de bucle abierto y/o de bucle cerrado de los primeros componentes asociados. Los primeros componentes asociados con cada unidad de control pueden conectarse entre sf por radio. La unidad central, la al menos una unidad de control y los primeros componentes tienen una capacidad de tipo conectar y usar. En este caso, la expresion capacidad de tipo conectar y usar, que se usa y es conocida en el campo del especialista, en este caso se entiende que significa que un modulo proporciona su funcion cuando esta integrado en el sistema, y es posible en forma de un denominado modulo de extension.

El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios de acuerdo con la invencion tiene una arquitectura de sistema con diferentes niveles de jerarqma. Estan dispuestos diversos componentes en un nivel de aparato, el nivel mas bajo en la arquitectura de sistema. A modo de ejemplo, estos componentes incluyen componentes electronicos con aparatos electricos dispuestos en una sala de estar, que estan interconectados directa o indirectamente mediante el sistema de automatizacion e informacion de edificios. El nivel de aparato puede incluir, por ejemplo, conmutadores o botones pulsadores, sensores o accionadores. A modo de ejemplo, estos componentes se usan para iluminacion de la habitacion, control de temperatura ambiente y aire acondicionado, seguridad de la habitacion o para abrir y cerrar ventanas, persianas enrollables, etc. En este caso, los componentes incluyen un modulo de radio, mediante el cual pueden enlazarse al sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios. Los aparatos electricos que no tienen un modulo de radio tal como estos pueden enlazarse, por ejemplo, indirectamente al sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios mediante la fuente de alimentacion a este aparato electrico conectandose, o proporcionarse con control de bucle abierto o de bucle cerrado, mediante un accionador aguas arriba tal como un rele o un circuito de semiconductores.

En este caso, los componentes preferentemente tienen cosechadores de energfa para suministrar potencia. A modo de ejemplo, los cosechadores de energfa convierten energfa a partir de diferencias de temperatura, luz o presion a energfa electrica, que se usa para suministrar a los respectivos componentes. Estos componentes pueden tener adicionalmente un almacen de energfa, como resultado del cual tambien esta disponible potencia electrica cuando no hay disponible energfa primaria para conversion. La combinacion de tecnologfa de radio y la tecnologfa de los cosechadores de energfa permite a los componentes tales como conmutadores, botones pulsadores, sensores y/o accionadores que se situen libremente en la habitacion, sin tener que conectarse a una lmea de fuente de alimentacion, y por lo tanto al sistema de red de energfa electrica del edificio.

Las normas de baja potencia con consumo de baja potencia, tales como ZigBee o EnOcean Dolphin, se usan preferentemente como la norma de radio en el nivel de aparato. Los componentes individuales pueden comunicar entre sf mediante estas senales de radio. A modo de ejemplo, un boton pulsador puede por lo tanto enviar una senal de radio a un accionador que enciende la iluminacion de la habitacion. Los componentes tambien estan conectados al nivel superior en el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios, por ejemplo el nivel de habitacion, mediante la norma de radio que se use. En este caso, los componentes que estan enlazados funcionalmente entre sf, por ejemplo los componentes en una sala de estar, estan asociados con una unidad de control para el nivel de la habitacion superior.

Los componentes asociados con la unidad de control se conmutan, monitorizan y/o someten a control de bucle abierto o de bucle cerrado mediante la unidad de control. Una funcion tal como esta se implementa preferentemente como una funcion de tiempo, de un valor nominal o del usuario, y esta puede almacenarse en forma de diferentes perfiles en la unidad de control. Una funcion de habitacion adicional, que puede regularse preferentemente mediante la unidad de control, es un proceso de conmutacion condicional de un accionador. Cuando se opera un conmutador o boton pulsador, envfa una senal de radio a la unidad de control. La unidad de control no envfa una senal de radio al accionador a menos que se satisfaga una condicion predefinida. A modo de ejemplo, una condicion tal como esta es que no se alcance un nivel de brillo en una habitacion en la que se pretende que este encendida la iluminacion.

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Sin embargo, un accionador tal como este puede operarse tambien simplemente satisfaciendose la condicion, sin tener que operarse previamente un conmutador.

La unidad de control preferentemente tiene una interfaz de usuario. Una interfaz de usuario tal como esta es, por ejemplo, un panel tactil con una pluralidad de botones pulsadores, un denominado teclado numerico multiple. Los botones pulsadores individuales o areas del panel tactil estan en este caso asociados con funciones espedficas.

Adicionalmente, la interfaz de usuario es preferentemente en forma de un visor tactil. Las interfaces de usuario graficas pueden visualizarse adicionalmente en el visor. Las funcionalidades de la habitacion pueden visualizarse de una forma elaborada o generica mediante el visor tactil. En este caso, la visualizacion de graficos de la interfaz se genera automaticamente basandose en los componentes y/o funciones identificados, que se han asociado con la unidad de control. A modo de ejemplo, la visualizacion de graficos puede cambiarse mediante un menu para el visor tactil. Adicionalmente, es posible cambiar ajustes, tales como parametros de los perfiles individuales. Puede por lo tanto activarse o programarse diferentes funcionalidades de habitacion mediante el visor tactil, ajustes que se almacenan en la unidad de control, o se implementan mediante ella. Adicionalmente, los datos de estado tales como la temperatura ambiente actual o datos de consumo tales como el consumo de energfa por los componentes asociados con la unidad de control pueden visualizarse en la unidad de control.

Adicionalmente, la unidad de control contiene modulos de comunicacion por medio de los cuales la unidad de control puede interconectarse con unidades de control adicionales en el mismo nivel de jerarqrna. La unidad de control se conecta adicionalmente a una unidad central superior mediante este modulo de comunicacion. La comunicacion mediante el modulo de comunicacion esta preferentemente basada en lmea. En una distribucion preferida una de las unidades de control esta integrada en la unidad central. Adicionalmente, las lmeas del sistema de red de energfa electrica se usan preferentemente como el medio de comunicacion. A modo de ejemplo, una lmea de red de energfa de 230 V puede usarse para comunicacion de datos, mediante modulos de comunicacion adecuados. En este caso, es particularmente preferente usar transmision de datos basada en la Norma de Comando y Control por Lmea Electrica, que tiene la robustez necesaria para transmision de datos. Cuando se usa el sistema de red de energfa electrica de 230 V, un sistema tal como este puede instalarse sin mayor esfuerzo de instalacion. Una realizacion tal como esta es particularmente ventajosa cuando un sistema de automatizacion e informacion de edificios tal como este se instala en un edificio ya existente. En este caso, no hay necesidad de tender lmeas adicionales. Si se usa el sistema de red de energfa electrica de 230 V, las unidades centrales y unidades de control pueden suministrarse adicionalmente con potencia mediante las lmeas de datos.

Sin embargo, como alternativa, es tambien posible usar otras lmeas de datos, tales como cables de Ethernet. Es tambien posible configurar la comunicacion a nivel de habitacion o con los niveles superiores mediante un enlace de radio, tal como WLAN. En este caso, WLAN se considera que es una realizacion de un enlace de LAN.

El nivel de vivienda, que es superior al nivel de habitacion con la unidad de control, contiene al menos una unidad central de vivienda. En el caso de una casa unifamiliar, o una vivienda automatizada individual, este es el nivel de jerarqrna mas superior en la arquitectura de sistema. Sin embargo, en el caso de edificios de multiples familias, puede merecer la pena disponer de una pluralidad de unidades centrales de vivienda en paralelo en un nivel, siendo una unidad central de edificio superior a las unidades centrales de viviendas. La funcionalidad de la unidad central se divide por lo tanto entres diferentes unidades centrales, caso en el que pueden asignarse autorizaciones para acceder a datos espedficos. Se usan preferentemente formatos de transmision y medios de transmision identicos para comunicacion de datos en el nivel de vivienda o entre el nivel de vivienda y el nivel de edificio al igual que del nivel de habitacion o entre el nivel de habitacion y el nivel de vivienda. Sin embargo, es tambien posible usar diferentes medios de transmision.

Las funciones centrales en el respectivo nivel se conmutan, monitorizan o someten a control de bucle abierto o de bucle cerrado por las unidades centrales. A modo de ejemplo, los contadores de consumo para la vivienda estan conectados a la unidad central de vivienda, y los contadores de consumo para el edificio estan conectados a la unidad central de edificio. Adicionalmente, el control de bucle abierto puede proporcionarse para calefaccion central del edificio por la unidad central de edificio. Para este fin, la unidad central de edificio recibe los datos relevantes desde las unidades centrales de vivienda individuales, en cuya base la unidad central de edificio actua sobre el sistema de control de calefaccion. Puede crearse una factura de coste comunal basandose en los datos de consumo del edificio y en el de las unidades de viviendas individuales.

Una unidad central preferentemente tiene una base de datos en la que pueden almacenarse datos de estado y/o de consumo. La respectiva unidad central preferentemente recibe unicamente datos que son relevantes para ella, y almacena estos en la base de datos. A modo de ejemplo, los datos de consumo medidos de aparatos individuales son relevantes unicamente para la respectiva unidad central de vivienda, pero no para la unidad central de edificio.

Unicamente es relevante el consumo total de una vivienda para la unidad central de edificio para producir el coste comunal, pero no el consumo de aparatos individuales. Los consumos de aparatos individuales pueden leerse directamente mediante la unidad central de vivienda. Adicionalmente, los parametros de los perfiles de control para el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios se almacenan en la base de datos.

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La base de datos se usa tambien para almacenar cambios de estado, tal como la iluminacion que se enciende o la deteccion de movimiento por un sensor de movimiento, junto con una indicacion de tiempo en la base de datos. El estado instantaneo del sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios, asf como un historial de datos, pueden solicitarse por lo tanto desde la base de datos. Los datos de estado almacenados y datos de consumo pueden usarse para extraer conclusiones acerca del comportamiento de consumo de los ocupantes de un edificio o de una vivienda en un edificio. Los datos de estado y datos de consumo en la base de datos se usan para adaptacion adaptativa del control de sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios al comportamiento del usuario.

En una primera etapa de adaptacion adaptativa del control de sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios de bucle abierto y de bucle cerrado, pueden enlazarse eventos espedficos a consecuencias predefinidas. Por ejemplo, un evento de este tipo se representa por la hora de despertar seleccionada por una facilidad de despertar que esta enlazada al sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios. A modo de ejemplo, consecuencias definidas pueden ser que debena estar disponible suficiente agua caliente para ducharse en la hora de despertar. El sistema de calefaccion por lo tanto empieza a calentar el agua incluso antes de la hora de despertar. Adicionalmente, ciertas habitaciones, tales como el bano, pueden calentarse a una temperatura espedfica mediante el sistema de calefaccion, que es preferentemente en forma de calefaccion central.

Adicionalmente, ciertos aparatos electricos, tales como una cafetera, pueden encenderse de manera que estan inmediatamente disponibles sin que un ocupante tenga que esperar el proceso de calentamiento o el proceso de preparacion de cafe. Despues de un cambo en la hora de despertar, los correspondientes procesos de control y procesos de conexion para los componentes relevantes se adaptan automaticamente a la nueva hora de despertar.

En una segunda etapa de adaptacion, se evaluan los valores almacenados en la base de datos relacionados con el comportamiento de consumo y el comportamiento del usuario. El control en el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios de bucle abierto y de bucle cerrado se adapta al comportamiento del usuario basandose en estos valores. A modo de ejemplo, el contador de consumo de agua caliente se usa para determinar que cantidad de agua caliente se requiere en que momentos. El control de calefaccion puede adaptarse al comportamiento del usuario para calentamiento de agua basandose en estos datos, evitando por lo tanto que este disponible una gran cantidad de agua caliente todo el tiempo. Las conclusiones relacionadas con el uso de las habitaciones individuales o toda la vivienda o todo el edificio, pueden extraerse adicionalmente, por ejemplo, a partir de sensores de movimiento instalados en las habitaciones. Las habitaciones individuales o toda la vivienda, o todo el edificio, pueden entonces calentarse mediante la calefaccion central basandose en estos datos unicamente cuando las habitaciones correspondientes se estan usando. A modo de ejemplo, la unidad central puede tambien determinar tiempos cuando normalmente no hay nadie en la vivienda o en el edificio y por lo tanto no es necesario control de temperatura para las habitaciones o unicamente un punto limitado. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios controla el sistema de calefaccion central basandose en el tiempo normal en el que alguien vuelve a las habitaciones o, a modo de ejemplo, desde el trabajo, de manera que la temperatura ambiente deseada se alcanza o poco antes de que la persona vuelva. Esto permite control de temperatura ambiente optimizado para energfa.

El grado de adaptacion puede elegirse libremente por el usuario entre el 0 % y el 100 %. Para un grado de adaptacion del 0 %, los perfiles de control almacenados no se cambian, y no se adaptan al comportamiento del usuario. Para un grado de adaptacion del 100 %, los perfiles de control se adaptan de manera precisa al comportamiento del usuario, por medio de un algoritmo. Esto puede explicarse usando, por ejemplo, el control del suministro de agua caliente. Es posible indicar a partir de los datos de consumo registrados a traves de un periodo de tiempo relativamente largo, por ejemplo, se requieren 50 litros de agua caliente para ducharse a las 7 en punto los fines de semana. A modo de ejemplo, se establece un perfil basico para control del suministro de agua caliente de manera que estan disponibles todo el tiempo 200 litros de agua caliente. Si el grado de adaptacion es el 0 %, entonces no se cambia nada con respecto a este perfil basico. Con un grado de adaptacion del 100 %, el sistema produce de manera precisa 50 litros de agua caliente a las 7 en punto. No se produce agua caliente nueva a lo largo de todo el resto del dfa. Para un grado de adaptacion del 50 %, por ejemplo, se mantiene un suministro de agua caliente de 50 litros disponible a lo largo de todo el dfa. Valores intermedios adicionales, que se producen por un algoritmo de adaptacion, dan como resultado cambio continuamente variable en el grado de adaptacion entre el 0 % y el 100 %. El grado de adaptacion puede seleccionarse de manera preferente usando un regulador deslizante o una rueda giratoria. Un regulador deslizante o una rueda giratoria tal como estos pueden visualizarse tambien en este caso por software usando el visor tactil. Tambien es posible implementar un modo de ahorro de energfa, que puede operarse de manera central. Cuando se activa una funcion tal como esta, unicamente se suministran con electricidad los componentes y aparatos que pueden definirse con antelacion y representan un suministro basico necesario.

Un proceso de adaptacion tal como este se implementa en la unidad central. La unidad central lleva a cabo la adaptacion basandose en los datos de consumo y datos de usuario, que se almacenan en la base de datos en la unidad central. En este caso, los perfiles de control se actualizan basandose en datos que se almacenan recientemente en la base de datos. Los perfiles de control recien generados se usan para controlar componentes directamente desde la unidad central, o los parametros adaptados se pasan a la unidad de control, que controla los correspondientes componentes.

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La unidad central o la base de datos en una unidad central se acceden preferentemente mediante una interfaz de usuario. La interfaz de usuario es preferentemente un PC con software apropiado que puede conectarse a la unidad central mediante, por ejemplo, un cable de LAN o un enlace de WLAN. Los parametros del sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios as^ como los datos de consumo y de estado pueden solicitarse desde la base de datos mediante un PC tal como este. Adicionalmente, la unidad central esta conectada preferentemente a un servidor web. La unidad central puede accederse por lo tanto mediante Internet. Esto se hace, por ejemplo, mediante una interfaz de graficos, que se produce en un explorador de Internet por el servidor de web.

Una ventaja de un servidor web tal como este es que puede accederse a la unidad central desde cualquier aparato compatible con Internet, tal como un telefono movil, portatil o PDA. Adicionalmente, no hay necesidad de instalar software espedfico de sistema en el aparato compatible con internet. A modo de ejemplo, la unidad central puede accederse por lo tanto tambien desde un PC externo. Tambien es posible acceder a la unidad central mediante Internet usando software espedfico. La operacion del sistema puede comprobarse, y pueden variarse parametros de control de bucle abierto o de bucle cerrado, incluso cuando se esta lejos, por la capacidad de acceso remoto mediante Internet.

Ademas, los componentes adicionales estan preferentemente enlazados al medio de comunicacion entre la unidad de control y la unidad central. Una configuracion tal como esta es ventajosa, por ejemplo, para una funcion central que no esta asociada con ninguna de las unidades de control. A modo de ejemplo, las funciones centrales tales como estas son el sistema de control de calefaccion o el control de los sistemas exteriores. Adicionalmente, estos componentes adicionales que no tienen un modulo de radio que se usan en el nivel de aparato se enlazan tambien preferentemente al sistema de la manera anteriormente descrita. Por ejemplo, para una caja de enchufe conmutable que esta conectada a un sistema de red de energfa electrica de 230 V, es por lo tanto posible comunicar con la unidad de control mediante un modulo de comunicacion apropiado, usando la lmea de suministro de red de energfa de 230 V. Para fines de software, una caja de enchufe tal como esta esta preferentemente asociada funcionalmente con una unidad de control espedfica. Una posibilidad adicional es, por ejemplo, equipar una carga electrica que tiene un enchufe de red de energfa con un modulo de comunicacion para comunicacion mediante la lmea de suministro de red de energfa. Estos componentes preferentemente tienen dispositivos de entrada y salida para controlarlos.

Tambien es posible conectar componentes adicionales a una unidad de control por radio, sin estar estos componentes funcionalmente asociados con la unidad de control sino que estos componentes representan una funcion central. Esto es ventajoso, por ejemplo, para sensores de energfa autonomos que usan tecnologfa de cosecha de energfa. La ruta de transmision de radio se reduce por lo tanto puesto que estos pueden conectarse a la unidad de control mas cercana, o incluso es posible evitar una interfaz de comunicacion basada en cable. Por ejemplo, un sensor de temperatura exterior puede conectarse de esta manera a una unidad de control, y por lo tanto indirectamente a una unidad central.

El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios preferentemente tiene una interfaz de red universal, por medio de la cual el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios de acuerdo con la invencion puede acoplarse como un subsistema a otros subsistemas tales como diferentes aparatos y componentes, asf como redes del mismo o sistemas de automatizacion de edificios e informacion de edificios completos. Esto permite por lo tanto la comunicacion con otros subsistemas que no estan disenados para el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios de acuerdo con la invencion.

Para permitir tal comunicacion, cada uno de los subsistemas tiene una interfaz universal apropiada. Las interfaces universales de los subsistemas individuales estan conectadas entre sf mediante un ordenador central. El ordenador central es, por ejemplo, en forma de un microcontrolador, un denominado SoC (Sistema en un chip) o una PC-CPU convencional que, en particular, esta dispuesta en un servidor. El ordenador central tiene un aparato para gestion de estructuras de datos, en particular en forma de bases de datos, en las que se definen y almacenan las funcionalidades de los respectivos subsistemas asf como los datos de estado de los aparatos individuales, preferentemente en forma abstracta. A modo de ejemplo, se definen y almacenan los parametros de estado instantaneo para una fuente de luz, tal como “encendido” o “apagado”, y posiblemente el nivel de atenuacion. Los aparatos y componentes pueden subdividirse en este caso en grupos funcionales. A modo de ejemplo, aparatos espedficos y/o funciones de diversos aparatos que se pretende que se operen conjuntamente pueden combinarse en un grupo funcional de este tipo. Los aparatos y funciones en un grupo funcional no necesitan estar en el mismo subsistema, es decir no necesitan estar asociados con la misma interfaz. Un aparato puede asociarse con diferentes grupos funcionales o un aparato puede asignarse tambien a diferentes grupos funcionales, respectivamente.

Los aparatos y componentes se almacenan preferentemente con los grupos funcionales con los que estan asociados, y sus datos de estado, en la estructura de datos del ordenador central. Algunos componentes y aparatos, por ejemplo, tienen los parametros de estado “encendido” o “apagado”, o “0” o “1”. Otros aparatos, como la fuente de luz anteriormente descrita, con un accionador de atenuacion, tienen un numero discreto de valores intermedios, ademas de los parametros de estado “encendido” o “apagado”, o “0” o “1”. Diversos parametros de estado se almacenan por lo tanto para el respectivo aparato, que corresponden a su funcionalidad. Adicionalmente, la

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direccion a la que puede accederse al aparato en el sistema global se almacena en la base de datos. Por ejemplo, la interfaz universal que esta asociada con el aparato tambien se almacena.

Adicionalmente, el ordenador central tiene aparatos para comunicacion con las interfaces universales en los subsistemas. En este caso, los comandos y datos de estado pueden sincronizarse entre los subsistemas y la base de datos central del ordenador central, por medio de un protocolo especial. En este caso, el protocolo se especifica para el respectivo subsistema, para traducir los datos de estado a la forma abstracta de la base de datos central.

Este ordenador central por lo tanto crea una base mediante la cual diferentes subsistemas pueden comunicar entre sf, sin que el respectivo subsistema conozca los comandos y/o parametros de estado del otro subsistema. Unicamente se implementa un protocolo para conversion de los comandos y los datos de estado a un lenguaje nativo del ordenador central. Este protocolo se implementa preferentemente en el ordenador central, pero puede ejecutarse tambien en la interfaz de red. En este caso, a modo de ejemplo, el subsistema y el ordenador central se sincronizan de manera dclica segun se requiera, en particular como resultado de un cambio de estado.

El ordenador central puede conectarse a las interfaces universales de diversas maneras. En una realizacion, a modo de ejemplo, un bus de datos en serie puede usarse como un tipo de conexion, de acuerdo con la norma I2C (Circuito Inter-Integrado) o SPI (Interfaz de Perifericos Serie), o un bus de datos paralelo. Como alternativa, el ordenador central y la interfaz universal pueden acoplarse mediante tipos conocidos adicionales de conexion que, por ejemplo, pueden permitir tambien una conexion mediante lmeas de datos publicas tales como el telefono o red de cable, o redes de radio tales como WLAN o la red de radio movil.

El ordenador central puede preferentemente estar integrado en una de las interfaces universales. Por ejemplo, la funcion del ordenador central con la base de datos y la interfaz universal puede llevarse a cabo por la unidad central o la unidad de control. Todas las lmeas de datos del sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios, tal como radio, (W)LAN, Internet o el sistema de red de energfa electrica estan preferentemente disponibles para la unidad central como rutas de acoplamiento a otras interfaces universales.

Una interfaz universal tal como esta permite que el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios se integre de diversas maneras en una arquitectura de sistema del sistema global, que comprende varios subsistemas. En un primer perfeccionamiento, los aparatos y componentes que no son compatibles con el ordenador central y la interfaz universal pueden integrarse mediante la unidad central en el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios. En este caso, es irrelevante para el tipo de conexion y la arquitectura de sistema si una pluralidad de componentes estan conectados, por ejemplo, mediante un sistema de bus a una interfaz universal, si el propio componente contiene la interfaz universal, o si los componentes pueden con el lenguaje nativo del ordenador central. En un perfeccionamiento adicional, el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios de acuerdo con la invencion esta configurado como un subsistema al mismo nivel o como un subsistema subordinado de otro sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios incompatible.

La arquitectura del sistema descrito hace posible acceder a cualquier unidad de control y/o componente del sistema mediante la unidad central, para solicitar datos, evaluarlos y proporcionar control de bucle abierto y de bucle cerrado para los componentes. En este caso, el sistema esta preferentemente disenado de manera que los comandos desde un nivel superior son dominantes y se pasan a los elementos subordinados relevantes en el sistema. Ademas, por ejemplo, el acceso se realiza preferentemente desde un nivel subordinado, por ejemplo la unidad de control con un visor tactil, a los datos que se almacenan en la unidad central base de datos. Una condicion previa importante para esto es preferentemente la asignacion de derechos de acceso, para que unicamente puedan solicitarse y/o modificarse datos respectivamente liberados.

Las diversas vistas para las interfaces de usuario de graficos, tales como un PC o un visor tactil de la unidad multifuncion, pueden adaptarse en una base definida por el usuario. Todas las unidades de control conectadas con los componentes asociados, todos los componentes adicionales conectados y los contadores de consumo conectados pueden leerse desde la vivienda o la unidad central de edificio mediante el PC. En este caso, la arquitectura de sistema se lee al mismo tiempo. El software permite que se realicen modificaciones a la arquitectura de sistema, tal como la asociacion de componentes con otras unidades de control, y los conmutadores pueden reconfigurarse estando asociados con un accionador diferente. Adicionalmente, pueden generarse diferentes representaciones de graficos de las funciones, por ejemplo, en el visor tactil. Una habitacion o una vivienda preferentemente se forman por imagenes de una forma elaborada. Los diversos componentes asf como la unidad de control asociada pueden visualizarse en forma de graficos en el esquema basico. Las respectivas funciones y parametros de control pueden solicitarse y modificarse solicitando componentes individuales en el visor.

Una posibilidad adicional es proporcionar servicios, por ejemplo desde el fabricante de sistema, espedficamente en lmea con el sistema de automatizacion e informacion de edificios. A modo de ejemplo, servicios tales como estos incluyen servicios de actualizacion automatica para el software de modulos individuales. Las actualizaciones de software se llevan a cabo en este caso automaticamente o bajo instruccion. Las diversas interfaces de usuario del sistema pueden usarse para la instruccion de actualizacion de software. Un servidor que esta conectado mediante

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un enlace de Internet, o como alternativa un medio de almacenamiento de datos conectado al sistema, tal como una barra USB o el disco duro de un PC, se usan preferentemente como una fuente de datos.

Ademas de las actualizaciones, pueden crearse programas de control de bucle abierto o de bucle cerrado para el sistema y/o pueden aplicarse en el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios por el mismo usuario. Por lo tanto pueden integrarse funciones adicionales o modulos en el sistema. Para este fin, es particularmente ventajoso que se proporcione el software informatico con una interfaz de usuario de graficos para crear los denominados modulos de extension. A modo de ejemplo, los modulos de software predefinidos adicionales se enlazan preferentemente a los operadores para este fin. Adicionalmente, sin embargo, los modulos de extension ya existentes de otros usuarios o fabricantes de aparatos pueden integrarse tambien.

Un aspecto importante adicional para la instalacion sencilla del sistema es la capacidad de tipo conectar y usar de los modulos individuales. En este caso, cuando se integran en el sistema, un modulo transmite sus funciones y, si es apropiado, proporciona un denominado modulo de extension, por medio del cual se accede desde una unidad de control y/o unidad central superiores. La norma UPnP se usa preferentemente como la norma de tipo conectar y usar. En este caso, y en particular, los componentes, la unidad de control y la unidad o unidades centrales tienen una capacidad de tipo conectar y usar.

Es posible adicionalmente que la unidad central este conectada a un nivel de servicio externo mediante el enlace de internet. A nivel de servicio tal como este proporciona diversos servicios y funciones. Por ejemplo, los datos relevantes para facturacion de coste de consumo pueden transmitirse mediante el enlace de Internet a un proveedor de servicio externo. Una transmision de este tipo preferentemente es en forma de un servicio de envfo automatico, que transmite los datos/informacion requeridos al proveedor de servicio externo en un tiempo predefinido.

El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios se distingue en que puede adaptarse de manera flexible a aplicaciones ampliamente diferentes. Por otra parte, el sistema puede mejorarse y adaptarse sin una gran cantidad de esfuerzo de instalacion. Por ejemplo, los componentes pueden enlazarse por lo tanto facilmente a una habitacion mediante una unidad de control. Adicionalmente, pueden integrarse nuevas habitaciones en el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios, enlazando nuevas unidades de control y componentes.

Adicionalmente, el sistema puede mejorarse combinando una pluralidad de (viviendas) unidades centrales por medio de una nueva, superior (de edificio) unidad central. En este caso, los componentes individuales (sistema) pueden integrarse facilmente, debido a la variabilidad en la eleccion del tipo de conexion. Un enlace de radio se usa preferentemente para componentes de energfa autonomos, y una conexion basada en lmeas electricas se usa preferentemente para componentes que requieren una conexion electrica. Por otra parte, existe flexibilidad en la eleccion de los componentes. Dependiendo del equipo de los componentes, estos componentes pueden integrarse en el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios mediante las diversas interfaces.

Adicionalmente, el uso de una norma de tipo conectar y usar proporciona una interfaz universal para el enlace de componentes. Adicionalmente, el control de los componentes, tal como el sistema de control de calefaccion, puede adaptarse individualmente mediante los modulos de extension. A modo de ejemplo, los fabricantes de componentes pueden fabricar sus componentes compatibles con el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios por medio de modulos de extension o configuracion apropiada de la interfaz de tipo conectar y usar para los componentes. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios puede considerarse por lo tanto que es flexible desde los puntos de vista: con respecto a la arquitectura de sistema y con respecto a la eleccion de los componentes.

Se haran evidentes caractensticas y ventajas adicionales de la invencion a partir de las siguientes realizaciones ejemplares, en conjunto con las figuras, en las que:

La Figura 1:

La Figura 2:

La Figura 3: La Figura 4:

muestra una primera realizacion de un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios;

muestra una segunda realizacion de un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios;

muestra un diagrama de bloques de un proceso de operacion de accionador;

muestra un diagrama de bloques para el control de bucle cerrado de una funcion de habitacion;

La Figura 5:

muestra un primer diagrama de bloques para conmutacion de carga que depende de la tarifa de electricidad;

La Figura 6:

muestra un segundo diagrama de bloques para conmutacion de carga que depende de la tarifa de electricidad; y

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La Figura 7: muestra un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios como se muestra en la

Figura 1, con componentes que estan integrados mediante una interfaz universal.

La Figura 1 muestra la arquitectura de sistema de un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2 de acuerdo con la invencion, con diversos niveles de jerarqma. Los componentes 22 en una habitacion 8 estan dispuestos en el nivel de aparato 10 y estan conectados al sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2. Estos componentes 12 estan en forma de conmutadores 14, sensores 16 o accionadores 18. Algunos de los componentes 12, tales como una caja de enchufe 20 disenada espedficamente, contienen tanto sensores 16 como accionadores 18. La caja de enchufe 20 por lo tanto conmuta o regula la carga conectada 22 asf como el registro de la potencia consumida. Diversos aparatos 24 en un edificio se operan mediante los accionadores 18. Lamparas, calentadores, puertas, ventanas y persianas enrollables se consideran que son los aparatos 24. Los componentes 12, en particular conmutadores 14 y sensores de habitacion 16, tienen cosechadores de energfa como fuente de alimentacion. Estos componentes 12 pueden colocarse por lo tanto libremente en un edificio 4, sin cableado complejo.

Los componentes individuales 12 cada uno tiene un modulo de radio para comunicacion mediante un enlace de radio unidireccional o bidireccional 26. Los componentes individuales 12 comunican entre sf mediante el enlace de radio 26. Por ejemplo, se envfan senales unidireccionalmente desde el conmutador 14 basandose en las cuales un accionador 18, que esta en forma de un rele, enciende la iluminacion. Se usan las normas de radio altamente eficaces en energfa EnOcean Dolphin y Zig-Bee para el enlace de radio 26. Los componentes 12 comunican analogamente con el nivel de la habitacion superior 30 mediante el enlace de radio bidireccional 26. En este caso, los componentes 12 que estan dispuestos en una habitacion 8 en una vivienda 6 estan asociados con una unidad de control 32. La unidad de control 32 tiene un sistema de control para coordinacion, asf como una funcion de monitorizacion para los componentes individuales 12. Adicionalmente, se almacenan y ejecutan perfiles que son una funcion del tiempo y del usuario mediante la unidad de control. La unidad de control 32, que esta en forma de una unidad de multifuncion 34, adicionalmente tiene un visor tactil 36. Puede accederse a funciones de habitacion individuales directamente mediante este visor tactil 36. La unidad multifuncion 34 por lo tanto incluye las funciones de un conmutador 14, en particular de un boton pulsador, estando individualmente adaptada el area de conmutacion del visor tactil 36 por software a los componentes 12 en la habitacion. Adicionalmente, la informacion tal como la temperatura ambiente o el consumo de energfa puede solicitarse mediante el visor tactil 36. Ademas, pueden variarse los parametros del sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2, tal como la temperatura ambiente deseada.

Las diversas unidades de control 32 que estan dispuestas en una vivienda 6 estan conectadas entre sf mediante un sistema de comunicacion por lmea electrica. En un sistema de comunicacion por lmea electrica, los datos se transmiten bidireccionalmente mediante el sistema de red de energfa electrica de 230 V. Esto se hace usando la norma de “Comando y Control por lmea electrica”. Debido a que se usa el sistema de red de energfa electrica de 230 V como una lmea de datos 38, no hay esfuerzo de instalacion adicional para tender cable. Las unidades de control 32 individuales se conectan mediante la lmea de datos 38 en el nivel de vivienda 50 a la unidad central de vivienda 52, que esta dispuesta jerarquicamente por encima de ella. La unidad central de vivienda 52 controla, coordina y monitoriza las unidades de control individuales 32.

Componentes adicionales 42, tales como un controlador de calefaccion 44, que no estan asociados directamente con una habitacion, estan conectados directamente mediante la lmea de datos 38 a la unidad central de vivienda 52. Si los componentes adicionales 42, tales como un sensor de temperatura exterior de energfa autonoma 46, no necesitan conectarse a la lmea de datos 38, entonces estos componentes 42 estan conectados indirectamente a la unidad central de vivienda 52 mediante la unidad multifuncion 34. Adicionalmente, los componentes adicionales 42 tambien incluyen una caja de enchufe 48, que esta conectada a la lmea de datos 38 como resultado de lo cual no se requiere modulo de radio adicional. Una caja de enchufe 48 esta conectada a y asociada con la unidad de control 32 mediante la lmea de datos 38. Una lavadora 45, que tiene un modulo de comunicacion por lmea electrica, esta conectada a la unidad central de vivienda 52 mediante la lmea de datos 38.

Los contadores de consumo 62 estan conectados a la unidad central de vivienda 52 mediante un enlace de radio unidireccional 64 usando la norma M-Bus inalambrica. La unidad central de accionamiento 52 por lo tanto registra los datos de consumo de electricidad, agua y gas para toda la vivienda 6 mediante el contador de consumo 62, asf como mediante los sensores 16 que son relevantes para registro de consumo en una habitacion 8, y almacena estos datos.

La unidad central de vivienda 52 puede conectarse a un PC 54 mediante un enlace de LAN 66. El enlace de LAN 66 puede ser tanto un enlace alambrico como un enlace basado en radio. El PC 54 tiene software por medio del cual pueden solicitare datos de sistema tales como datos de consumo o datos de estado instantaneo mediante el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2. Adicionalmente, pueden variarse parametros tales como la temperatura ambiente deseada en las habitaciones individuales 8 mediante el PC 54. La unidad central de vivienda 52 tambien esta conectada a un primer encaminador de DSL 56 mediante un enlace de LAN 66. Este primer encaminador de DSL 56 tambien incluye un servidor web, que proporciona una interfaz de usuario de graficos para solicitar informacion de sistema y para modificar parametros de sistema por medio de un explorador de Internet.

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La informacion de sistema puede por lo tanto solicitarse y pueden variarse parametros de sistema mediante un PC/telefono movil 58, sin instalarse software adicional en el pC/telefono movil 58. La conexion entre el PC/telefono movil 58 y el primer encaminador de DSL 56 se establece internamente como un enlace de LAN 66, o externamente como un enlace de Internet 100.

La unidad central de vivienda 52 esta conectada a un nivel de servicio 90 mediante el encaminador de DSL 56. El nivel de servicio 90 se refiere a servicios externos que se comunican con mediante un enlace de Internet 100. Un primer servicio se refiere a servicios de cliente 92. Los servicios de cliente 92 incluyen servicios de mantenimiento que pueden conectarse mediante un boton de llamada de emergencia en la unidad multifuncion 34, o servicios de seguridad, que generan alarmas por los sensores 16. Adicionalmente, el nivel de servicio 90 preferentemente tiene los servicios de suministro de energfa 94. Estos servicios relacionados con el suministro de potencia para la vivienda 6. A modo de ejemplo, las lecturas de contador se transmiten de esta manera al proveedor de energfa o a un proveedor de servicio, que crea una factura de coste de energfa, o solicita tarifas de energfa presentes, en particular tarifas de energfa dependientes del tiempo, de la comparMa de suministro de energfa. Adicionalmente, los datos de consumo de electricidad se transmiten al proveedor de energfa que usa estos para crear predicciones del consumo de electricidad basandose en el comportamiento de consumo. Estas predicciones se usan para optimizar la compra de electricidad y produccion de electricidad. Adicionalmente, el nivel de servicio 90 comprende servir servicios 96 tales como prevision meteorologica desde los servicios de Internet, que se usan para control de calefaccion.

Una posibilidad adicional es proporcionar servicios espedficos para el sistema de automatizacion e informacion de edificios, por ejemplo desde el fabricante del sistema, denominados servicios de DEMS 98. Los servicios 98 tales como estos pueden incluir, por ejemplo, servicios de actualizacion automatica para el software para modulos individuales (unidad central de vivienda 52, unidad de control 32 o componentes 12, 42). Las actualizaciones de software se llevan a cabo automaticamente. Un servidor de fabricante que esta conectado mediante un enlace de Internet 100 se usa como la fuente de datos para las actualizaciones de software. Adicionalmente, los fallos de sistema o aparato se transmiten mediante tales servicios 98 al fabricante, y se llevan a cabo diagnosticos remotos o servicios remotos.

La Figura 3 muestra un proceso de operacion para un accionador 18 que usa el ejemplo de un dispositivo de iluminacion, en forma de un diagrama de bloques. Esto se refiere a un proceso de encender un dispositivo de iluminacion que se enlaza a una condicion. Cuando se opera el conmutador de luz 14, este envfa una serial mediante el enlace de radio 26 para encender el dispositivo de iluminacion. Esta serial se recibe por la unidad de control 32.

Adicionalmente, un sensor 16 para determinar el brillo de la habitacion E(x) esta dispuesto en el sala de estar 8. Si el valor del brillo de la habitacion E(x) cambia, el sensor 16 envfa una serial de radio 26 con un valor correspondiente E(n) a la unidad de control 32. La unidad de control 32 compara el valor recibido mas recientemente E(n) para el brillo de la habitacion E(n) con un valor de umbral predefinido Emin. Si el brillo de la habitacion E(n) es mayor que el valor umbral predefinido Emin, la unidad de control 32 envfa el valor recibido mas recientemente para el brillo de la habitacion E(n) mediante la lmea de datos 38 a la unidad central de vivienda 52, donde este valor se almacena en la base de datos. Si el valor recibido mas recientemente para el brillo de la habitacion E(n) es menor que el valor umbral predefinido Emin, entonces la unidad de control 32 envfa una serial para encender el dispositivo de iluminacion mediante el enlace de radio 26 al accionador 18 para conmutar y atenuar la iluminacion, accionador 18 que es en forma de un circuito de semiconductores. Adicionalmente, la unidad de control 32 envfa el valor instantaneo para el brillo de la habitacion E(n) asf como el mensaje “luz encendida” a la unidad central de vivienda 52, que almacena estos valores en la base de datos.

El accionador 18 cierra el circuito, como resultado del cual la iluminacion se enciende. Adicionalmente, un sensor 16 para medicion de la potencia electrica mide la potencia electrica P(n) consumida por el dispositivo de iluminacion. Este valor se transmite por el enlace de radio 26 a la unidad de control 32, y mas arriba a la lmea de datos 38 a la unidad central de vivienda 52, donde los datos de consumo se almacenan en una base de datos de consumo.

La Figura 4 muestra un diagrama de bloques de una funcion de control para regulacion de temperatura de una habitacion 8. La unidad central de vivienda 52 se accede mediante un enlace de Internet 100 usando un telefono movil 58, y la temperatura nominal deseada Tnom para la habitacion 8 se cambia de esta manera. La temperatura nominal para una habitacion 8 se transmite desde la unidad central 52 mediante la lmea de datos 38 a la unidad de control 32 para la habitacion apropiada 8. Un sensor 16 que determina la temperatura ambiente instantanea T(n) esta dispuesto en la habitacion 8. Cuando la temperatura ambiente cambia, el sensor de habitacion 16 envfa la temperatura ambiente instantanea T(n) mediante el enlace de radio 26 a la unidad de control 32. La unidad de control 32 compara el valor instantaneo de la temperatura ambiente T(n) con el valor nominal para la temperatura ambiente Tnom. La unidad de control usa esta comparacion como la base para calcular la posicion de la valvula de calefaccion Vst(%). Si no hay necesidad de cambiar la posicion de la valvula del calentador, la unidad de control 32 envfa una serial con la temperatura ambiente instantanea T(n) mediante la lmea de datos 38 a la unidad central de vivienda 52. Una unidad central de vivienda 52 almacena el valor instantaneo para la temperatura ambiente T(n) en la base de datos. Si la posicion del cuerpo de la valvula ha de cambiarse, se envfa una serial con la posicion de valvula de calentador nominal Vst(%)mediante el enlace de radio 26 al accionador 18 que tiene una funcion de

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control y posicionamiento para la posicion de valvula de calentador. Adicionalmente, la temperatura ambiente instantanea T(n) as^ como la posicion de valvula de calentador nominal Vst( %) transmitida al accionador de la valvula de calentador se transmiten mediante la lmea de datos 38 a la unidad central de vivienda 52, y se almacenan en la base de datos allf

Adicionalmente, un sensor 16 para el registro de temperatura se ajusta al calentador y, en conjunto con el sensor 16 para las temperaturas ambiente, lleva a cabo la funcion de un distribuidor de coste de calefaccion electrica. Basandose en los valores de sensor x(n) que se transmiten mediante el enlace de radio 26 a la unidad de control 32, la ultima calcula la energfa termica del calentador Ew(Wh). La energfa calonfica Ew(Wh) se transmite mediante la lmea de datos 38 a la unidad central de vivienda 52, y se almacena en la base de datos para los valores de consumo.

En el futuro, las comparuas de suministro de energfa ofreceran tarifas de precio de electricidad que dependen de la hora del dfa. Basandose en estas tarifas de electricidad dependientes del tiempo, puede merecer la pena operar ciertas cargas electricas, tal como una lavadora, con un retardo de tiempo, tal como estar operando en un tiempo cuando la tarifa de electricidad es mejor. Las Figuras 5 y 6 usan un diagrama de bloques para mostrar un metodo tal como este, que puede llevarse a cabo usando el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios de acuerdo con la invencion.

Como se muestra en la Figura 5, la unidad central de vivienda 52 recibe los perfiles de electricidad dependientes del tiempo desde el proveedor de energfa 94 mediante Internet 100. Las tarifas de electricidad dependientes del tiempo se almacenan en la base de datos en la unidad central de vivienda 52, y se transmiten por la lmea de datos 38 a la unidad multifuncion 34. La unidad multifuncion 34 transmite las tarifas de electricidad a la caja de enchufe inteligente 20. Ademas de los sensores 16 para medicion de la potencia consumida y un rele como accionadores 18 para conmutar la carga conectada 22, la caja de enchufe inteligente 20 tambien contiene un modulo de memoria y un modulo de control. La caja de enchufe 20 almacena las tarifas de electricidad en el modulo de memoria. Cuando la carga 22 se establece por un usuario, la potencia consumida P(n) se mide por los sensores 16, y la potencia medida P(n) asf como un perfil de potencia/tiempo de la carga 22 se almacenan en el modulo de memoria. Si se supera el umbral de potencia predefinido Pmax para la operacion en espera, un denominado perfil de encendido en forma de un perfil de potencia/tiempo se compara despues de un tiempo predeterminado con perfiles de encendido predeterminados de cargas conocidas, y la carga 22 se determina a partir de esto. Ademas, si el precio de la electricidad IP(n) durante la operacion de la carga 22 es superior a un valor de umbral predefinido IPmax, el accionador 18 desconecta la carga 22 de la red de energfa. A modo de ejemplo, el valor umbral IPmax se determina multiplicando el mejor precio de la electricidad en un factor que puede definirse con antelacion.

La caja de enchufe inteligente 20 usa el perfil de electricidad/tiempo ya conocido de la carga 22 y las tarifas de electricidad dependientes del tiempo como la base para calcular un tiempo optimizado de coste para el proceso de conectar la carga 22, e indica este tiempo de conexion mediante una frecuencia intermitente de un LED en la caja de enchufe 20. Ademas, la caja de enchufe inteligente 20 transmite el tipo de carga y el mejor tiempo de encendido a esta unidad multifuncion 34. Esto se visualiza en forma de graficos al usuario en el visor tactil 36 de la unidad multifuncion 34. Ademas, la cantidad en Euros que se graba por la operacion en el tiempo optimo en comparacion con la operacion inmediata se visualiza al usuario. El usuario puede ahora elegir si el proceso de encendido debena continuarse o si la carga debena operarse en el tiempo de coste optimizado. Si se selecciona la operacion en el tiempo de coste optimizado, el tiempo de conexion y la duracion de operacion se indican en el visor tactil 36. Como alternativa, el proceso de conexion retardado en tiempo puede activarse, o rechazarse, en la misma caja de enchufe 20, por medio de un panel tactil capacitivo. Una serial con el tiempo de encendido se transmite a la unidad central de vivienda 52. Cuando se alcanza el tiempo de encendido, se envfa una serial para encender la carga 22 mediante la lmea de datos 38 a la unidad multifuncion 34, y mediante el enlace de radio 26 ademas a la caja de enchufe 20. El accionador 18 ahora conecta la carga 22 al sistema red de energfa electrica.

Si el usuario elige la opcion de “continuar el proceso de encendido” en el visor tactil 36 o en el boton pulsador capacitivo en la caja de enchufe 20, o no hay entrada en el visor tactil 36 dentro de un periodo de tiempo predefinido, entonces la unidad multifuncion 36 envfa una serial a la caja de enchufe 20, para encenderla, mediante el enlace de radio 26.

Si se enciende la carga 22 en un tiempo en el que el precio de la electricidad IP(n) esta por debajo del valor umbral predefinido IPmax durante la operacion de la carga 22, o se desactiva el encendido optimizado en coste para la carga 22, la carga 22 no se desconecta de la red de energfa por el accionador 18, como resultado de lo cual el proceso de encendido de la carga no se interrumpe.

Los valores medidos de los sensores 16 en la caja de enchufe 20 para determinar la potencia consumida se transmiten por el enlace de radio 26 a la unidad multifuncion 34 y por la lmea de datos 38 ademas a la unidad central 52, donde se almacenan los datos de consumo en la base de datos.

En el diagrama de bloques ilustrado en la Figura 6, la lavadora 45, que tiene un modulo de comunicacion por lmea electrica, se conecta a la unidad central de vivienda 52 mediante la lmea de datos 38. Los perfiles de electricidad

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dependientes del tiempo pueden almacenarse por lo tanto en un modulo de memoria en la lavadora 45. Cuando se inicia el proceso de lavado, la lavadora 45 indica en forma de graficos en el visor una comprobacion en cuanto a si el programa de lavado debena llevarse a cabo inmediatamente o, por ejemplo, en el tiempo de coste optimo. En este caso, se visualiza tanto el tiempo de inicio como la cantidad de dinero grabada. Si se elige el tiempo de inicio optimo, la lavadora 45 no se inicia hasta que se alcance el tiempo de inicio predeterminado. La lavadora 45 contiene un reloj para este fin.

De una manera similar al diagrama de bloques ilustrado en la Figura 5, puede seleccionarse tambien el inicio de lavado inmediato, o puede activarse automaticamente si no hay entrada de usuario. Ademas, la energfa consumida por la lavadora 45 se mide por sensores de medicion de potencia integrados en la lavadora 45, y se envfa mediante la lmea de datos 38 a la unidad central de vivienda 52 para almacenamiento en la base de datos.

La segunda realizacion ejemplar, que se ilustra en la Figura 2, se diferencia de la primera realizacion ejemplar, que se ilustra en la Figura 1, en el que la arquitectura de sistema tiene un nivel adicional, un nivel de edificio 70. El nivel de edificio 70 esta dispuesto entre el nivel de servicio 90 y el nivel de vivienda 50 en la arquitectura de sistema. Una arquitectura de sistema tal como esta es ventajosa para los edificios 4 con una pluralidad de unidades de viviendas o viviendas, y dispositivos centrales tales como calefaccion central que incluyen un sistema de control de calefaccion 44. El nivel de edificio 70 tiene una unidad central de edificio 72. La unidad central de edificio 72 esta conectada a una pluralidad de unidades centrales de vivienda 52 mediante un enlace de LAN 66. En contraste a la realizacion ejemplar 1, las funcionalidades a por todo el edificio se llevan a cabo por la unidad central de edificio 72 en lugar de por la unidad central de vivienda 52. La unidad central de edificio 72 se conecta directamente a los contadores de consumo 62 para el edificio 4 mediante M-Bus inalambrico 64. Adicionalmente, la unidad central de edificio 72 recopila los datos de consumo de las unidades de viviendas individuales para facturacion de coste comunal. Los distribuidores de coste de calefaccion electronico 13 para la facturacion de coste de calefaccion se conectan indirectamente a la unidad central de edificio 72 mediante las respectivas unidades de control 32 y las unidades centrales de viviendas 52. Adicionalmente, la unidad central de edificio 72 monitoriza y proporciona el control de bucle abierto y de bucle cerrado para el sistema de control de calefaccion 44. Para este fin, la unidad central de edificio 72 usa los datos relevantes desde las unidades centrales de viviendas 52 que se proporcionan en el edificio 4.

La unidad central de edificio 72 se conecta a un encaminador de DSL 74 adicional para su servicio remoto. La unidad central de edificio 72 puede accederse por lo tanto mediante un PC externo 76, caso en el que no unicamente pueden comprobarse los datos sino tambien pueden modificarse los parametros.

Ademas de la variante que usa el primer encaminador de DSL 56 como se muestra en la realizacion ejemplar 1, la unidad central de vivienda 52 puede tambien accederse desde un PC externo o telefono movil 58 en esta realizacion ejemplar mediante un segundo encaminador de DSL 74 y la unidad central de edificio 72 (no mostrada). Para este fin, el segundo encaminador de DSL 74 usa un servidor web integrado para proporcionar una interfaz de usuario de graficos para control y monitorizacion de las unidades centrales de vivienda individuales 52. En este caso, los derechos de acceso aseguran que el acceso puede realizarse unicamente a la unidad central de vivienda autorizada 52 o a la unidad central de edificio 72.

La Figura 7 muestra un detalle de un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2 como se muestra en la Figura 1, ilustrado de forma simplificada, y que adicionalmente tiene una interfaz universal 102 y un ordenador central 104. La interfaz universal 102 y el ordenador central 104 se integran en la unidad central de vivienda 52. Adicionalmente, la unidad central de vivienda 52 esta conectada mediante una lmea de datos 38 a una interfaz universal adicional 102. La interfaz universal 102 esta conectada mediante una lmea de bus 108 a componentes incompatibles 106, es decir componentes que son incompatibles con el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2. Un componente incompatible adicional 106 tiene una interfaz universal integrada 102, y se conecta mediante radio bidireccional 64 a la unidad central de vivienda 52.

El ordenador central 104 tiene una base de datos en la que se definen y almacenan el estado de los datos de los componentes 12, de los componentes adicionales 42, de los componentes incompatibles 106 y parametros de estado adicionales del sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2, por ejemplo parametros de estado de la unidades de control 32 o de la unidad central de vivienda 52, en un lenguaje independiente de sistema. Adicionalmente, se definen diversos grupos funcionales, mediante los cuales pueden operarse los componentes asociados 12, 42, 106 y las unidades centrales y de control 32, 52.

Las interfaces universales 102 se usan como convertidores, para traducir el respectivo lenguaje, en particular comandos y parametros de estado, del sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2 asf como los componentes incompatibles 106, al lenguaje independiente del sistema del ordenador central 104, por medio de un protocolo. Esto permite que se sincronice la informacion de estado relacionada con el sistema de automatizacion de edificios y la informacion de los edificios 2 y los componentes incompatibles 106 en el ordenador central 104.

Adicionalmente, los comandos que se generan en el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2 pueden tambien pasarse a los componentes incompatibles 106 mediante el ordenador central. Un

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procedimiento correspondiente tambien es posible en la direccion opuesta. Esto permite tambien que los componentes incompatibles 106 se integren en el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 2.

Lista de sfmbolos de referencia

2 sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios 4 edificio

6 vivienda

8 habitacion

10 nivel de aparato

12 componentes

13 distribuidor de coste de calefaccion electronico

14 conmutador

16 sensores

18 accionadores

20 cajas de enchufe

22 carga

24 aparatos

26 enlace de radio

30 nivel de habitacion

32 unidad de control

34 unidad de multifuncion

36 visor tactil

38 lmea de datos

42 componentes adicionales

44 controlador de calefaccion

45 lavadora

46 sensor de temperatura exterior

48 cajas de enchufe adicionales

50 nivel de vivienda

52 unidad central de vivienda

54 PC

56 primer encaminador de DSL

58 PC/telefono movil

62 contador de consumo

64 enlace de radio unidireccional

66 LAN

70 nivel de edificio

72 unidad central de edificio

74 segundo encaminador de DSL

76 PC externo

90 nivel de servicio

92 servicio de cliente

94 servicios de suministro de energfa

96 servicios de servicio

98 DEMS

100 enlace de Internet

102 interfaz universal

104 ordenador central

106 componentes incompatibles

1058 lmea de bus

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) que tiene una unidad central, al menos una unidad de control (32) y primeros componentes (12), en el que

- la unidad central, que esta conectada a la al menos una unidad de control (32) mediante una lmea de datos bidireccional (38), tiene medios para recepcion de datos desde la al menos una unidad de control (32) y medios para control de bucle abierto y/o de bucle cerrado de la al menos una unidad de control (32) y una base de datos en la que pueden almacenarse los datos de estado y datos de consumo y cambios de estado junto con una indicacion de tiempo y parametros de los perfiles de control para el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios, por lo que puede solicitarse el estado instantaneo del sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios, asf como un historial de datos, desde la base de datos;

- la unidad central esta dispuesta para usar datos de estado y datos de consumo registrados a traves de un periodo de tiempo para adaptacion adaptativa del control del sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios a un comportamiento de usuario;

- cada unidad de control (32) tiene al menos un primer componente asociado (12), al cual esta conectada la unidad de control (32) por radio (26), y la unidad de control (32) tiene medios para control de radio de bucle abierto y/o de bucle cerrado de los primeros componentes asociados (12);

- los primeros componentes (12) que estan asociados con cada unidad de control (32) pueden conectarse entre sf por radio;

- la unidad central, la al menos una unidad de control (32) y los primeros componentes (12) tienen una capacidad de tipo conectar y usar;

- el grado de adaptacion puede elegirse libremente por el usuario entre el 0 % y el 100 %; y

- se proporcionan valores intermedios adicionales, que se producen por un algoritmo de adaptacion, de manera que se consigue un cambio variable de manera continua en el grado de adaptacion entre el 0 % y el 100 %;

- para un grado de adaptacion del 0 %, no se cambian los perfiles de control almacenados, y no se adaptan al comportamiento del usuario y, para un grado de adaptacion del 100 %, los perfiles de control se adaptan de manera precisa al comportamiento del usuario por medio de un algoritmo; y

- el sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios esta dispuesto de manera que los perfiles de control recien generados se usan para controlar componentes directamente de la unidad central, o de manera que los parametros adaptados se pasan a la unidad de control, que controla los correspondientes componentes.
2. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la unidad central consiste en al menos una unidad central de vivienda (52) y una unidad central de edificio (72), que estan conectadas entre sf mediante una lmea de datos bidireccional (38).
3. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la capacidad de tipo conectar y usar esta disenada de acuerdo con la norma UPnP.
4. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la lmea de datos (38) es una lmea de fuente de alimentacion, en particular que la lmea de fuente de alimentacion se usa para suministrar potencia a la unidad central y a la unidad de control (32).
5. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la lmea de datos (38) es un enlace de radio.
6. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los primeros componentes (12) estan equipados con cosechadores de energfa.
7. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que al menos un componente adicional (42) esta conectado a la unidad central y/o a la unidad de control (32), en particular que al menos el componente adicional (42) esta conectado mediante la lmea de datos (38) a la unidad central y/o a la unidad de control (32).
8. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado por que al menos el componente adicional (42) esta conectado mediante la unidad de control (32) a la unidad central.
9. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que al menos una de las unidades de control (32) tiene una primera interfaz de usuario, en particular que la primera interfaz de usuario es un visor tactil (36).
10. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que una segunda interfaz de usuario puede conectarse a la unidad central.
11. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que la segunda interfaz de usuario puede conectarse a la unidad central mediante una red informatica local alambrica o sin cables.

5 12. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11,

caracterizado por que la segunda interfaz de usuario es un PC (54) y/o un servidor web para proporcionar una interfaz de usuario de graficos.
13. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las

10 reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la unidad central tiene medios para recepcion de datos desde

dispositivos externos y/o para transmision de datos a dispositivos externos.
14. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con la reivindicacion 13, caracterizado por que los datos transmitidos son datos de consumo para facturacion de coste de consumo.

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15. El sistema de automatizacion de edificios e informacion de edificios (2) de acuerdo con una de las

reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los componentes incompatibles (106) pueden integrarse mediante una interfaz universal (102) y un ordenador central (104), en particular que la interfaz universal (102) y el ordenador central (104) estan integrados en la unidad central.

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