Procedimiento y dispositivo para una comunicación con ahorro de energía en la automatización de edificios.

Procedimiento para operar un aparato, en particular un aparato de un sistema de automatización de edificios, que comprende

- generar una secuencia de bits de detección

(48),

- enviar por primera vez la secuencia de bits de detección (48) en una primera ranura de tiempo (A, B, C) y al menos enviar por segunda vez la secuencia de bits de detección (48) en una segunda ranura de tiempo (A, B, C) temporalmente separada de la primera ranura de tiempo (A, B, C), en el que

- la duración del envío de la secuencia de bits de detección (48) es más corta que un intervalo de activación (40) de un receptor y

- la duración (46) del envío de la suma de la primera y al menos de la segunda secuencia de bits de detección (48) se corresponde al menos con la duración del intervalo de activación del receptor, caracterizado por que

- entre las respectivas ranuras de tiempo no tiene lugar una transmisión de una secuencia de bits de detección y

- la duración de las ranuras de tiempo (A, B, C) se corresponde con la duración del envío de la secuencia de bits de detección (48).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/069276.

Solicitante: RWE Effizienz GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Flamingoweg 1 44139 Dortmund ALEMANIA.

Inventor/es: DANKE,ENNO, GROHMANN,BERND, LUX,DANIEL, HELM,CHRISTIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > Redes de datos de conmutación (interconexión o... > H04L12/12 (Disposiciones para la conexión o la desconexión a distancia de subestaciones o de su equipo)

PDF original: ES-2524424_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para una comunicación con ahorro de energía en la automatización de edificios El objetivo de la invención se refiere a un procedimiento y a un sistema de la automatización de edificios en el que se transmiten datos útiles de un receptor a un emisor.

Sistemas para la automatización doméstica son bien conocidos. Así, por ejemplo, bajo la denominación EIB/KNX es conocido un sistema de automatización doméstica basado en cable en el que mensajes se intercambian entre sensores y accionadores a través de un bus en serie y se controlan aparatos consumidores eléctricos de manera correspondiente a reglas que se pueden establecer previamente (parámetros) . Sin embargo, un sistema de bus de este tipo requiere un cableado complicado que se puede realizar casi exclusivamente en un edificio de obra nueva.

En el reequipamiento de soluciones de automatización doméstica en instalaciones eléctricas existentes, son adecuadas en particular soluciones de radio. A este respecto, sensores y accionadores y, dado el caso, ordenadores de control centrales, se comunican mediante radiodifusión de alta frecuencia. Sin embargo, dado que en el reequipamiento no existe una alimentación de corriente eléctrica en muchos puntos en los que se utilizan sensores o accionadores, son necesarios al menos sensores con su propia alimentación de energía (por ejemplo, mediante baterías, condensadores, etc.) . Sin embargo, en el caso de los sensores con su propia alimentación de energía, el consumo de corriente eléctrica es un criterio clave para la duración de la operación del sensor con una única batería. Sensores que se comunican de forma ininterrumpida con accionadores y ordenadores de control centrales o que se comunican en intervalos regulares con los accionadores o los ordenadores de control centrales requieren una cantidad innecesariamente grande de corriente eléctrica.

El documento EP 1 657 852 A1 se refiere a una red inalámbrica energéticamente eficiente basada en MAC a partir de varios nodos que pueden estar configurados como receptor o emisor. A este respecto, para la comunicación, el receptor (nodo de destino) se activa de manera periódica durante un tiempo breve TL dentro de un intervalo de activación TPL y escucha para determinar si existe una señal de activación WU de un emisor (nodo de origen) , enviándose la señal de activación WU en primer lugar durante toda la duración del intervalo de activación (TPL = TWU) . Si se detecta un bloque de señales por un emisor, el emisor y el receptor se sincronizan con ayuda de las informaciones de comunicación y se puede realizar la transmisión de datos. En cambio, si el emisor no detecta un bloque de señales SB durante un periodo de tiempo de activación TL, éste vuelve al modo de espera.

Es desventajoso en sistemas conocidos que la toma de corriente eléctrica y, por tanto, la energía necesaria para la operación de un receptor de radio, es tan elevada que éste no puede permanecer permanentemente encendido en el caso de aparatos operados por batería. Esto es válido en particular para aparatos en los que se desea una vida útil lo más larga posible de la batería, a menudo de varios años, y, en particular en aparatos con una transmisión de datos de radio para las bandas de frecuencia con 2, 4 GHz, con 868 MHz y con 433 MHz.

En muchas aplicaciones, este objetivo se complica adicionalmente por que también el aparato emisor o el aparato que inicia la operación de comunicación en caso de una comunicación de radio bidireccional tiene su propia alimentación de energía.

Una de las soluciones más simples es que el receptor consulta regularmente al emisor o al aparato iniciador en un intervalo fijo o variable con respecto a si se deben enviar datos. Esto se denomina polling. Evidentemente, es necesaria una energía considerable en el receptor para el polling y, adicionalmente, la duración del intervalo aumenta el tiempo latente para una transmisión de datos espontánea del emisor al receptor.

En una comunicación de datos regular es habitual que el emisor y el receptor están sincronizados temporalmente y que el emisor envía datos en un intervalo temporal fijo.

Las publicaciones DE 10 2006 034 066 A1 y DE 10 2006 034 063 A1 muestran además cómo se pueden evitar los inconvenientes considerables de una transmisión de datos cíclica de este tipo con un intervalo de tiempo fijo y cómo se puede conseguir una duración de intervalo pseudoaleatoria para aparatos que no están implicados en la comunicación.

Otra forma de la organización de la comunicación es el uso de un aparato que emite en intervalos de tiempo constantes una "baliza". Una baliza es un paquete de datos especial transmitido por radio de una estación central con respecto al que se sincronizan todos los receptores de datos de radio operados por batería implicados. La comunicación entre los aparatos se realiza entonces siempre directamente tras la recepción de la baliza según uno de los procedimientos conocidos para la coordinación del acceso de canal â?" por ejemplo, CSMA/CA -. Receptores que pierden la sincronización se pueden volver a sincronizar mediante un encendido permanente del receptor hasta que entre la siguiente baliza. Sin embargo, el inconveniente de la baliza es igual de evidente: es necesario un emisor de balizas â?" denominado a menudo también "maestro"-situado al alcance de todos los receptores.

Sin embargo, también en estas soluciones, una transmisión de datos espontánea al aparato con su propia alimentación de energía siempre está retardada en promedio por la duración del intervalo entre dos balizas.

Debido a dichos inconvenientes se han desarrollado los denominados procedimientos "de activación de ráfaga". En estos procedimientos, un receptor se activa en un intervalo de activación temporal fijo (intervalo de ráfaga) durante una duración muy breve para comprobar si un emisor está enviando una secuencia de bits de detección (preámbulo de ráfaga) , dado el caso, junto con datos útiles (paquete de activación de ráfaga) . Una secuencia de bits de detección es un preámbulo, es decir, una secuencia de bits definida, por ejemplo, 010101..., antes del inicio de los verdaderos datos útiles. En los procedimientos conocidos, la secuencia de bits de detección está muy prolongada para asegurar que dentro de un intervalo de activación se puede detectar por el receptor al menos una parte de la secuencia de bits de detección.

Siempre que el receptor no detecte un preámbulo de ráfaga dentro (al inicio, durante o al final) del intervalo de activación â?" durante la activación â?" en el canal de radio, el transceptor de radiofrecuencia del receptor se vuelve a apagar inmediatamente para ahorrar energía. El receptor se pone en un modo de ahorro de energía (modo de espera) para la duración restante del intervalo de activación y no se vuelve a activar hasta el siguiente intervalo de ráfaga.

Cuando el receptor detecta durante la activación un preámbulo de ráfaga, el receptor permanece activo hasta que sigan los verdaderos datos útiles y recibe a éstos. A menudo, a continuación de ello siguen operaciones de comunicación adicionales. La detección del preámbulo de ráfaga requiere en el lado del emisor la detección de la secuencia de bits definida. Para ello se tiene que recibir solo una parte muy corta del preámbulo de ráfaga en el receptor. Es suficiente cuando el receptor solo reciba pocos bits de todo el preámbulo de ráfaga, siempre que el receptor pueda comprobar mediante estos bits que en este caso se trata de partes de todo el preámbulo de ráfaga.

Cuando ahora la duración del preámbulo de ráfaga es al menos tan larga que el intervalo de activación (intervalo de ráfaga) , entonces se puede realizar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para operar un aparato, en particular un aparato de un sistema de automatización de edificios, que comprende -generar una secuencia de bits de detección (48) , -enviar por primera vez la secuencia de bits de detección (48) en una primera ranura de tiempo (A, B, C) y al menos enviar por segunda vez la secuencia de bits de detección (48) en una segunda ranura de tiempo (A, B, C) temporalmente separada de la primera ranura de tiempo (A, B, C) , en el que -la duración del envío de la secuencia de bits de detección (48) es más corta que un intervalo de activación (40) de un receptor y -la duración (46) del envío de la suma de la primera y al menos de la segunda secuencia de bits de detección (48) se corresponde al menos con la duración del intervalo de activación del receptor, caracterizado por que -entre las respectivas ranuras de tiempo no tiene lugar una transmisión de una secuencia de bits de detección y -la duración de las ranuras de tiempo (A, B, C) se corresponde con la duración del envío de la secuencia de bits de detección (48) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que directamente a continuación del primer envío y del segundo envío se envía al menos un paquete de datos útiles (50) , siendo la duración del envío de los datos útiles (50) más corta que el intervalo temporal entre las ranuras de tiempo.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que un intervalo de activación (40) se divide en al menos N ranuras de tiempo (A, B, C) (N â IN) y por que en al menos N-1 intervalos de activación (40) sucesivos se realiza de forma permutante respectivamente solo en una o en dos de las N ranuras de tiempo (A, B, C) un envío de la secuencia de bits de detección (48) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que a los paquetes de datos útiles (50) se asignan números de secuencia, asignándose al paquete de datos útiles (50) y enviándose un nuevo número de secuencia por cada envío de un paquete de datos útiles (50) .

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que en la recepción de un mensaje de confirmación de recepción por un receptor no se envían secuencias de bits de detección adicionales para el envío del paquete de datos útiles recibido.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que a un paquete de datos útiles (50) se asignan y se envían una o una pluralidad de direcciones de destino (60) .

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que a un paquete de datos útiles (50) se asigna un valor y por que en función del valor se varía el número de las ranuras de tiempo (A, B, C) por cada intervalo de activación (40) .

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado

- por que la duración de las ranuras de tiempo (A, B, C) y la longitud de la secuencia de bits de detección (48) son variables y/o -por que la separación entre las ranuras de tiempo (A, B, C) es equidistante o variable y/o -por que el número de las ranuras de tiempo (A, B, C) , cuya suma se corresponde al menos con la duración del intervalo de activación (40) , es variable.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la secuencia de bits de detección

(48) contiene informaciones adicionales del grupo:

- duración restante (56) de la secuencia de bits de detección (48) hasta el inicio del paquete de datos útiles (50) y/o -el número corriente (58) de la ranura de tiempo.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que al menos dos secuencias de bits de detección (48) y dos paquetes de datos útiles (50) se envían de manera directamente sucesiva en el tiempo.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que se detecta en el lado del emisor en qué ranura de tiempo (A, B, C) ha recibido el receptor los datos útiles (50) y por que envíos subsiguientes empiezan con la ranura de tiempo correspondiente a esto.

12. Sistema, en particular sistema de automatización de edificios, que comprende un emisor, en particular un emisor de un sistema de automatización de edificios, que comprende

- medios para generar una secuencia de bits de detección (48) , -un microprocesador configurado para enviar la secuencia de bits de detección (48) en una primera ranura de tiempo (A, B, B) y para enviar al menos la secuencia de bits de detección (48) en una segunda ranura de tiempo (A, B, C) temporalmente separada de la primera ranura de tiempo, en el que -la duración del envío de la secuencia de bits de detección (48) es más corta que un intervalo de activación (40) de un receptor y -la duración (46) del envío de la suma de la primera y al menos de la segunda secuencia de bits de detección (48) se corresponde al menos con la duración del intervalo de activación (40) del receptor y -un receptor para recibir la secuencia de bits de detección (48) y los datos útiles (50) , en donde el receptor comprueba con respecto a un periodo de tiempo de activación (42a-d) de un intervalo de activación (40) si se envía una secuencia de bits de detección (48) y se encuentra en un modo de espera durante el resto del intervalo de activación (40) , en donde -en cada intervalo de activación (46) tiene lugar respectivamente el periodo de tiempo de activación (42a-d) en cada caso en un momento idéntico, caracterizado -por que entre las respectivas ranuras de tiempo no tiene lugar una transmisión de una secuencia de bits de detección, en donde -la duración de las ranuras de tiempo (A, B, C) se corresponde con la duración del envío de la secuencia de bits de detección (48) .