Procedimiento para la transmisión de datos a un receptor.

Procedimiento para la transmisión de datos de un emisor a un receptor en un sistema para la automatización doméstica que comprende:

- almacenar al menos dos canales de sincronización programados fijos tanto en un emisor

(2) como en un receptor (12), utilizándose los canales de sincronización (40a-d) para incluir aparatos (2, 12) para el sistema para la automatización doméstica,

- determinar canales de datos que cambian dinámicamente aparte de los canales de sincronización (40a-d) mediante un ordenador de control central (22) del sistema para la automatización doméstica,

- escuchar en el lado del receptor en cada caso en uno de todos los canales de sincronización fijos (40a-d), de modo que dentro un intervalo de exploración (42) se haya escuchado en todos los canales de sincronización (40a-d),

- emitir de forma controlada por acontecimientos en el lado del emisor un preámbulo (46) seguido por datos útiles (48) en uno de los canales de sincronización (40a-d), teniendo el preámbulo (46) al menos la longitud doble del intervalo de exploración (42), en el que

- la recepción de datos útiles se confirma mediante un mensaje de conformación en el mismo canal de sincronización (40a-d) en el que se han recibido los datos útiles,

- en el mensaje de confirmación están contenidas informaciones con respecto a canales de datos actuales, y

- se comprueba en primer lugar en el lado del emisor si en el emisor existen informaciones con respecto a canales de datos actuales y, dado el caso, se envían en el lado del emisor datos útiles (48) determinados por el acontecimiento en un canal de datos actual.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12196641.

Solicitante: RWE Effizienz GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Flamingoweg 1 44139 Dortmund ALEMANIA.

Inventor/es: LUX,DANIEL, WESTERMEIER,MICHAEL, REINELT,JENS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION... > Disposiciones, aparatos, circuitos o sistemas no... > H04L29/08 (Procedimiento de control de la transmisión, p. ej. procedimiento de control del nivel del enlace)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de potencia, p. ej. TPC [Control de potencia... > H04W52/02 (Disposiciones para ahorro de potencia)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Topologías de red > H04W84/18 (Redes auto-organizadas, p.ej. redes ad hoc o redes de sensores)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Acceso a canal inalámbrico, p. ej. acceso planificado... > H04W74/08 (Acceso no planificado p. ej. acceso aleatorio, ALOHA o CSMA [Carrier Sense Multiple Access])

PDF original: ES-2523831_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Procedimiento para la transmisión de datos a un receptor.
Ilustración 2 de Procedimiento para la transmisión de datos a un receptor.
Ilustración 3 de Procedimiento para la transmisión de datos a un receptor.
Ilustración 4 de Procedimiento para la transmisión de datos a un receptor.
Procedimiento para la transmisión de datos a un receptor.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la transmisión de datos a un receptor.

El objetivo de la invención se refiere a un procedimiento para la transmisión de datos de un emisor a un receptor en un sistema para la automatización doméstica y a un sistema para la automatización doméstica.

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. Los sensores y accionadores descritos a continuación pueden ser respectivamente emisores o receptores de un mensaje de comunicación. Sin embargo, preferiblemente, un sensor es un emisor de un mensaje de comunicación y un accionador es un receptor de un mensaje de comunicación.

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 aparatos con su propia alimentación de energía, el consumo de corriente eléctrica es un criterio clave para la duración de la operación del aparato 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.

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.

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

Las divulgaciones 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 no implicados en la comunicación.

Según la divulgación EP 2 173 134 A1 se pueden utilizar varios canales para la transmisión de datos, sin embargo, el uso de los canales está predeterminado fijamente por un esquema probabilístico y no se puede adaptar de forma flexible a las circunstancias in situ.

En la divulgación XP022615578, varios canales se utilizan de forma flexible para la transmisión de datos y se gestionan a través de un canal común. Sin embargo, esto requiere una estructura especial de los nodos; un primer transceptor utiliza exclusivamente el canal común, mientras que un segundo transceptor cambia entre los canales de datos. Un cambio de los transceptores a un estado de reposo no se da a conocer.

La divulgación XP001142605 es un resumen de la norma IEEE 802.15.4 y describe, entre otras cosas, la estructura de canal. El ahorro de energía mediante una transición a un estado de reposo no se menciona.

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 - por ejemplo, CSMA/CA -. Aparatos que pierden la sincronización se pueden volver a sincronizar mediante un encendido permanente de su receptor hasta que entre la siguiente baliza. Sin embargo, el inconveniente de la baliza es igual de evidente: es necesario un emisor de balizas - denominado a menudo también "maestro" - situado al alcance de todos los receptores.

Sin embargo, también en estas soluciones es necesario que el emisor siempre tenga que esperar a la recepción de una baliza y no pueda cambiar a un modo de espera.

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 - durante la activación - 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) durante 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 procesos de comunicación adicionales. La detección del preámbulo de ráfaga requiere en el lado del receptor la detección de la secuencia de bits definida. Para ello se tiene que recibir sólo una parte muy corta del preámbulo de ráfaga en el receptor. Es suficiente cuando el receptor sólo 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.

Este procedimiento de ráfaga es especialmente interesante, ya que el consumo medio de corriente eléctrica en el receptor es relativamente bajo debido a la activación regular que es sólo breve. Por este motivo, en implementaciones correspondientes de transceptores de radio ya se encuentran circuitos que realizan automáticamente el procedimiento de la activación de ráfaga,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la transmisión de datos de un emisor a un receptor en un sistema para la automatización doméstica que comprende:

- almacenar al menos dos canales de sincronización programados fijos tanto en un emisor (2) como en un receptor (12), utilizándose los canales de sincronización (40a-d) para incluir aparatos (2, 12) para el sistema para la automatización doméstica,

- determinar canales de datos que cambian dinámicamente aparte de los canales de sincronización (40a-d) mediante un ordenador de control central (22) del sistema para la automatización doméstica,

- escuchar en el lado del receptor en cada caso en uno de todos los canales de sincronización fijos (40a-d), de modo que dentro un intervalo de exploración (42) se haya escuchado en todos los canales de sincronización (40a-d),

- emitir de forma controlada por acontecimientos en el lado del emisor un preámbulo (46) seguido por datos útiles (48) en uno de los canales de sincronización (40a-d), teniendo el preámbulo (46) al menos la longitud doble del Intervalo de exploración (42), en el que

- la recepción de datos útiles se confirma mediante un mensaje de conformación en el mismo canal de sincronización (40a-d) en el que se han recibido los datos útiles,

- en el mensaje de confirmación están contenidas Informaciones con respecto a canales de datos actuales, y

- se comprueba en primer lugar en el lado del emisor si en el emisor existen informaciones con respecto a canales de datos actuales y, dado el caso, se envían en el lado del emisor datos útiles (48) determinados por el acontecimiento en un canal de datos actual.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que al menos dos canales seleccionados por un ordenador de control central (22) se determinan como canales de sincronización (40a-d).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los canales de sincronización (40a-d) los transmite un ordenador de control central (22) al emisor (2) y/o al receptor (12) en caso de una Inclusión en el sistema para la automatización doméstica.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el emisor (2) se cambia de forma controlada por acontecimientos de un modo de espera a un modo de radio y en el modo de radio se envían en primer lugar el preámbulo (46) y los datos útiles (48) siguientes determinados por el acontecimiento en uno de los canales de sincronización (40a-d).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el lado del emisor se envían directamente a continuación del acontecimiento datos útiles (48) determinados por el acontecimiento.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el lado del emisor se comprueba la disponibilidad del canal de sincronización (40a-d) en el que se deben enviar en primer lugar el preámbulo (46) y datos útiles (48) siguientes determinados por el acontecimiento.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el lado del emisor se espera a un mensaje de confirmación en un canal de datos, una vez que datos útiles (48) determinados por el acontecimiento se hayan enviado en un canal de datos actual, y, en caso de que no se produzca el mensaje de confirmación, se envían el preámbulo (46) y los datos útiles (48) en uno de los canales de sincronización (40a-d).

8. Sistema para la automatización doméstica que comprende:

- al menos un emisor (2),

- al menos un receptor (12),

- al menos un ordenador de control central (22) que determina canales de datos que cambian dinámicamente aparte de los canales de sincronización (40a-d),

- conteniendo el emisor (2) y el receptor (12) medios para el almacenamiento de al menos dos canales de sincronización (40a-d) programados fijos, estando los canales de sincronización (40a-d) determinados para la inclusión de aparatos (2, 12) para el sistema para la automatización doméstica,

- conteniendo el receptor (12) medios para escuchar respectivamente en uno de todos los canales de sincronización (40a-d) fijos que están configurados de modo que dentro de un Intervalo de exploración (42) se haya escuchado en todos los canales de sincronización (40a-d),

- conteniendo el emisor (2) medios para la emisión controlada por acontecimientos de un preámbulo (26) seguido por datos útiles (48) en uno de los canales de sincronización (40a-d), teniendo el preámbulo (46) al menos la longitud doble del intervalo de exploración (42), en el que

- el receptor (12) contiene medios para confirmar la recepción de datos útiles (48) mediante un mensaje de confirmación en el mismo canal de sincronización (40a-d) en el que se han recibido los datos útiles (48), y en el que están contenidas en el mensaje de confirmación informaciones con respecto a los canales de datos actuales,

y

- el emisor (2) contiene medios para comprobar si en el emisor existen informaciones con respecto a canales de datos actuales y el emisor contiene medios que envían en función de la comprobación datos útiles (48) determinados por el acontecimiento en un canal de datos actual.

9. Sistema según la reivindicación 8, caracterizado por que el emisor (2) tiene su propia alimentación de energía y

sólo cambia de un modo de espera a un modo de radio de forma controlada por acontecimientos.

10. Sistema según las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que el receptor (12) tiene una alimentación de energía externa y recibe permanentemente datos en un modo de radio.