DE4400765A1 - Data transmitter working via power supply network - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Datenübertragung über das Stromversorgungsnetz, mit einer oder mehreren Zentralen mit Sende- und/oder Empfangsgeräten, mit einer oder mehreren Neben stellen mit Sende- und Empfangsgeräten, und mit an das Stromver sorgungsnetz angeschlossenen Ein/Auskoppeleinrichtungen für die Zentralen und die Nebenstellen.The invention relates to a device for data transmission via the power supply network, with one or more control panels with Transmitting and / or receiving devices, with one or more secondary put with transmitters and receivers, and with the Stromver supply network connected coupling / decoupling devices for the Central and the branches.
Derartige Einrichtungen zur Datenübertragung über das Stromversorgungsnetz sind in vielfältiger Ausführungsform bekannt, wobei die am meisten verwendete Übertragungsart mittels einer Trägerfrequenz im Frequenzbereich um 100 kHz erfolgt. Die Modulation ist dabei AM (Amplitude Modulation) oder FSK (Frequency Shift Keying). Da das als Datenkanal dienende Stromversorgungsnetz und seine Auslegung und Einrichtung primär auf die Übertragung eines 50 Hz Sinussignals und nicht zur Datenübertragung bei höheren Frequenzen eingerichtet sind, ist es äußerst schwierig, Informationen bei höheren Frequenzen zu übertragen. Insbesondere wird die Signaldämpfung bei diesen Frequenzen durch die Netztopologie und durch die angeschlossenen Lasten bestimmt. Die Dämpfung ändert sich durch die Art und Zahl der angeschlossenen Verbraucher und durch den Betriebszustand dieser Verbraucher ununterbrochen und ist nicht vorhersehbar. Hinzu kommt, daß alle angeschlossenen Verbraucher kurzzeitig - z. B. bei Ein- und Ausschaltvorgängen - oder permanent, ein Störimpulsmuster, welches sich im Stromversorgungsnetz ausbreitet, erzeugen. Dabei hängt die Stärke und Reichweite der Störimpulse wiederum von der Dämpfung für den zugehörigen Frequenzbereich ab.Such devices for data transmission on the Power supply networks are known in various forms, the most common type of transmission using a Carrier frequency in the frequency range around 100 kHz. The Modulation is AM (Amplitude Modulation) or FSK (Frequency Shift Keying). Since that serving as a data channel Power supply network and its design and setup primarily on the transmission of a 50 Hz sine signal and not for Data transmission at higher frequencies is set up extremely difficult to get information at higher frequencies transfer. In particular, the signal attenuation in these Frequencies through the network topology and through the connected Loads determined. The damping changes with the type and number the connected consumers and the operating status this consumer is uninterrupted and unpredictable. In addition, all connected consumers temporarily - z. B. for switching on and off - or permanently, on Interference pulse pattern, which spreads in the power supply network, produce. The strength and range of the interference pulses depend on this again from the attenuation for the associated frequency range from.
Da sich Anschalte- und Betriebszustand aller Verbraucher nicht voraussagen lassen, ist eine vorausschauende Auslegung des Stromversorgungsnetzes in bezug auf eine Datenübertragung nicht möglich. Um trotzdem eine einwandfreie Datenübertragung über das Stromversorgungsnetz zu gewährleisten, ist es aus der DE-OS 42 36 310 unter anderem bekannt, Datentelegramme in mehr als einem Frequenzbereich zu übertragen. Dabei reicht es für die Auswertung in der Zentrale aus, wenn nur ein Frequenzpaar fehlerfrei empfangen wird. In jedem Fall werden dadurch Störungen im Stromversorgungsnetz, selbst im Wege der Manipulation, ausgeschaltet.Since all consumers do not switch on and operate to be predicted is a foresighted interpretation of the Power supply network with regard to data transmission not possible. To still have a perfect data transfer via the To ensure power supply network, it is from DE-OS 42 36 310 known among other things, data telegrams in more than one Frequency range to transmit. It is enough for the evaluation at the head office if only one frequency pair is error-free Will be received. In any case, disturbances in the Power supply network, even through manipulation, switched off.
Die bekannte Einrichtung hat sich an sich bewährt, stößt jedoch in bezug auf die Reichweite der Nebenstellen wie der Zentralen an physikalische Grenzen, insbesondere infolge der Signaldämpfung bei hohen Frequenzen.The known device has proven itself, but bumps into with regard to the range of the extensions such as the central units physical limits, especially due to signal attenuation high frequencies.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Ausführungsform so weiter zu bilden, daß nicht nur die Übertragungssicherheit, sondern insbesondere die Reichweite zwischen den Zentralen und den Nebenstellen erhöht wird.The invention has for its object a device initially described embodiment so that not only the transmission security, but especially the Range between the control centers and the extensions increased becomes.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Einrichtung zur Datenübertragung über das Stromversorgungsnetz dadurch, daß die Nebenstellen als Repeater ausgebildet sind. - Durch diese Maßnahmen der Erfindung wird erreicht, daß nun eine Datenübertragung über das Stromversorgungsnetz neben dem auch weiterhin möglichen direkten Weg zwischen den Zentralen und den Nebenstellen noch über einen indirekten Weg erfolgen kann. Denn dadurch, daß die Nebenstellen jeweils als Repeater ausgebildet sind, besteht die Möglichkeit, diese Nebenstellen als Relaisstationen einzusetzen. So wird beispielsweise eine Nachricht von einer Nebenstelle an zumindest eine Zentrale adressiert und gesendet. Dabei hören alle im Sendebereich befindlichen anderen Nebenstellen die Sendung mit und senden zur Vermeidung von Kollisionen nach einem festgelegten Verfahren die abgehörte Nachricht ihrerseits erneut. Die Zentrale erhält auf diese Weise die ursprüngliche Sendung einer Nebenstelle nun im Idealfall mehrfach, einerseits auf direktem Weg von der ursprünglich sendenden Nebenstelle, andererseits auf indirektem Weg durch Sendungen anderer Nebenstellen. Dadurch ergibt sich, daß eine direkte Verbindung zwischen der ursprünglich sendenden Nebenstelle und der empfangenden Zentrale nicht mehr unbedingt erforderlich ist. Denn ein von der ursprünglichen Nebenstelle ausgesendetes Datentelegramm kann nun auf indirektem Weg, ohne direkte Verbindung mit der Zentrale, an die Zentrale übermittelt werden. Jedenfalls ist auf diese Weise die Reichweite zwischen ursprünglich sendender Nebenstelle und empfangender Zentrale erheblich vergrößert. Hinzu kommt, daß durch die Wiederholungen der Sendung in den zwischengeschalteten Nebenstellen gestörte Übertragungen als solche erkannt und unterdrückt werden können. The invention solves this problem with a generic one Device for data transmission over the power supply network in that the extensions are designed as repeaters. - These measures of the invention ensure that now Data transmission through the power grid next to that too possible direct path between the headquarters and the Extensions can still be done indirectly. Because in that the extensions are each designed as repeaters there is the possibility to use these extensions as Use relay stations. For example, a message addressed by an extension to at least one control center and sent. All others in the range are listening Extensions with the broadcast and send to avoid Collisions according to a specified procedure the listened Message from you again. In this way, the head office receives the Ideally, the original transmission of an extension should now be repeated several times, on the one hand, directly from the originally sending Extension, on the other hand indirectly through shipments other extensions. This means that a direct Connection between the originally sending extension and the receiving center is no longer absolutely necessary. Because one sent out from the original extension Data telegram can now be done indirectly, without direct Connection to the control center, to be transmitted to the control center. In any case, the range is between original sending extension and receiving center considerably enlarged. In addition, the repetitions of the Shipment in the intermediate branches disturbed Transmissions can be recognized as such and suppressed.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So ist vorgesehen, daß die Nebenstellen vorzugsweise als Repeater mit zugehörigen Sensoren und/oder Aktoren ausgebildet sind. In diesem Zusammenhang können die Nebenstellen also einerseits als lediglich Repeater ausgebildet sein, übernehmen also nur die Funktion von Relaisstationen. Ankommende Sendungen von Datentelegrammen werden empfangen und nach einem festgelegten Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen wieder ausgesendet. Darüber hinaus besteht andererseits die Möglichkeit, daß die Nebenstellen zugehörige Sensoren und/oder Aktoren aufweisen, ihrerseits also Sendungen ursprünglich erzeugen können. Als Sensoren kommen im Falle von Alarmsystemen beispielsweise Bewegungsmelder, Rauchsensoren, Erschütterungsmelder, Glasbruch melder, akustische Sensoren, Näherungsmelder, Berührungsmelder oder dergleichen in Betracht. Unter Aktoren sind im Rahmen der Erfindung Stellmotoren zum Verschließen von beispielsweise Lüftungsklappen, elektrisch betätigbare Ventile für Gas- oder Luftzufuhr oder dergleichen zu verstehen. Weiter ist vorgesehen, daß sich die Sende- und Empfangsbereiche der Nebenstellen jeweils untereinander und der Sendebereich zumindest einer Nebenstelle mit dem Empfangsbereich zumindest einer Zentrale so überlappen, daß zwischen jeder einzelnen Nebenstelle und der Zentrale kein überlappungsfreier Bereich besteht. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß jede Nebenstelle mit der Zentrale entweder auf direktem oder indirektem Weg verbunden ist. Hierbei muß allerdings berücksichtigt werden, daß sich die jeweiligen Sende- und Empfangsbereiche in Abhängigkeit von der Signaldämpfung im Stromversorungsnetz ändern können. Eine Auslegung der Sende- und Empfangsleistungen der Nebenstellen wie der Zentralen muß also in der Weise erfolgen, daß selbst bei maximaler Signaldämpfung kein überlappungsfreier Bereich zwischen jeder einzelnen Nebenstelle und der zumindest einen Zentrale besteht. Zusätzlich ist beabsichtigt, daß sich die Sende- und Empfangsbereiche der Nebenstellen jeweils untereinander und der Empfangsbereich zumindest einer Nebenstelle mit dem Sendebereich zumindest einer Zentrale so überlappen, daß zwischen jeder einzelnen Nebenstelle und der Zentrale kein überlappungsfreier Bereich besteht. Auf diese Weise können beispielsweise Sendungen von der zumindest einen Zentrale auch an eine entfernt gelegene Nebenstelle, mit welcher kein direkter Kontakt besteht, übermittelt werden. Es besteht hierbei also die Möglichkeit, beispielsweise Aktoren einer entfernt gelegenen Nebenstelle zu aktivieren, ohne daß eine direkte Verbindung zwischen Zentrale und entsprechender Nebenstelle besteht. Endlich ist vorgesehen, daß sich die Sende- und Empfangsbereiche der Nebenstellen wiederum jeweils untereinander und der Empfangs- und/oder Sendebereich zumindest einer Nebenstelle mit dem Sende- und/oder Empfangsbereich zumindest einer Zentrale so überlappen, daß zwischen jeder einzelnen Nebenstelle und der Zentrale kein überlappungsfreier Bereich vorhanden ist.Further features essential to the invention are as follows listed. So it is provided that the extensions are preferred designed as a repeater with associated sensors and / or actuators are. In this context, the extensions can on the one hand, be designed as a repeater, so take over only the function of relay stations. Incoming shipments from Data telegrams are received and according to a specified Procedure for avoiding collisions sent out again. In addition, there is the possibility that the Have associated sensors and / or actuators, in turn can therefore originally generate programs. When Sensors come in the case of alarm systems, for example Motion detectors, smoke sensors, vibration detectors, broken glass detectors, acoustic sensors, proximity sensors, touch sensors or the like. Among actuators are under the Invention servomotors for closing, for example Ventilation flaps, electrically operated valves for gas or To understand air supply or the like. It is also envisaged that the sending and receiving areas of the extensions are each with each other and the transmission area with at least one extension overlap the reception area of at least one control center in such a way that between each individual extension and the head office there is no overlap area. That way ensures that each extension with the central office either on is directly or indirectly connected. This must be taken into account, however, that the respective broadcast and reception areas depending on the signal attenuation in Power supply network can change. An interpretation of the broadcast and Receiving services from branches such as central units must therefore be in the way that even at maximum signal attenuation no overlap-free area between each individual extension and which consists of at least one headquarters. In addition, it is intended that the sending and receiving areas of the extensions are each with each other and the reception area of at least one extension overlap with the transmission range of at least one center so that between each individual extension and the head office there is no overlap area. That way you can for example, shipments from the at least one center to a remote extension with which no direct Contact exists, will be transmitted. So there is the Possibility, for example actuators of a remote one Activate extension without a direct connection exists between the central office and the corresponding extension. At last it is envisaged that the transmission and reception areas of the Extensions in turn each other and the receiving and / or transmission area of at least one extension with the transmission and / or reception area overlap at least one control center, that between each individual extension and the central office no there is no overlap area.
Es besteht also im Rahmen der Erfindung selbstverständlich die Möglichkeit, daß die zumindest eine Zentrale einen starken Sender aufweist, welcher alle Nebenstellen direkt erreicht, während die Nebenstellen jeweils nur eine kleine Sendeleistung aufweisen. Auf diese Weise können auch entfernt gelegene Nebenstellen mit Aktoren von der Zentrale direkt angesprochen werden, während von den Nebenstellen ausgesendete Sendesignale lediglich auf indirektem Weg zur Zentrale gelangen. Eine solche Vorgehensweise bietet sich beispielsweise dann an, wenn ein als Rauchmelder ausgebildeter Sensor in einem entfernt gelegenen Raum Rauch detektiert und von der Zentrale aus gleichzeitig alle mit Aktoren verbundenen Lüftungsklappen einer Klimaanlage geschlossen werden sollen.There is, of course, within the scope of the invention Possibility that the at least one headquarters have a strong transmitter which reaches all extensions directly while the Extensions only have a small transmission power. On this way, remote extensions with actuators can also be used be addressed directly by the head office, while by the Extension signals sent out only indirectly get to headquarters. Such an approach is available for example, when a trained as a smoke detector Sensor detects and detects smoke in a remote room from the control center simultaneously all connected with actuators Ventilation flaps of an air conditioning system should be closed.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:In the following, the invention is based on only one Exemplary embodiment of the drawing explained in more detail; it demonstrate:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung und Fig. 1 is a block diagram of the device according to the invention and
Fig. 2 die Sende- und Empfangsbereiche von einer Zentrale mit drei Nebenstellen. Fig. 2 shows the transmission and reception areas of a center with three extensions.
In den Figuren ist eine Einrichtung zur Datenübertragung über das Stromversorgungsnetz 1, mit einer Zentrale 2 mit Sende- und Empfangsgerät, mit drei Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ mit Sende- und Empfangsgeräten, und mit an das Stromversorgungsnetz 1 ange schlossenen Ein/Auskoppeleinrichtungen 4 für die Zentrale 2 und die Nebenstelle 3, gezeigt. Die Zentrale 2 weist eine Ein/Ausgabeeinrichtung 5, beispielsweise einen Rechner mit angeschlossenem Monitor, zur Überwachung der Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ auf. Zusätzlich zu der in der Fig. 1 gezeigten Nebenstelle 3 sind zwei weitere Nebenstellen 3′ und 3′′ mit an das Strom versorgungsnetz 1 angeschlossenen Ein/Auskoppeleinrichtungen 4 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 sind also insgesamt drei Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ dargestellt. Sämtliche Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ sind jeweils als Sende- und Empfangsgeräte ausgebildet. Dabei können die Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ als Repeater oder als Repeater mit zugehörigen Sensoren 6 und/oder Aktoren 7 ausgebildet sein. Die in der Fig. 1 gezeigte Nebenstelle 3 ist als Repeater mit einem zugehörigen Sensor 6 und einem Aktor 7 ausgebildet. Von den in der Fig. 2 dargestellten Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ ist die Nebenstelle 3 als Repeater mit zugehörigem Sensor 6 und Aktor 7 ausgebildet, während die Neben stelle 3′ als Repeater mit Sensor 6 und die Nebenstelle 3′′ lediglich als Repeater ausgebildet ist. Die Zentrale 2 ist als Sende- und Empfangsgerät ausgeführt, wobei sich die Sende- und Empfangsbereiche der Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ jeweils unter einander und der Empfangs- und Sendebereich zumindest einer Nebenstelle - im Ausführungsbeispiel der Nebenstellen 3′ und 3′′ - mit dem Sende- und Empfangsbereich der Zentrale 2 so überlappen, daß zwischen jeder einzelnen Nebenstelle 3, 3′ und 3′′ und der Zentrale 2 kein überlappungsfreier Bereich besteht. Dies ist insbesondere in Fig. 2 gezeigt, wo die Überlappungsbereiche 8 jeweils schraffiert angedeutet sind. Daraus ergibt sich, daß beispielsweise die Nebenstelle 3 zwar keine direkte Verbindung mit der Zentrale 2 hat, jedoch über die als Relaisstation zwischengeschaltete Nebenstelle 3′′ indirekt mit der Zentrale 2 verbunden ist.In the figures, there is a device for data transmission via the power supply network 1 , with a control center 2 with a transmitting and receiving device, with three extensions 3 , 3 'and 3 ''with transmitting and receiving devices, and with an on / connected to the power supply network 1 Coupling devices 4 for the control center 2 and the extension 3 , shown. The control center 2 has an input / output device 5 , for example a computer with a connected monitor, for monitoring the extensions 3 , 3 'and 3 ''. In addition to the extension 3 shown in FIG. 1, two further extensions 3 'and 3 ''are provided with coupling / decoupling devices 4 connected to the power supply network 1 . In the embodiment of FIG. 2, a total of three extensions 3 , 3 'and 3 ''are shown. All extensions 3 , 3 'and 3 ''are each designed as transmitting and receiving devices. The extensions 3 , 3 'and 3 ''can be designed as repeaters or as repeaters with associated sensors 6 and / or actuators 7 . The extension 3 shown in FIG. 1 is designed as a repeater with an associated sensor 6 and an actuator 7 . From the results shown in FIG. 2, extension 3, 3 'and 3' ', the extension is formed as a repeater with an associated sensor 6 and actuator 7 3, while the extension 3' as a repeater with sensor 6, and the extension 3 '' only is designed as a repeater. The control center 2 is designed as a transmitting and receiving device, the transmitting and receiving areas of the extensions 3 , 3 'and 3 ''each being below one another and the receiving and transmitting area of at least one extension - in the exemplary embodiment of the extensions 3 ' and 3 ''- Overlap with the transmission and reception area of the control center 2 so that there is no overlap-free area between each individual extension 3 , 3 ' and 3 '' and the control center 2 . This is shown in particular in FIG. 2, where the overlap regions 8 are each indicated by hatching. It follows that, for example, the extension 3 does not have a direct connection to the control center 2 , but is indirectly connected to the control center 2 via the relay 3 'interposed as a relay station.
Außerdem ist in der Fig. 2 angedeutet, daß die Zentrale 2 einen sehr starken Sender aufweisen kann (gestrichelter Sendebereich), welcher alle Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ direkt erreicht. In diesem Fall weisen die Nebenstellen 3, 3′ und 3′′ kleine Sendeleistungen auf, während die Zentrale 2 beispielsweise die Nebenstelle 3 und damit den Aktor 7 direkt erreicht. Auf diese Weise kann die Nebenstelle 3 angesprochen werden, ohne daß die Nebenstelle 3″ als Relaisstation zwischengeschaltet ist. Dies bietet sich z. B. für den Fall an, daß die Nebenstelle 3′ mit dem als Rauchmelder aus gebildeten Sensor 6 Rauch detektiert und an die Zentrale 2 meldet, welche daraufhin sofort eine mit dem Aktor 7 verbundene Lüftungs klappe einer Klimaanlage an der Nebenstelle 3 schließt. Dies alles erfolgt also, ohne daß an der Nebenstelle 3 bereits Rauch detek tiert worden ist.In addition, it is indicated in Fig. 2 that the control center 2 can have a very strong transmitter (dashed transmission range), which reaches all extensions 3 , 3 'and 3 ''directly. In this case, the extensions 3 , 3 'and 3 ''have low transmission powers, while the control center 2, for example, reaches the extension 3 and thus the actuator 7 directly. In this way, extension 3 can be addressed without the extension 3 ″ being interposed as a relay station. This offers z. B. in the event that the extension 3 'with the smoke sensor formed from 6 sensor detects smoke and reports to the control center 2 , which then immediately a flap connected to the actuator 7 closes an air conditioning system at the extension 3 . So all this takes place without smoke has already been detected at the extension 3 .
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Cited By (1)
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DE10013023B4 (en) * | 2000-03-17 | 2013-09-05 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Device for detecting and transmitting state characteristics |
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DE4236310A1 (en) * | 1991-11-08 | 1993-05-13 | Stewing Gmbh & Co Kg | Data transmitter using current supply network - has microcomputer, followed by PLL circuit for frequency processing |
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1994
- 1994-01-13 DE DE4400765A patent/DE4400765C2/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: STEWING NACHRICHTENTECHNIK GMBH & CO. KG BERLIN, 4 |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: STEWING NACHRICHTENTECHNIK GMBH & CO KG BERLIN I.K |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee | ||
8170 | Reinstatement of the former position | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CM-ELEKTRONIK GMBH, 72336 BALINGEN, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CM ELECTRONIC GMBH, 72379 HECHINGEN, DE |
|
8380 | Miscellaneous part iii |
Free format text: DER ANMELDER IST ZU AENDERN IN: CM ELECTRONIC GMBH, 72379 HECHINGEN, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |