CZ2011334A3 - Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zarízení prostrednictvím radiového datového signálu - Google Patents

Abstract

Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zarízení prostrednictvím radiového datového signálu sestává z nejméne jednoho ovládaného elektrického zarízení (1) vybaveného regulacním prvkem (2) a radiovým rozhraním pro prenos datového signálu (3) a z nejméne jednoho ovládacího zarízení (6) vybaveného radiovým rozhraním pro prenos datového signálu (3), ovládací softwarovou aplikací (4) a soucasne rozhraním pro prímé ovládání clovekem (5). Ovládané a ovládací zarízení v zapojení vzájemne komunikují radiovými datovými signály (A, B), podle nichž ovládané elektrické zarízení mení svuj provozní stav.

Description

Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu

Oblast techniky

Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu je určeno pro bezdrátové ovládání a kontrolu různorodých elektrických zařízení (spotřebičů) v domácnostech, budovách a na přilehlých pozemcích. Účelem tohoto ovládání elektrických zařízení je jednodušší ovládání většího množství elektrických zařízení a dálková kontrola jejich stavu.

Dosavadní stav techniky

Jedním z nejběžnějších zapojení pro ovládání elektrických zařízení, osvětlení, myček, praček, sporáků, kotlů aj., je zařazení mechanických a/nebo elektronických vypínačů, ovládaných manuálně, do napájecích obvodů elektrických zařízení. Jedná se o základní a nejrozšířenější zapojení.

Další známý způsob zapojení, vhodný již pro pro dálkové ovládání elektrických zařízení na krátkou vzdálenost, je využití takzvaných infračervených ovladačů, jednoúčelových, případně univerzálních pro více zařízení, kdy je nejen do napájecích ale i do řídících částí elektrického zařízení integrován regulační prvek, reagující na infračervené světelné signály, mnohdy proprietárně přiřazené jednotlivým pokynům, který je schopen nespojitě či spojitě měnit provozní stav zařízení.

Další známý způsob zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení je řešen též prostřednictvím infračerveného ovladače, často univerzálního, avšak regulační prvek, reagující na infračervené signály, není integrován do ovládaného zařízení, ale je řešen jako přídavné zařízení samostatné. To se tak stává prostředníkem mezi elektrickým zařízením a ovladačem, ale není součástí ovládaného zařízení. Nejedná se tedy o přímou komunikaci ovladač-elektrické zařízení.

Další známý způsob zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení je vytvoření rozvodné sítě v budově a komunikace probíhá mezi ovladačem a řídící centrálou celého systému. Signál poté putuje k ovládanému zařízení přes kabeláž vedoucí z centrály k elektrickému zařízení. Systém tedy fýzicky zasahuje do budovy při vytváření kabelové sítě.

·· ··

Podstata technického řešení

Do libovolného ovládaného elektrického zařízení 1 je vložen a/nebo připojen a zapojen regulační prvek 2, přijímající a vysílající datový radiový signál přenášející data paketovou metodou s využitím internetového protokolu, který se stává součástí elektrického zařízení a rozšiřuje jeho funkci o možnost dálkového ovládání takového zařízení. Elektrickému zařízení je přiřazena vlastní IP adresa, a ve spojení s logikou regulačního prvku se stává zařízení dálkově ovladatelným s modifikovatelnými funkcemi.

Pokud není regulační prvek 2 přímou součástí ovládaného elektrického zařízení 1, může k němu být připojen externě aniž by se jeho funkce jakkoliv lišila od regulačního prvku, který součástí elektrického zařízení je. Elektrickým zařízením zde rozumíme jakékoliv elektronické zařízení či spotřebič v budovách a na přilehlých pozemcích. Může jím být osvětlení, bílá elektronika, regulátory teploty, multimediální spotřebiče, závlahové systémy, větrné či solární elektrárny nebo kolektory, případně jiné specifické elektrické či elektronické výrobky.

Další neopomenutelnou součástí zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím datového radiového signálu podle tohoto řešení je vhodné programovatelné a zpravidla běžně dostupné zařízení £ s možností externí komunikace na bázi internetového protokolu a disponující rozhraním pro ovládání člověkem 5 (osobní či přenosný počítač, mobilní telefon, PDA, tablet, atd.), jakož i rozhraním přijímajícím a vysílajícím radiový datový signál přenášející data paketovou metodou s využitím internetového protokolu 2, prižemž toto rozhraní může být integrováno, připojeno přímo, nebo prostřednicvím slučitelné datové sítě. Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu s využitím internetového protokolu podle tohoto řešení tak sestává z alespoň jednoho programovatelného zařízení 6 s rozhraním pro ovládání člověkem 5 a schopného komunikovat s okolím prostřednictvím datového radiového signálu, přenášejího paketová data dle internetového protokolu, a množinou ovládaných zařízení 1, taktéž schopných komunikovat s okolím prostřednictvím datového radiového signálu, přenášejího paketová data dle internetového protokolu, přičemž programovatelné zařízení 5 a ovládaná zařízení 1 jsou prostřednictvím datového radiového signálu a internetového protokolu propojena a vytvářejí datovou síť Z. Ve funkčním stavu vyšle programovatelné zařízení, repektive aplikace v něm, datový ·· ··

* ♦ · · · * · · ·· ·« ·· ·· pokyn B do ovládaného elektrického zařízení se zaimplementovaným regulačním prvkem 2 (například ve formě WiFi čipu), který pokyn zpracuje a zajistí provedení požadovaného úkonu v rámci ovládaného zařízení (např. rozsvícení zářivky, zapnutí televizoru, regulace hlasitosti spotřebiče, apod.).

Regulační prvek 2 ovládaného zařízení podle tohoto řešení rovněž může poskytovat stavovou datovou informaci různé složitosti o provedeném úkonu či o aktuálním stavu ovládaného elektrického zařízení jako zpětnou vazbu, a to cestou vyslání datového radiového signálu Δ z ovládaného zařízení (zapnuto/vypnuto Či konkrétní hodnoty, např. teplotu, hlasitost, zvolený kanál apod.).

Uživatel tak může v rámci zapojení podle tohoto řešení ovládat jednotlivá elektrická zařízení z jednoho nebo i více míst pomocí softwareové aplikace 14. vytvořené pro různé známé operační systémy, jako jsou Windows, Mac OS X, Linux, Windows Phone, iOs, Android, RIM a Symbian a prostřednictvím široké škály programovatelných zařízení jako je netbook, notebook, stolní počítač, mobilní telefon, PDA, tablet a další, přičemž může mít současně k dispozici informaci o provozním stavu ovládaných zařízení.

Příklady provedení

Rozumí se, že jednotlivé příklady provedení technického řešení jsou představována pro ilustraci a nikoliv jako omezení technického řešení.

Příklad č. 1

Na obr. č. 1 je zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu dle tohoto řešení s již vestavěným regulačním prvkem 2_ a radiovým datovým modulem 2 uvnitř ovládaného zařízení 1, v tomto příkladu kompaktní zářivky. Zářivka je zapojena do domovního elektrického rozvodu jako ty běžné. Uživatel spustí na svém ovládacím zařízení § aplikaci 4, vytvořenou pro komunikaci se ovládanými spotřebiči. Po zapojení elektrického zařízení - zářivky 1, vybavené regulačním prvkem, zobrazí se toto elektrické zařízení v softwarové aplikaci 4 svou IP adresou. Uživatel zadá do aplikace 4 označení a charakter zařízení 1. Tím získá k takovému zařízení vzdálený přístup a může je podle předdefinovaných parametrů ovládat (zapnout, zhasnout, případně regulovat světelnost). Po zapojení více takových zářivek a uložení jejich parametrů do aplikace • ·** ·· «·*· *» · · • · · · · *· • · · · · ··· • · · · · »··· • · · · * ··· ·· ·· ·* · · tak uživatel může být schopen plně kontrolovat osvětlení v domě.

Příklad č. 2

Na obr. č. 2 je zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu dle tohoto řešení s externě připojeným regulačním prvkem 2 a radiovým datovým modulem 3 vně ovládaného zařízení 1, i v tomto příkladu kompaktní zářivky. Standardní zářivka Ije zapojena do domovního elektrického rozvodu jako ty běžné, tj, zašroubována do klasické žárovnové objímky. Po té, co uživatel vloží mezi zařízení 1 a žírovkovou objímku mezikus, obsahující regulační prvek 2 a radiový datový modul 2, spustí na svém ovládacím zařízení 6 aplikaci 4, vytvořenou pro komunikaci se ovládanými spotřebiči. Po zapojení mezikusu vybaveného regulačním prvkem 2 a radiovým datovým modulem 2 k elektrickému zařízení 1, , zobrazí se toto elektrické zařízení v softwarové aplikaci 4 svou IP adresou. Uživatel zadá do aplikace 4 označení a charakter zařízení 1. Tím získá i k takovému původně dálkově neovládanému zařízení vzdálený přístup a může je podle předdefinovaných parametrů ovládat (zapnout, zhasnout, případně regulovat světelnost). Po zapojení více takových zářivek s mezikusy a uložení jejich parametrů do aplikace tak uživatel může být schopen plně kontrolovat osvětlení v domě.

Samozřejmě se rozumí že v jedné budově a jedné radiové síti lze kombinovat zařízení podle příkladu č. 1 se zařízeními podle příkladu č. 2.

Průmyslová využitelnost

Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu je vhodný způsob dálkového ovládání elektrických zařízení a strojů prostřednictvím jakéhokoliv běžného zařízení vybaveného vhodným radiovým rozhraním, zejména pak mobilních telefonů a počítačů. Zapojení dle tohoto řešení je 30 především nadstavbou běžného ovládání elektrických zařízení prostřednictvím vypínačů, IR ovladačů aj. Využití nalezne jak v domácnostech při ovládání běžných spotřebičů, tak také ve specifických budovách jako jsou školy, nemocnice, restaurace, hotely, kanceláře a jiné.

Ovládání se tak výrazně zjednodušuje a především veškeré ovládácí prvky všech *« ····

• · · a a a • · · · ♦ ♦·· • · · · · * · · « * · a a a a a a aa ii aa aa spotřebičů v domě koncentruje do jediné aplikace, do jediného ovladače. Způsob ovládání rovněž rozšiřuje o další, drive nepoužívané, funkce a to především možnost tzv. multiovládání, neboli provedení více ovládacích úkonů najednou. Např. při spuštění příkazu FILM, systém automaticky zapne televizor, zapne a pustí DVD přehrávač, zhasne světla a zatáhne žaluzie. Při zvolení funkce ODCHOD např. automaticky zavře a zabezpečí veškeré otevřené zóny, sníží teplotu a celý dům zabezpečí.

Ve školství a zdravotnictví může výrazně zjednodušit práci lékařů a uživatelů. V případě dálkové kontroly lékařských přístrojů získává lékař větší, jednodušší a kompaktnější kontrolu nad pacienty. Lektoři mohou zefektivnit své přednášky a výuku studentů budou-li mít kontrolu nad elektronikou v budově.

• 4	4444		·· *
• ·	4	*	«	•9 4
• · ·	4	*	»··	4
4 4 *	4 4	*	• · ·	4
• · · ·	• ·	• ·	4
44 44	··	··	444 4

Přehled obrázků na výkresech

Obr. č. 1

Nákres znázorňuje schéma zapojení ovládaného zařízení s vestavěným regulačním prvkem a radiovým datovým modulem a ovládacího zařízení.

Obr. č. 2

Nákres znázorňuje schéma zapojení ovládaného zařízení s externě připojeným regulačním prvkem a radiovým datovým modulem a ovládacího zařízení.

Obr. č. 3

Nákres znázorňuje pro ilustraci schéma softwarových složek ovládací aplikace.

Seznam použitých vztahových značek

- Ovládané zařízení

- Regulační a řídící prvek

- Datový radiomodul

- Ovládací softwarová aplikace

- Rozhraní pro ovládání člověkem

- Programovatelné ovládací zařízení

- Datová síť

- Řízení radiomodulu

- Povelový procesor

- Stavový monitoring

- Knihovna zařízení

-Zabezpečení

- Ostatní funkce

- Aplikace pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu

A - Signál vysílající zpětnou vazbu definující aktuální stav ovládaného zařízení

- Signál vysílající příkazový povel do ovládaného zařízení

Claims (5)

1. Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu vyznačující se tím, že sestává z nejméně jednoho ovládaného elektrického zařízení (1) vybaveného regulačním prvkem (2) s radiovým rozhraním pro přenos datového signálu (3) a z nejméně jednoho ovládacího zařízení (6) vybaveného radiovým rozhraním pro přenos datového signálu (3), a současně rozhraním pro přímé ovládání člověkem (5), přičemž ovládané a ovládací zařízení vzájemně komunikují radiovými datovými signály (A), (B), podle nichž ovládané elektrické zařízení mění svůj provozní stav.

2. Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu dle nároku 1 vyznačující se tím, že ovládané elektrické zařízení (1) sestává z dílčího zařízení bez regulačního prvku a z propojeného dílčího přídavného zařízení vybaveného regulačním prvkem (2) s radiovým rozhraním (3) pro přenos datového signálu, s nímž vytváří jednotný ovládaný funkční celek.

3. Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu dle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že ovládané elektrické zařízení (1) odesílá radiovými datovými signály (A) informace o svém provozním stavu a ovládací zařízení tyto informace přijímá.

4. Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu dle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že radiové datové signály (A), (B) využívají internetový protokol a každý regulační prvek (2) s radiovým rozhraním (3) pro přenos datového signálu má vlastní IP adresu v datové síti (7).

5. Zapojení pro dálkové ovládání elektrických zařízení prostřednictvím radiového datového signálu dle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že je možné ovládat více ovládaných zařízení (1) najednou jedním příkazem z ovládacího zařízení (6).