| Dokumentenidentifikation |
DE102004016822A1 10.11.2005 |
| Titel |
Datenübertragungs- und -anzeigesystem, insbesondere von Wetterdaten, unter Nutzung vorhandener Satelitten-, Antennen-, und/oder Kabelanschlüsse im Heimbereich |
| Anmelder |
Christian Schwaiger GmbH & Co. KG, 90579 Langenzenn, DE |
| Erfinder |
Wischmann, Marc, 91481 Münchsteinach, DE;
Neugebauer, Thomas, 91460 Baudenbach, DE;
Liebel, Werner, 90518 Altdorf, DE |
| Vertreter |
Dreykorn-Lindner, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 90571 Schwaig |
| DE-Anmeldedatum |
01.04.2004 |
| DE-Aktenzeichen |
102004016822 |
| Offenlegungstag |
10.11.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
10.11.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
G01W 1/02
|
| Beschreibung[de] |
|
Die Erfindung betrifft in erster Linie gemäß Patentanspruch 1 ein
Datenübertragungs- und -anzeigesystem, insbesondere von Wetterdaten, unter Nutzung
vorhandener Satelliten-, Antennen- und/oder Kabelanschlüsse im Heimbereich. Weiterhin
betrifft die Erfindung gemäß Patentanspruch 8 einen Datensender und gemäß Patentanspruch
11 einen Datenempfänger hierfür.
Für den Empfang von TV-Programmen gibt es heute im Prinzip drei Möglichkeiten
entweder den direkten Empfang über die Satellitenantenne (Parabolantenne; dies wäre
das eigentliche Satellitenfernsehen), terrestrisch oder über das Kabelfernsehen.
Bodenstationen übertragen zunächst über relativ große Parabolantennen die in Signale
umcodierter Fernsehsendungen zum Satelliten (sogenanntes uplink). Dabei müssen die
Signale mehrere Schichten der Atmosphäre durchdringen. Das ist nur mit sehr hochfrequenten
Wellen (Mikrowellenband) möglich, der Frequenzbereich liegt zwischen zehn und 13
Gigahertz. Noch höhere Frequenzen verwendet man nicht, weil bereits ab 15 Gigahertz
der atmosphärische Wasserdampf die Ausbreitung von Wellen oberhalb dieses Bereichs
verhindert. Die Signale werden von dem Satelliten in einer Empfangseinheit empfangen
und an die Sendeeinheit (Transponder uplink) des Satelliten weitergeleitet. Typische
Fernsehsatelliten, z.B. Astra-Satelliten, sind in der Lage, mindestens 16 TV-Programme
und den dazugehörigen Ton zu empfangen und zu senden.
Über die Transponder werden die Signale zu den Empfangsstationen auf
der Erde gesandt (sogenanntes downlink). Beim Kabelfernsehen sind dies große Bodenstationen,
die mit dem Kabelnetz verbunden sind und die entsprechenden Sendungen in dieses
Netz einspeisen. Beim Direktempfang werden die jeweiligen privaten Haushalte mit
Satellitenempfangsanlage zu kleinen Bodenstationen. Die Empfängsanlage besteht im
Wesentlichen aus einer Parabolantenne („Satellitenschüssel") und einem Satellitenempfangsgerät
(dem Receiver). Dabei bedient man sich einer Sende- und Empfangstechnik auf der
Basis polarisierter Wellen (Wellen breiten sich nur in einer bestimmten Richtung
(Schwingungsebene) aus). Der Konverter, welcher auch als LNB (Low Noise Block) oder
LNC (Low Noise Converter) bezeichnet wird, verstärkt und konvertiert die Satellitensignale
aus einem Bereich hoher Frequenz (in der Regel ca. 10 bis 13 GHz) in einen niedrigeren
Zwischenfrequenzbereich von 950 bis 2.150 MHz. Zur besseren Ausnutzung des zur Verfügung
stehenden Frequenzbereichs werden von den Satelliten Abstrahlungen auf verschiedenen
Ebenen durchgeführt. Gängig ist hier die Abstrahlung auf einer horizontalen und
einer vertikalen Ebene sowie die Aufteilung in ein unteres Frequenzband von 10,7
bis 11,7 GHz und ein oberes Frequenzband von 11,7 bis 12,75 GHz. Sollen mehrere
Teilnehmer, d. h. mehrere Receiver an eine Satellitenantenne bzw. an den Konverter
angeschlossen werden, so ist ein spezieller Konverter zum gleichzeitigen Empfang
mehrerer Empfangsebenen notwendig. Damit die einzelnen Teilnehmer unabhängig voneinander
die verschiedenen Ausgänge des Konverters ansteuern bzw. die verschiedenen Empfangsebenen
auswählen können, ist in Satelliten-Empfangsanlagen eine Schaltvorrichtung –
ein sog. „Multischalter" oder „Multiswitch" oder eine „Abzweigeinrichtung"
vorgesehen, welche als Verbindungsknoten dient. Jeder Teilnehmer kann dann durch
Umschalten zwischen einem der vorstehend genannten vier Empfangsebenen auswählen.
Die Umschaltung erfolgt dabei dadurch, dass vom Teilnehmer (Receiver) eine Schaltspannung
(14V/18V), eine Schaltfrequenz (Niederfrequenz-Tonsignal meist 22 kHz) oder ein
serieller Steuercode (z.B. DiSEqC-Daten-Telegramm, „DiSEqC" = Digital Satellite
Equipment Control, welches ein moduliertes 22 kHz-Signal verwendet) auf den Multischalter
gegeben wird. Eine in dem Multischalter ausgebildete Umschaltmatrix verbindet dabei
den jeweiligen Teilnehmer entsprechend dem anstehenden Steuerungssignal mit dem
entsprechenden Eingang des Multischalters.
In der Praxis ist eine steigende Komplexität der Satelliten-Empfangsanlagen,
insbesondere Gemeinschaftsanlagen (Einschleusweiche, Multischalter), Einführung
digitaler Radio- und TV-Empfänger und neuer Dienste wie Internet, Kombinationsgeräte
wie Multimedia-PC, automatische Drehsysteme u.a. sowie zugehöriger digitaler Fernsteuerungskonzepte
zu beobachten. Beispielsweise besteht dabei für den Benutzer die Möglichkeit sich
über das Internet Wetterinformationen und Wettervorhersagen zu besorgen.
Beispielsweise ist aus der WO 99/13644 = EP
1 010 322 A1 ein System bekannt, bei dem mit Hilfe eines Satellitenrundfunksystems
die Möglichkeit für den Benutzer besteht, selektiv Internetinformation in Benutzerterminals
herunter zu laden. Dabei ist empfangsseitig ein digitaler Receiver vorgesehen, an
dem als Anzeigegerät ein Computer, insbesondere ein Laptop, angeschlossen ist.
Die Erfassung von aktuellen Wetterdaten kann mit elektronischen Wetterstationen
erfolgen, die mit den örtlich erfassten Daten, z.B. Windrichtung, Luftfeuchte, Temperatur,
Luftdruck, Windgeschwindigkeit und Niederschlagsmenge, unterstützt von einer entsprechenden
Software Wettervorhersagen ermöglichen. Um Wetterdaten bereits professionell bearbeitet
als Zahlenwerte dem Nutzer zur Verfügung zu stellen, ist aus der DE
199 44 901 A1 ein Verfahren und Einrichtungen zum Übertragen
und Empfang von Wetterinformationen und Wettervorhersagen, insbesondere von regionalen,
aktuellen Wetterinformationen und Wettervorhersagen unter Verwendung von LW-RDS
bekannt. Das von der LW-Sendeanlage ausgestrahlte Datenpaket bzw. die Informationen
können auf einer Personel Weather Station, mit den Modulen Funkempfänger, &mgr;-Prozessor
und Display mit vorgefertigten Wettersymbolen und Textzeilenanzeige, zur Anzeige
gebracht werden. Parallel zu den Wetter- und Textinformationen kann eine hochgenaue
Uhrzeit übertragen werden, die in das RDS-Protokoll eingebettet ist. Über einen
integrierten Temperatursensor in der PWS kann die Umgebungstemperatur gemessen und
zusätzlich angezeigt werden.
Die telemetrische Übertragung von physikalischen Zustandsdaten von
einem Objekt der Modellbautechnik, z. B. der Motordrehzahl, der Akkuspannung, der
Flughöhe, der Temperatur eines Modellflugzeuges, mittels einer im Objekt angeordneten
HF-Sendeeinrichtung auf eine Empfängerstation zur optischen und/oder akustischen
Auswertung der Daten, bei welcher die im Objekt vorgesehene Sendestation entsprechend
der zu übertragenden Daten eine Anzahl von analogen Sensoren enthält, die über eine
multiplex arbeitende Abfrageeinrichtung mit einem A/D-Wandler verbunden sind, ist
aus der DE 43 12 676 C2 bekannt.
Im Einzelnen ist der Ausgang des A/D-Wandlers mit einem Micro-Controller mit einem
RAM verbunden, in dem die von den Sensoren abgegebenen Spannungswerte als Telegramm
gespeichert werden. Ein Datenausgang des Micro-Controllers ist mit einem FFSK-Modem
verbunden, dessen Ausgang mit der Steuereinrichtung eines vorzugsweise 433 MHz-HF-Senders
verbunden ist, der jeweils ein Telegramm der gemessenen Spannungswerte, welches
eine z. B. mittels eines Dip-Schalters festgelegte Geräteadresse aufweist, an die
Empfangsstation sendet. Die Empfangsstation weist einen. 433 MHz-HF-Empfänger auf,
dessen Ausgang mit einem FFSK-Modem verbunden ist. Das FFSK-Modem ist mit einem
Dateneingang eines Micro-Controllers mit einem RAM und einem EPROM für die Abspeicherung
von Geräteadresse, Umrechnungsfaktoren, statistische Daten, Belegung der Sendersensoreingänge
verbunden. Der Micro-Controller weist einen NF-Ausgang mit Verstärker für einen
Kopfhörer, einen Ausgang für ein LC-Display und eine Schnittstelle zum Anschluss
eines Computers auf.
Eine sprechende Wetterstation mit einer elektronischen Auswertung
aller Messwerte ist aus der DE 43 34 273
A1 bekannt. Dabei werden auf der Basis von integrierten Schaltkreisen,
geeigneten Messfühlern (Sensoren) und elektronischen Schaltungen alle Messergebnisse
ausgewertet, auf einem Display angezeigt, sowie auf Wunsch nach Tastendruck, oder
anders möglichem Abruf, durch Ansprechen mit bestimmten Kommando an das Gerät, phonetisch
angesagt. Alle, für eine Wetterstation nötigen Messwerte von Temperatur, Luftdruck,
Luftfeuchtigkeit (eventuell die Ozonwerte) und die Tendenzen (steigend oder fallend)
lassen sich über interne und externe Messfühler auswerten und abrufen. Eine Anschlussmöglichkeit
für Auswertungsgeräte (Schreiber, Drucker und Steuergeräte) und deren Programmierbarkeit
ist möglich. Die Energieversorgung der sprechenden Wetterstation erfolgt eventuell
mittels Solarzellen, Pufferakkus, Über- und Unterladungsschutzschaltungen sowie
einer Dämmerungsschaltung zur Energieeinsparung bei Nacht. Somit sind eine Programmierbarkeit,
Auswertung der Tendenzen und eine phonetische Messwertansage für den Menschen direkt
oder für Steuerungszwecke möglich.
Um ein System zum Erzeugen eines Alarmsignals in einem Gebäude mit
großer Höhe zu schaffen, mit dem diverse Typen von Alarmzuständen detektiert werden
können und das in der Lage ist, sämtliche Bewohner des Gebäudes zu alarmieren, ist
aus dem DE-G 92 15 246.5 ein audiovisuelles Alarmsystem bekannt, welches das gemeinsame
TV-Antennen-Netz benutzt, an dem eine Vielzahl von audiovisuellen Alarmeinheiten.
Im Einzelnen weist jede der audiovisuellen Alarmeinheiten auf: eine Vielzahl von
Sensoreinheiten, die jeweils das Vorhandensein eines entsprechenden Alarmzustandes
detektieren; einen an die Sensoreinheiten angeschlossenen Computer, der ein audiovisuelles
Alarmsignal erzeugt, das dem von den Sensoreinheiten detektierten Alarmzustand entspricht;
einen Umformer für das audiovisuelle Signal, der das audiovisuelle Signal vom Computer
empfängt und dieses in ein TV-Signalformat umformt; eine Kanalsteuereinheit, die
das umgeformte audiovisuelle Alarmsignal vom Umformer für das audiovisuelle Signal
empfängt und das umgeformte audiovisuelle Alarmsignal dem Antennenkabel an einem
zur Verfügung stehenden Kanal aus einer Vielzahl von vorher ausgewählten TV-Kanälen
zuführt; einen Detektor für das audiovisuelle Signal, der an das Antennenkabel angeschlossen
ist und das Vorhandensein eines audiovisuellen Signals an einen der vorher ausgewählten
TV-Kanäle detektiert, wobei der Detektor für das audiovisuelle Signal eine Anzeigeeinheit
zur Anzeige der Kanalnummern der vorher ausgewählten TV-Kanäle, bei denen ein audiovisuelles
Signal anliegt, besitzt; einen Lautsprecher, der durch den Detektor für das audiovisuelle
Signal aktiviert wird und ein akustisches Alarmsignal erzeugt, wann immer an einem
der vorher ausgewählten TV-Kanäle ein audiovisuelles Signal anliegt: schließlich
ein an das Antennenkabel angeschlossenes Fernsehgerät. Die audiovisuellen Alarmsignale
werden also nach Verarbeitung in dem an die Sensoreinheiten angeschlossenen Computer,
den Wohnungsinhabern des Gebäudes über das gemeinsame TV-Antennenkabel
des TV-Antennennetzes zugeführt. Wenn sich der Wohnungsinhaber nicht innerhalb
der Wohnung befindet, wenn ein Alarmzustand aufgetreten ist, wird das audiovisuelle
Alarmsignal über ein Telekommunikationskabel gesendet, so dass es am Telefongerät
einer vorher ausgewählten angerufenen Partei empfangen werden kann. Die Installation
ist relativ einfach, da das audiovisuelle Alarmsystem von dem vorhandenen gemeinsamen
TV-Antennenkabel und dem gemeinsamen Telekommunikationskabel Gebrauch macht. Im
Falle eines Alarmzustandes werden die anderen Wohnungsinhaber des Gebäudes darüber
informiert, wo ein Alarmzustand aufgetreten ist und welcher Art dieser Alarmzustand
war. Daher wissen die anderen Wohnungsinhaber nach dem Detektieren eines Feuers,
wo sich dieses Feuer befindet und sind somit in der Lage, in einer sicheren Richtung
zu entkommen. Beim Detektieren eines Einbruches werden das Sicherheitspersonal und
die anderen Wohnungsinhaber sofort informiert, wodurch die Chancen erhöht werden,
den Einbrecher zu fassen. Schließlich können mehr als ein audiovisuelles. Alarmsignal
erzeugt werden, falls mehrere Alarmzustände zum gleichen Zeitpunkt auftreten.
Schließlich ist aus der WO 03/0363394 A1 die Kombination eines Radioweckers
mit einer Wetterstation und einem Message Organizer bekannt.
Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, sind
die Übertragungen von physikalischen Zustandsdaten für verschiedene Anwendungen
und Ausgestaltungen bekannt. Der wesentliche Nachteil des oben stehend beschriebenen
Standes der Technik liegt darin, dass die Realisierung mittels eigener speziell
ausgestalteter Systeme erfolgt. Der jeweilige Kostenaufwand hierfür ist relativ
hoch und erfordert regelmäßig bei einer Veränderung oder Einbindung neuer Sensoren
eine entsprechende Anpassung. Es fehlt somit ein System, welches die Einbindung
in ein vorhandenes System erlaubt. Besonders bedeutsam ist dies, weil die Unterhaltungs-,
Computer- oder Telekommunikationsindustrie seit vielen Jahren als äußerst fortschrittliche,
entwicklungsfreudige Industrien anzusehen sind, die sehr schnell Verbesserungen
und Vereinfachungen aufgreifen und in die Tat umsetzen.
Der Erfindung liegt gegenüber den bekannten Wetterstationen die Aufgabe
zugrunde, eine kostengünstige Einkopplung, Auskopplung und Anzeige von Daten, insbesondere
von Wetterdaten, zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1, dadurch gelöst, dass das
Datenübertragungs- und -anzeigesystem, insbesondere von Wetterdaten, unter Nutzung
eines vorhandenen Verteilnetzes mit Satelliten-, Antennen- und/oder Kabelanschlüssen
im Heimbereich aufweist:
- • mindestens einen Sensor zur Erfassung von Messwerten,
- • einen an den Sensor angeschlossenen Datensender,
- • das Verteilnetz, welches an den Datensender zur Übertragung eines seriellen
Datenstroms angeschlossen ist und
- • einen an das Verteilnetz angeschlossenen Datenempfänger, welcher zur
Anzeige dieser Daten via Bildschirmeinblendung mit einem nutzerseitigen Empfangsgerät
verbindbar ist.
Der erfindungsgemäße Datenübertragungs- und -anzeigesystem weist den
Vorteil auf, dass auf überraschend einfache Art und Weise durch die Nutzung des
vorhandenen Verteilnetzes, dieses einerseits kostengünstig mit genutzt (bzw. falls
nicht vorhanden, kostengünstig aufgebaut werden kann), andererseits eine störungsfreie
Datenübertragung gewährleistet wird.
In Weiterbildung der Erfindung erzeugt, gemäß Patentanspruch 2, der
Datensender Datensignale, welche im Frequenzbereich der terrestrischen Signale liegen,
Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass eine
einfache Einkopplung und störungsfreie Durchschleifung der Datensignale ermöglicht
wird. In der Praxis liegt die Entkopplung zwischen SAT-Signalen und Datensignalen
größer 30 dB.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist, gemäß Patentanspruch
3, der Datenempfänger an eine serielle Schnittstelle, insbesondere RS 232-Schnittstelle,
des nutzerseitigen Empfangsgeräts angeschlossen.
Diese Ausgestaltung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass weitgehend
alle nutzerseitigen Empfangsgeräte für Softwareupgrade oder Servicezwecke eine RS
232- Schnittstelle aufweisen, welche kostengünstig im rahmen der Erfindung mitgenutzt
werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung weist, gemäß Patentanspruch 4, das
Verteilnetz mindestens eine Schaltvorrichtung mit mindestens zwei Eingangsanschlüssen
und mindestens einem Ausgangsanschluss auf, wobei durch ein im nutzerseitigen Endgerät
erzeugtes Auswahlsteuersignal ein beliebiger Eingangsanschluss dem Ausgangsanschluss
zugeordnet werden kann.
In der Regel liegt an allen Ausgängen der Schaltvorrichtung das terrestrische
Signal an (d.h. es wird in der Schaltvorrichtung, welche zwischen
den Eingängen umschaltet, auf alle Ausgänge durchgeschleift). Die datenanzeige kann
in vorteilhafter Weise über die Software des nutzerseitigen Empfangsgeräts gesteuert
werden. Weiterhin weist diese Weiterbildung der Erfindung den Vorteil auf, dass
im Rahmen der Erfindung auch ein elektromagnetisches Meßsystem für die Meteorologie,
mit dem Spherics-Signale erfasst und analysiert werden, wie dies in der
EP 0 990 177 B1 beschrieben ist,
an das erfindungsgemäße Datenübertragungs- und -anzeigesystem angekoppelt werden
kann. Dabei kann lokal eine Messstation mit einer Verarbeitungseinheit zum Ableiten
von Messdaten aus den empfangenen Spherics-Signalen vorgesehen sein. Die Verarbeitungseinheit
kann dabei aus einfachen Filtern und/oder analogen oder digitalen Signalbearbeitungsstufen
bestehen, mit denen die Signale analogdigital verarbeitet werden, so dass Messdaten
in analoger/digitaler Form anstehen. Diese Programmierung kann durch einen handelsüblichen
PC oder eine andere, bevorzugt portable Programmiereinheit, welcher dann über gärigige
Datenbusse, z.B. USB, mit der erfindungsgemäßen Datenübertragungs- und -anzeigesystem
verbunden wird. Eine derartige Programmierschnittstelle weist bevorzugt visuelle
bzw. grafische Hilfsmittel und Bedienflächen auf, die es der Bedienperson (dem Konfigurator)
ermöglichen, in einfacher und übersichtlicher Weise die für die betreffende Anlage
gewünschte Konfiguration einzustellen. Beispielsweise kann von einem angeschlossenen
Receiver ein Auswahlsteuersignal erzeugt werden, z.B. ein DISEqC-Steuersignal, Dieses
niederfrequente Signal wird mittels eines Tiefpasses von der zur Schaltvorrichtung
laufenden Hochfrequenzleitung ausgekoppelt und mittels einer für jeden ausgangsseitigen
Kanal separat vorgesehenen Decodiereinheit detektiert und interpretiert, nämlich
im Hinblick auf die notwendigen Schaltkriterien. Dieses Signal in Form von Identifikationssignale
aus Gleichspannungssignalen, niederfrequenten Wechsel- oder Pulsspannungen oder
aus niederfrequenten Datentelegrammen kann auch einer nachgeschalteten Zuordnungseinheit
(„Mapping-Tabelle") zugeleitet werden. Dadurch kann einerseits eine flexible,
universelle Zuordnung und Konfigurierbarkeit der Eingangsanschlüsse auf einen oder
mehrere Ausgangsanschlüsse ermöglicht werden, andererseits kann auf einfache und
flexible Art und Weise die Anzahl der zur Verfügung gestellten Programme oder Daten
an die jeweiligen Wünsche der einzelnen Bewohner eines Hauses angepasst werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden, gemäß Patentanspruch
5, Datensender und Datenempfänger vom nutzerseitigen Empfangsgerät oder von der
Schaltvorrichtung, welche eine eigene Stromversorgung aufweist, aus ferngespeist.
Diese Ausgestaltung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass entsprechend
der Dämpfung im Verteilnetz die entsprechende Stromversorgung sichergestellt werden
kann, so dass ein störungsfreier Betrieb der Datenübertragungskette (Sensor, Datensender,
Verteilnetz, Datenempfänger) ermöglicht wird.
Schließlich weist, gemäß Patentanspruch 6, das nutzerseitige Empfangsgerät
einen Satellitenreceiver und ein Anzeigesystem auf und durch Tastenbetätigung können
die empfangenen Daten alphanumerisch und/oder bildlich dargestellt werden.
Dadurch wird eine benutzerfreundliche Bedienung des erfindungsgemäßen
Datenübertragungs- und -anzeigesystems ermöglicht, ohne dass die dem Benutzer bekannte
Bedienungsphilosophie abgeändert werden muss.
Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
1 in perspektivischer Darstellung die
Komponenten des erfindungsgemäßen Datenübertragungs- und -anzeigesystem für den
Anwendungsfall Satellitenempfangsanlage,
2 das Blockschaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform eines Datensenders und
3 das Blockschaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform eines Datenempfängers gemäß der Erfindung.
Das in 1 dargestellte Wetterdatenanzeigesystem
nutzt einen Digitalreceiver SR zur Anzeige dieser Daten via Bildschirmeinblendung
auf einem Fernsehempfangsgerät TV. Durch Betätigung einer entsprechenden Taste auf
der Fernbedienung ("Weatherdata") werden diese Wetterinformationen alphanumerisch
oder in Kombination mit entsprechenden Grafiken dargestellt.
Das System ist nach Benutzervorgaben ausbaufähig, d.h. die entsprechenden
Sensoren S1 bis S5 für z.B. Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur, rel.
Luftfeuchtigkeit usw. werden vom Anwender je nach Bedarf angeschlossen.
Die Datenübertragung zum Satelleiten-Receiver SR erfolgt kabelgebunden
über das Verteilnetz V, beispielsweise auf der ISM Frequenz 433,9 MHz oder 868 MHz.
Entsprechende Module für diesen Frequenzbereich sind handelsüblich und in der Regel preiswert,
da derartige Module auch für drahtlose Thermometer, drahtlose Türglocken und Alarmanlagen
verwendet werden.
Die drahtgebundene Übertragung sichert im Gegensatz zu einer drahtlosen
Variante eine weitgehend störungsfreie Übertragung (auch in störungsbelastetet Umgebung,
beispielsweise Elektrosmog) und erzeugt selbst auch keine störbelastende Umgebung.
Weiterhin können nur die Benutzer/Teilnehmer die Daten empfangen, wenn diese einerseits
an das Netz angeschlossen sind und andererseits über die entsprechende Software
im nutzerseitigen Endgerät verfügen.
Die einzelnen Messgrößen werden über ihre Sensoren S 1 bis S5 und
entsprechende Wandler und einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kontrolleinheit
(insbesondere für die Messdatenzusammenfassung nach Datenprotokoll, Auswertung von
Datenbursts u.a.) in einen seriellen Datenstrom umgewandelt und modulieren damit
einen Datensender DS. Dieser Datensender DS (wobei die Versorgungsspannung über
Multischalter MS und LNB-Versorgung einer Satellitenantenne A oder einem Receiver
SR gewonnen wird) schickt sein Signal über den terrestrischen Pfad des Verteilnetzes
V (einschließlich von Antennensteckdosen AD) zu einem Datenempfänger DE, der den
seriellen Datenstrom in ein RS232 verträgliches Format bringt und an den Receiver
SR weitergibt.
Praktisch alle digitalen Satellitenreceiver SR besitzen eine RS232-Schnittstelle
(für Softwareupgrade oder Servicezwecke), die jetzt im Rahmen der Erfindung für
den Wetterdatenempfang genutzt werden wird.
Die Implementierung entsprechender Dekodiersoftware kann beispielsweise
vom jeweiligen Receiver SR aus erfolgen, wobei die dort vorhandene Software im Rahmen
der Erfindung mitbenutzt werden kann. Beim erfindungsgemäßen Datenübertragungs-
und -anzeigesystem werden vorzugsweise die Daten bereits vor oder im Datensender
DS verarbeitet und diese Daten liegen an allen Ausgängen des Verteilnetzes/Eingängen
der nutzerseitigen Empfangsgeräten an (in der Regel liegen an allen Ausgängen des
Multischalter MS gleichzeitig das terrestrische Signal an), wobei die Wiedergabe/Anzeige
von dem nutzerseitigen Empfangsgerät aus gesteuert wird. Das erfindungsgemäße Datenübertragungs-
und -anzeigesystem kann in allen Satelliten-, terrestrischen und BK-Anlagen (koaxiale
oder Lichtleiterübertragung) eingesetzt/implementiert werden.
2 zeigt das Blockschaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform eines Datensenders DS gemäß der Erfindung. Der Einspeisepunkt für
den seriellen Datenstrom von der Sensoren S1, ... , S5 ist mit S bezeichnet. Eine
Anzeigeeinheit AZ1 zeigt Betriebszustände, beispielsweise einen vorhandenen Datenstrom
an.
Der Datenstrom gelangt auf einen Eingang Data des LPD ("Low-power-device")
-Sendemoduls SM, das je nach Anspruch an die Übertragungssicherheit als AM- (Amplitudenmoduliert)
oder auch als FM- (Frequenzmoduliert) Einheit ausgelegt sein kann.
Das auf den Träger aufmodulierte Datensignal gelangt über einen Ausgang
RF des Sendemoduls SM zu einem Bandpassfilter BP (hier mit einer Mittenfrequenz
von 434 MHz), dann zu einem einstellbaren Dämpfungsglied D (zur Pegelanpassung)
und über ein Tiefpassfilter TP (das zur Entkopplung gegenüber dem Satbereich dient)
auf einen Ausgang AS des Datensenders DS.
Von diesem Punkt aus kann das Signal auf den terrestrischen Eingang
eines Multischalters MS oder wahlweise bei vorhandener Verbindungsleitung LV (strichliniert
in 2 dargestellt) direkt auf die Ableitung eines LNBs
zu einer Antennensteckdose AD mit angeschlossenem Receiver SR gebracht werden. Schließlich
kann mittels eines Tiefpasses T2 die Rückwirkung der Satellitensignale (vom LNB)
auf die terrestrischen Signale verhindert werden.
Die Spannungsversorgung für den Datensender DS wird über den Verbindungsweg
I (Anschluss Multischaltereingang, oder bei bestehender Verbindung über LV: Anschluss
Receiver SR direkt), Hochpassfilter (950 MHz) HP und LNB-Eingang M realisiert, wobei
die Betriebsspannung über einen DC-Tiefpass T1 rückwirkungsfrei ausgekoppelt und
der restlichen Schaltung zur Verfügung gestellt wird. Ist also keine Schaltvorrichtung
MS vorhanden, so erfolgt die Fernspeisung über die Anschlussbuchse AS und ist eine
Schaltvorrichtung MS vorhanden, so erfolgt die Fernspeisung über die Anschlussbuchse
I.
3 zeigt das Blockschaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform eines Datenempfängers DE gemäß der Erfindung. Das mit den übrigen
HF-Signalen gemultiplexte/überlagerte Datensignal, insbesondere Wetterdatensignal,
gelangt wahlweise (je nach Anlagenkonfiguration) über eine Anschlussbuchse H und
ein Tiefpassfilter G (Leitung vom LNB direkt auf den Receiver SR) oder über eine
Anschlussbuchse AB (Leitung vom terrestrischen Anschluss einer Antennensteckdose
AD) über ein Bandpassfilter B (hier Mittenfrequenz 430 MHz) auf einen Eingang RF
eines Empfängermoduls C.
Nach der Demodulation wird das Datensignal mittels einer Anzeigeeinheit
AZ2 zur Anzeige gebracht (oder z.B. grünes LED "Daten vorhanden") und gleichzeitig
auf eine Impulsformerstufe E (zur Signalregeneration) gegeben.
Von dort werden die Datensignale die (etwa) im TTL-Format (0V/5V) vorliegen, mittels
eines Konverterbausteins F auf ein für die serielle Schnittstelle des nutzerseitigen
Empfangsgerät SR, TV geeignetes Pegelformat ( z.B. ± 10V / RS 232) gebracht.
Am Ausgang des Konverterbausteins F, d.h. am Anschluss 0 (hier SUB-D-9polig), steht
das Datensignal zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.
Die Betriebsspannung für den Datenempfänger DE wird über den Verbindungsweg
mit einer Anschlussbuchse K (Antennen-Anschlussbuchse zum Receiver SR) und einem
Tiefpassfilter L gewonnen und der Schaltung zur Verfügung gestellt.
Weiterhin kann über eine zweite Anschlussbuchse M und Entkopplungsdioden
N der Datenempfänger DE auch fremdversorgt/ferngespeist werden (weil möglicherweise
der Receiver SR bei LNB-Direktversorgung und Betrieb mit Datensender DS und Datenempfänger
DE überlastet wird). Die Betriebsspannung für den Datenempfänger DE wird dann mittels
einem Tiefpass IB gewonnen und der Schaltung zur Verfügung gestellt.
Den Verbindungsweg für das Satellitensignal stellen von der Anschlussbuchse
K aus, das Hochpassfilter J und die Anschlussbuchse H dar.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Einspeisung am Hausübergabepunkt,
d.h. an der Schnittstelle zwischen einem Breitbandkabelnetz und den daran angeschlossenen
Teilnehmereinrichtungen, von der aus gegebenenfalls über Verstärker, Verteiler und/oder
Abzweiger die Signalübertragung zu einem oder mehreren Endgeräten des Teilnehmers
führt, erfolgen; in der Antennensteckdose AD oder im Datenempfänger DE kann eine
Einschleusweiche vorgesehen werden; es kann eine Kombinations-Antennensteckdose
benutzt werden mit Trennung der Satelliten- und Kabelanschlüsse von den Anschlüssen
für die Amtsleitung gemeinsam, so dass die besonderen Anforderungen für die verschiedenen
Systeme, z.B. Störstrahlung und Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung, erfüllt
werden können, so dass in Hinblick auf neue Anwendungsbereiche, z.B. Teleshopping,
Pay per View, Internet, Video on Demand, Telelearning usw. mit kostenmäßig geringem
Aufwand, die Infrastruktur für die Verteilung von über Antenne, Satellitenantenne
oder Amtsleitung empfangener analoger oder digitaler Signale – einschließlich
eines sog. Rückkanals für die Kommunikation mit dem Service-Provider – geschaffen
werden kann; ein so genannter intelligenter Multischalter ist (über die Schnittstelle)
derart programmierbar, dass bestimmte Satelliten-Zwischenfrequenz-Signale oder Dienste
(Wetterdaten, Börsennachrichten, Einstellung von Gebäudeinstallationen, Übermittlung
von Alarmsignalen usw.) für bestimmte Teilnehmer gesperrt sind oder dieser ist mit
einem externen Modem verbindbar oder in dem Multischalter ist ein Modem integriert,
so dass die Programmierung des und Datenübertragung über den Multischalter von einem
entfernten Ort über ein Datennetz, insbesondere über das Telekommunikationsnetz
oder das Internet, erfolgen kann.(dafür kann die Software im nutzerseitigen Endgerät
(Satellitenreceiver) vereinfacht werden); die Kontrolleinheit, an welche die Sensoren
angeschlossen sind, kann als elektronischer Schalter, als Mikroprozessor oder auch
als &mgr;PC ausgeführt werden; die Kontrolleinheit und/oder der Wandler können im
Datensender integriert werden, u.a.
|
| Anspruch[de] |
- Datenübertragungs- und -anzeigesystem, insbesondere von Wetterdaten,
unter Nutzung eines vorhandenen Verteilnetzes (V) mit Satelliten-, Antennen- und/oder
Kabelanschlüssen (AD) im Heimbereich
• mit mindestens einem Sensor (S1, S2, S3, S4, S5) zur Erfassung von Messwerten,
• mit einem an den Sensor (S1, S2, S3, S4, S5) angeschlossenen Datensender
(DS),
• mit dem Verteilnetz (V), welches an den Datensender (DS) zur Übertragung
eines seriellen Datenstroms angeschlossen ist und
• mit einem an das Verteilnetz (V) angeschlossenen Datenempfänger (DE), welcher
zur Anzeige dieser Daten via Bildschirmeinblendung mit einem nutzerseitigen Empfangsgerät
(SR, TV) verbindbar ist.
- Datenübertragungs- und -anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Datensender (DS) Datensignale, welche im Frequenzbereich der terrestrischen
Signale liegen, erzeugt.
- Datenübertragungs- und -anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Datenempfänger (DE) an eine serielle Schnittstelle, insbesondere RS 232-
Schnittstelle, des nutzerseitigen Empfangsgeräts (SR, TV) angeschlossen ist.
- Datenübertragungs- und -anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verteilnetz (V) mindestens eine Schaltvorrichtung (MS) mit mindestens zwei
Eingangsanschlüssen (E1, E2, E3) und mindestens einem Ausgangsanschluss (A1, A2,
A3, A4) aufweist, wobei durch ein im nutzerseitigen Endgerät (SR) erzeugtes Auswahlsteuersignal
ein beliebiger Eingangsanschluss (E1, E2, E3) dem Ausgangsanschluss (A1, A2, A3,
A4) zugeordnet werden kann.
- Datenübertragungs- und -anzeigesystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass Datensender (DS) und Datenempfänger (DE) vom nutzerseitigen
Empfangsgerät (SR, TV) oder von der Schaltvorrichtung (M5), welche eine eigene Stromversorgung
aufweist, aus ferngespeist werden.
- Datenübertragungs- und -anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das nutzerseitige Empfangsgerät (SR, TV) einen Satellitenreceiver (SR) und
ein Anzeigesystem (TV) aufweist und dass durch Tastenbetätigung die empfangenen
Daten alphanumerisch und/oder bildlich dargestellt werden.
- Datenübertragungs- und -anzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass Datensender (DS) und Datenempfänger (DE) jeweils eine Anzeigeeinheit (AZ1,
AZ2) zur Anzeige von Betriebszuständen aufweisen.
- Datensender (DS) zur Erzeugung eines Sendesignals für ein digitales
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal
der Sensoren (S 1, S2, S3, S4, S5) am Eingang (Data) eines Sendemoduls (SM) des
Datensenders (DS) anliegt, und dass das am Ausgang (RF) des Sendemoduls (SM) anliegende,
auf einem Träger aufmodulierte Datensignal über einen Bandpass (BP), ein Dämpfungsglied
(D), einen Tiefpass (TP) und einem Ausgangs-Anschluss (AS) des Datensenders (DS)
dem Verteilnetz (V) zugeführt wird.
- Datensender (DS) nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass
entweder ein Eingang (E1) der Schaltvorrichtung (MS) mit dem Ausgangs-Anschluss
(AS) des Datensenders (DS) oder dieser über eine Verbindungsleitung (LV) und dem
Verteilnetz (V) mit dem Datenempfänger (DE) verbunden ist.
- Datensender (DS) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Stromversorgung des Datensenders (DS), an eine Anschlussbuchse (I) entweder die
Schaltvorrichtung (MS) oder das nutzerseitige Empfangsgerät (SR, TV) angeschlossen
ist und dass ein Betriebsspannungsanschluss (UB) des Sendemoduls (SM) über einen
Tiefpass (T1) und einen Hochpass (HP) mit der Anschlussbuchse (I) verbunden ist.
- Datenempfänger (DE) für ein digitales Datenübertragungssystem nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit den übrigen HF-Signalen gemultiplexte
Datensignal entweder über eine Anschlussbuchse (H) des Datenempfängers (DE) und
einen Tiefpass (G) oder über eine Anschlussbuchse (AB) zugeführt und über ein Bandpassfilter
(B) auf einen Eingang (RF) eines Empfängermoduls (C) gelangt und dass das am Ausgang
(Data) des Empfängermoduls (C) anliegende, demodulierte Datensignal über eine Impulsformerstufe
(E), einem Konvertermodul (F) und einem Anschluss (O) dem Empfangsgerät (SR, TV)
zugeführt wird.
- Datenempfänger (DE) nach Anspruch 5 und 11, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Stromversorgung des Datenempfängers (DE), entweder an eine erste Anschlussbuchse
(K) das nutzerseitige Empfangsgerät (SR, TV) oder an eine zweite Anschlussbuchse
(M) eine Stromversorgungseinrichtung angeschlossen ist und dass ein Betriebsspannungsanschluss
(UB) des Empfängermoduls (C) über Entkopplungsdioden (N) entweder mit der zweiten
Anschlussbuchse (M) oder über einen Tiefpass (L) mit der ersten Anschlussbuchse
(K) verbunden ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen
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