Verfahren zur Inbetriebsetzung von funkbasierten Gefahrenmeldesystemen

Abstract

 In einem Verfahren zur Inbetriebsetzung von funkbasierten Gefahrenmeldesystemen, die in einer Zelle eine Hauptstation (7), die eine Sende- und Empfangseinrichtung umfasst und periphere Elemente (1 bis 6), die jeweils eine Sende- und Empfangseinrichtung umfassen, aufweisen, werden die peripheren Elemente montiert und mit Energie versorgt, anschließend senden diese Suchtelegramme aus und gehen danach in einen Empfangsmodus. Periphere Elemente (1...6), die während des Empfangsmodus ein Suchtelegramm eines suchenden peripheren Elementes (1...6) empfangen, senden ein Antworttelegramm an das suchende periphere Element (1...6) aus. Daraufhin werden die Erreichbarkeitstabellen der miteinander in Kontakt stehenden peripheren Elemente (1...6) ergänzt und somit bildet sich von selbst eine Struktur unter den bereits montierten peripheren Elementen (1...6) aus.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Inbetriebsetzung von funkbasierten Gefahrenmeldesystemen, die in einer Zelle des Gefahrenmeldesystems eine Hauptstation mit einer Sende- und Empfangseinrichtung und periphere Elemente mit jeweils einer Sende- und Empfangseinrichtung aufweisen.

[0002] Gefahrenmeldesysteme, bei denen Meldungen über Funk übertragen werden, bieten dem Anwender viele Vorteile. Die Gefahrenmeldesysteme umfassen dabei Meldesensoren als periphere Elemente, die im Fall einer detektierten Gefahr, zum Beispiel Brand oder Einbruch, eine Gefahrenmeldung über eine Funkverbindung an eine Zentrale oder Hauptstation (worunter auch Repeater verstanden werden sollen) übermitteln, in der zur Beseitigung der Gefahr weitere Maßnahmen, wie Alarmierung der Feuerwehr bzw. Polizei, eingeleitet werden.

[0003] Aus der EP 833288 ist ein Verfahren für Funkübertragung in einer Gefahrenmeldeanlage bekannt, bei dem Messdaten eines Meldesensors zur Zentraleinheit über weitere Meldesensoren als Zwischenstationen übertragen werden können, wenn eine direkte Funkverbindung zur Zentrale wegen einer zu geringen Funkreichweite nicht besteht oder gestört ist. Dafür ist eine feste hierarchische Verbindungsstruktur der Meldesensoren untereinander vorgesehen.

[0004] Aus EP 1282094 ist ein Verfahren zur Funkübertragung in einem Gefahrenmeldesystem bekannt, welches über Repeater arbeitet und dennoch stromsparend ausgelegt ist, so dass ein Batteriebetrieb möglich ist. Dabei werden die Empfangseinrichtungen zyklisch zu vorgegebenen Zeitpunkten eingeschaltet und sendewillige Teilnehmer senden eine Präambel, die dazu führt, dass die für den Empfang vorgesehenen Teilnehmer im Falle des Empfangs bis zum Ende der gesamten Präambel eingeschaltet bleiben und im Falle, dass keine Präambel empfangen wird, wieder ausgeschaltet werden. In der Präambel wird ein Zeitpunkt übermittelt, zu dem sich der Empfänger wieder einschaltet, um das eigentliche Datentelegramm zu empfangen.

[0005] Die Inbetriebsetzung solcher funkbasierter Gefahrenmeldesysteme weicht von der Inbetriebsetzung von verdrahteten Anlagen ab. Bei funkbasierten Gefahrenmeldesystemen fehlt der bei elektrisch verbundenen Anlagen prinzipiell vorhandene Draht als erstes Adressierelement. Bei kleinen Funksystemen, wie sie in der privaten Meldetechnik üblich sind, werden Montage und Inbetriebsetzung meistens von der gleichen Person ausgeführt. In großen Systemen, also bei gewerblichen Anlagen, möchte man diese beiden Aktionen aus Kostengründen aber trennen. Denn es hat sich als wirtschaftlich erwiesen, wenn zuerst ein Mitarbeiter, der keine profunden Kenntnisse der heute oft komplizierten Elektronik benötigt, die Gerätschaften montiert, ohne aber das System in Betrieb zu setzen. Die eigentliche Inbetriebsetzung wird in einem zweiten Schritt von einem geschulten Techniker durchgeführt. Dazu wird zuerst das zentrale Element (Gateway oder Hauptstation) in einen sog. Anmeldemodus gebracht. Anschließend werden die einzelnen Melder nacheinander am Gateway angemeldet. Nachdem alle Melder einer Zelle auf diese Weise registriert wurden, wird der Anmeldemodus beendet. Das kann manuell oder automatisch nach einer bestimmten Zeit oder wenn die Zelle voll ist, geschehen. Problematisch aber ist, dass der die Anmeldung Durchführende jeden Melder in die Hand nehmen muss. Gerade bei großen Anlagen fallen hier lange Wegezeiten an. Außerdem kann der Fall eintreten, dass der Inbetriebsetzer auf Leitern steigen muss, um an den einzelnen Meldern Einstellungen vorzunehmen oder die Energieversorgung der Melder einzuschalten.

[0006] Es ist daher die Aufgabe der Einfindung, ein Verfahren zur Inbetriebsetzung von funkbasierten Gefahrenmeldesystemen anzugeben, welches eine kostengünstigere und schnellere Inbetriebsetzung erlaubt.

[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0008] Im erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die peripheren Elemente, beispielsweise Melder, montiert und mit Energie versorgt, was beispielsweise durch das Einlegen von Batterien geschehen kann. Der ungeschulte Monteur setzt so die Melder an ihren Platz. Die peripheren Elemente senden anschließend wiederholt in vorgegebenen Zeitabständen Suchtelegramme aus und gehen danach in einen Empfangsmodus. Solche peripheren Elemente, die während des Empfangsmodus ein Suchtelegramm eines suchenden peripheren Elementes empfangen, senden ein Antworttelegramm an das suchende periphere Element. Die beiden miteinander kommunizierenden peripheren Elemente tragen sich jeweils in einer eigenen Erreichbarkeitstabelle ein und bilden somit ein Cluster, welches gemeinsam kommuniziert. Auf diese Weise organisieren sich die peripheren Elemente untereinander bereits, ohne dass die Hauptstation eine Anmeldeaufforderung aussendet. Erst nachdem die Hauptstation eine Anmeldeaufforderung aussendet, melden sich alle peripheren Elemente, die die Anmeldeaufforderung empfangen haben, bei der Hauptstation an und aktualisieren ihre jeweilige Erreichbarkeitstabelle.

[0009] In der vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 2 teilen die peripheren Elemente, die direkten Kontakt zur Hauptstation haben, diese Erreichbarkeit der Hauptstation den anderen peripheren Elementen mit. Dadurch ist sichergestellt, dass sämtliche peripheren Elemente der Zelle, teilweise über als Zwischenstationen fungierende periphere Elemente, mit der Hauptstation in Kontakt stehen und die Inbetriebsetzung abgeschlossen ist.

[0010] Gemäß Anspruch 3 ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass nach erfolgter Anmeldung sämtlicher peripherer Elemente die Hauptstation eine Optimierung der Zellstruktur vornimmt und an die peripheren Elemente Routinglisten übermittelt, aus denen hervorgeht, auf welchem Weg die peripheren Elemente mit der Hauptstation kommunizieren sollen.

[0011] Die Erreichbarkeitstabelle bei peripheren Elementen, die direkt mit der Hauptstation kommunizieren, ist in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 4 aus einer Zeile aufgebaut, wobei in der Zeile für jedes periphere Element, welches mit diesem ausgewählten peripheren Element in Kontakt steht, ein Zeichen gesetzt wird. Damit ergibt sich eine besonders einfache Ausgestaltung der Erreichbarkeitstabelle.

[0012] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 5 ist vorgesehen, dass die Erreichbarkeitstabelle bei peripheren Elementen, die über ein peripheres Element als Zwischenstation mit der Hauptstation kommunizieren, aus zwei Zeilen aufgebaut wird, wobei in einer der Zeilen ein Zeichen für jedes periphere Element gesetzt wird, mit dem das ausgewählte periphere Element direkt in Kontakt steht und in der zweiten Zeile ein Zeichen für das periphere Element gesetzt wird, welches von dem ausgewählten peripheren Element als Zwischenstation zum Erreichen der Hauptstation genutzt wird.

[0013] Durch das Vergrößern der Zeitabstände zwischen einzelnen Suchtelegrammen gemäß Anspruch 6 lässt sich zu Beginn einer Montage die Lebensdauer der Batterie erhöhen. In dieser Zeit führt eine starke Sendetätigkeit nicht zum Erfolg.

[0014] Sobald das periphere Element Antworttelegramme erhält, werden gemäß Anspruch 7 in vorteilhafter Weise die Zeitabstände zwischen den Suchtelegrammen verkürzt, um möglichst schnell ein funktionsfähiges Gefahrenmeldesystem zu erhalten, sobald eine Hauptstation in der Zelle identifiziert wird.

[0015] Die Hauptstation kann dabei nach ihrer Montage und Versorgung mit Energie zunächst ein Suchtelegramm an alle peripheren Elemente aussenden und die empfangenen Antworttelegramme auswerten gemäß Anspruch 8 oder gemäß Anspruch 9 zunächst in den Empfangsmodus gehen und auf die Suchtelegramme der peripheren Elemente antworten. Der aktive Weg gemäß Anspruch 8 führt dabei zu schnelleren Inbetriebnahmen, während das Verfahren gemäß Anspruch 9 die Selbstorganisation der peripheren Elemente weniger beeinträchtigt.

[0016] Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nun in den Figuren der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Gefahrenmeldesystems mit peripheren Elementen, bevor die Hauptstation eine Anmeldeaufforderung ausgesendet hat und

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Gefahrenmeldesystems mit der Hauptstation, nachdem die Gefahrenmeldeanlage in Betrieb gesetzt wurde.

[0017] In Figur 1 sind schematisch insgesamt sechs periphere Elemente 1 bis 6 als Teile eines Gefahrenmeldesystems dargestellt. Bei den peripheren Elementen 1 bis 6 kann es sich dabei um Melder (beispielsweise Brand- und Einbruchsmelder), aber auch um Bedienelemente oder Signalanlagen handeln. Jedes periphere Element 1 bis 6 weist jeweils eine nicht dargestellte Sende- und Empfangseinrichtung für die Kommunikation untereinander und mit einer nicht dargestellten Hauptstation auf. Gleich nach der Montage werden die einzelnen peripheren Elemente in Betrieb gesetzt, indem der Monteur beispielsweise die Batterien einsetzt und anschließt. Zu diesem Zeitpunkt wissen die peripheren Elemente 1 bis 6 nicht, ob andere periphere Elemente 1 bis 6 und die Hauptstation 7 (siehe Figur 2) betriebsbereit sind. Ein suchendes peripheres Element (beispielsweise 1) sendet anschließend ein Suchtelegramm mit einer Länge von beispielsweise 250 ms mit dem Inhalt aus: kann mich einer hören und mich zur Hauptstation mit einer speziellen Kennung, zum Beispiel Null, weiterbringen. Anschließend geht das suchende periphere Element auf Empfang, zum Beispiel für kurze Zeitintervalle alle 200 ms. Das suchende periphere Element 1 versucht in verschiedenen zeitlichen Abständen abzufragen, ob ein anderes peripheres Element (beispielsweise 2 bis 6) in seiner Nähe vorhanden ist. Antwortet eines der in der Nähe befindlichen peripheren Elemente 2 bis 6 auf das Suchtelegramm, so fragt das suchende periphere Element 1 ab, ob das antwortende periphere Element (beispielsweise 2) ein normales peripheres Element oder die Hauptstation darstellt. Bemerkt das periphere Element 1, dass zwar weitere periphere Elemente 2 bis 5 vorhanden sind, aber noch keine Hauptstation 7 im Netzwerk in der Zelle identifiziert worden ist, so versucht das suchende periphere Element 1 sich in wachsenden zeitlichen Abständen mit einem Sendetelegramm bei der Hauptstation 7 anzumelden. Durch die wachsenden Zeitabstände, beispielsweise 10min, 1h, 4h, wird die Lebensdauer der Batterie erhöht. Befinden sich nämlich während des Beginns der Montage nur wenige periphere Elemente 1...6 in der Zelle, würde ansonsten durch die starke Sendetätigkeit zwar Energie verbraucht, aber es ergibt sich kein zusätzlicher Informationsgehalt. Wird eine Hauptstation 7 entdeckt, so versucht das periphere Element in kürzeren Zeitabständen mit anderen peripheren Elementen Kontakt aufzunehmen.

[0018] Sobald die Hauptstation 7 installiert ist, versucht diese zu identifizieren, welche peripheren Elemente 1 bis 6 Kontakt mit der Hauptstation 7 aufbauen können. Dafür kann die Hauptstation 7 mit dem Aussenden von Broadcast-Nachrichten beginnen, die ihre Anwesenheit an die peripheren Elemente 1...6 übermittelt, oder die Hauptstation 7 befindet sich zunächst im Empfangsmodus und teilt ihre Anwesenheit an suchende periphere Elemente 1...6 im Antworttelegramm mit. Dabei ist der aktive Modus des sofortigen Aussendens eines Telegramms durch die Hauptstation 7 der vorzuziehende Weg, da dadurch die Inbetriebnahmeprozedur beschleunigt wird. Die peripheren Elemente, die direkt mit der Hauptstation 7 Kontakt haben (in Figur 2 die peripheren Elemente 5 und 6),synchronisieren sich mit der Hauptstation, tragen dies in ihren Erreichbarkeitstabellen ein. Die direkt mit der Hauptstation 7 in Kontakt stehenden peripheren Elemente 5 und 6 übermitteln diese Information auch an die peripheren Elemente, die nicht direkt mit der Hauptstation 7 in Verbindung stehen, sondern nur mit den dann als Zwischenstation fungierenden peripheren Elementen 5 und 6. Auf diese Weise wird das gesamte Netz in der Zelle des Gefahrenmeldesystems aufgebaut, jedes periphere Element 1 bis 6 erfährt somit, auf welchem Weg die Hauptstation 7 und damit eine Gefahrenmeldezentrale 8 erreicht werden kann.

[0019] Sobald die Hauptstation 7 eine vollständige Netzwerktopologie kennt, versucht die Hauptstation 7 zur Kontrolle alle peripheren Elemente 1...6 anzusprechen und wartet auf ein Quittierungssignal.

[0020] Im Anschluss an die Inbetriebnahmeprozedur der peripheren Elemente übernimmt die Hauptstation die Optimierung der Netzwerktopologie, dazu kann eine Verteilung von Cluster-Heads, das sind die als Zwischenstationen arbeitenden peripheren Elemente (im Ausführungsbeispiel die peripheren Elemente 5 und 6), erfolgen sowie einzelne Routinglisten umgestellt werden. Die Routinglisten werden anschließend über die als Zwischenstation fungierenden peripheren Elemente 5 und 6 an sämtliche peripheren Elemente 1 bis 6 übermittelt.

[0021] Die Erreichbarkeitstabellen, die in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind, lassen sich dabei wie folgt lesen: die Position in der Zeile gibt die Kennung des jeweiligen peripheren Elements an, wobei an Position Null die Hauptstation 7 einzuschreiben ist. Beispielsweise kommuniziert das periphere Element 1 in Figur 1 direkt mit dem peripheren Element 2 und dem peripheren Element 5, d.h., dass an den Stellen 1, 2 und 5 der Erreichbarkeitstabelle jeweils eine Eins und sonst Null eingetragen wird. Nach der Inbetriebsetzung gibt es in der Zelle zwei unterschiedliche Typen von peripheren Elementen: zum einen solche peripheren Elemente (beispielsweise 5 und 6), die direkt mit der Hauptstation 7 in Verbindung stehen. Die Erreichbarkeitstabelle solcher peripheren Elemente 5 und 6 weist nur eine Zeile auf, in der eine Eins an all den Stellen steht, die periphere Elemente bzw. die Hauptstation darstellen, mit denen diese peripheren Elemente 5 und 6 direkt in Kontakt stehen. Beispielsweise kommuniziert das periphere Element 6 direkt mit der Hauptstation 7 und mit dem peripheren Element 4, so dass an den Positionen Null und Vier jeweils eine Eins steht. Des weiteren existieren periphere Elemente (1, 2, 3, 4), die nicht direkt mit der Hauptstation 7 in Kontakt stehen, sondern über jeweilige Zwischenstationen mit der Hauptstation 7 kommunizieren. Die Erreichbarkeitstabellen dieser peripheren Elemente sind aus zwei Zeilen aufgebaut. Eine der Zeilen (in Figur 2 die obere der Zeilen) gibt wieder an, mit welchen peripheren Elementen das jeweilige periphere Element direkt in Kontakt steht, beispielsweise kommuniziert das periphere Element 1 direkt mit den peripheren Elementen 2 und 5. In der zweiten Zeile ist angegeben, über welches periphere Element die Hauptstation erreicht wird. Im Beispiel erreicht das periphere Element 1 die Hauptstation 7 über das periphere Element 5, d.h. dass an den Positionen 0 und 5 jeweils eine Eins, sonst Null steht. Auf diese Weise ist die Zellstruktur des Gefahrenmeldesystems vollständig in den Erreichbarkeitstabellen der peripheren Elemente dargestellt.

[0022] Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Monteur die peripheren Elemente zum Beispiel durch Einsetzen und Anschließen der Batterien in Betrieb nehmen, ohne dass eine Inbetriebnahme durch einen Servicetechniker erfolgen muss. Die peripheren Elemente sind in der Lage, unter sich ein Netzwerk aufzubauen und das Vorhandensein einer Hauptstation 7 für die Inbetriebnahme des Gefahrenmeldesystems zu entdecken und die Zellstruktur für die Inbetriebsetzung zu nutzen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Inbetriebsetzung von funkbasierten Gefahrenmeldesystemen, die in einer Zelle eine Hauptstation (7), die eine Sende- und Empfangseinrichtung umfasst und periphere Elemente (1...6), die jeweils eine Sende- und Empfangseinrichtung umfassen, aufweisen, wobei

● die peripheren Elemente (1...6) montiert und mit Energie versorgt werden,

● die peripheren Elemente (1...6) wiederholt in vorgegebenen Zeitabständen ein Suchtelegramm aussenden,

● die peripheren Elemente (1...6) nach Aussenden des Suchtelegramms in einen Empfangsmodus gehen,

● die peripheren Elemente (1...6) oder die Hauptstation (7), die während des Empfangsmodus ein Suchtelegramm eines suchenden peripheren Elementes (1...6) empfangen, ein Antworttelegramm an das suchende periphere Element (1...6) aussenden,

● dass das suchende und das antwortende periphere Element (1...6) bzw. die Hauptstation (7) jeweils in einer eigenen Erreichbarkeitstabelle das jeweils andere periphere Element (1...6) bzw. die Hauptstation (7) als erreichbar eintragen,

● dass die peripheren Elemente (1...6) solange Suchtelegramme aussenden, bis die Hauptstation (7) gegebenenfalls über andere periphere Elemente (1...6) als Zwischenstation erreichbar ist.

2. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines funkbasierten Gefahrenmeldesystems nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die peripheren Elemente (1...6) mit Kontakt zur Hauptstation (7) die Erreichbarkeit der Hauptstation (7) an die peripheren Elemente (1...6) übermitteln, mit denen diese in Kontakt stehen.

3. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines funkbasierten Gefahrenmeldesystems nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hauptstation (7) eine Optimierung der Zellstruktur vornimmt und an die peripheren Elemente (1...6) Routinglisten übermittelt.

4. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines funkbasierten Gefahrenmeldesystems nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erreichbarkeitstabelle bei peripheren Elementen (1...6) , die direkt mit der Hauptstation (7) kommunizieren, aus einer Zeile aufgebaut wird und
dass in der Zeile bei jedem direkt erreichbaren peripheren Element (1...6) ein Eintrag gemacht wird.

5. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines funkbasierten Gefahrenmeldesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erreichbarkeitstabelle bei peripheren Elementen (1...6), die über ein peripheres Element (5,6) als Zwischenstation mit der Hauptstation (7) kommunizieren, aus zwei Zeilen aufgebaut wird und
dass in einer der zwei Zeilen bei jedem direkt erreichbaren peripheren Element (5,6) ein Eintrag gemacht wird und in der anderen Position der zwei Zeilen bei dem peripheren Element (5,6) ein Eintrag gemacht wird, welches als Zwischenstation zur Hauptstation (7) fungiert.

6. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines funkbasierten Gefahrenmeldesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die peripheren Elemente (1...6) die Zeitabstände zwischen einzelnen Suchtelegrammen vergrößern, solange keine Antworttelegramme empfangen werden.

7. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines funkbasierten Gefahrenmeldesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die peripheren Elemente (1...6) die Zeitabstände zwischen einzelnen Suchtelegrammen verkürzen, sobald Antworttelegramme erhalten werden.

8. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines funkbasierten Gefahrenmeldesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hauptstation (7) nach der Montage und der Energieversorgung zunächst ein Suchtelegramm an alle peripheren Elemente (1...6) aussendet und auf Antworttelegramme wartet.

9. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines funkbasierten Gefahrenmeldesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hauptstation (7) nach der Montage und der Energieversorgung zunächst im Empfangsmodus auf Suchtelegramme der peripheren Elemente (1...6) wartet und darauf ein Antworttelegramm aussendet.

Zeichnung