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Title:
METHOD FOR MONITORING A STATE OF A BATTERY OF A RADIO-COMMUNICATIONS DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/095930
Kind Code:
A1
Abstract:
In a method for monitoring a state of a battery (1) of a radio-communications device (2), in particular a radio sensor and/or radio actuator, a message is generated by the radio communications device (2) and is sent via radio, the message being received by a control device (3), a count value of a counter (4,) of the control device (3) being increased by a pre-definable value after receipt of the message, which counter is assigned to the radio-communications device (2), and a battery warning message, which is associated with the radio-communications device (2), being generated and emitted at least indirectly if the count value surpasses a pre-definable threshold value.

Inventors:
LEMBERGER MANFRED (AT)
Application Number:
PCT/EP2013/076989
Publication Date:
June 26, 2014
Filing Date:
December 17, 2013
Export Citation:
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Assignee:
EATON IND AUSTRIA GMBH (AT)
International Classes:
H04Q9/00; G01R31/36; H01M10/42
Domestic Patent References:
WO2008082288A12008-07-10
Foreign References:
US6449726B12002-09-10
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Überwachung eines Zustandes einer Batterie (1) einer Funk- Kommunikationsvorrichtung (2), insbesondere einem Funksensor und/oder

Funkaktuator, wobei von der Funk-Kommunikationsvorrichtung (2) eine Nachricht erzeugt und über Funk gesendet wird, wobei die Nachricht von einer

Kontrollvorrichtung (3) empfangen wird, wobei nach dem Empfang der Nachricht ein Zählerwert eines, der Funk-Kommunikationsvorrichtung (2) zugeordneten Zählers (4, 5) der Kontrollvorrichtung (3) um einen vorgebbaren Wert erhöht wird, und wobei, wenn der Zählerwert einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, eine der Funk- Kommunikationsvorrichtung (2) zugeordnete Batterie Warnmeldung erzeugt und wenigstens mittelbar ausgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - nach einem spannungslosen Zustand der Funk- Kommunikationsvorrichtung (2) - eine Neubatterie- Nachricht von der Funk- Kommunikationsvorrichtung (2) erzeugt und gesendet wird, und dass die Kontrollvorrichtung (3) nach Empfang der Neubatterie-Nachricht den Zählerwert des Zählers (4, 5) auf einen vorgebbaren Wert, insbesondere auf Null, setzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem

Erzeugen und/oder Senden der Neubatterie-Nachricht eine Batteriespannung der Batterie (1) von der Funk- Kommunikationsvorrichtung (2) gemessen und mit einem Batteriespannungsgrenzwert verglichen wird, und die Neubatterie-Nachricht von der Funk- Kommunikationsvorrichtung (2) nur erzeugt und gesendet wird, wenn die gemessene Batteriespannung größer ist, als der Batteriespannungsgrenzwert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Funk- Kommunikationsvorrichtung (2) erzeugte und gesendete Nachricht frei einer Batterieinformation ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe des vorgebbaren Werts von der Art und/oder Länge der Nachricht abhängig ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählerwert um einen Temperaturfaktor korrigiert wird.

7. Verfahren zur Überwachung von Batteriezuständen in einer Funk- Installationsanlage und/oder Funk-Haustechnikanlage umfassend eine vorgebbare Mehrzahl an Funk-Kommunikationsvomchtungen (2) und wenigstens eine

Kontrollvorrichtung (3), wobei die Überwachung der Batteriezustände der einzelnen Funk- Kommunikationsvorrichtungen (2) zufolge einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 erfolgt.

Description:
VERFAHREN ZUR ÜBERWACHUNG EINES ZUSTANDES EINER BATTERIE EINER FUNK-KOMMUNIKATIONSVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Zustandes einer Batterie einer Funk- Kommunikationsvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1.

Bei Funk-Kommunikationsvorrichtungen, wie etwa Funksensoren, ist eine unmittelbare Kontrolle des Ladezustandes einer Batterie, dieser Vorrichtung nicht möglich, da die betreffende Vorrichtung in aller Regel dem unmittelbaren Zugang eines Benutzers entzogen ist. Zudem würde dies ein gezielte Überprüfen der Batterie erfordern, was für einen Benutzer unbequem ist. Es ist daher bekannt, dass derartige Vorrichtungen eine Batteriespannung der sie versorgenden Batterie messen und den entsprechenden Messwert als Nachricht an ein Kontrollgerät senden. Funk-

Kommunikationsvorrichtungen sind jedoch oftmals sehr einfache Vorrichtungen von lediglich begrenzter Funktionalität bzw. Rechenleistung. Die Implementierung einer derartigen Messung der Batteriespannung kann dabei zu einer Beeinträchtigung weiterer Funktionen führen, bzw. zu einer Einschränkung der Funktionalität. Zudem spielt der Herstellungsaufwand und die Kosten bei derartigen Vorrichtungen eine große Rolle. Weiters hat sich gezeigt, dass die Messung der Batteriespannung insbesondere bei den heute weit verbreiteten Lithium-Batterien nur begrenzt aussagefähig hinsichtlich der weiteren Lebensdauer der betreffenden Batterie ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem eine gute und sichere Überwachung eines Zustandes einer Batterie einer Funk- Kommunikationsvorrichtung ermöglicht wird, welches einfach und mit geringem Hardwareaufwand implementierbar ist, und welches einen einfachen Aufbau einer Funk- Kommunikationsvorrichtung unterstützt. Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

Dadurch kann die Ausbildung einer Funk-Kommunikationsvorrichtung vereinfacht werden, da diese die Batteriespannung nicht messen muss und auch keine aufwendigen mathematischen Operationen ausführen muss, wie etwa die Ermittlung bzw.

Abschätzung der Batteriekapazität aufgrund einer Messung. Weiters ist es nicht erforderlich spezielle Nachrichten zu erzeugen und zu senden, um lediglich einen Status der Batterie zu übermitteln. Durch den Verzicht auf Messungen und den Verzicht auf die Übermittlung entsprechender Daten kann weiters auch der Energieverbrauch der Funk-Kommunikationsvorrichtung gesenkt werden und die Batterielebensdauer erhöht werden. Durch das gegenständliche Verfahren kann mit einfachen Mitteln bzw.

Methoden eine sichere Abschätzung des Batteriezustandes bzw. der verbleibenden Batteriekapazität einer Funk- Kommunikationsvorrichtung erfolgen.

Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten. Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossene Zeichnung, in welcher lediglich eine bevorzugte Ausführungsform einer Anordnung aus zwei Funk- Kommunikationsvorrichtungen und einer Kontrollvorrichtung als Blockschaltbild beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt dabei eine schematische Darstellung einer Funk- Installationsanlage bzw. einer Funk-Haustechnikanlage, zur Durchführung des gegenständlichen Verfahrens zur Überwachung eines Zustandes einer Batterie 1 einer Funk-Kommunikationsvorrichtung 2, insbesondere einem Funksensor und/oder Funkaktuator, wobei von der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 eine Nachricht erzeugt und über Funk gesendet wird, wobei die Nachricht von einer

Kontrollvorrichtung 3 empfangen wird, wobei nach dem Empfang der Nachricht ein Zählerwert eines, der Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 zugeordneten Zählers 4, 5 der Kontrollvorrichtung 3 um einen vorgebbaren Wert erhöht wird, und wobei, wenn der Zählerwert einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, eine der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 zugeordnete Batteriewarnmeldung erzeugt und wenigstens mittelbar ausgegeben wird. Dadurch kann die Ausbildung einer Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 vereinfacht werden, da diese die Batteriespannung nicht messen muss und auch keine aufwendigen mathematischen Operationen ausführen muss, wie etwa die Ermittlung bzw.

Abschätzung der Batteriekapazität aufgrund einer Messung. Weiters ist es nicht erforderlich spezielle Nachrichten zu erzeugen und zu senden, um lediglich einen Status der Batterie 1 zu übermitteln. Durch den Verzicht auf Messungen und den Verzicht auf die Übermittlung entsprechender Daten kann weiters auch der Energieverbrauch der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 gesenkt werden und die Batterielebensdauer erhöht werden. Durch das gegenständliche Verfahren kann mit einfachen Mitteln bzw. Methoden eine sichere Abschätzung des Batteriezustandes bzw. der verbleibenden Batteriekapazität einer Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 erfolgen.

Das gegenständliche Verfahren betrifft die Überwachung eines Zustandes einer Batterie 1 einer Funk-Kommunikationsvorrichtung 2. Als Zustand wird dabei insbesondere die verbleibende Ladung bzw. Kapazität, auch als Ladezustand bezeichnet, der Batterie 1 verstanden.

Bei einer Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 kann es sich um jede Art einer Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 handeln, wobei die Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 insbesondere als Funksensor und/oder Funkaktuator ausgebildet ist. Vor allem ist der Einsatz des gegenständlichen Verfahrens bei Funk-Kommunikationsvorrichtungen 2 vorgesehen, welche Teil einer Funk-Installationsanlage und/oder Funk- Haustechnikanlage sind. Dabei handelt es sich insbesondere um Funkanlagen, welche in einem Gebäude installiert sind, zur Steuerung von Gebäudefunktionen, wie etwa Klima, Heizung und/oder Beleuchtung, bzw. zum Feststellen von Zuständen, wie etwa einer Temperatur, in bestimmten Gebäudebereichen. Die einzige Figur zeigt zwei gleiche, beispielhafte Ausführungen einer Funk- Kommunikationsvorrichtungen 2 als Blockschaltbild, wobei auch abweichende

Ausführungen derartiger Funk-Kommunikationsvorrichtungen 2 vorgesehen sein können. Die Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 weist eine Batterie 1 zur

Energieversorgung auf, wobei der Begriff Batterie 1 bevorzugt auch aufladbare

Batterien 1 bzw. Akkumulatoren umfasst. Die Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 weist weiters eine erste

Datenverarbeitungseinheit 6 auf, welche auch als Steuereinheit bezeichnet werden kann, und welche bevorzugt als MikroController ausgebildet ist bzw. einen solchen umfasst, und welche zum Zwecke der Energieversorgung mit der Batterie 1 verbunden ist. Die erste Datenverarbeitungseinheit 6 steuert den Betrieb der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2. Diese weist weiters bevorzugt wenigstens eine

Schnittstelle 8 auf, zur Verbindung mit anzusteuernden Komponenten bzw. zum

Einlesen von Sensordaten. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 selbst einen Schalter und/oder einen Sensor als integralen Bestandteil aufweist.

Die Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 weist zudem einen Sende/Empfangsteil 7 auf. Dabei kann bei besonders einfachen Ausführungen einer Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 auch vorgesehen sein, dass diese lediglich einen

Sendeteil aufweist, etwa bei Ausbildung der Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 als Funksensor. Der Sende/Empfangsteil 7 ist bevorzugt mit der ersten

Datenverarbeitungseinheit 6 schaltungstechnisch verbunden, sowie mit einer Antenne 12.

Die einzige Figur zeigt weiters eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Kontrollvorrichtung 3, wobei auch abweichende Ausführungen einer solchen vorgesehen sein können. Die dargestellte Ausführungsform der

Kontrollvorrichtung 3 weist eine zweite Datenverarbeitungseinheit 11 auf, sowie eine nicht dargestellte Energieversorgungseinheit, welche bevorzugt als Netzteil ausgebildet ist. Die zweite Datenverarbeitungseinheit 11, welche bevorzugt als MikroController ausgebildet ist bzw. einen solche umfasst, ist mit einem Sende/Empfangsteil 7 verbunden. Da eine Kommunikation zwischen der Kontrollvorrichtung 3 und der wenigsten einen Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 vorgesehen ist, ist vorgesehen, dass die Sende/Empfangsteile 7 der betreffenden Komponenten entsprechend gleichartig hinsichtlich Frequenzbereich und Übertragungsverfahren bzw.

Übertragungsprotokoll ausgebildet sind. An die Sende/Empfangsteil 7 ist eine Antenne 12 angeschlossen.

Mit der zweiten Datenverarbeitungseinheit 11 sind gemäß der dargestellten Ausführungsform weiters eine Busschnittstelle 10, etwa eine LAN- Schnittstelle, sowie ein Signalmittel 9 verbunden. Bei dem Signalmittel 9 handelt es sich bevorzugt um ein akustisches und/oderoptisches Signalmittel, etwa wenigstens eine LED und/oder ein Summer. Die zweite Datenverarbeitungseinheit 11 ist weiters gemäß der dargestellten

Ausführungsform mit einem ersten Zähler 4 und einem zweiten Zähler 5 verbunden. Dabei kann vorgesehen sein, die betreffenden Zähler 4, 5 diskret, etwa als diskrete Digitalschaltung auszubilden, und/oder mithilfe von Software virtuell durch die zweite Datenverarbeitungseinheit 11 auszubilden. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontrollvorrichtung 3 für jede Funk- Kommunikationsvorrichtung 2, mit welcher diese in nachrichtentechnischer Verbindung steht, einen separaten Zähler 4, 5 aufweist. Es kann dabei vorgesehen sein, den jeweiligen Funk- Kommunikationsvorrichtungen 2 jeweils einen Zähler 4, 5 der Kontrollvorrichtung 3 zuzuordnen, beispielsweise durch Verbindung des jeweiligen Zählers 4, 5 mit einem bestimmten und entsprechend konfigurierten Eingang der zweiten Datenverarbeitungseinheit 11 bzw. entsprechende softwaremäßige Zuordnung.

Es ist vorgesehen, dass die Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 in deren

bestimmungsgemäßen Betrieb, etwa als Sensor oder Stellglied, Nachrichten erzeugt und versendet. Diese Nachrichten, welche im gegenständlichen Kontext lediglich als Nachricht bezeichnet werden, können Nachrichten jeglicher Art sein, welche der

Kommunikation der Funk-Kommunikationsvomchtung 2 mit der Kontrollvorrichtung 3 dienen, und etwa der Übertragung von Messwerten, Statusmeldungen und dergleichen dienen, und sind bevorzugt frei von Batterieinformation. Die nicht näher beschriebenen Nachrichten sind daher solche Nachrichten, welche aus dem Betrieb der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 heraus erforderlich sind, und keine speziellen

Informationen über einen Batteriezustand enthalten.

Die gesendete Nachricht wird von einer Kontrollvorrichtung 3 empfangen. Es sei darauf hingewiesen, dass zum Sicherstellen der Nachrichtenübertragung übliche Verfahren, wie etwa Handshakes oder Sendungswiederholung vorgesehen sein können. Nach dem Empfang der Nachricht wird ein Zählerwert eines Zählers 4, 5 um einen vorgebbaren Wert erhöht. Dabei ist wie bereits dargelegt jeder Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 ein Zähler zugeordnet. Bei dem vorgebbaren Wert kann es sich um jeden Wert handelt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Größe des vorgebbaren Werts von der Art und/oder Länge der Nachricht abhängig ist. Daher dass längeren Nachrichten ein größerer Wert zugewiesen ist, als kürzeren Nachrichten. Es hat sich dabei gezeigt, dass es in der Praxis zum Erlangen einer hinreichenden Genauigkeit ausreichend ist, eine Anzahl an Klassen von Nachrichten zu definieren, und jeder dieser Klassen einen Wert zuzuordnen. So kann einfach zwischen unterschiedlichen langen Nachrichten unterschieden werden, und diese anders gewichtet werden.

Bei der gegenständlichen Erfindung wird ausgenützt, dass eine Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 in der Regel nur eine geringe Anzahl unterschiedlicher Nachrichten erzeugen und versenden können, sowie dass sämtliche mögliche

Nachrichten bzw. Nachrichtenformate, da vorgegeben, bekannt sind. Es hat sich gezeigt, dass das Erzeugen und Versenden einer Nachricht durch eine Funk-

Kommunikationsvorrichtung 2 mit hoher Konstanz immer im Wesentlichen denselben Strombedarf bzw. Stromverbrauch aufweist. Dadurch ist es möglich aus der Anzahl an erzeugten und gesendeten Nachrichten auf die verbliebene Ladung der Batterie der Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 zu schließen. Gemäß einer beispielhaften Ausbildung der gegenständlichen Erfindung ist vorgesehen, dass drei Arten von Nachrichten definiert sind, welche sich durch deren Länge und deren Energiebedarf unterscheiden, wobei die erste Art bzw. Klasse einer Nachricht besonders kurze Nachrichten betrifft, welchen der Wert„Eins" zugeordnet ist, wobei die zweite Art von Nachrichten mittellange Nachrichten betrifft, welchen der Wert „Zwei" zugeordnet ist, und wobei die dritte Art von Nachrichten lange Nachrichten betrifft, welchen der Wert„Drei" zugeordnet ist.

Wenn bzw. sobald der Zählerwert einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, wird eine der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 zugeordnete Batteriewarnmeldung erzeugt und wenigstens mittelbar ausgegeben. Dabei erzeugt etwa die zweite

Datenverarbeitungseinheit 11 , welche bevorzugt auch den Vergleich zwischen Zählerwert und Grenzwert durchführt, eine entsprechende Batteriewarnmeldung, welche dann bevorzugt an dem Signalmittel 9 kundgetan wird, und/oder über die Busschnittstelle 10 ausgegeben wird.

Da es sich bei der Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 um eine batteriebetriebene Vorrichtung handelt, welche folglich auch autark vom Stromnetz ist, erfolgt ein spannungsloser Zustand nur, wenn keine Batterie in der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 vorhanden ist, bzw. diese bereits zu schwach ist, um die Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 mit Energie zu versorgen. Es ist daher weiters vorgesehen, dass - nach einem spannungslosen Zustand der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 - eine Neubatterie-Nachricht von der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 erzeugt und gesendet wird, und dass die

Kontrollvorrichtung 3 nach Empfang der Neubatterie-Nachricht den Zählerwert des Zählers 4, 5 auf einen vorgebbaren Wert, insbesondere auf Null, setzt. Dies bezieht sich selbstverständlich auf einen Zustand, in welchem nach einem spannungslosen Zustand wieder eine Energieversorgung stattfindet. Dadurch ist keine manuelle Rückstellung des bzw. der Zähler in der Kontrollvorrichtung 3 erforderlich.

Um einfach eine fehlerhafte Zustandsüberwachung der Batterie zu verhindern, welcher durch ein Einsetzen einer bereits geschwächten Batterie in die Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 entstehen könnte, ist in diesem Zusammenhang in Weiterbildung des Verfahrens bevorzugt vorgesehen, dass vor dem Erzeugen und/oder Senden der Neubatterie-Nachricht eine Batteriespannung der Batterie 1 von der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 gemessen und mit einem Batteriespannungsgrenzwert verglichen wird, und die Neubatterie-Nachricht von der Funk- Kommunikationsvorrichtung 2 nur erzeugt und gesendet wird, wenn die gemessene Batteriespannung größer ist, als der Batteriespannungsgrenzwert.

Da Batterien intensiv auf die Umgebungstemperatur reagieren, ist weiters bevorzugt vorgesehen, dass der Zählerwert um einen Temperaturfaktor korrigiert wird, dabei kann es vorgesehen sein, die Temperatur im Bereich der Funk-Kommunikationsvorrichtung 2 zu messen und der Kontrollvorrichtung 3 mitzuteilen.