(57)【要約】  本発明は、中央ユニット、少なくとも１つの制御ユニット（３２）、および第１のコンポーネント（１２）を有する建物自動化および建物情報システム（２）に関する。双方向データ回線（３８）を介して少なくとも１つの制御ユニット（３２）に接続される中央ユニットは、少なくとも１つの制御ユニット（３２）からデータを受信する手段、少なくとも１つの制御ユニット（３２）のオープンループ制御および／またはクローズドループ制御のための手段を有する。各制御ユニット（３２）は、少なくとも１つの関連する第１のコンポーネント（１２）を有し、制御ユニット（３２）は無線（２６）によりこのコンポーネントに接続される。制御ユニット（３２）は、関連する第１のコンポーネント（１２）のオープンループおよび／またはクローズドループ無線制御のための手段を有する。各制御ユニット（３２）に関連付けられている第１のコンポーネント（１２）は、無線により相互に接続されてもよい。少なくとも１つの制御ユニット（３２）および前記第１のコンポーネント（１２）に接続される中央ユニットは、プラグアンドプレイ機能を有する。
2013508838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央ユニット、少なくとも１つの制御ユニット（３２）、および第１のコンポーネント（１２）を有する建物自動化および建物情報システム（２）であって、
双方向データ回線（３８）を介して前記少なくとも１つの制御ユニット（３２）に接続される前記中央ユニットは、前記少なくとも１つの制御ユニット（３２）からデータを受信する手段、および前記少なくとも１つの制御ユニット（３２）のオープンループおよび／またはクローズドループ制御の手段を有し、
各制御ユニット（３２）は、前記制御ユニット（３２）が無線（２６）により接続される少なくとも１つの関連する第１のコンポーネント（１２）を有し、前記制御ユニット（３２）は、前記関連する第１のコンポーネント（１２）のオープンループおよび／またはクローズドループ無線制御の手段を有し、
各制御ユニット（３２）に関連付けられている前記第１のコンポーネント（１２）は、無線により相互に接続されてもよく、
前記中央ユニット、前記少なくとも１つの制御ユニット（３２）、および前記第１のコンポーネント（１２）は、プラグアンドプレイ機能を有する建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項２】
前記中央ユニットは、双方向データ回線（３８）を介して相互に接続される少なくとも１つの住居中央ユニット（５２）、および１つの建物中央ユニット（７２）から成ることを特徴とする請求項１に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項３】
前記プラグアンドプレイ機能はＵＰｎＰ規格に従って設計されることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項４】
前記データ回線（３８）は送電線であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項５】
前記送電線は、電力を前記中央ユニットおよび前記制御ユニット（３２）に供給するために使用されることを特徴とする請求項４に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項６】
前記データ回線（３８）は無線リンクであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項７】
前記第１のコンポーネント（１２）はエネルギー・ハーベスターを装備されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項８】
少なくとも１つのさらなるコンポーネント（４２）は、前記中央ユニットおよび／または前記制御ユニット（３２）に接続されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項９】
少なくとも前記さらなるコンポーネント（４２）は、前記データ回線（３８）を介して前記中央ユニットおよび／または前記制御ユニット（３２）に接続されることを特徴とする請求項８に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１０】
少なくとも前記さらなるコンポーネント（４２）は、前記制御ユニット（３２）を介して前記中央ユニットに接続されることを特徴とする請求項８または９に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１１】
前記制御ユニット（３２）のうちの少なくとも１つは第１のユーザ・インターフェイスを有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１２】
前記第１のユーザ・インターフェイスは接触感応式ディスプレイ（３６）であることを特徴とする請求項１１に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１３】
第２のユーザ・インターフェイスは前記中央ユニットに接続されうることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１４】
前記第２のユーザ・インターフェイスは有線ベースまたは無線のローカル・コンピュータ・ネットワークを介して前記中央ユニットに接続されうることを特徴とする請求項１３に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１５】
前記第２のユーザ・インターフェイスはＰＣ（５４）であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１６】
前記第２のユーザ・インターフェイスはグラフィック・ユーザ・インターフェイスを提供するためのＷｅｂサーバであることを特徴とする請求項１３または１４に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１７】
前記中央ユニットは外部デバイスからデータを受信する手段を有することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１８】
前記中央ユニットは外部デバイスにデータを送信する手段を有することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１９】
前記送信されるデータは消費費用請求のための消費データであることを特徴とする請求項１８に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項２０】
非互換コンポーネント（１０６）は汎用インターフェイス（１０２）および中央コンピュータ（１０４）を介して組み入れられうることを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項２１】
前記汎用インターフェイス（１０２）および前記中央コンピュータ（１０４）は前記中央ユニットおよび／または前記制御ユニットに組み入れられることを特徴とする請求項２０に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物自動化および建物情報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物自動化および／または建物情報のためのさまざまなシステムが従来技術から知られている。それらのようなシステムは、個々のコンポーネントのネットワーク化のためにバス・システムを使用することが多い。ＤＥ  ３５  １４  ３３４  Ａ１は、バス・システムの形態をとり、２次情報伝送システムが接続される情報伝送システムを有する建物制御システムを開示する。それらの２次情報伝送システムは、結合ポイントを介して情報伝送システムに接続され、結合ポイントは、個々の伝送システム間で交換される情報のみが、それぞれ他のシステムを対象とする情報であるように設計されている。情報伝送システムと２次情報伝送システムとの間のブロックを備える建物制御システムのトポロジは、個々の伝送システムのデータ・トラフィックを減少させる。
【０００３】
さらに、ＤＥ  １０１  ０９  ４８８  Ａ１は、部屋に細分される建物内のオープンループ制御、クローズドループ制御、および／または状態の監視のための建物制御システムを開示する。建物制御システムは、部屋内の定置形式に適合され、バス回線を介して相互に接続される変換器を有する。各変換器は、部屋の１つをカバーする無線ネットワークに関連付けられる。１つの有線ベースのネットワークおよび複数の無線ネットワークへのネットワークの細分化は、低レベルの設置の複雑さに柔軟性をもたらすことを目的としている。
【０００４】
ＥＰ  ０  ３１９  ２３５  Ａ２は、建物のためのデータおよび電力制御システムを開示する。この自動化システムは、アプリケーション・データ調整ネットワーク、高性能データ・ネットワーク、配電手段、アナログ・データの伝送の手段、およびビデオ・サービスの伝送の手段を有する。建物内のさまざまな領域制御ユニットは、高性能データ・ネットワークを介して相互に接続され、データはまた建物の外部のデバイスと相互接続されてもよい。高性能データ・ネットワークは、好ましくは、「トークン・リング」アーキテクチャを使用して設計される。個々の領域制御ユニットは、アプリケーション・データ調整ネットワークを介して、スイッチ、センサー、および制御ユニットのようなさまざまなアプリケーションに接続される。領域制御ユニットは、アプリケーションの動作を監視および調整する。アプリケーション・データ調整ネットワークは、好ましくは、バス回線として、領域制御ユニットに接続される。
【０００５】
従来技術から知られている建物自動化および建物情報システムは、システムの設置およびセットアップが複雑であり、一般に設置者によって行なわれる必要があるという欠点を有する。既知のバス・システムを使用する場合、個々のコンポーネント間のアドレス制御通信を可能にするために、膨大量のプログラミングの複雑さも必要とされる。さらに、従来技術から知られているシステム・アーキテクチャは、あまり柔軟ではなく、意図された目的のために特別に設計される。システムのアップグレードのような、建物情報システムへの変更は、膨大量の作業が常に伴うか、または完全に不可能である。バス・システムの場合、すべての加入者またはノードは、好ましくは、許可された加入者として線トポロジに配列され、データ・トラフィックはアドレス指定プロセスを使用して編成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、さまざまなアプリケーションに柔軟に使用されうるシステム・アーキテクチャを備える建物自動化および建物情報システムを提供することである。さらなる目的は、設置作業、およびシステムの変更に伴う作業を最小化することである。
【０００７】
目的は、請求項１に記載の特徴を有する建物自動化および建物情報システムにより達成される。このシステムのさらに好ましい成果は、従属クレームにおいて見出されうる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による建物自動化および建物情報システムは、中央ユニット、少なくとも１つの制御ユニット、および第１のコンポーネントを含む。双方向データ回線を介して少なくとも１つの制御ユニットに接続される中央ユニットは、少なくとも１つの制御ユニットからデータを受信する手段、少なくとも１つの制御ユニットのオープンループ制御および／またはクローズドループ制御のための手段を有する。各制御ユニットは、少なくとも１つの関連する第１のコンポーネントを有し、制御ユニットは無線によりこのコンポーネントに接続される。制御ユニットは、関連する第１のコンポーネントのオープンループおよび／またはクローズドループ無線制御のための手段を有する。各制御ユニットに関連付けられている第１のコンポーネントは、無線により相互に接続されてもよい。中央ユニット、少なくとも１つの制御ユニット、および第１のコンポーネントは、プラグアンドプレイ機能を有する。この場合、専門的分野で使用され知られているプラグアンドプレイ機能という表現は、この場合、モジュールが、システムに組み入れられるときにその機能を提供し、おそらくはいわゆるプラグインの形態をとるという意味で理解される。
【０００９】
本発明による建物自動化および建物情報システムは、さまざまな階層レベルを備えるシステム・アーキテクチャを有する。さまざまなコンポーネントは、システム・アーキテクチャの最下位レベルである器具レベルに配列される。一例として、それらのコンポーネントは、リビング・ルームに配列された電気器具を備える電子コンポーネントを含み、電子コンポーネントは建物自動化および情報システムを介して直接または間接的にネットワーク化される。器具レベルは、たとえば、スイッチまたはプッシュボタン、センサーまたはアクチュエータを含むことができる。一例として、それらのコンポーネントは、室内照明、室内温度制御および空調、室内セキュリティのため、または窓、巻き上げシャッターなどの開閉のために使用される。この場合、コンポーネントは、無線モジュールを含み、無線モジュールを介して建物自動化および建物情報システムにリンクされてもよい。そのような無線モジュールを有していない電気器具は、たとえば、切り替えられるこの電気器具への電源装置により建物自動化および建物情報システムに間接的にリンクされてもよいか、もしくはリレーまたは半導体回路のような上流アクチュエータを介してオープンループまたはクローズドループ制御を提供されてもよい。
【００１０】
この場合、コンポーネントは、好ましくは、電力を供給するためのエネルギー・ハーベスターを有する。一例として、エネルギー・ハーベスターは、温度差、光、または圧力のエネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーはそれぞれのコンポーネントに供給するために使用される。それらのコンポーネントは、エネルギー・ストアをさらに有することができ、その結果、電力はまた、変換のための１次エネルギーが提供されない場合も使用可能である。無線技術およびエネルギー・ハーベスターの技術の組み合わせにより、スイッチ、プッシュボタン、センサー、および／またはアクチュエータのようなコンポーネントは、送電線、ひいては建物電源システムに接続される必要なく、室内に自由に配置されるようになる。
【００１１】
ＺｉｇＢｅｅまたはＥｎＯｃｅａｎ  Ｄｏｌｐｈｉｎのような、低消費電力の低電力規格は、好ましくは、器具レベルにおいて無線規格として使用される。個々のコンポーネントは、それらの無線信号を介して相互に通信することができる。したがって、一例として、プッシュボタンは、無線信号を、室内照明をオンに切り替えるアクチュエータに送信することができる。コンポーネントはまた、使用される無線規格を介して、たとえば部屋レベルのような、建物自動化および建物情報システム内の上位レベルに接続される。この場合、たとえばリビング・ルーム内のコンポーネントのような、相互に機能的にリンクされるコンポーネントは、上位の部屋レベルの制御ユニットに関連付けられる。
【００１２】
制御ユニットに関連付けられているコンポーネントは、制御ユニットを介して、切り替え、監視、および／またはオープンループまたはクローズドループ制御が行なわれる。このような機能は、好ましくは、時間、公称値、またはユーザに応じて実施され、その機能は、制御ユニット内にさまざまなプロファイルの形態で格納されてもよい。好ましくは制御ユニットを介して規制されうる、さらなる部屋の機能は、アクチュエータの条件付き切り替えプロセスである。スイッチまたはプッシュボタンは、操作されるとき、無線信号を制御ユニットに送信する。制御ユニットは、事前定義済みの条件が満たされない限り、無線信号をアクチュエータに送信することはない。一例として、このような条件は、照明がオンに切り替えられるよう意図される、室内明るさレベルに達していないことである。しかし、このようなアクチュエータはまた、スイッチが前もって操作されていなくても、単に条件が満たされることにより操作されてもよい。
【００１３】
制御ユニットは、好ましくは、ユーザ・インターフェイスを有する。このようなユーザ・インターフェイスは、たとえば、複数のプッシュボタンを備える接触感応式タッチパッド、いわゆるマルチ・キーパッドである。個々のプッシュボタンまたはタッチパッドの領域は、この場合、固有の機能に関連付けられている。さらに、ユーザ・インターフェイスは、好ましくは、接触感応式ディスプレイの形態をとる。グラフィック・ユーザ・インターフェイスは、加えて、ディスプレイ上に表示されてもよい。部屋の機能は、接触感応式ディスプレイを介して様式化された形態または一般的な形態で表示されてもよい。この場合、インターフェイスのグラフィック表示は、制御ユニットに関連付けられている、識別されたコンポーネントおよび／または機能に基づいて自動的に生成される。一例として、グラフィック表示は、接触感応式ディスプレイのメニューによって変更されてもよい。さらに、個々のプロファイルのパラメータのような設定を変更することが可能である。したがって、異なる部屋の機能は、接触感応式ディスプレイを介してアクティブ化またはプログラムされてもよく、その設定は制御ユニットに格納されるか、または制御ユニットにより実施される。さらに、現在の室温のような状態データ、または制御ユニットに関連付けられているコンポーネントによるエネルギー消費のような消費データは、制御ユニットに表示されてもよい。
【００１４】
さらに、制御ユニットは通信モジュールを含み、制御ユニットはこの通信モジュールを用いて同じ階層レベル内のさらなる制御ユニットとネットワーク化されてもよい。制御ユニットはさらに、この通信モジュールを介して上位の中央ユニットに接続される。通信モジュールを介する通信は、好ましくは、回線ベースである。好ましい配置において、制御ユニットのうちの１つは、中央ユニットに組み入れられる。さらに、電源システム回線は、好ましくは、通信媒体として使用される。一例として、２３０Ｖの配電線は、適切な通信モジュールを介して、データ通信に使用されてもよい。この場合、データ伝送に必要な頑強性を有する、Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍａｎｄ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ規格に基づいて、データ伝送を使用することが特に好ましい。２３０Ｖ電源システムを使用する場合、このようなシステムは、大規模な設置作業を行なうことなく設置されてもよい。このような実施形態は、このような建物自動化および情報システムが既存の建物に設置される場合に特に有利である。この場合、追加の回線を施設する必要はない。２３０Ｖ電源システムが使用される場合、中央ユニットおよび制御ユニットはさらに、データ回線を介して電力を供給されてもよい。
【００１５】
しかし、代替として、イーサネット・ケーブルのような、その他のデータ回線を使用することも可能である。さらに、ＷＬＡＮのような無線リンクを介して部屋レベルまたは上位レベルで通信を構成することも可能である。この場合、ＷＬＡＮは、ＬＡＮリンクの１つの実施形態であると見なされる。
【００１６】
制御ユニットを備える部屋レベルの上位である住居レベルは、少なくとも１つの住居中央ユニットを含む。単一世帯住宅、すなわち個々の自動化住居の場合、これはシステム・アーキテクチャの最高位階層レベルである。しかし、複数世帯建物の場合、建物中央ユニットを住居中央ユニットの上位にして、複数の住居中央ユニットを１つのレベルで並列に配列することが価値がある。したがって、中央ユニットの機能は、異なる中央ユニットで分割され、その場合、権限は固有のデータへのアクセスに対して割り振られてもよい。住居レベルまたは住居レベルと建物レベル間のデータ通信には、部屋レベルまたは部屋レベルと住居レベル間のデータ通信と同一の伝送フォーマットおよび伝送媒体が使用されることが好ましい。しかし、異なる伝送媒体を使用することも可能である。
【００１７】
それぞれのレベルにおける中央機能は、中央ユニットにより、切り替え、監視、もしくはオープンループまたはクローズドループ制御が行なわれる。一例として、住居の消費メータは、住居中央ユニットに接続され、建物の消費メータは、建物中央ユニットに接続される。さらに、オープンループ制御は、建物中央ユニットによって建物中央暖房装置に提供されてもよい。この目的のために、建物中央ユニットは、個々の住居中央ユニットから関連データを受信し、それに基づいて建物中央ユニットは、暖房制御システムに作用する。建物の消費データおよび個々の住居ユニットの消費データに基づいて、共用費用請求書が作成されてもよい。
【００１８】
中央ユニットは、好ましくは、状態データおよび／または消費データが格納されうるデータベースを有する。それぞれの中央ユニットは、好ましくは、個々に関連するデータのみを受信して、そのデータをデータベースに格納する。一例として、個々の器具の測定された消費データは、建物中央ユニットではなく、それぞれの住居中央ユニットにのみ関連する。建物中央ユニットが共用費用請求書を作成する場合には、個々の器具の消費ではなく、住居の合計消費のみが関連する。個々の器具の消費は、住居中央ユニットを介して直接に読み込まれてもよい。さらに、建物自動化および建物情報システムの制御プロファイルのパラメータは、データベースに格納される。
【００１９】
データベースはまた、オンに切り替えられる照明、または動作センサーによる動きの検出のような状態の変化を、タイムスタンプと共にデータベースに格納するために使用される。したがって、建物自動化および建物情報システムの瞬間状態、およびデータ履歴は、データベースから呼び出されてもよい。格納された状態データおよび消費データは、建物または建物内の住居の居住者の消費の振る舞いに関する結論を引き出すために使用されてもよい。データベース内の状態データおよび消費データは、建物自動化および建物情報システムの制御とユーザの振る舞いの適合照合に使用されてもよい。
【００２０】
建物自動化および建物情報システムのオープンループおよびクローズドループ制御の適合照合の第１のステップにおいて、固有のイベントが事前定義済みの結果にリンクされてもよい。たとえば、１つのそのようなイベントは、建物自動化および建物情報システムにリンクされる起床時ファシリティに選択された起床時刻によって表される。一例として、定義された結果は、起床時刻において、シャワーを浴びることができる十分な温水が使用可能であることであってもよい。したがって、暖房システムは、たとえ起床時刻の前であっても水を加熱し始める。さらに、浴室のような特定の部屋は、好ましくは中央暖房装置の形態をとる暖房システムを介して、固有の温度まで加熱されてもよい。さらに、コーヒー・メーカーのような特定の電気器具は、居住者がウォーミングアップ・プロセスすなわちコーヒー準備プロセスの間待つ必要がないように、即座に使用可能であるように切り替えられてもよい。起床時刻の変更後、関連するコンポーネントの対応する制御プロセスおよびオン切り替えプロセスは、新しい起床時刻に自動的に適合される。
【００２１】
第２の適合ステップにおいて、データベース内に格納されている、消費の振る舞いおよびユーザの振る舞いに関連する値が評価される。建物自動化および建物情報システムのオープンループおよびクローズドループ制御は、それらの値に基づいてユーザの振る舞いと照合される。一例として、温水消費メータは、どのくらいの量の温水が何時に必要であるかを決定するために使用される。加熱制御は、このデータに基づいて水を加熱するためにユーザ振る舞いに適合されてもよく、したがって、大量の温水が常時提供されることを回避する。個々の部屋または住居全体、もしくは建物全体の使用に関連する結論は、さらに、たとえば部屋に設置された動作センサーから引き出されてもよい。次いで、個々の部屋または住居全体、もしくは建物全体は、対応する部屋が使用されている場合に限りこのデータに基づいて中央暖房装置を介して加熱されてもよい。一例として、中央ユニットはまた、住居内もしくは建物内に通常誰もいないので、部屋または限られた範囲だけ温度制御の必要がない時間帯を決定することもできる。建物自動化および建物情報システムは、一例として、誰かが仕事から部屋に戻る通常の時間に基づいて、その人物が戻るとき、またはその寸前に望ましい室温に達するように、中央暖房システムを制御する。そうすることで、エネルギー最適化室温制御が可能になる。
【００２２】
適合の度合いは、好ましくは、０％から１００％の間でユーザにより自由に選択されてもよい。０％の適合度の場合、格納されている制御プロファイルは変更されず、ユーザの振る舞いに照合されない。１００％の適合度の場合、制御プロファイルは、アルゴリズムを用いてユーザの振る舞いに正確に照合される。これは、たとえば、温水供給の制御を使用して説明されてもよい。たとえば、平日７時にシャワーを浴びるために５０リットルの温水が必要であることが、比較的長期間にわたり記録された消費データから判断することが可能である。一例として、基本プロファイルは、２００リットルの温水が常時使用可能であるように温水供給の制御を設定される。適合度が０％である場合、この基本プロファイルに関して何も変更されない。１００％の適合度の場合、システムは、７時に正確に５０リットルの温水を準備する。一日の残りの時間を通じて、新たに温水が準備されることはない。５０％の適合度の場合、たとえば、５０リットルの温水供給は、一日全体を通じて使用可能に保たれる。適合アルゴリズムにより生成されるさらなる中間値は、０％から１００％の間の適合度を連続的に変動する変化をもたらす。適合度は、好ましくは、スライド・レギュレータまたは回転ホイールを使用して選択されてもよい。そのようなスライド・レギュレータまたは回転ホイールはまた、この場合、接触感応式ディスプレイを使用してソフトウェアにより表示されてもよい。中央で操作されうる省エネルギーモードを実施することも可能である。そのような機能がアクティブ化される場合、前もって定義され必要な基本供給を表しうるコンポーネントおよび器具のみが、電気を供給される。
【００２３】
そのような適合プロセスは、好ましくは、中央ユニットにおいて実施される。中央ユニットは、中央ユニットのデータベースに格納されている消費データおよびユーザデータに基づいて、適合を実行する。この場合、制御プロファイルは、新たにデータベースに格納されるデータに基づいて更新される。新たに生成された制御プロファイルは、中央ユニットから直接にコンポーネントを制御するために使用されるか、適合済みパラメータは、対応するコンポーネントを制御する制御ユニットに渡される。
【００２４】
中央ユニット、または中央ユニット内のデータベースは、好ましくは、ユーザ・インターフェイスを介してアクセスされる。ユーザ・インターフェイスは、好ましくは、たとえばＬＡＮケーブルまたはＷＬＡＮリンクを介して中央ユニットに接続されうる適切なソフトウェアを備えるＰＣである。建物自動化および建物情報システムのパラメータ、ならびに消費および状態データは、そのようなＰＣを介してデータベースから呼び出されてもよい。さらに、中央ユニットは、好ましくは、Ｗｅｂサーバに接続される。したがって、中央ユニットは、インターネットを介してアクセスされてもよい。そのアクセスは、たとえば、Ｗｅｂサーバによってインターネット・ブラウザにおいて生成されるグラフィックインターフェイスを介して行なわれる。このようなＷｅｂサーバの１つの利点は、中央ユニットが携帯電話、ノートブック、またはＰＤＡのような任意のインターネット対応の器具からアクセスされうるということである。さらに、インターネット対応の器具にシステム固有のソフトウェアをインストールする必要はない。したがって、一例として、中央ユニットはまた、外部ＰＣからアクセスされてもよい。また、固有のソフトウェアを使用してインターネットを介して中央ユニットに接続することもできる。不在の場合であっても、インターネットを介するリモートアクセスの機能により、システムの操作は確認されてもよく、オープンループまたはクローズドループ制御パラメータは変更されてもよい。
【００２５】
加えて、さらなるコンポーネントは、好ましくは、制御ユニットと中央ユニットとの間の通信媒体にリンクされる。そのような構成は、たとえば、いかなる制御ユニットにも関連付けられていない中央機能については有利である。一例として、そのような中央機能は、暖房制御システム、または外部システムの制御である。さらに、器具レベルで使用される無線モジュールを有していないさらなるコンポーネントもまた、好ましくは、前述の方法でシステムにリンクされる。したがって、たとえば、２３０Ｖ電源システムに接続される切り替え可能プラグ・ソケットの場合、２３０Ｖ電源供給線を使用して、適切な通信モジュールを介して制御ユニットと通信することが可能である。ソフトウェアのために、そのようなプラグ・ソケットは、好ましくは、１つの固有の制御ユニットに機能的に関連付けられている。さらなる可能性は、たとえば、電源供給線を介して通信するめの通信モジュールを備える電源プラグを有する電気負荷を備えることである。それらのコンポーネントは、好ましくは、制御するための入力および出力デバイスを有する。
【００２６】
さらなるコンポーネントを無線により制御ユニットに接続することも可能であり、それらのコンポーネントは制御ユニットに機能的に関連付けられていないが、それらのコンポーネントは中央機能を表す。これは、たとえば、エネルギー・ハーベスト技術を使用する自律エネルギー・センサーにとって有利である。したがって、センサーは最も近い制御ユニットに接続されうるか、またはケーブルベースの通信インターフェイスを回避することさえ可能であるので、無線伝送経路は減少される。たとえば、外部温度センサーは、このような方法で制御ユニットに、ひいては中央ユニットに間接的に接続されてもよい。
【００２７】
建物自動化および建物情報システムは、好ましくは、汎用ネットワーク・インターフェイスを有し、それを用いて本発明による建物自動化および建物情報システムは、さまざまな器具およびコンポーネント、ならびにそのネットワーク、または完全な建物自動化および建物情報システムのようなその他のサブシステムにサブシステムとして結合されてもよい。したがって、そのような結合により、本発明による建物自動化および建物情報システム向けに設計されていないその他のサブシステムとの通信が可能になる。
【００２８】
そのような通信を可能にするために、サブシステムは各々、適切な汎用インターフェイスを有する。個々のサブシステムの汎用インターフェイスは、中央コンピュータを介して相互に接続される。中央コンピュータは、たとえば、マイクロ・コントローラの形態をとり、いわゆるＳｏＣ（システムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ））または特にサーバ内に配列される標準的なＰＣ−ＣＰＵである。中央コンピュータは、特にデータベースの形式で、データ構造体を管理するための装置を有し、装置内でそれぞれのサブシステムの機能および個々の器具の状態データは、好ましくは抽象形式で定義され格納される。一例として、「ｏｎ」または「ｏｆｆ」のような光源の瞬間状態パラメータ、および場合によっては減光レベルは、定義され格納される。器具およびコンポーネントは、この場合、機能グループに細分されてもよい。一例として、固有の器具および／または合同で操作されるよう意図されるさまざまな器具の機能は、１つのそのような機能グループに結合されてもよい。機能グループ内の器具および機能は、同一のサブシステム内にある必要はない、すなわち、同じインターフェイスに関連付けられる必要はない。それぞれ、１つの器具がさまざまな機能グループに関連付けられてもよいか、または１つの器具がさまざまな機能グループを割り当てられてもよい。
【００２９】
器具およびコンポーネントは、好ましくは、関連付けられている機能グループ、およびそれらの状態データと共に中央コンピュータのデータ構造体で格納される。一部のコンポーネントおよび器具は、たとえば、状態パラメータ「ｏｎ」または「ｏｆｆ」、もしくは「０」または「１」を有する。減光アクチュエータを備える上記で説明される光源のような、その他の器具は、状態パラメータ「ｏｎ」または「ｏｆｆ」、もしくは「０」または「１」に加えて、不連続な数の中間値を有する。したがって、さまざまな状態パラメータは、その機能に対応する、それぞれの器具に対して格納される。さらに、器具がシステム全体でアクセスされうるアドレスは、データベースに格納される。たとえば、器具に関連付けられている汎用インターフェイスも格納される。
【００３０】
さらに、中央コンピュータは、サブシステム内の汎用インターフェイスと通信するための装置を有する。この場合、コマンドおよび状態データは、特殊プロトコルを用いて、サブシステムと中央コンピュータの中央データベースで同期化されてもよい。この場合、プロトコルは、状態データを中央データベースの抽象形式に変換するため、それぞれのサブシステムに対して指定される。したがって、この中央コンピュータは、それぞれのサブシステムが他のサブシステムのコマンドおよび／または状態パラメータを知ることなく、さまざまなサブシステムが相互に通信することができる基盤を作り出す。コマンドおよび状態データを中央コンピュータのネイティブ言語に変換するためのプロトコルのみが実施される。このプロトコルは、好ましくは、中央コンピュータにおいて実施されるが、ネットワーク・インターフェイスにおいて実行されてもよい。この場合、一例として、サブシステムおよび中央コンピュータは、特に状態変化の結果として、周期的に、または要求に応じて同期化される。
【００３１】
中央コンピュータは、さまざまな方法で汎用インターフェイスに接続されてもよい。１つの実施形態において、一例として、シリアル・データ・バスは、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格、またはパラレルデータバスに従って、接続のタイプとして使用されてもよい。あるいは、中央コンピュータおよび汎用インターフェイスは、たとえば、電話またはケーブルネットワークのような公衆データ回線、もしくはＷＬＡＮまたはモバイル無線ネットワークのような無線ネットワークを介して通信できるようにする、さらなる既知のタイプの接続を介して結合されてもよい。
【００３２】
中央コンピュータは、好ましくは、汎用インターフェイスの１つに組み入れられてもよい。たとえば、データベースを備える中央コンピュータおよび汎用インターフェイスの機能は、中央ユニットまたは制御ユニットによって実行されてもよい。無線、（Ｗ）ＬＡＮ、インターネット、または電源システムのような、建物自動化および建物情報システムのすべてのデータ回線は、好ましくは、他の汎用インターフェイスへの結合経路として中央ユニットに使用可能である。
【００３３】
そのような汎用インターフェイスは、建物自動化および建物情報システムが、さまざまなサブシステムを備えるシステム全体のシステム・アーキテクチャにさまざまな方法で組み入れられるようにすることができる。第１の改良において、中央コンピュータおよび汎用インターフェイスと互換性のない器具およびコンポーネントは、中央ユニットを介して建物自動化および建物情報システムに組み入れられてもよい。この場合、複数のコンポーネントが、たとえばバス・システムを介して汎用インターフェイスに接続されているかどうか、コンポーネント自体が汎用インターフェイスを含むかどうか、またはコンポーネントが中央コンピュータのネイティブ言語に対処するかどうかは、接続のタイプおよびシステム・アーキテクチャには無関係である。さらなる改良において、本発明による建物自動化および建物情報システムは、同一レベルにおけるサブシステムとして、または別の互換性のない建物自動化および建物情報システムの下位サブシステムとして構成される。
【００３４】
説明されるシステム・アーキテクチャは、データを呼び出して、そのデータを評価し、コンポーネントにオープンループまたはクローズドループ制御を提供するために、中央ユニットを介してシステムの任意の制御ユニットおよび／またはコンポーネントにアクセスできるようにする。この場合、システムは、好ましくは、上位レベルからのコマンドが優位であり、システム内の関連する下位要素に渡されるように設計される。加えて、たとえば、アクセスは、好ましくは、たとえば接触感応式ディスプレイを備える制御ユニットのような下位レベルから、中央ユニット・データベースに格納されているデータに行なわれる。このアクセスについての１つの重要な前提条件は、好ましくは、それぞれ解放されたデータのみが呼び出しおよび／または修正されうるようにするための、アクセス権の割り振りである。
【００３５】
ＰＣまたは多機能ユニットの接触感応式ディスプレイのような、グラフィック・ユーザ・インターフェイスのさまざまな表示は、ユーザの定義に基づいて適合されてもよい。関連するコンポーネントを備えるすべての接続された制御ユニット、接続されたすべてのさらなるコンポーネント、および接続された消費メータは、ＰＣを介して住居または建物中央ユニットから読み込まれてもよい。この場合、システム・アーキテクチャは、同時に読み込まれる。ソフトウェアは、その他の制御ユニットとのコンポーネントの関連付けのような、システム・アーキテクチャへの修正が行なわれるようにすることができ、切り替えは、異なるアクチュエータに関連付けられることにより再構成されてもよい。さらに、機能のさまざまなグラフィック表現は、たとえば接触感応式ディスプレイ上に生成されてもよい。部屋または住居は、好ましくは、様式化された形態で映像化される。さまざまなコンポーネントおよび関連する制御ユニットは、基本アウトラインにグラフィックス形式で視覚化されてもよい。それぞれの機能および制御パラメータは、ディスプレイ上の個々のコンポーネントを呼び出すことにより、呼び出され、修正されてもよい。
【００３６】
さらなる可能性は、たとえばシステム製造業者から、建物自動化および情報システムに特別に提携されたサービスを提供することである。一例として、そのようなサービスは、個々のモジュールのソフトウェアの自動アップデート・サービスを含む。ソフトウェア・アップデートは、この場合、自動的に、または指示通りに実行される。システムのさまざまなユーザ・インターフェイスが、ソフトウェア・アップデートの指示に使用されてもよい。インターネット・リンクを介して接続されるサーバ、またはＵＳＢスティックまたはＰＣのハードディスクのようなシステムに接続されたデータ・ストレージ媒体は、好ましくは、データ・ソースとして使用される。
【００３７】
アップデートに加えて、オープンループおよびクローズドループ制御プログラムは、システムのために作成されてもよい、および／またはユーザ自身により建物自動化および建物情報システムに適用されてもよい。したがって、追加の機能またはモジュールが、システムに組み入れられてもよい。この目的のため、コンピュータソフトウェアに、いわゆるプラグインを作成するためのグラフィック・ユーザ・インターフェイスが提供されることが特に有利である。一例として、個々の事前定義済みのソフトウェア・モジュールは、好ましくは、この目的のための操作にリンクされる。しかし、さらに、その他のユーザまたは器具製造業者からの既存のプラグインが組み入れられてもよい。
【００３８】
システムの簡単なインストールのためのさらに重要な態様は、個々のモジュールのプラグアンドプレイ機能である。この場合、システムに組み入れられる場合、モジュールはその機能を伝送し、適切である場合、いわゆるプラグインを提供し、それを用いて上位制御ユニットおよび／または中央ユニットからアクセスされる。ＵＰｎＰ規格は、好ましくは、プラグアンドプレイ規格として使用される。この場合、および特に、コンポーネント、制御ユニット、および中央ユニット（複数可）は、プラグアンドプレイ機能を有する。
【００３９】
さらに、中央ユニットが、インターネット・リンクを介して外部サービス・レベルに接続されることが可能である。そのようなサービス・レベルは、さまざまなサービスおよび機能を提供する。たとえば、消費費用請求書の関連データは、インターネット・リンクを介して外部サービス提供業者に伝送されてもよい。そのような伝送は、好ましくは、必要なデータ／情報を事前定義済みの時間に外部サービス提供業者に伝送するプッシュ・サービスの形態をとる。
【００４０】
建物自動化および建物情報システムは、多種多様なアプリケーションに柔軟に適合されうるという点で優れている。一方においては、システムは、大量のインストール作業を行なうことなくアップグレードおよび適合されうる。したがって、たとえば、コンポーネントは、制御ユニットを介して容易に部屋にリンクされてもよい。さらに、新しい部屋もまた、新しい制御ユニットおよびコンポーネントをリンクすることにより、建物自動化および建物情報システムに組み入れられてもよい。さらに、システムは、新しい上位（建物）中央ユニットを用いて複数の（住居）中央ユニットを結合することにより、アップグレードされてもよい。この場合、個々の（システム）コンポーネントは、接続のタイプの選択肢が多様であるため、容易に組み入れられうる。無線リンクは、好ましくは、自律エネルギー・コンポーネントに使用され、送電線に基づく接続は、好ましくは、電気接続を必要とするコンポーネントに使用される。他方では、コンポーネントの選択に柔軟性がある。コンポーネントの機器に応じて、これらのコンポーネントは、さまざまなインターフェイスを介して建物自動化および建物情報システムに組み入れられてもよい。さらに、プラグアンドプレイ規格を使用することで、コンポーネントのリンクに汎用インターフェイスをもたらす。さらに、暖房制御システムのようなコンポーネントの制御は、プラグインを介して個々に適合されてもよい。一例として、コンポーネント製造業者は、プラグインまたはコンポーネントのプラグアンドプレイインターフェイスの適切な構成を用いて、自社のコンポーネントを建物自動化および建物情報システムと互換にすることができる。したがって、建物自動化および建物情報システムは、システム・アーキテクチャに関して、およびコンポーネントの選択に関して、という２つの観点から柔軟性に富むと見なされてもよい。
【００４１】
本発明のさらなる特徴および利点は、図面と併せて以下の例示的な実施形態から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】建物自動化および建物情報システムの第１の実施形態を示す図である。
【図２】建物自動化および建物情報システムの第２の実施形態を示す図である。
【図３】アクチュエータの動作プロセスを示すブロック図である。
【図４】部屋機能のクローズドループ制御を示すブロック図である。
【図５】電気料金に依存する負荷切り替えを示す第１のブロック図である。
【図６】電気料金に依存する負荷切り替えを示す第２のブロック図である。
【図７】汎用インターフェイスを介して組み入れられるコンポーネントを備える、図１に示される建物自動化および建物情報システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、さまざまな階層レベルを備える、本発明による建物自動化および建物情報システム２のシステム・アーキテクチャを示す。部屋８内のコンポーネント２２は、器具レベル１０において配列され、建物自動化および建物情報システム２に接続される。それらのコンポーネント１２は、スイッチ１４、センサー１６、またはアクチュエータ１８の形態をとる。特別に設計されたプラグ・ソケット２０のような、コンポーネント１２の一部は、センサー１６およびアクチュエータ１８の両方を含む。したがって、プラグ・ソケット２０は、接続負荷２２および消費電力の記録を切り替えるか、または規制する。建物内のさまざまな器具２４は、アクチュエータ１８を介して操作される。照明器具、暖房機、ドア、窓、および巻き上げシャッターは、器具２４であると見なされる。コンポーネント１２、特にスイッチ１４および部屋センサー１６は、エネルギー源としてエネルギー・ハーベスターを有する。したがって、それらのコンポーネント１２は、複雑な配線を行なうことなく、建物４内に自由に配置されてもよい。
【００４４】
個々のコンポーネント１２は各々、単一方向または双方向無線リンク２６を介して通信するための無線モジュールを有する。個々のコンポーネント１２は、無線リンク２６を介して相互に通信する。たとえば、信号は、リレーの形態をとるアクチュエータ１８が照明をオンにする切り替えに基づいて、スイッチ１４から単一方向に送信される。無線リンク２６には、エネルギー効率の高い無線規格ＥｎＯｃｅａｎ  ＤｏｌｐｈｉｎおよびＺｉｇＢｅｅが使用される。コンポーネント１２は、同様に、双方向無線リンク２６を介して上位部屋レベル３０と通信する。この場合、住居６内の部屋８に配列されるコンポーネント１２は、制御ユニット３２に関連付けられる。制御ユニット３２は、調整のための制御システム、および個々のコンポーネント１２の監視機能を有する。さらに、時間およびユーザの関数であるプロファイルは、制御ユニットを介して格納され、実行される。
【００４５】
多機能ユニット３４の形態をとる制御ユニット３２は、加えて、接触感応式ディスプレイ３６を有する。個々の部屋の機能は、この接触感応式ディスプレイ３６を介して直接にアクセスされてもよい。したがって、多機能ユニット３４は、特にプッシュボタンの、スイッチ１４の機能を含み、接触感応式ディスプレイ３６のスイッチ領域はソフトウェアにより室内のコンポーネント１２に適合される。室温およびエネルギー消費のような情報は、接触感応式ディスプレイ３６を介して呼び出されてもよい。加えて、望ましい室温のような、建物自動化および建物情報システム２のパラメータは、変更されてもよい。
【００４６】
住居６内に配列されるさまざまな制御ユニット３２は、送電線システムを介して相互に接続される。送電線システムにおいて、データは、２３０Ｖ電源システムを介して双方向で伝送される。この伝送は、「Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍａｎｄ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」規格を使用して行なわれる。２３０Ｖ電源システムがデータ回線３８として使用されるので、配線を行なうための追加の設置作業がない。個々の制御ユニット３２は、住居レベル５０においてデータ回線３８を介して、階層的にその上位に配列される住居中央ユニット５２に接続される。住居中央ユニット５２は、個々の制御ユニット３２を制御、調整、および監視する。
【００４７】
暖房コントローラ４４のような、部屋に直接関連付けられてはいないさらなるコンポーネント４２は、データ回線３８を介して直接住居中央ユニット５２に接続される。自律エネルギー外部温度センサー４６のような、さらなるコンポーネント４２が、データ回線３８に接続される必要がない場合、それらのコンポーネント４２は、多機能ユニット３４を介して間接的に住居中央ユニット５２に接続される。さらに、さらなるコンポーネント４２はまた、プラグ・ソケット４８も含み、プラグ・ソケット４８はデータ回線３８に接続されているので、追加の無線モジュールは必要ない。プラグ・ソケット４８は、データ回線３８を介して制御ユニット３２に接続され、関連付けられている。送電線通信モジュールを有する洗濯機４５は、データ回線３８を介して住居中央ユニット５２に接続される。
【００４８】
消費メータ６２は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｍ−Ｂｕｓ規格を使用して単方向無線リンク６４を介して住居中央ユニット５２に接続される。したがって、駆動中央ユニット５２は、消費メータ６２、および部屋８の消費の記録に関連するセンサー１６を介して住居６全体の電気、水、およびガスの消費データを記録し、そのデータを格納する。
【００４９】
住居中央ユニット５２は、ＬＡＮリンク６６を介してＰＣ５４に接続されてもよい。ＬＡＮリンク６６は、有線ベースのリンクおよび無線ベースのリンクのいずれであってもよい。ＰＣ５４は、ソフトウェアを有し、それを用いて消費データまたは瞬間状態データのようなシステムデータは建物自動化および建物情報システム２を介して呼び出されてもよい。さらに、個々の部屋８の望ましい室温のようなパラメータは、ＰＣ５４を介して変更されてもよい。住居中央ユニット５２はまた、ＬＡＮリンク６６を介して第１のＤＳＬルータ５６に接続される。この第１のＤＳＬルータ５６はまた、Ｗｅｂサーバを含み、Ｗｅｂサーバはインターネット・ブラウザを用いてシステム情報を呼び出し、システムパラメータを修正するためのグラフィック・ユーザ・インターフェイスを提供する。したがって、追加のソフトウェアがＰＣ／携帯電話５８にインストールされることなく、ＰＣ／携帯電話５８を介して、システム情報が呼び出されてもよく、システムパラメータが変更されてもよい。ＰＣ／携帯電話５８と第１のＤＳＬルータ５６の間の接続は、ＬＡＮリンク６６として内部的に、またはインターネット・リンク１００として外部的にセットアップされる。
【００５０】
住居中央ユニット５２は、ＤＳＬルータ５６を介してサービス・レベル９０に接続される。サービス・レベル９０は、インターネット・リンク１００を介して通信される外部サービスに関連する。第１のサービスは顧客サービス９２に関連する。顧客サービス９２は、多機能ユニット３４の緊急呼び出しボタンを介して接続されうる保守サービス、またはセンサー１６によって警報を発せられるセキュリティサービスを含む。さらに、サービス・レベル９０は、好ましくは、エネルギー供給サービス９４を有する。それらのサービスは、住居６への電力の供給に関連する。一例として、メータの示度はこのようにして、エネルギー費用請求書を作成するか、またはエネルギー供給会社から現在のエネルギー料金、特に時間依存のエネルギー料金を呼び出すエネルギー供給元またはサービス提供業者に伝送される。さらに、電力消費データはエネルギー供給元に伝送され、エネルギー供給元はそのデータを使用して消費の振る舞いに基づいて電力消費の予測を行なう。これらの予測は、電力購入および電力生産を最適化するために使用される。さらに、サービス・レベル９０は、暖房制御に使用されるインターネットサービスからの天気予報のようなサービス提供サービス９６を備える。
【００５１】
さらなる可能性は、たとえばシステム製造業者から、建物自動化および情報システムの固有のサービス、いわゆるＤＥＭＳサービス９８を提供することである。そのようなサービス９８は、たとえば、個々のモジュール（住居中央ユニット５２、制御ユニット３２、またはコンポーネント１２、４２）のソフトウェアの自動アップデート・サービスを含むことができる。ソフトウェア・アップデートは、自動的に実行される。インターネット・リンク１００を介して接続される製造業者サーバは、ソフトウェア・アップデートのデータ・ソースとして使用される。さらに、システムまたは器具の障害は、そのようなサービス９８を介して製造業者に伝送され、リモート診断またはリモートサービス提供が実施される。
【００５２】
図３は、照明デバイスの例を使用して、アクチュエータ１８の動作プロセスをブロック図で示す。これは、条件にリンクされる照明デバイスをオンに切り替えるプロセスに関連する。照明スイッチ１４は、操作されるとき、無線リンク２６を介して信号を送信して、照明デバイスをオンに切り替える。この信号は、制御ユニット３２によって受信される。
【００５３】
さらに、部屋の明るさＥ（ｘ）を決定するためのセンサー１６は、リビング・ルーム８内に配列される。部屋の明るさＥ（ｘ）の値が変化する場合、センサー１６は、対応する値Ｅ（ｎ）を持つ無線信号２６を制御ユニット３２に送信する。制御ユニット３２は、部屋の明るさＥ（ｎ）の最新の受信値Ｅ（ｎ）を、事前定義済みのしきい値Ｅｍｉｎと比較する。部屋の明るさＥ（ｎ）が事前定義済みのしきい値Ｅｍｉｎよりも大きい場合、制御ユニット３２は、部屋の明るさＥ（ｎ）の最新の受信値を、データ回線３８を介して住居中央ユニット５２に送信し、そこで受信値はデータベースに格納される。部屋の明るさＥ（ｎ）の最新の受信値が、事前定義済みのしきい値Ｅｍｉｎよりも小さい場合、制御ユニット３２は、照明デバイスを切り替えるための信号を、無線回線２６を介して、照明を切り替えおよび減光するためのアクチュエータ１８に送信し、アクチュエータ１８は半導体回路の形態をとる。さらに、制御ユニット３２は、部屋の明るさＥ（ｎ）の瞬間値、およびメッセージ「ｌｉｇｈｔ  ｏｎ」を住居中央ユニット５２に送信し、住居中央ユニット５２はそれらの値をデータベースに格納する。
【００５４】
アクチュエータ１８は回路を閉じ、その結果照明はオンに切り替えられる。さらに、電力の測定のためのセンサー１６は、照明デバイスによって消費される電力Ｐ（ｎ）を測定する。この値は、無線リンク２６によって制御ユニット３２に伝送され、さらにデータ回線３８上で住居中央ユニット５２伝送され、そこで消費データは消費データベースに格納される。
【００５５】
図４は、部屋８の温度調整のための制御機能を示すブロック図である。住居中央ユニット５２は、携帯電話５８を使用してインターネット・リンク１００を介してアクセスされ、部屋８の望ましい公称温度Ｔｎｏｍが次のように変更される。部屋８の公称温度は、データ回線３８を介して住居中央ユニット５２から、適切な部屋８の制御ユニット３２に伝送される。瞬間室温Ｔ（ｎ）を決定するセンサー１６は、部屋８内に配列される。室温が変化すると、部屋センサー１６は、瞬間室温Ｔ（ｎ）を、無線リンク２６を介して中央ユニット３２に送信する。制御ユニット３２は、室温の瞬間値Ｔ（ｎ）を、室温の公称値Ｔｎｏｍと比較する。制御ユニットは、この比較を、ヒーター・バルブの位置Ｖｓｔ（％）を計算する基準として使用する。ヒーター・バルブの位置を変更する必要がない場合、制御ユニット３２は、瞬間室温Ｔ（ｎ）を持つ信号を、データ回線３８を介して住居中央ユニット５２に送信する。住居中央ユニット５２は、室温の瞬間値Ｔ（ｎ）をデータベースに格納する。バルブ本体位置が変更される必要がある場合、公称ヒーター・バルブ位置Ｖｓｔ（％）を持つ信号は、無線リンク２６を介して、ヒーター・バルブ位置の制御および位置決め機能を有するアクチュエータ１８に送信される。さらに、ヒーター・バルブのアクチュエータに伝送された瞬間室温Ｔ（ｎ）および公称ヒーター・バルブ位置Ｖｓｔ（％）は、データ回線３８を介して住居中央ユニット５２に送信され、そこでデータベースに格納される。
【００５６】
さらに、温度記録のためのセンサー１６は、ヒーターに適合され、室温のためのセンサー１６は、電気暖房費用ディストリビュータの機能を実行する。無線リンク２６を介して制御ユニット３２に伝送されるセンサー値ｘ（ｎ）に基づいて、制御ユニット３２はヒーターの熱エネルギーＥｗ（Ｗｈ）を計算する。熱エネルギーＥｗ（Ｗｈ）は、データ回線３８を介して住居中央ユニット５２に伝送され、消費値のデータベースに格納される。
【００５７】
将来、エネルギー供給会社は、時刻に依存する電気料金を提供するであろう。それらの時間依存の電気料金に基づいて、洗濯機のような特定の電気負荷を、電気料金がより安い時間帯に動作するように、時間を遅らせて動作させることに価値があることもある。図５および図６は、本発明による建物自動化および建物情報システムを使用して実行されうるそのような方法を示すためにブロック図を使用する。
【００５８】
図５に示されるように、住居中央ユニット５２は、インターネット１００を介してエネルギー供給元９４から、時間依存の電気プロファイルを受信する。時間依存の電気料金は、住居中央ユニット５２のデータベースに格納され、データ回線３８により多機能ユニット３４に伝送される。多機能ユニット３４は、電気料金を、インテリジェント・プラグ・ソケット２０に伝送する。消費電力の測定のためのセンサー１６、および接続負荷２２を切り替えるためのアクチュエータ１８としてのリレーに加えて、インテリジェント・プラグ・ソケット２０もまた、メモリ・モジュールおよび制御モジュールを含む。プラグ・ソケット２０は、電気料金をメモリ・モジュールに格納する。負荷２２がユーザによってセットアップされると、消費電力Ｐ（ｎ）はセンサー１６によって測定され、測定された電力Ｐ（ｎ）および負荷２２の電力／時間プロファイルはメモリ・モジュールに格納される。スタンバイ操作の事前定義済みの電力しきい値Ｐｍａｘが超過される場合、電力／時間プロファイルの形態のいわゆるスイッチオン・プロファイルは、所定の時間後に、既知の負荷の所定のスイッチオン・プロファイルと比較され、負荷２２はこの比較から決定される。加えて、負荷２２の動作中の電気料金ＩＰ（ｎ）が事前定義済みのしきい値ＩＰｍａｘよりも大きい場合、アクチュエータ１８は負荷２２を電源から切断する。一例として、しきい値ＩＰｍａｘは、最良の電気料金に、前もって定義されうる係数を乗算することにより決定される。
【００５９】
インテリジェント・プラグ・ソケット２０は、負荷２２の既知の電気／時間プロファイルおよび時間依存の電気料金を、負荷２２をオンに切り替えるプロセスの費用最適化時間を計算するための基準として使用し、このオンに切り替える時間を、プラグ・ソケット２０のＬＥＤの明滅回数を介して指示する。加えて、インテリジェント・プラグ・ソケット２０は、負荷タイプおよび最良のオン切り替え時間を、この多機能ユニット３４に伝送する。それは多機能ユニット３４の接触感応式ディスプレイ３６にグラフィックスの形でユーザに表示される。加えて、即時動作の場合と比較して、最適時間での動作により節約される金額がユーロ単位でユーザに表示される。ユーザはそれ以降、オン切り替えのプロセスが続行されるべきかどうか、または負荷が費用最適化された時間に動作されるべきかどうかを選択することができる。費用最適化された時間の動作が選択される場合、オン切り替えの時間および動作期間は、接触感応式ディスプレイ３６に指示される。あるいは、時間遅延のオン切り替えのプロセスが、静電容量性タッチパッドを用いて、プラグ・ソケット２０自身でアクティブ化、または拒否されてもよい。オン切り替え時間を持つ信号は、住居中央ユニット５２に伝送される。オン切り替え時間に到達すると、負荷２２をオンに切り替える信号が、データ回線３８を介して多機能ユニット３４に送信され、さらに無線リンク２６を介してプラグ・ソケット２０に送信される。アクチュエータ１８はこれ以降、負荷２２を電源システムに接続する。
【００６０】
ユーザが、接触感応式ディスプレイ３６、またはプラグ・ソケット２０の静電容量性プッシュボタンで「オン切り替えプロセスを続行する（ｃｏｎｔｉｎｕｅ  ｔｈｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ−ｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）」オプションを選択するか、もしくは事前定義済みの時間内に接触感応式ディスプレイ３６に入力がない場合、多機能ユニット３６は、無線リンク２６を介して、プラグ・ソケット２０にオンに切り替えるための信号を送信する。
【００６１】
負荷２２の動作中に電力料金ＩＰ（ｎ）が事前定義済みのしきい値ＩＰｍａｘを下回る時点で、負荷２２がオンに切り替えられるか、または費用最適化されたオン切り替えが負荷２２に対して非アクティブ化される場合、負荷２２は、アクチュエータ１８によって電源から切断されることはなく、その結果負荷のオン切り替えのプロセスは中断されない。
【００６２】
消費電力を決定するためのプラグ・ソケット２０のセンサー１６からの測定値は、無線リンク２６により多機能ユニット３４に伝送され、さらにデータ回線３８により中央ユニット５２に伝送され、そこで消費データはデータベースに格納される。
【００６３】
図６に示されるブロック図において、送電線通信モジュールを有する洗濯機４５は、データ回線３８を介して住居中央ユニット５２に接続される。したがって、時間依存の電気プロファイルは、洗濯機４５のメモリ・モジュールに格納されてもよい。洗濯プロセスが開始されると、洗濯機４５は、洗濯プログラムが即時に実行されるべきか、または、たとえば費用最適な時間に実行すべきかについての確認を、ディスプレイ上にグラフィックスの形で指示する。この場合、開始時間、および節約される金額が表示される。最適開始時間が選択される場合、洗濯機４５は、所定の開始時間に達するまで始動しない。洗濯機４５は、この目的のためにクロックを含む。
【００６４】
図５に示されるブロック図と同様の方法で、即時の洗濯開始が選択されてもよいか、またはユーザ入力がない場合、自動的にアクティブ化されてもよい。加えて、洗濯機４５によって消費されるエネルギーは、洗濯機４５に組み入れられた電力測定センサーによって測定され、データベースに格納するために、データ回線３８を介して住居中央ユニット５２に送信される。
【００６５】
図２に示される第２の例示的な実施形態は、システム・アーキテクチャが追加のレベルである建物レベル７０を有するという点において、図１に示される第１の実施形態とは異なる。建物レベル７０は、システム・アーキテクチャにおいてサービス・レベル９０と住居レベル５０の間に配列される。そのようなシステム・アーキテクチャは、複数の住居ユニットまたは住居、および暖房制御システム４４を含む中央暖房装置のような中央デバイスを備える建物４にとって有利である。建物レベル７０は、建物中央ユニット７２を有する。建物中央ユニット７２は、ＬＡＮリンク６６を介して複数の住居中央ユニット５２に接続される。例示的な実施形態１とは対照的に、建物全体にわたる機能は、住居中央ユニット５２によってではなく、建物中央ユニット７２によって実行される。建物中央ユニット７２は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｍ−Ｂｕｓ６４を介して、建物４の消費メータ６２に直接接続される。さらに、建物中央ユニット７２は、共用費用請求のために個々の住居ユニットの消費データを収集する。暖房費用請求のための電子暖房費用ディストリビュータ１３は、それぞれの制御ユニット３２および住居中央ユニット５２を介して、建物中央ユニット７２に間接的に接続される。さらに、建物中央ユニット７２は、暖房制御システム４４のオープンループおよびクローズドループ制御を監視し、提供する。この目的のために、建物中央ユニット７２は、建物４内に提供される住居中央ユニット５２からの関連データを使用する。
【００６６】
建物中央ユニット７２は、そのリモートサービス提供のためにさらにＤＳＬルータ７４に接続される。したがって、建物中央ユニット７２は、外部ＰＣ７６にアクセスされてもよく、その場合、データが確認されうるだけではなく、パラメータも変更されうる。
【００６７】
例示的な実施形態１に示されるような第１のＤＳＬルータ５６を使用する変種に加えて、住居中央ユニット５２はまた、第２のＤＳＬルータ７４および建物中央ユニット７２（図示せず）を介してこの例示的な実施形態において外部ＰＣまたは携帯電話５８からアクセスされてもよい。この目的のために、第２のＤＳＬルータ７４は、統合Ｗｅｂサーバを使用して、個々の住居中央ユニット５２の制御および監視のためのグラフィック・ユーザ・インターフェイスを提供する。この場合、アクセス権は、許可された住居中央ユニット５２または建物中央ユニット７２にのみアクセスが行なわれうることを保証する。
【００６８】
図７は、簡略化して図示された図１に示される建物自動化および建物情報システム２の詳細を示し、このシステムは加えて、汎用インターフェイス１０２および中央コンピュータ１０４を有する。汎用インターフェイス１０２および中央コンピュータ１０４は、住居中央ユニット５２に組み入れられる。さらに、住居中央ユニット５２は、データ回線３８を介して、さらに汎用インターフェイス１０２に接続される。汎用インターフェイス１０２は、バス回線１０８を介して、非互換のコンポーネント１０６、すなわち建物自動化および建物情報システム２と互換性のないコンポーネントに接続される。さらなる非互換のコンポーネント１０６は、組み入れられた汎用インターフェイス１０２を有し、双方向無線６４を介して住居中央ユニット５２に接続される。
【００６９】
中央コンピュータ１０４は、コンポーネント１２、さらなるコンポーネント４２、非互換コンポーネント１０６の状態データ、およびたとえば制御ユニット３２または住居中央ユニット５２の状態パラメータなどの建物自動化および建物情報システム２のさらなる状態パラメータが、システム独立型言語で定義され格納されるデータベースを有する。さらに、さまざまな機能グループが定義され、そのグループを介して関連するコンポーネント１２、４２、１０６、ならびに制御ユニット３２および中央ユニット５２が操作されてもよい。
【００７０】
汎用インターフェイス１０２は、それぞれの言語、特に建物自動化および建物情報システム２および非互換コンポーネント１０６のコマンドおよび状態パラメータを、プロトコルを用いて中央コンピュータ１０４のシステム独立型言語に変換するために、変換器として使用される。それにより、建物自動化および建物情報システム２および非互換コンポーネント１０６に関連する状態情報は、中央コンピュータ１０４に同期化される。さらに、建物自動化および建物情報システム２で生成されるコマンドもまた、中央コンピュータを介して非互換コンポーネント１０６に渡されてもよい。反対方向の対応する手順もまた、可能である。それにより、非互換コンポーネント１０６もまた、建物自動化および建物情報システム２に組み入れられる。
【符号の説明】
【００７１】
２  建物自動化および建物情報システム
４  建物
６  住居
８  部屋
１０  器具レベル
１２  コンポーネント
１３  電子暖房費用ディストリビュータ
１４  スイッチ
１６  センサー
１８  アクチュエータ
２０  プラグ・ソケット
２２  負荷
２４  器具
２６  無線リンク
３０  部屋レベル
３２  制御ユニット
３４  多機能ユニット
３６  接触感応式ディスプレイ
３８  データ回線
４２  さらなるコンポーネント
４４  暖房コントローラ
４５  洗濯機
４６  外部温度センサー
４８  さらなるプラグ・ソケット
５０  住居レベル
５２  住居中央ユニット
５４  ＰＣ
５６  第１のＤＳＬルータ
５８  ＰＣ／携帯電話
６２  消費メータ
６４  単方向無線リンク
６６  ＬＡＮ
７０  建物レベル
７２  建物中央ユニット
７４  第２のＤＳＬルータ
７６  外部ＰＣ
９０  サービス・レベル
９２  顧客サービス
９４  エネルギー供給サービス
９６  サービス提供サービス
９８  ＤＥＭＳ
１００  インターネット・リンク
１０２  汎用インターフェイス
１０４  中央コンピュータ
１０６  非互換コンポーネント
１０５８  バス回線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月22日(2011.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央ユニット、少なくとも１つの制御ユニット（３２）、および第１のコンポーネント（１２）を有する建物自動化および建物情報システム（２）であって、
双方向データ回線（３８）を介して前記少なくとも１つの制御ユニット（３２）に接続される前記中央ユニットは、前記少なくとも１つの制御ユニット（３２）からデータを受信する手段、および前記少なくとも１つの制御ユニット（３２）のオープンループおよび／またはクローズドループ制御の手段を有し、
各制御ユニット（３２）は、前記制御ユニット（３２）が無線（２６）により接続される、部屋の異なる電気器具の関連する第１のコンポーネント（１２）を有し、前記制御ユニット（３２）は、前記関連する第１のコンポーネント（１２）のオープンループおよび／またはクローズドループ無線制御の手段を有し、
各制御ユニット（３２）に関連付けられている前記第１のコンポーネント（１２）は、無線により相互に接続されてもよく、
前記中央ユニット、前記少なくとも１つの制御ユニット（３２）、および前記第１のコンポーネント（１２）は、プラグアンドプレイ機能を有する建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項２】
前記中央ユニットは、双方向データ回線（３８）を介して相互に接続される少なくとも１つの住居中央ユニット（５２）、および１つの建物中央ユニット（７２）から成ることを特徴とする請求項１に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項３】
前記プラグアンドプレイ機能はＵＰｎＰ規格に従って設計されることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項４】
前記データ回線（３８）は送電線であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項５】
前記送電線は、電力を前記中央ユニットおよび前記制御ユニット（３２）に供給するために使用されることを特徴とする請求項４に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項６】
前記データ回線（３８）は無線リンクであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項７】
前記第１のコンポーネント（１２）はエネルギー・ハーベスターを装備されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項８】
少なくとも１つのさらなるコンポーネント（４２）は、前記中央ユニットおよび／または前記制御ユニット（３２）に接続されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項９】
少なくとも前記さらなるコンポーネント（４２）は、前記データ回線（３８）を介して前記中央ユニットおよび／または前記制御ユニット（３２）に接続されることを特徴とする請求項８に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１０】
少なくとも前記さらなるコンポーネント（４２）は、前記制御ユニット（３２）を介して前記中央ユニットに接続されることを特徴とする請求項８または９に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１１】
前記制御ユニット（３２）のうちの少なくとも１つは第１のユーザ・インターフェイスを有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１２】
前記第１のユーザ・インターフェイスは接触感応式ディスプレイ（３６）であることを特徴とする請求項１１に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１３】
第２のユーザ・インターフェイスは前記中央ユニットに接続されうることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１４】
前記第２のユーザ・インターフェイスは有線ベースまたは無線のローカル・コンピュータ・ネットワークを介して前記中央ユニットに接続されうることを特徴とする請求項１３に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１５】
前記第２のユーザ・インターフェイスはＰＣ（５４）であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１６】
前記第２のユーザ・インターフェイスはグラフィック・ユーザ・インターフェイスを提供するためのＷｅｂサーバであることを特徴とする請求項１３または１４に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１７】
前記中央ユニットは外部デバイスからデータを受信する手段を有することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１８】
前記中央ユニットは外部デバイスにデータを送信する手段を有することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項１９】
前記送信されるデータは消費費用請求のための消費データであることを特徴とする請求項１８に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項２０】
非互換コンポーネント（１０６）は汎用インターフェイス（１０２）および中央コンピュータ（１０４）を介して組み入れられうることを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【請求項２１】
前記汎用インターフェイス（１０２）および前記中央コンピュータ（１０４）は前記中央ユニットおよび／または前記制御ユニットに組み入れられることを特徴とする請求項２０に記載の建物自動化および建物情報システム（２）。
【国際調査報告】
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