BE1018549A3

BE1018549A3 - DOMOTICA SYSTEM.

Info

Publication number: BE1018549A3
Application number: BE2009/0320A
Authority: BE
Original assignee: Qbus Nv
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2011-03-01

Abstract

Domoticasysteem bestaande uit minstens één controller (1) die gekoppeld is met één of meerdere modules (2), dardoor gekenmerkt dat de koppeling tussen de controller (1) en de voornoemde modules (2) wordt bewerkstelligd middels een bussysteem bestaande uit twee draden (4), waarbij de controller (1), enerzijds, de modules (2) voorziet van vermogen onder de vorme van een gestabiliseerd spanningssignaal en, anderzijds, uitgerust is met een modulator (8) die een amplitudemodulatie van het gestabiliseerde spanningssignaal bewerkstelligt om data te verzenden over het bussysteem.Home automation system consisting of at least one controller (1) that is connected to one or more modules (2), characterized in that the connection between the controller (1) and the aforementioned modules (2) is effected by means of a bus system consisting of two wires (4 ), whereby the controller (1), on the one hand, supplies the modules (2) with power in the form of a stabilized voltage signal and, on the other hand, is equipped with a modulator (8) that effects an amplitude modulation of the stabilized voltage signal to transmit data about the bus system.

Description

Domoticasysteem.Domotics system.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een domoticasysteem bestaande uit minstens één controller die gekoppeld is met één of meerdere modules.The present invention relates to a home automation system consisting of at least one controller that is linked to one or more modules.

Het gebruik van een domoticasysteem is algemeen gekend en wordt veelvuldig toegepast in de woning- en industriebouw.The use of a home automation system is generally known and is frequently used in residential and industrial construction.

Zulk systeem vervult allerhande functies zoals het in- en uitschakelen van verlichting- en multimediatoepassingen, het regelen van de centrale verwarming en dergelijke.Such a system fulfills all kinds of functions such as switching on and off lighting and multimedia applications, controlling the central heating and the like.

Een domoticasysteem verhoogt het comfort en maakt het leven van de gebruikers van de betreffende woning aanzienlijk eenvoudiger.A home automation system increases comfort and makes the lives of the users of the relevant home considerably easier.

Traditioneel worden relatief veel draden gebruikt om de verschillende modules in verbinding te stellen met de controller. In de regel is het zo dat het aantal draden evenredig toeneemt met het aantal geïntegreerde modules binnen het domoticasysteem.Traditionally, relatively many wires are used to connect the various modules to the controller. As a rule, the number of wires increases proportionally with the number of integrated modules within the home automation system.

Een nadeel hierbij is dat meerdere draden voorzien moeten worden, wat een aanzienlijke kost met zich meebrengt.A disadvantage here is that several wires must be provided, which entails a considerable cost.

Nog een nadeel bestaat erin dat, gezien het aantal draden, niet alle draden subtiel geïntegreerd kunnen worden in het interieur van de woning.Another disadvantage is that, given the number of wires, not all wires can be subtly integrated into the interior of the home.

Een ander nadeel is dat aanpassingen en/of uitbreidingen aan zulk systeem niet eenvoudig zijn gezien het feit dat nieuwe draden voorzien en/of verplaatst moeten worden en dat elke module correct aangesloten moet worden op de verschillende draden.Another disadvantage is that modifications and / or extensions to such a system are not easy given that new wires must be provided and / or moved and that each module must be correctly connected to the different wires.

Klassiek verloopt de communicatie tussen de controller en de verschillende modules van een domoticasysteem volgens het spanningsbusprincipe. Bij dit principe gebeurt de communicatie over de draden door het pulsief laten wegvallen van een spanningssignaal, waarbij de opeenvolging van de pulsen, veroorzaakt door het wegvallen van de spanning, het signaal vormt voor het aansturen van de modules.Classically, communication between the controller and the various modules of a home automation system follows the voltage bus principle. In this principle, communication over the wires is effected by pulsed loss of a voltage signal, the sequence of the pulses caused by the loss of voltage forming the signal for controlling the modules.

Het pulsief laten wegvallen van een spanningssignaal veroorzaakt interferentie waardoor de werking van in de nabijheid gelegen elektrische apparatuur verstoord kan worden.The pulsed failure of a voltage signal causes interference, which can disrupt the operation of nearby electrical equipment.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een domoticasysteem bestaande uit minstens één controller die gekoppeld is met één of meerdere modules, waarbij de koppeling tussen de controller en de voornoemde modules wordt bewerkstelligd middels een bussysteem bestaande uit twee draden waarbij de controller, enerzijds, de modules voorziet van vermogen onder de vorm van een gestabiliseerd spanningssignaal en, anderzijds, is uitgerust met een modulator die een amplitudemodulatie van het gestabiliseerde spanningssignaal bewerkstelligt om data te verzenden over het bussysteem.The present invention has for its object to provide a solution to the aforementioned and / or other disadvantages in that it provides a home automation system consisting of at least one controller which is coupled to one or more modules, whereby the coupling between the controller and the aforementioned modules is effected by means of a bus system consisting of two wires, wherein the controller, on the one hand, supplies the modules with power in the form of a stabilized voltage signal and, on the other hand, is equipped with a modulator which effects an amplitude modulation of the stabilized voltage signal to transmit data on the bus system.

Een voordeel van een domoticasysteem volgens de uitvinding is dat het bussysteem bestaat uit slechts twee draden waardoor de kostprijs van zulk systeem beperkt blijft.An advantage of a home automation system according to the invention is that the bus system consists of only two wires, whereby the cost price of such a system remains limited.

Een ander voordeel is dat een module slechts op twee draden moet worden aangesloten, wat dus op zeer eenvoudige manier en snel kan gebeuren.Another advantage is that a module only has to be connected to two wires, which can therefore be done very easily and quickly.

Nog een ander voordeel bestaat erin dat een domoticasysteem volgens de uitvinding een modulatie van een gestabiliseerd spanningssignaal toepast om data te versturen over het bussysteem. Voornoemd principe, ook wel stroombusprincipe genaamd, veroorzaakt geen interferentie waardoor de werking van in de nabijheid gelegen elektrische toestellen niet wordt verstoord. \Yet another advantage is that a home automation system according to the invention uses a modulation of a stabilized voltage signal to send data over the bus system. The aforementioned principle, also called the power bus principle, does not cause interference, which does not disturb the operation of nearby electrical appliances. \

Bij voorkeur wordt de 'controller uitgerust met een verwijderbare geheugenkaart of SD kaart.The controller is preferably equipped with a removable memory card or SD card.

Een voordeel is dat het geheugen van de controller quasi onbeperkt uitgebreid kan worden waardoor de controller in staat wordt gesteld om ook gedurende langere periodes gebeurtenissen en/of data te loggen. Voornoemde gegevens kunnen vervolgens aangewend worden om bijvoorbeeld het energieverbruik van de desbetreffende woning in kaart te brengen. sAn advantage is that the memory of the controller can be expanded almost indefinitely, allowing the controller to log events and / or data for longer periods of time. The aforementioned data can then be used to map, for example, the energy consumption of the relevant home. s

Een bijkomend voordeel is dat de geheugenkaart verwijderbaar is, waardoor op een eenvoudige en snelle manier data uitgewisseld kan worden tussen het domoticasysteem, enerzijds, en andere compatibele elektrische apparatuur, anderzijds.An additional advantage is that the memory card is removable, so that data can be exchanged between the home automation system on the one hand, and other compatible electrical equipment, on the other hand in a simple and fast manner.

Nog een ander voordeel bestaat erin dat het programmeren en het updaten van de controller uitgevoerd kan worden met behulp van de verwijderbare geheugenkaart wat de koppeling met een externe PC overbodig maakt.Another advantage is that the programming and updating of the controller can be carried out with the help of the removable memory card, which makes the connection with an external PC superfluous.

Bij voorkeur wordt de controller uitgerust met een USB-poort en/of ethernetpoort (ETH-poort).The controller is preferably equipped with a USB port and / or Ethernet port (ETH port).

Een voordeel hierbij is dat de USB-poort en/of ETH-poort het toelaat de controller op snelle en eenvoudige wijze te koppelen met andere elektrische apparatuur.An advantage here is that the USB port and / or ETH port allows the controller to be connected to other electrical equipment quickly and easily.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm worden de modules beheerd door de controller, waarbij de controller de master vormt en de modules een slave functie bezitten.In a preferred embodiment, the modules are managed by the controller, the controller forming the master and the modules having a slave function.

Een voordeel van voornoemde uitvoeringsvorm is dat de intelligentie van het systeem voornamelijk afhangt van de controller zodat upgrading enkel bij de controller moet gebeuren.An advantage of the aforementioned embodiment is that the intelligence of the system depends primarily on the controller, so that upgrading only has to be done at the controller.

Een bijkomend voordeel is dat de controller de communicatie volledig controleert. Busconflieten worden op deze manier vermeden.An additional advantage is that the controller fully controls the communication. Bus conflicts are avoided in this way.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een domoticasysteem volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:With the insight to better demonstrate the features of the invention, a preferred embodiment of a home automation system according to the invention is described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which:

Figuur 1 schematisch en in perspectief een domoticasysteem volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een variant volgens figuur 1 toont; figuur 3 schematisch een domoticasysteem volgens de uitvinding toont waarbij het bussysteem in gesloten lus is uitgevoerd; figuren 4 en 5 nog andere uitvoeringsvormen van een bussysteem toont.Figure 1 schematically and in perspective represents a home automation system according to the invention; Figure 2 shows a variant according to Figure 1; figure 3 schematically shows a home automation system according to the invention, wherein the bus system is designed in closed loop; Figures 4 and 5 show other embodiments of a bus system.

De figuren tonen een controller 1 die door middel van een bussysteem in verbinding staat met drie modules 2. Het is kenmerkend voor de uitvinding dat het bussysteem bestaat uit twee draden 4.The figures show a controller 1 which is connected to three modules 2 by means of a bus system. It is characteristic of the invention that the bus system consists of two wires 4.

De controller 1 staat in verbinding met het voedingsnet 5 via een transformator 6, welk voedingsnet 5 voornoemde controller 1 van spanning voorziet.The controller 1 is connected to the supply network 5 via a transformer 6, which supply network 5 supplies the aforementioned controller 1 with voltage.

De controller 1 bestaat hoofdzakelijk uit een processor 7, een modulator 8, een demodulator 9, een geheugenkaart 10 en een spanningsregulator 11.The controller 1 mainly consists of a processor 7, a modulator 8, a demodulator 9, a memory card 10 and a voltage regulator 11.

Een module 2 is uitgerust met een modulator 12, voor het verzenden van data, en een demodulator 13, voor het ontvangen van data en een bruggelijkrichter 15.A module 2 is equipped with a modulator 12, for sending data, and a demodulator 13, for receiving data and a bridge rectifier 15.

In het algemeen behoort een module 2 tot één van twee type modules, met name een inputmodule en een outputmodule afhankelijk van de functie van de module.In general, a module 2 belongs to one of two types of modules, in particular an input module and an output module depending on the function of the module.

Elke module 2 is uitgerust met een uniek serienummer of adres. Aan het serienummer kan de controller 1 het type module herkennen.Each module 2 is equipped with a unique serial number or address. The controller 1 can recognize the module type by the serial number.

De werking van een domoticasysteem volgens de uitvinding is eenvoudig en als volgt.The operation of a home automation system according to the invention is simple and as follows.

De transformator 6 transformeert de netspanning naar een niveau dat geschikt is voor de controller 1. De spanningsregulator 11 van de controller 1 levert aan het bussysteem een gestabiliseerd spanningssignaal af, zodat de verschillende modules 2 gekoppeld aan voornoemd bussysteem, van spanning worden voorzien.The transformer 6 transforms the mains voltage to a level suitable for the controller 1. The voltage regulator 11 of the controller 1 supplies a stabilized voltage signal to the bus system, so that the various modules 2 coupled to the aforementioned bus system are supplied with voltage.

De controller 1 verstuurt data naar één of meerdere modules 2 van het domoticasysteem doordat de modulator 8 de amplitude van voornoemd gestabiliseerd spanningssignaal moduleert.The controller 1 sends data to one or more modules 2 of the home automation system in that the modulator 8 modulates the amplitude of the aforementioned stabilized voltage signal.

In de praktijk voert de modulator 8 van de controller een negatieve amplitudemodulatie uit, waarbij de modulatie van de grootteorde is van 2 0% van het gestabiliseerde spanningssignaal. Niets belet echter om een positieve amplitudemodulatie toe te passen en/of te werken met een modulatie die kleiner of groter is dan 20% van het gestabiliseerde spanningssignaal.In practice, the modulator 8 of the controller performs a negative amplitude modulation, the modulation being of the order of magnitude of 0% of the stabilized voltage signal. However, nothing prevents applying a positive amplitude modulation and / or working with a modulation that is less than or greater than 20% of the stabilized voltage signal.

De controller 1 heeft bijgevolg twee basisfuncties: enerzijds neemt de controller 1 de interne communicatie voor zich en, anderzijds staat de controller 1 in voor de stroomvoorziening voor alle aangesloten modules 2.The controller 1 therefore has two basic functions: on the one hand, the controller 1 handles internal communication and, on the other hand, the controller 1 is responsible for the power supply for all connected modules 2.

Een belangrijk voordeel van een domoticasysteem volgens de uitvinding is dat zulk systeem werkt volgens het stroombusprincipe wat maakt dat er steeds een gestabiliseerde spanning op het bussysteem blijft staan waardoor geen interferentie wordt veroorzaakt.An important advantage of a home automation system according to the invention is that such a system works according to the current bus principle, which means that a stabilized voltage always remains on the bus system, so that no interference is caused.

De controller 1 is voorzien van een processor 7 waarop de programmatuur van het domoticasysteem draait en welke de interne communicatie regelt. Alle parameters, teksten en/of variabelen worden opgeslagen in het RAM-geheugen 10 van de controller 1 vermits voornoemde gegevens niet mogen verloren gaan bij spanningsuitval.The controller 1 is provided with a processor 7 on which the software of the home automation system runs and which controls the internal communication. All parameters, texts and / or variables are stored in the RAM 10 of the controller 1 since the aforementioned data must not be lost in the event of a power failure.

De intelligentie van het systeem hangt voornamelijk af van de controller 1 waarbij de controller 1 de master vormt en de modules 2 een slave functie bezitten. Dit biedt als voordeel dat een upgrade van het systeem enkel bij de controller 1 moet gebeuren.The intelligence of the system mainly depends on the controller 1 where the controller 1 forms the master and the modules 2 have a slave function. This offers the advantage that an upgrade of the system only has to be done at the controller 1.

Zoals getoond op de figuren worden de modules 2 in parallel aangesloten op het bussysteem. Elke module 2 is hierbij uitgerust met een bruggelijkrichter 15 waardoor het bussysteem polariteitonafhankelijk wordt. Het aansluiten van een module 2 aan het uit twee draden 4 bestaande bussysteem is bijgevolg niet enkel erg eenvoudig maar tevens volledig risicoloos.As shown in the figures, the modules 2 are connected in parallel to the bus system. Each module 2 is herein equipped with a bridge rectifier 15, whereby the bus system becomes polarity independent. Connecting a module 2 to the bus system consisting of two wires 4 is therefore not only very simple but also completely risk-free.

Een module 2 verstuurt data naar de controller 1 door een modulatie uit te voeren van de amplitude van het gestabiliseerde spanningssignaal. Typisch wordt een modulatie uitgevoerd in de grootteorde van 3,5% van het gestabiliseerde spanningssignaal. Niets belet echter dat voornoemde modulatie met een andere grootteorde wordt uitgevoerd.A module 2 sends data to the controller 1 by performing a modulation of the amplitude of the stabilized voltage signal. Typically, a modulation is carried out in the order of 3.5% of the stabilized voltage signal. However, nothing prevents the aforementioned modulation from being carried out with a different order of magnitude.

De demodulator 9 van de controller versterkt de relatief zwakke modulatie van de module 2 waarna de controller 1 de datastroom verder kan verwerken.The demodulator 9 of the controller reinforces the relatively weak modulation of the module 2, after which the controller 1 can further process the data stream.

Het voordeel van een werkwijze met modulatie bovenop de gestabiliseerde voeding van de bus is dat er minder interferentie optreedt.The advantage of a method with modulation on top of the stabilized bus power supply is that there is less interference.

Aangezien het bussysteem bidirectioneel werkt en gebruik maakt van twee draden 4, verloopt het zenden van data onder strikte voorwaarden.Since the bus system works bidirectionally and uses two wires 4, the transmission of data proceeds under strict conditions.

Zo zal de controller 1 sequentieel een adressenreeks uitzenden. De adressen worden vanaf adres=0 gestart en telkens met één waarde verhoogd tot een bepaalde limiet wordt bereikt. Hierna zal de controller 1 terug herbeginnen vanaf adres=0. Tussen elke adresgeneratie wordt een wachttijd voorzien. Dit is de scantijd voor de controller 1.For example, the controller 1 will send an address series sequentially. The addresses are started from address = 0 and each time increased by one value until a certain limit is reached. After this, the controller 1 will restart from address = 0. A waiting period is provided between each address generation. This is the scan time for the controller 1.

Indien een bepaalde module 2 data naar de controller 1 zendt, zal deze eerste moeten wachten tot hij zijn eigen adres herkend heeft. Op dat ogenblik mag de module 2 data verzenden. De controller 1 zal vervolgens meer wachttijd voorzien tussen twee adressen om de inkomende data uit te lezen.If a certain module 2 sends data to the controller 1, the first one will have to wait until it has recognized its own address. At that time, the module may send 2 data. The controller 1 will then provide more waiting time between two addresses to read out the incoming data.

Ieder adres komt dus in een vast ritme terug op de bus, zodat de wachttijd voor iedereen gelijk is. Het voordeel hierbij is dat er zich geen busconflieten voordoen.Each address is therefore returned to the bus in a fixed rhythm, so that the waiting time is the same for everyone. The advantage here is that no bus conflicts occur.

In de praktijk worden modules 2 voor verschillende doeleinden gebruikt, waaronder relais modules voor het schakelen van verbruikers, dimmer modules voor het dimmen van verlichting en modules voor het aansluiten van schakelaars, detectoren en dergelijke.In practice, modules 2 are used for different purposes, including relay modules for switching consumers, dimmer modules for dimming lighting and modules for connecting switches, detectors and the like.

Elke module 2 bestaat uit een modulator 12, een demodulator 13 en een bruggeli jkrichter 15 en uit een aantal bijkomende, niet in de figuren weergegeven, componenten afhankelijk van de functie van de betreffende module 2.Each module 2 consists of a modulator 12, a demodulator 13 and a bridge rectifier 15 and a number of additional components, not shown in the figures, depending on the function of the relevant module 2.

Modulator 8, 12 en demodulator 9, 13 zijn opgebouwd uit een minimum aan low-cost standaardcomponenten, wat maakt dat het domoticasysteem volgens de uitvinding relatief goedkoop gefabriceerd kan worden.Modulator 8, 12 and demodulator 9, 13 are made up of a minimum of low-cost standard components, which means that the home automation system according to the invention can be manufactured relatively inexpensively.

De snelheid van het bussysteem bedraagt ongeveer 50 kbps.The speed of the bus system is approximately 50 kbps.

Zoals weergegeven in figuur 2, kan de controller 1 volgens een variante uitvoeringsvorm optioneel uitgerust worden met een verwijderbare geheugenkaart 16, een USB-poort 17 en een ethernetpoort 18.As shown in Figure 2, according to a variant embodiment, the controller 1 can optionally be equipped with a removable memory card 16, a USB port 17 and an ethernet port 18.

De uitvinding wordt ook gekenmerkt doordat het bussysteem van het domoticasysteem volgens een willekeurige structuur kan worden uitgevoerd. Zo kan bijvoorbeeld, zoals aangeduid in figuur 3, het bussysteem in gesloten lus worden uitgevoerd.The invention is also characterized in that the bus system of the home automation system can be designed according to any structure. For example, as indicated in Figure 3, the bus system can be designed in a closed loop.

Andere mogelijke maar niet beperkende uitvoeringsvormen van het bussysteem zijn getoond in de figuren 4 en 5. Figuur 4 toont een bussysteem uitgevoerd volgens' een boomstructuur en figuur 5 toont een bussysteem uitgevoerd in stervorm.Other possible but non-limiting embodiments of the bus system are shown in Figs. 4 and 5. Fig. 4 shows a bus system constructed in accordance with a tree structure and Fig. 5 shows a bus system implemented in a star shape.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een domoticasysteem volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the embodiments described by way of example and shown in the figures, but a home automation system according to the invention can be realized in all shapes and sizes without departing from the scope of the invention.

Claims

A home automation system consisting of at least one controller (1) which is coupled to one or more modules (2), characterized in that the coupling between the controller (1) and the aforementioned modules (2) is effected by means of a bus system consisting of two wires (4), wherein the controller (1), on the one hand, supplies the modules (2) with power in the form of a stabilized voltage signal and, on the other hand, is equipped with a modulator (8) which realizes an amplitude modulation of the stabilized voltage signal for data to send over the bus system.

The home automation system according to claim 1, characterized in that the amplitude modulation effected by the modulator (8) of the controller is of the order of magnitude of 20% of the stabilized voltage signal.

Home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that a negative amplitude modulation is applied by the modulator (8) of the controller (1).

Home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that the controller (1) is equipped with a removable memory card (16) or SD card.

Home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that the controller (1) is equipped with a USB port (17) and / or Ethernet port (18).

Home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that each module (2) is connected in parallel to the bus system.

Home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that a module (2) consists of a modulator (12) for sending data, and a demodulator (13) for receiving data.

The home automation system according to claim 7, characterized in that the modulator (12) of a module transmits data by an amplitude modulation of the stabilized voltage signal.

The home automation system according to claim 8, characterized in that the amplitude modulation effected by the modulator (12) of a module is of the order of magnitude of 3.5% of the stabilized voltage signal.

Home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that the controller (1) has a demodulator (9) for receiving data from a module (2).

The home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that the bus system is bidirectional.

The home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that the same communication protocol is used for sending and receiving data.

The home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that the modules (2) are managed by the controller (1), wherein the controller (1) forms the master and the modules (2) have a slave function.

Home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that a module (2) is equipped with a bridge rectifier (15), whereby the bus system becomes polarity independent.

Home automation system according to one of the preceding claims, characterized in that the bus system can be designed according to any structure.