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DE102021211258A1 - Evaluation device and sensor system for spatially resolved room air monitoring - Google Patents

Evaluation device and sensor system for spatially resolved room air monitoring Download PDF

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DE102021211258A1
DE102021211258A1 DE102021211258.7A DE102021211258A DE102021211258A1 DE 102021211258 A1 DE102021211258 A1 DE 102021211258A1 DE 102021211258 A DE102021211258 A DE 102021211258A DE 102021211258 A1 DE102021211258 A1 DE 102021211258A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evaluation device
room
gas sensors
sensors
sensor system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102021211258.7A
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German (de)
Inventor
Andreas Gröger
Johannes Nierwetberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to DE102021211258.7A priority Critical patent/DE102021211258A1/en
Publication of DE102021211258A1 publication Critical patent/DE102021211258A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/0001Control or safety arrangements for ventilation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
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Abstract

Zur ortsaufgelösten Raumlufterfassung, insbesondere Kohlendioxid-Messung zur Ermittlung einer Aerosol-Konzentration werden batteriebetriebene CO2-Sensoren, die drahtlos angebunden sind, im Raum verteilt und deren Messwerte drahtlos aufgenommen von einem zentralen Gerät. Dort wird eine Verarbeitung vorgenommen und ein Ergebnissignal ausgegeben. Das Ergebnissignal wird direkt oder über einen Cloud-Service an abonnierende Geräte wie Smartphones ausgegeben.Battery-operated CO2 sensors, which are connected wirelessly, are distributed in the room and their measured values are recorded wirelessly by a central device for spatially resolved room air detection, in particular carbon dioxide measurement to determine an aerosol concentration. Processing is carried out there and a result signal is output. The result signal is output to subscribing devices such as smartphones directly or via a cloud service.

Description

Bei Infektionskrankheiten, die durch Aerosole verteilt werden können, wird die Infektionswahrscheinlichkeit zwischen Personen durch örtliche Nähe und die Dauer dieser Nähe signifikant begünstigt. Dies ist insbesondere dort der Fall, wo sich dauerhaft viele Menschen aufhalten, also beispielsweise in Besprechungszimmern, Klassenzimmern und Gastronomie-Betrieben. Eine mögliche Reduktion der Infektionswahrscheinlichkeit ergibt sich durch konsequentes Lüften, durch das die Aerosolkonzentration im Raum nachweislich gesenkt wird.In the case of infectious diseases that can be spread by aerosols, the probability of infection between people is significantly favored by physical proximity and the duration of this proximity. This is particularly the case where there are large numbers of people, for example in meeting rooms, classrooms and catering establishments. A possible reduction in the probability of infection results from consistent ventilation, which demonstrably reduces the aerosol concentration in the room.

Im einfachsten Fall wird in festgelegten Abständen durch Öffnen der Fenster der Raum manuell gelüftet. Bei professioneller Gebäudetechnik mit zentraler Raumlüftung kann diese auf einen passenden Wert mit hohem Luftaustauschvolumen eingestellt werden. Eine solche ist aber in den meisten Gebäuden, insbesondere in Schulen, nicht vorhanden. Eine weitere Variante ist der Einsatz von portablen Raumluftfiltern. Diese bieten einen guten Schutz vor Aerosolen, sind aber vergleichsweise teuer und damit für viele Institutionen nicht bezahlbar. Daher ist die Belüftung häufig auf die Regeln des „gesunden Menschenverstandes“ angewiesen. Lassen es die Witterungsbedingungen zu, werden alle Fenster dauerhaft geöffnet. Ist die Außentemperatur zu niedrig, setzt man auf Stoßbelüftung etwa alle 20 Minuten. Zusätzlich kann die im Raum zugelassene Anzahl von gleichzeitig anwesenden Menschen beschränkt werden. Ob diese Maßnahmen im Einzelfall ausreichen oder gar unnötig gelüftet wird, ist aber für die anwesenden Personen nicht erkennbar.In the simplest case, the room is manually ventilated at fixed intervals by opening the windows. In the case of professional building technology with central room ventilation, this can be set to a suitable value with a high air exchange volume. However, such is not available in most buildings, especially in schools. Another variant is the use of portable room air filters. These offer good protection against aerosols, but are comparatively expensive and therefore unaffordable for many institutions. Therefore, ventilation often relies on the rules of "common sense". If the weather conditions permit, all windows will be permanently open. If the outside temperature is too low, you rely on shock ventilation about every 20 minutes. In addition, the number of people allowed in the room at the same time can be limited. However, it is not clear to the people present whether these measures are sufficient in individual cases or whether ventilation is even unnecessary.

Die bei der Atmung ausgestoßenen Aerosole und deren Konzentration in der Raumluft korrelieren direkt mit der ebenfalls durch Atmung verursachten Kohlendioxid-Konzentration im Raum. Es ist bekannt, aus der Kohlendioxid-Konzentration eine Indikation der Aerosolkonzentration abzuleiten. Ein im zu überwachenden Raum angeordneter Kohlendioxid-Sensor kann daher dazu verwendet werden, ein Signal auszugeben, das eine Lüftung des Raums auslöst, wobei das Signal eine automatisierte Reaktion bewirken kann, beispielsweise durch eine Lüftungsanlage oder eine manuelle Reaktion, wenn das Signal beispielsweise ein visuelles oder akustisches Signal ist.The aerosols emitted during breathing and their concentration in the room air correlate directly with the carbon dioxide concentration in the room, which is also caused by breathing. It is known that an indication of the aerosol concentration can be derived from the carbon dioxide concentration. A carbon dioxide sensor arranged in the room to be monitored can therefore be used to emit a signal that triggers ventilation of the room, where the signal can cause an automated response, for example by a ventilation system or a manual response if the signal is a visual one, for example or acoustic signal.

Nachteilig ist, dass ein solcher klassischer Kohlendioxid-Sensor an einer Wand oder in einer Zimmerecke angeordnet ist und daher lokal unterschiedliche Konzentrationen von Kohlendioxid nicht erfassen kann. Dadurch kann eine eigentlich schon kritische Kohlendioxid-Konzentration und daher auch eine kritische Aerosol-Konzentration kurzfristig oder sogar langfristig dem Kohlendioxid-Sensor verborgen bleiben. Dem kann dadurch begegnet werden, dass Grenzwerte, die ein Signal zur Raumlüftung bewirken, mit entsprechenden Sicherheitsabständen zu den eigentlich kritischen Werten versehen werden. Das hat aber wiederum den Nachteil, dass die sich ergebenden Lüftungsvorgaben vor allem in der kalten Jahreszeit oder wenn andere Gründe gegen ein ausdauerndes Lüften sprechen, unerfüllbar werden.The disadvantage is that such a classic carbon dioxide sensor is arranged on a wall or in a corner of the room and therefore cannot detect locally different concentrations of carbon dioxide. As a result, a carbon dioxide concentration that is actually already critical and therefore also a critical aerosol concentration can remain hidden from the carbon dioxide sensor for a short or even long term. This can be countered by providing limit values, which cause a signal for room ventilation, with appropriate safety margins from the actually critical values. However, this in turn has the disadvantage that the resulting ventilation specifications become unfulfillable, especially in the cold season or when other reasons speak against prolonged ventilation.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Auswerteeinrichtung anzugeben, mit dem die eingangs genannten Nachteile überwunden werden.It is the object of the present invention to specify an evaluation device with which the disadvantages mentioned at the outset can be overcome.

Diese Aufgabe wird durch eine Auswerteeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an evaluation device having the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung für ein verteiltes Sensorsystem in einem Raum eines Gebäudes umfasst einen Mikrocontroller und eine Schnittstelle zur drahtlosen oder kabelgebundenen Kommunikation. Sie ist ferner ausgestaltet, Messwerte einer Mehrzahl von Gas-Sensoren mittels der Schnittstelle zu empfangen und aus den Messwerten zu ermitteln, ob und wann eine Frischluftzufuhr zum Raum vorgenommen oder verstärkt werden muss, und für diesen Fall ein erstes Signal zu erzeugen. Weiterhin ist die Auswerteeinrichtung ausgestaltet, aus den Messwerten zu ermitteln, ob und wann eine Frischluftzufuhr zum Raum unterbunden oder vermindert werden kann, und für diesen Fall ein zweites Signal zu erzeugen. Schließlich ist die Auswerteeinrichtung ausgestaltet, die Signale direkt mittels einer zweiten Schnittstelle zur drahtlosen Kommunikation oder indirekt über ein zwischengeschaltetes Datennetzwerk an ein oder mehrere für den Empfang der Signale registrierte mobile Datenverarbeitungsgeräte zu versenden.The evaluation device according to the invention for a distributed sensor system in a room in a building comprises a microcontroller and an interface for wireless or wired communication. It is also designed to receive measured values from a plurality of gas sensors via the interface and to determine from the measured values whether and when fresh air needs to be supplied to the room or increased, and to generate a first signal in this case. Furthermore, the evaluation device is designed to determine from the measured values whether and when a supply of fresh air to the room can be prevented or reduced, and to generate a second signal for this case. Finally, the evaluation device is designed to send the signals directly by means of a second interface for wireless communication or indirectly via an interposed data network to one or more mobile data processing devices registered for receiving the signals.

Mit dem verteilten Sensorsystem ist ein System gemeint, das eine Mehrzahl von individuellen Gas-Sensoren umfasst, die an verschiedenen Orten angeordnet sind. In diesem Fall sind diese Gas-Sensoren in dem Raum verteilt angeordnet, für den die Messung vorgenommen werden soll. Die Auswerteeinrichtung umfasst einen Mikrocontroller als datenverarbeitende Zentraleinheit. Mikrocontroller kommen typischerweise in technischen Geräten zum Einsatz, in denen die Rechenkapazität und Peripherie eines Mikroprozessors, wie er in PCs zum Einsatz kommt, unnötig ist oder nicht verbaut werden kann. Die Schnittstelle zur Kommunikation kann beispielsweise eine WiFi-Schnittstelle sein. Über diese Schnittstelle werden die Messdaten der Gas-Sensoren empfangen und in der Folge ausgewertet. Es versteht sich, dass die Gas-Sensoren dafür zweckmäßig über dieselbe Schnittstelle verfügen. Bei den mobilen Datenverarbeitungsgeräten handelt es sich beispielsweise um Smartphones, Smartwatches oder Tablet-PCs. Um die Signale zum Empfangen, sind diese registriert, also beispielsweise als Abonnenten bei einem Cloud-Service eingetragen. Die Signale können dann beispielsweise SMS-Nachrichten oder Mitteilungen über eine installierte App sein. Die App kann dabei eine für diesen Vorgang spezifische App sein oder eine anderweitig bereits installierte App wie beispielsweise ein Messenger-Service sein.By the distributed sensor system is meant a system comprising a plurality of individual gas sensors arranged at different locations. In this case, these gas sensors are distributed in the space for which the measurement is to be made. The evaluation device includes a microcontroller as the data-processing central unit. Microcontrollers are typically used in technical devices in which the computing capacity and peripherals of a microprocessor, such as those used in PCs, are unnecessary or cannot be installed. The interface for communication can be a WiFi interface, for example. The measurement data from the gas sensors are received via this interface and subsequently evaluated. It goes without saying that the gas sensors expediently have the same interface for this purpose. The mobile data processing devices are, for example, smartphones, smartwatches or tablet PCs. In order to receive the signals, they are registered, for example as a subscription registered with a cloud service. The signals can then be, for example, SMS messages or notifications about an installed app. The app can be an app specific to this process or an app that is already installed elsewhere, such as a messenger service.

Die Auswerteeinrichtung kann zusammen mit den Gas-Sensoren ein Sensorsystem bilden. Das Sensorsystem umfasst wenigstens zwei Gas-Sensoren, die in einem Raum eines Gebäudes räumlich verteilt angeordneten sind und eine beispielsweise drahtlose Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Weitergabe von Messwerten an die Auswerteeinrichtung umfassen.The evaluation device can form a sensor system together with the gas sensors. The sensor system includes at least two gas sensors, which are arranged in a spatially distributed manner in a room of a building and include, for example, a wireless communication device for wirelessly transmitting measured values to the evaluation device.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Auswerteeinrichtung gehen aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen hervor. Dabei kann die Ausführungsform nach Anspruch 1 mit den Merkmalen eines der Unteransprüche oder vorzugsweise auch mit denen aus mehreren Unteransprüchen kombiniert werden. Demgemäß können für die Auswerteeinrichtung noch zusätzlich folgende Merkmale vorgesehen werden:

  • Die Auswerteeinrichtung kann ausgestaltet sein, Schwellwerte für die Messwerte der Gas-Sensoren, insbesondere für die Kohlendioxid-Konzentration von einer öffentlich verfügbaren Quelle zu beziehen. Das Beziehen solcher Schwellwerte kann beispielsweise über das Internet erfolgen.
Advantageous configurations of the evaluation device according to the invention emerge from the dependent claims. The embodiment according to claim 1 can be combined with the features of one of the dependent claims or preferably also with those of several dependent claims. Accordingly, the following features can also be provided for the evaluation device:
  • The evaluation device can be designed to obtain threshold values for the measured values of the gas sensors, in particular for the carbon dioxide concentration, from a publicly available source. Such threshold values can be obtained, for example, via the Internet.

Vorteilhaft wird dadurch sichergestellt, dass immer aktuelle Vorgaben bezüglich der Raumluftqualität eingehalten werden, ohne dass dazu ein manueller Eingriff oder eine sonstige Wartung des Systems notwendig ist. Eine Quelle für aktuelle und in Deutschland offiziell gültige Vorgaben ist das deutsche Bundesgesundheitsamt. Es ist aber zweckmäßig, die verwendete Quelle an lokale Gegebenheiten anzupassen, also beispielsweise die offiziellen Werte eines jeweiligen Landes zu verwenden. Wenn offizielle Schwellwerte generell nicht vorliegen oder momentan nicht verfügbar sind, kann beispielsweise als Rückfallposition auf eine sekundäre Quelle zurückgegriffen werden wie beispielsweise gespeicherte Schwellwerte. Diese gespeicherten Werte können zuletzt verfügbare offizielle Schwellwerte sein oder aber als Werkseistellung gespeicherte Basiswerte.Advantageously, this ensures that current specifications regarding the indoor air quality are always complied with, without manual intervention or other maintenance of the system being necessary for this purpose. One source for current and officially valid guidelines in Germany is the German Federal Health Office. However, it makes sense to adapt the source used to local conditions, e.g. to use the official values of a respective country. If official threshold values are generally not available or are not currently available, a secondary source, such as stored threshold values, can be used as a fallback position. These saved values can be the last available official threshold values or basic values saved as factory settings.

Die Auswerteeinrichtung kann drei oder mehr Kommunikationsschnittstellen unterschiedlichen Typs aufweisen. Beispielsweise kann die Auswerteeinrichtung eine Bluetooth-, eine WiFi-Schnittstelle und einen LAN-Anschluss aufweisen. Während zur Anbindung an die Gas-Sensoren eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle vorhanden ist, müssen die weiteren Kommunikationsschnittstellen nicht alle drahtlos sein.The evaluation device can have three or more communication interfaces of different types. For example, the evaluation device can have a Bluetooth interface, a WiFi interface and a LAN connection. While there is a wireless communication interface for connecting to the gas sensors, the other communication interfaces do not all have to be wireless.

Die Kommunikationsschnittstellen ermöglichen es der Auswerteeinrichtung, besonders flexibel und unproblematisch eine Verbindung zu allen notwendigen Geräten aufnehmen. So kann beispielsweise eine Verbindung zu den Gas-Sensoren mittels Bluetooth aufgenommen werden, weiterhin eine Verbindung zu Smartphones oder Tablets mittels WiFi und eine Verbindung ins Internet mittels eines LAN-Anschlusses. Die Auswerteeinrichtung stellt damit einen idealen Knotenpunkt zwischen den Gas-Sensoren und den Empfängern der Informationen zur Raumluftqualität.The communication interfaces enable the evaluation device to establish a connection to all necessary devices in a particularly flexible and unproblematic manner. For example, a connection to the gas sensors can be established via Bluetooth, a connection to smartphones or tablets via WiFi and a connection to the Internet via a LAN connection. The evaluation device thus represents an ideal hub between the gas sensors and the recipients of the information on indoor air quality.

Die Auswerteeinrichtung kann eine Einrichtung zur Positionsbestimmung für die Gas-Sensoren umfassen. Sie kann beispielsweise ausgestaltet sein, die dreidimensionale Lage der Gas-Sensoren relativ zur Auswerteeinrichtung zu ermitteln. Die Gas-Sensoren können in Hardware und/oder Software ausgestaltet sein, die Positionsbestimmung zu unterstützen.The evaluation device can include a device for determining the position of the gas sensors. For example, it can be designed to determine the three-dimensional position of the gas sensors relative to the evaluation device. The gas sensors can be configured in hardware and/or software to support position determination.

Ist die Position der Gas-Sensoren bekannt, kann sich vorteilhaft für eine verbesserte Auswertung der Messergebnisse verwendet werden. Beispielsweise kann den einzelnen Messwerten der Gas-Sensoren eine Gewichtung zugeordnet werden. Diese Gewichtung kann beispielsweise für Gas-Sensoren, die räumlich nahe zueinander angeordnet sind, geringer ausfallen als für solche Gas-Sensoren, die weit entfernt von anderen Gas-Sensoren angeordnet sind. Auch können Gas-Sensoren, die nahe der Raumdecke angeordnet sind, anders gewertet werden also solche, die nahe dem Boden angeordnet sind, um so zu berücksichtigen, dass Kohlendioxid schwerer als Sauerstoff und Stickstoff ist und sich daher tendenziell bodennah ansammelt. If the position of the gas sensors is known, it can be used to advantage for an improved evaluation of the measurement results. For example, a weighting can be assigned to the individual measured values of the gas sensors. This weighting can, for example, turn out to be lower for gas sensors that are arranged spatially close to one another than for those gas sensors that are arranged far away from other gas sensors. Also, gas sensors located near the ceiling may be scored differently from those located near the floor to account for the fact that carbon dioxide is heavier than oxygen and nitrogen and therefore tends to accumulate near the floor.

Die Positionsbestimmung kann beispielsweise mittels eines Radarsystems oder mittels akustischer Signale erfolgen. Es kann eine Triangulation verwendet werden.The position can be determined, for example, by means of a radar system or by means of acoustic signals. Triangulation can be used.

Die Gas-Sensoren sind bevorzugt so ausgestaltet, dass der Messwert ein Maß für die Kohlendioxid-Konzentration ist. Kohlendioxid ist ein guter Indikator für die Raumluftqualität, da dieses Gas von Menschen in Mengen abgegeben wird, die groß sind im Vergleich zu anderen Stoffen wie beispielsweise aromatischen Kohlenwasserstoffen. Auch weisen aromatische Kohlenwasserstoffe eine hohe Stoffvielfalt auf, was die Detektion schwieriger und unsicherer macht. Kohlendioxid hingegen wird in verlässlicher Weise von Menschen abgegeben und die Konzentration hängt sicher direkt mit der Anzahl der Menschen in einem Raum und der vorhandenen oder nicht vorhandenen Frischluft-Zufuhr zusammen. Andere Quellen von Kohlendioxid sind in normalen Räumen von Gebäuden dagegen selten, während Stoffe wie aromatische Kohlenwasserstoffe auch beispielsweise durch Putzmittel abgegeben werden.The gas sensors are preferably designed in such a way that the measured value is a measure of the carbon dioxide concentration. Carbon dioxide is a good indicator of indoor air quality because humans emit this gas in quantities that are large compared to other substances such as aromatic hydrocarbons. Aromatic hydrocarbons also have a high diversity of substances, which makes detection more difficult and less reliable. Carbon dioxide, on the other hand, is emitted by people in a reliable manner and the concentration is certainly directly related to the number of people in a room and the presence or absence of fresh air supply men. On the other hand, other sources of carbon dioxide are rare in normal building spaces, while substances such as aromatic hydrocarbons are also emitted, for example, by cleaning agents.

Das Sensorsystem kann einen internet-basierten Cloud-Service umfassen, bei dem die Auswerteeinrichtung ausgestaltet ist zur Weiterleitung der Messwerte oder aus den Messwerten bestimmter Werte an den Cloud-Service. Die Messwerte oder die daraus bestimmten Werte werden dadurch in einfacher Weise verfügbar und können von abonnierenden Geräten abgerufen werden. Solche abonnierenden Geräte können beispielsweise Smartphones, Tablets oder ein Gebäudemanagementsystem sein.The sensor system can include an internet-based cloud service, in which the evaluation device is designed to forward the measured values or values determined from the measured values to the cloud service. The measured values or the values determined from them are thereby available in a simple manner and can be called up by subscribing devices. Such subscribing devices can be smartphones, tablets or a building management system, for example.

Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren zu entnehmen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile und Funktionen.Further advantages and features can be found in the following description of exemplary embodiments with reference to the figures. In the figures, the same reference symbols designate the same components and functions.

Es zeigen:

  • 1 einen Besprechungsraum mit einem Netzwerk drahtlos gekoppelter Kohlendioxid-Sensoren,
  • 2 den Aufbau des Kohlendioxid-Sensors,
  • 3 den Aufbau einer Auswerteeinrichtung für die Kohlendioxid-Sensoren,
  • 4 ein von den Kohlendioxid-Sensoren, der Auswerteeinrichtung, einem Cloud-Service und mobilen Kommunikationsgeräten gebildetes Netzwerk.
Show it:
  • 1 a meeting room with a network of wirelessly coupled carbon dioxide sensors,
  • 2 the construction of the carbon dioxide sensor,
  • 3 the construction of an evaluation device for the carbon dioxide sensors,
  • 4 a network formed by the carbon dioxide sensors, the evaluation device, a cloud service and mobile communication devices.

1 zeigt schematisiert einen Besprechungsraum 10. Der Besprechungsraum 10 hat eine Fläche von etwa 80 m^2. Mehrere Tische 11 sind in dem Besprechungsraum 10 zu einer U-förmigen Anordnung zusammengestellt. Stühle sind der besseren Übersicht wegen in 1 nicht dargestellt. An einer Seite des Besprechungsraums 10 ist ein Schrank 12 aufgestellt. 1 shows a schematic of a meeting room 10. The meeting room 10 has an area of about 80 m^2. Several tables 11 are assembled in the meeting room 10 to form a U-shaped arrangement. Chairs are in for a better overview 1 not shown. A cabinet 12 is placed on one side of the meeting room 10 .

An der Decke des Besprechungsraums 10 ist ein Projektor 13 befestigt, der zur Darstellung digitaler Inhalte an einer der Wände des Besprechungsraums 10 dient. Weiterhin ist an der Decke des Besprechungsraums 10 ein Auslass 14 einer Belüftungsanlage angeordnet. Die Belüftungsanlage umfasst auch eine Klimaanlage.A projector 13 is attached to the ceiling of the meeting room 10 and is used to display digital content on one of the walls of the meeting room 10 . Furthermore, an outlet 14 of a ventilation system is arranged on the ceiling of the meeting room 10 . The ventilation system also includes air conditioning.

Für die drahtlose Anbindung von PCs, Smartphones und Tablets ist im Besprechungsraum 10 ein eigener WLAN-Router 15 vorhanden. Dieser ist an einer Wand des Besprechungsraums 10 nahe der Decke angeordnet.There is a separate WLAN router 15 in the meeting room 10 for the wireless connection of PCs, smartphones and tablets. This is arranged on a wall of the meeting room 10 near the ceiling.

Der Besprechungsraum 10 umfasst weiterhin eine in 1 nur angedeutete Eingangstüre sowie mehrere Fenster, die in 1 nicht dargestellt sind.Meeting room 10 also includes an in 1 only indicated entrance door as well as several windows, which in 1 are not shown.

Obwohl eine Belüftung über die Belüftungsanlage möglich ist und ebenso über ein Öffnen der Fenster, werden diese Möglichkeiten zur Verbesserung der Luftqualität häufig entweder übermäßig oder nur ungenügend genutzt. An Tagen mit schönem Wetter und angenehmer Außentemperatur mögen die Fenster ständig geöffnet sein, was für den Infektionsschutz und die Luftqualität unproblematisch ist.Although ventilation is possible via the ventilation system and also by opening the windows, these opportunities to improve air quality are often either overused or underused. On days when the weather is nice and the outside temperature is pleasant, the windows may be open all the time, which is not a problem for protection against infection and air quality.

In den meisten Fällen jedoch werden die Fenster geschlossen und die Belüftung ungenutzt bleiben. Die Gründe dafür sind beispielsweise eine Lärmbelastung von außen, die das Öffnen der Fenster unattraktiv macht, Hitze oder Kälte oder andere Wetterlagen, bei denen das Öffnen der Fenster unangenehm ist und auch ausbleibender Wille der anwesenden Menschen. Weiterhin kann es auch bei einer schleichenden Verschlechterung der Luftqualität sein, dass die anwesenden Personen die Luftqualität nicht bemerken und daher keine Gegenmaßnahmen ergreifen.In most cases, however, the windows will be closed and the ventilation will not be used. The reasons for this are, for example, noise pollution from outside, which makes opening the windows unattractive, heat or cold or other weather conditions in which opening the windows is uncomfortable and also a lack of will on the part of the people present. Furthermore, even with a gradual deterioration in air quality, the people present may not notice the air quality and therefore take no countermeasures.

Achten die anwesenden Personen nicht auf die Luftqualität, dann steigt mit der Zeit die Kohlendioxid-Konzentration und die Konzentration von Aerosolen in der Raumluft. Abgesehen von subjektiven Einflüssen wie mangelnder Konzentration stellen die Aerosole in der Luft eine Infektionsgefahr dar, der begegnet werden sollte.If the people present do not pay attention to the air quality, the carbon dioxide concentration and the concentration of aerosols in the room air will increase over time. Apart from subjective influences such as lack of concentration, the aerosols in the air represent a risk of infection that should be countered.

Dafür ist in dem Besprechungsraum 10 ein Sensorsystem angeordnet. Das Sensorsystem umfasst eine Reihe von Kohlendioxid-Sensoren 21, die in dem Besprechungsraum 10 verteilt angeordnet sind. Die Sensoren 21 sind dabei sowohl in der Ebene über den Besprechungsraum 10 verteilt als auch in unterschiedlicher Höhe angebracht. Vorteilhaft wird dadurch die Raumluft nicht an einem festen Punkt überwacht. Ein fester Ort eines einzelnen Sensors ist unweigerlich problematisch. Ist er zu nah an einem Fenster, dann beurteilt er die Raumluft als besser als sie tatsächlich ist. Ist er weit weg von allen Fenstern, eventuell auch an einem Ort, an dem die Luftzirkulation verhindert ist, beurteilt er die Raumluft als schlechter, als sie wirklich ist. Verteilte Sensoren dagegen nehmen die Luftqualität an unterschiedlichen Stellen des Besprechungsraums 10 auf, so dass einzelne nachteilige Positionen von Sensoren 21 durch bessere Positionen anderer Sensoren 21 ausgeglichen werden.A sensor system is arranged in the meeting room 10 for this purpose. The sensor system includes a number of carbon dioxide sensors 21 which are distributed in the meeting room 10 . The sensors 21 are distributed both in the plane over the meeting room 10 and mounted at different heights. Advantageously, the room air is not monitored at a fixed point. A fixed location of a single sensor is inevitably problematic. If it is too close to a window, it judges the air in the room to be better than it actually is. If he is far away from all windows, possibly also in a place where air circulation is prevented, he judges the room air to be worse than it really is. Distributed sensors, on the other hand, record the air quality at different points in the meeting room 10, so that individual disadvantageous positions of sensors 21 are compensated for by better positions of other sensors 21.

Ein Teil der Gas-Sensoren 21 mit einer Klebstoffschicht an der Unterseite der Tische 11 angebracht. Vorteilhaft wird dadurch erreicht, dass auch bei einer Umstellung der Tische 11 die Sensoren 21 stets über den Raum verteilt bleiben. Neben einer Klebung können die Sensoren 21 auch auf andere Art und Weise an den Tischen 11 befestigt sein, beispielsweise geschraubt oder mit einer Magnethalterung. Magnethalterungen sind besonders flexibel und erlauben das einfache und zerstörungsfreie Warten oder Austauschen der Sensoren 21.Part of the gas sensors 21 are attached to the underside of the tables 11 with a layer of adhesive. Advantageously, this means that even when the tables 11 are changed, the Senso ren 21 always remain distributed over the room. In addition to gluing, the sensors 21 can also be attached to the tables 11 in some other way, for example screwed or with a magnetic holder. Magnet holders are particularly flexible and allow easy and non-destructive maintenance or replacement of the sensors 21.

Zusätzlich zu den an den Tischen 11 angeordneten Sensoren 21 sind weitere Sensoren 21 an dem Projektor 13, also nahe der Decke des Besprechungsraums 10, an dem Schrank 12 und an zwei einander gegenüber liegenden Wänden des Raums angeordnet. Im vorliegenden Beispiel umfasst das Sensorsystem also zwölf Sensoren 21. Diese Zahl ist aber beispielhaft und richtet sich nach der gewünschten Genauigkeit der Messung und nach der Raumgröße. So kann in kleineren Räumen das Sensorsystem auch nur vier Sensoren 21 umfassen, während in noch größeren Räumen auch noch mehr Sensoren 21, beispielsweise 30 oder 40 solcher Sensoren 21 zum Einsatz kommen können.In addition to the sensors 21 arranged on the tables 11, further sensors 21 are arranged on the projector 13, ie near the ceiling of the meeting room 10, on the cupboard 12 and on two opposite walls of the room. In the present example, the sensor system thus includes twelve sensors 21. However, this number is an example and depends on the desired accuracy of the measurement and the size of the room. In smaller rooms, the sensor system can also include only four sensors 21, while even more sensors 21, for example 30 or 40 such sensors 21, can be used in even larger rooms.

Der Aufbau eines Sensors 21 ist schematisch in 2 dargestellt. Ein Sensor 21 umfasst eine Sensoreinheit 211. Diese kann beispielsweise auf einer Infrarotmessung basieren. Bei dieser wird eine Luftstrecke von Infrarotlicht, beispielsweise von einem Infrarot-Laser oder einer Leuchtdiode durchleuchtet. Gegenüber der Lichtquelle ist ein Lichtsensor, beispielsweise eine Photodiode angeordnet, die das Licht nach Durchtreten durch die Luftstrecke aufnimmt. Aus der Absorption bestimmter Wellenlängen, die für Kohlendioxid charakteristisch sind, lässt sich die Konzentration von Kohlendioxid ermitteln. Eine andere Variante von Sensoren verwendet photoakustische Spektroskopie.The structure of a sensor 21 is shown schematically in 2 shown. A sensor 21 includes a sensor unit 211. This can be based on an infrared measurement, for example. In this case, an air path is illuminated by infrared light, for example from an infrared laser or a light-emitting diode. A light sensor, for example a photodiode, is arranged opposite the light source and picks up the light after it has passed through the air gap. The concentration of carbon dioxide can be determined from the absorption of certain wavelengths that are characteristic of carbon dioxide. Another variant of sensors uses photoacoustic spectroscopy.

Das Ausgangssignal der Sensoreinheit 211, also beispielsweise das Signal der Photodiode, wird digitalisiert und an einen einfachen Mikrocontroller 212 ausgegeben. Der Mikrocontroller 212 steuert eine drahtlose Kommunikationseinrichtung 213 an, um das Signal drahtlos zu versenden.The output signal from the sensor unit 211, ie the signal from the photodiode, for example, is digitized and output to a simple microcontroller 212. The microcontroller 212 controls a wireless communication device 213 in order to send the signal wirelessly.

Die Sensoreinheit 211, der Mikrocontroller 212 und die Kommunikationseinrichtung 213 werden von einer Batterie 214 mit Strom versorgt. Da eine Messung der Kohlendioxid-Konzentration üblicherweise nicht häufig nötig ist, beispielsweise nur einmal pro Minute oder sogar nur einmal in fünf Minuten, ist die Betriebsdauer des Sensors 21 durch die endliche Batterieleistung nicht allzusehr eingeschränkt. In anderen Ausgestaltungen des Sensors 21 kann dieser aber auch mittels Energy Harvesting betrieben sein. Dazu kann beispielsweise eine Solarzelle dienen. Alternativ oder zusätzlich kann die Energie eines Abfragesignals, das von der Kommunikationseinrichtung 213 aufgenommen wird, gespeichert und zur Messung verwendet werden. Dadurch wird der Sensor 21 unabhängig von einer Batterie mit endlicher Ladung.The sensor unit 211, the microcontroller 212 and the communication device 213 are supplied with power by a battery 214. Since a measurement of the carbon dioxide concentration is usually not required frequently, for example only once every minute or even only once every five minutes, the operating time of the sensor 21 is not too limited by the finite battery capacity. In other configurations of the sensor 21, however, it can also be operated by means of energy harvesting. A solar cell can be used for this purpose, for example. Alternatively or additionally, the energy of an interrogation signal that is picked up by the communication device 213 can be stored and used for the measurement. This makes the sensor 21 independent of a finite charge battery.

Die Auswertung der Signale der Sensoren 21 passiert zentral in einer Auswerteeinrichtung 20, die ebenfalls Teil des Sensorsystems ist. Die Auswerteeinrichtung 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel in der Nähe des Routers 15 in Deckennähe angeordnet. Dadurch ist einerseits eine gute Verbindung zum Router 15 und somit zum Internet über WLAN oder eine kurze Kabelverbindung zum Router 15 möglich und andererseits wird die drahtlose Verbindung zu den Sensoren 21 durch möglichst wenig Hindernisse erschwert.The signals from the sensors 21 are evaluated centrally in an evaluation device 20, which is also part of the sensor system. In this exemplary embodiment, the evaluation device 20 is arranged in the vicinity of the router 15 near the ceiling. As a result, on the one hand a good connection to the router 15 and thus to the Internet via WLAN or a short cable connection to the router 15 is possible and on the other hand the wireless connection to the sensors 21 is made more difficult by as few obstacles as possible.

Ist keine Verbindung über einen Router möglich, kann die Auswerteeinrichtung 20 auch ausgestaltet sein, eine Verbindung zum Internet 30 mittels LTE herzustellen, wofür eine entsprechende Kommunikationseinrichtung vorhanden sein muss.If a connection via a router is not possible, the evaluation device 20 can also be designed to establish a connection to the Internet 30 using LTE, for which a corresponding communication device must be available.

Der Aufbau der Auswerteeinrichtung 20 ist schematisch in 3 dargestellt. Die Auswerteeinrichtung 20 umfasst demgemäß einen Mikrocontroller 201. Der Mikrocontroller 201 ist verbunden mit einer WiFi-Schnittstelle 203, einer Bluetooth-Schnittstelle 204 und einer LAN-Schnittstelle 205. Im Gegensatz zu den Sensoren 21 umfasst die Auswerteeinrichtung 20 einen Anschluss 202 für eine externe Stromversorgung. Für den Mikrocontroller 201 sind Peripheriegeräte wie Speicher u.a. vorhanden, die aber in 3 nicht explizit dargestellt sind.The structure of the evaluation device 20 is shown schematically in 3 shown. The evaluation device 20 accordingly includes a microcontroller 201. The microcontroller 201 is connected to a WiFi interface 203, a Bluetooth interface 204 and a LAN interface 205. In contrast to the sensors 21, the evaluation device 20 includes a connection 202 for an external power supply . For the microcontroller 201, peripheral devices such as memory are available, but in 3 are not explicitly shown.

Die Auswerteeinrichtung 20 ist ausgestaltet, die von den Sensoren 21 drahtlos versendeten Messwerte aufzunehmen. Dies kann je nach Anzahl der Sensoren 21 beispielsweise mittels der Bluetooth-Schnittstelle erfolgen oder mit einer anderen Form der drahtlosen Kommunikation.The evaluation device 20 is designed to record the measured values sent wirelessly by the sensors 21 . Depending on the number of sensors 21, this can be done, for example, by means of the Bluetooth interface or with another form of wireless communication.

Die Auswerteeinrichtung 20 kann Informationen darüber bekommen, wie viele Sensoren 21 in dem Besprechungsraum 10 vorhanden sind. Flexibler ist es aber, wenn die Auswerteeinrichtung 20 diese Informationen selbst aus den aufgenommenen Signalen der Sensoren 21 erstellt oder eine Verbindung beispielsweise durch ein Pairing vorgenommen wird, wie es von Routern zur WLAN-Kopplung bekannt ist. Dazu umfassen die von den Sensoren 21 verschickten Messwerte bevorzugt eine eindeutige Identifikationskennung für den jeweiligen Sensor 21. Damit kann die Auswerteeinrichtung 20 jederzeit aus den empfangenen Signalen eine Tabelle mit gegenwärtig vorhandenen Sensoren 21 erstellen. Die Auswerteeinrichtung 20 kann auch ein Warnsignal abgeben, falls ein Sensor 21 keine Signale mehr sendet.The evaluation device 20 can receive information about how many sensors 21 are present in the meeting room 10 . However, it is more flexible if the evaluation device 20 creates this information itself from the signals recorded by the sensors 21 or if a connection is made, for example, by means of a pairing, as is known from routers for WLAN coupling. For this purpose, the measured values sent by the sensors 21 preferably include a unique identifier for the respective sensor 21. The evaluation device 20 can thus create a table with the sensors 21 currently present at any time from the signals received. The evaluation device 20 can also emit a warning signal if a sensor 21 is no longer sending any signals.

Sind die Messwerte aufgenommen, werden sie von der Auswerteeinrichtung 20 verarbeitet. Die Verarbeitung kann je nach Ausgestaltung der Sensoren 21 eine Umrechnung der Signale in eine Konzentration umfassen. Alternativ kann dieser Schritt auch bereits von den Sensoren 21 vorgenommen worden sein.Once the measured values have been recorded, they are processed by the evaluation device 20 . The Depending on the configuration of the sensors 21, processing can include a conversion of the signals into a concentration. Alternatively, this step can also have already been carried out by the sensors 21 .

Ein nachfolgender Schritt ist die Erstellung eines finalen Werts für die Kohlendioxid-Konzentration, der als Gesamtwert für den Besprechungsraum 10 verwendet wird. Dieser Wert kann beispielsweise als gewichteter Mittelwert der Sensoren berechnet werden. Die Gewichtung kann dabei verschiedene Faktoren umfassen. Beispielsweise können Werte, die stark von zeitlich vorangehenden Werten abweichen oder stark von den Werten anderer Sensoren 21 gering gewichtet oder ganz ignoriert werden. Auch ist es möglich, vorangegangene Messwerte mit einzubeziehen.A subsequent step is the creation of a final value for the carbon dioxide concentration, which is used as a total value for the meeting room 10 . This value can be calculated, for example, as a weighted average of the sensors. The weighting can include various factors. For example, values that deviate greatly from values that precede them in time or that differ greatly from the values of other sensors 21 can be given a low weighting or be ignored entirely. It is also possible to include previous measured values.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Position der Sensoren 21 in die Ermittlung des finalen Werts für die Kohlendioxid-Konzentration einbezogen werden kann. Die Position der Sensoren kann der Auswerteeinrichtung 20 von außen vorgegeben werden. Beispielsweise kann ein Installateur in einer Smartphone-App die Position per Kamera automatisch oder per grafischem Editor manuell markieren. Flexibler ist es aber, wenn die Auswerteeinrichtung 20 selbst zusammen mit den Sensoren 21 die Positionsbestimmung vornimmt. Hierzu kann beispielsweise eine Triangulation anhand von Signalstärken der drahtlosen Kommunikation vorgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Signale wie Schall oder Radar verwendet werden, um die Position der Sensoren 21 relativ zur Auswerteeinrichtung 20 zu bestimmen. Zumindest wird dadurch vorteilhaft Richtung und Abstand, idealerweise aber die dreidimensionale Lage eines jeden der Sensoren 21 festgestellt.It is particularly advantageous if the position of the sensors 21 can be included in the determination of the final value for the carbon dioxide concentration. The position of the sensors can be specified for the evaluation device 20 from the outside. For example, an installer can use a smartphone app to mark the position automatically using a camera or manually using a graphic editor. However, it is more flexible if the evaluation device 20 itself determines the position together with the sensors 21 . For this purpose, for example, a triangulation based on signal strengths of the wireless communication can be carried out. Alternatively or additionally, other signals such as sound or radar can also be used to determine the position of the sensors 21 relative to the evaluation device 20 . At least this advantageously determines the direction and distance, but ideally the three-dimensional position of each of the sensors 21 .

Ist die Position der Sensoren 21 bekannt, dann kann eine verbesserte Gewichtung der Messwerte vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Höhe des Sensors über dem Boden in die Gewichtung einfließen. Da Kohlendioxid schwerer ist als Luft (schwerer als molekularer Sauerstoff und Stickstoff), sammelt es sich tendenziell am Boden. Die Signale von nahe der Decke angeordneten Sensoren 21 können dann beispielsweise geringer gewichtet werden als die Signale von bodennahen Sensoren 21.If the position of the sensors 21 is known, the measured values can be weighted better. For example, the height of the sensor above the ground can be included in the weighting. Because carbon dioxide is heavier than air (heavier than molecular oxygen and nitrogen), it tends to collect on the ground. The signals from sensors 21 arranged near the ceiling can then, for example, be weighted less than the signals from sensors 21 near the floor.

Eine weitere Möglichkeit der Gewichtung besteht darin, Sensoren 21, die nahe zueinander angeordnet sind, geringer zu gewichten als solche, die weit ab von anderen Sensoren 21 angeordnet sind. Dadurch kann der Einfluss von systematisch korrelierten Messwerten verringert werden.A further possibility of weighting consists in weighting sensors 21 which are arranged close to one another less than those which are arranged far away from other sensors 21 . As a result, the influence of systematically correlated measured values can be reduced.

Auch kann eine dreidimensionale Verteilung der Konzentration von Kohlendioxid ermittelt werden. Mit dieser dreidimensionalen Verteilung ist es möglich, die Überschreitung der Grenzwerte in Teilen des Raumes zu erkennen, selbst wenn die Konzentration im Raum im Mittel noch unterhalb des Schwellwerts bleibt.A three-dimensional distribution of the concentration of carbon dioxide can also be determined. With this three-dimensional distribution, it is possible to detect when the limit values are exceeded in parts of the room, even if the average concentration in the room remains below the threshold value.

Ist ein finaler Wert für die Konzentration von Kohlendioxid ermittelt, dann kann dieser mit einem oder mehreren Schwellwerten verglichen werden, um zu erkennen, ob eine Veränderung der Belüftung des Besprechungsraums angebracht ist. Schwellwerte dafür können in der Auswerteeinrichtung 20 gespeichert sein, beispielsweise als Werkseinstellung. Das ist auch dann als Rückfallposition sinnvoll, wenn aktuelle Schwellwerte von einer anderen Quelle bezogen werden, um bei Ausfall dieser Quelle trotzdem handlungsfähig zu sein.Once a final value for the concentration of carbon dioxide has been determined, this can be compared with one or more threshold values to determine whether a change in the ventilation of the meeting room is appropriate. Threshold values for this can be stored in the evaluation device 20, for example as a factory setting. This is also useful as a fallback position if current threshold values are obtained from another source, in order to still be able to act if this source fails.

Eine Möglichkeit, die Schwellwerte von einer anderen Quelle zu beziehen, ist der Zugriff über das Internet 30 auf einen Cloud-Service 40. Die Einbindung der Auswerteeinrichtung 20 und der anderen Komponenten in ein Kommunikationsnetzwerk ist schematisch in 4 dargestellt.One way of obtaining the threshold values from another source is to access a cloud service 40 via the Internet 30. The integration of the evaluation device 20 and the other components in a communication network is shown schematically in FIG 4 shown.

Wie bereits vorab beschrieben, sind die Sensoren 21 drahtlos mit der Auswerteeinrichtung 20 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 20 empfängt über dieser Verbindung Messwerte von den Sensoren 21. Die Auswerteeinrichtung 20 ist weiterhin mit dem Router 15 verbunden, wobei diese Verbindung drahtgebunden, also eine LAN-Verbindung oder drahtlos als WiFi-Verbindung sein kann. Über den Router ist die Auswerteeinrichtung 20 mit dem Internet 30 verbunden und darüber wiederum mit einem Cloud-Service 40. Der Cloud-Service kann Teil des Sensorsystems sein. In diesem Fall hat die Auswerteeinrichtung 20 alle Daten, die für eine Verbindungsaufnahme und bidirektionale Kommunikation mit dem Cloud-Service nötig sind, also zumindest die IP-Adresse, aber auch kryptographische Daten.As already described above, the sensors 21 are wirelessly connected to the evaluation device 20 . The evaluation device 20 receives measured values from the sensors 21 via this connection. The evaluation device 20 is also connected to the router 15, and this connection can be wired, ie a LAN connection, or wireless as a WiFi connection. The evaluation device 20 is connected to the Internet 30 via the router and in turn to a cloud service 40 via the router. The cloud service can be part of the sensor system. In this case, the evaluation device 20 has all the data that is necessary for establishing a connection and bidirectional communication with the cloud service, ie at least the IP address, but also cryptographic data.

Es ist möglich, dass aktuell passende Schwellwerte für die Kohlendioxid-Konzentration durch den Cloud-Service 40 bereitgestellt werden und von der Auswerteeinrichtung 20 abgerufen und verwendet werden. Diese Daten können dem Cloud-Service 40 manuell bereitgestellt werden oder dort automatisiert empfangen werden.It is possible that currently suitable threshold values for the carbon dioxide concentration are provided by the cloud service 40 and are retrieved and used by the evaluation device 20 . This data can be provided to the cloud service 40 manually or received there automatically.

In einer anderen Ausgestaltungsform entnimmt die Auswerteeinrichtung 20 aktuelle Schwellwerte einer offiziellen Quelle im Internet, beispielsweise von der Webseite des Umweltbundesamts. Dadurch werden vorteilhaft immer aktuellen Erkenntnissen angepasste und lokal gültige Schwellwerte verwendet.In another embodiment, the evaluation device 20 takes current threshold values from an official source on the Internet, for example from the website of the Federal Environment Agency. As a result, locally valid threshold values that are always adapted to current knowledge are advantageously used.

In festen Zeitabständen, die zweckmäßig dem Zeittakt entsprechen, mit dem die Sensoren 21 ihre Messwerte senden, wird ein Vergleich der finalen Konzentration von Kohlendioxid mit einem ersten Schwellwert durchgeführt. Wird der Schwellwert, der auch als Warnwert bezeichnet wird, überschritten, erzeugt die Auswerteeinrichtung 20 ein Signal, das an die im Raum anwesenden Personen übermittelt wird und diese auffordert, dem Raum Frischluft zuzuführen.A comparison of the final concentration of carbon dioxide with a first threshold value is carried out at fixed time intervals, which expediently correspond to the timing at which the sensors 21 send their measured values. If the threshold value, which is also referred to as the warning value, is exceeded, the evaluation device 20 generates a signal which is transmitted to the people present in the room and requests them to supply fresh air to the room.

Die Übermittlung des Signals kann neben einfachen Signaltönen oder einem Lichtsignal auch durch eine Übermittlung des Signals an registrierte Datenverarbeitungsgeräte wie beispielsweise Smartphones 42, 43, Smartwatches oder Tablet-PCs 41 erfolgen. Dazu wird das Signal als digitale Information an den Cloud-Service 40 übertragen. Der Cloud-Service 40 wiederum übermittelt die Information an solche Datenverarbeitungsgeräte, die die Information abonniert haben, also beim Cloud-Service 40 registriert sind. Eine solche Registrierung kann beispielsweise über einen QR-Code erfolgen, der beispielsweise auf die Auswerteeinrichtung 20 aufgedruckt ist oder auf Schildern im Besprechungsraum 10 bereitgestellt wird. Schließlich kann ein solches Signal auch direkt per WiFi oder Bluetooth an die Datenverarbeitungsgeräte versendet werden.In addition to simple signal tones or a light signal, the signal can also be transmitted by transmitting the signal to registered data processing devices such as smartphones 42 , 43 , smart watches or tablet PCs 41 . For this purpose, the signal is transmitted to the cloud service 40 as digital information. The cloud service 40 in turn transmits the information to data processing devices that have subscribed to the information, ie are registered with the cloud service 40 . Such a registration can take place, for example, via a QR code, which is printed, for example, on the evaluation device 20 or is provided on signs in the meeting room 10 . Finally, such a signal can also be sent directly to the data processing devices via WiFi or Bluetooth.

Das Signal fordert die Empfänger auf, die Belüftung des Besprechungsraums 10 zu verstärken, um die Kohlendioxid-Konzentration zu senken. Dies kann geschehen beispielsweise durch Öffnen von Fenstern oder Verstärkung der Ventilation durch eine vorhandenen technische Lüftungsanlage.The signal prompts recipients to increase ventilation of the meeting room 10 to reduce carbon dioxide levels. This can be done, for example, by opening windows or increasing ventilation using an existing technical ventilation system.

Bei Unterschreiten eines zweiten, unteren, Schwellwerts für die Kohlendioxid-Konzentration in der Raumluft (bezeichnet als Entwarnwert) wird ein zweites Signal erzeugt. Dieses wird den anwesenden und abonnierenden Personen (Subscriber) ebenso wie das erste Signal zur Verfügung gestellt. Das zweite Signal besagt, dass die Frischluftzufuhr im Besprechungsraum 10 wieder reduziert oder abgeschaltet werden kann, da die Qualität der Raumluft wieder gut/unbedenklich ist. Hierdurch wird vorteilhaft nicht nur der Start einer Belüftung, sondern auch ein Ende signalisiert, was gerade im Winter oder bei anderen störenden Umständen wichtig ist, damit ein Schließen der Fenster nicht zu früh, aber auch nicht unnötig spät erfolgt.A second signal is generated when the carbon dioxide concentration in the room air falls below a second, lower, threshold value (referred to as the all-clear value). This is made available to the persons present and subscribing (subscribers) in the same way as the first signal. The second signal states that the fresh air supply in the meeting room 10 can be reduced or switched off again, since the quality of the room air is good/harmless again. This advantageously signals not only the start of ventilation, but also the end of it, which is particularly important in winter or in the case of other disturbing circumstances, so that the windows are not closed too early, but also not unnecessarily late.

Die laufenden Messungen der Raumluftqualität über den Kohlendioxid-Gehalt gestatten weiterhin, die Dynamik der sich verändernden Luftqualität zu analysieren eine Vorhersage zu treffen, zu welchem Zeitpunkt die Kohlendioxid-Konzentration einen der beiden Schwellwerte durchschreiten wird. Abhängig von dieser Dynamik lässt sich dann der Entwarnwert der Kohlendioxid-Konzentration, also der zweite Schwellwert so anpassen, dass nicht zu häufig gelüftet werden muss.The ongoing measurements of the indoor air quality via the carbon dioxide content also make it possible to analyze the dynamics of the changing air quality and to make a prediction as to when the carbon dioxide concentration will cross one of the two threshold values. Depending on this dynamic, the all-clear value for the carbon dioxide concentration, i.e. the second threshold value, can then be adjusted so that ventilation does not have to be carried out too frequently.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Besprechungsraummeeting room
1111
TischTable
1212
SchrankWardrobe
1313
Projektorprojector
1414
Einlass für LuftzufuhrInlet for air supply
1515
Routerrouters
2020
Auswerteeinrichtungevaluation device
201201
Mikrocontrollermicrocontroller
202202
Anschluss für StromversorgungConnection for power supply
203...205203...205
Kommunikationsschnittstellencommunication interfaces
2121
Kohlendioxid-Sensorcarbon dioxide sensor
211211
Sensoreinheitsensor unit
212212
Mikrocontrollermicrocontroller
213213
Kommunikationsschnittstellecommunication interface
214214
Batteriebattery
3030
InternetInternet
4040
Cloud-Servicecloud service
4141
Tablettablet
42, 4342, 43
Smartphonesmartphone

Claims (10)

Auswerteeinrichtung (20) für ein verteiltes Sensorsystem in einem Raum (10) eines Gebäudes, die einen Mikrocontroller (201) und eine Schnittstelle (203...205) zur drahtlosen oder kabelgebundenen Kommunikation umfasst und ausgestaltet ist, - Messwerte einer Mehrzahl von Gas-Sensoren (21) mittels der Schnittstelle (203...205) zu empfangen, - aus den Messwerten zu ermitteln, ob und wann eine Frischluftzufuhr zum Raum (10) vorgenommen oder verstärkt werden muss, und für diesen Fall ein erstes Signal zu erzeugen, - aus den Messwerten zu ermitteln, ob und wann eine Frischluftzufuhr zum Raum (10) unterbunden oder vermindert werden kann, und für diesen Fall ein zweites Signal zu erzeugen, - die Signale direkt mittels einer zweiten Schnittstelle (203...205) zur drahtlosen Kommunikation oder indirekt über ein zwischengeschaltetes Datennetzwerk (30, 40) an ein oder mehrere für den Empfang der Signale registrierte mobile Datenverarbeitungsgeräte (41...43) versendet.Evaluation device (20) for a distributed sensor system in a room (10) of a building, which comprises a microcontroller (201) and an interface (203...205) for wireless or wired communication and is designed, - to receive measured values of a plurality of gas sensors (21) by means of the interface (203...205), - to determine from the measured values whether and when a fresh air supply to the room (10) must be carried out or increased, and to generate a first signal for this case, - to determine from the measured values whether and when a supply of fresh air to the room (10) can be prevented or reduced, and to generate a second signal for this case, - the signals are sent directly by means of a second interface (203...205) for wireless communication or indirectly via an interposed data network (30, 40) to one or more mobile data processing devices (41...43) registered for receiving the signals. Auswerteeinrichtung (20) nach Anspruch 1, ausgestaltet, Schwellwerte für die Messwerte der Gas-Sensoren (21), insbesondere für die Kohlendioxid-Konzentration von einer öffentlich verfügbaren Quelle zu beziehen.Evaluation device (20) after claim 1 , designed, threshold values for the measured values of the Gas sensors (21), in particular for the carbon dioxide concentration, can be obtained from a publicly available source. Auswerteeinrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend wenigstens drei Kommunikationsschnittstellen (203...205) unterschiedlichen Typs.Evaluation device (20) after claim 1 or 2 , having at least three communication interfaces (203...205) of different types. Auswerteeinrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Einrichtung zur Positionsbestimmung für die Gas-Sensoren.Evaluation device (20) according to one of the preceding claims with a device for determining the position of the gas sensors. Auswerteeinrichtung (20) nach Anspruch 4, bei dem die Einrichtung zur Positionsbestimmung ausgestaltet ist, die Bestimmung der Position der Gas-Sensoren (21) mittels Radar vorzunehmen.Evaluation device (20) after claim 4 , in which the device for determining the position is designed to determine the position of the gas sensors (21) by means of radar. Sensorsystem mit - einer Mehrzahl an in einem Raum (10) eines Gebäudes räumlich verteilt angeordneten Gas-Sensoren (21), wobei die Gas-Sensoren (21) eine drahtlose Kommunikationseinrichtung (213) zur drahtlosen Weitergabe von Messwerten umfassen, - einer Auswerteeinrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche.sensor system with - a plurality of gas sensors (21) spatially distributed in a room (10) of a building, the gas sensors (21) comprising a wireless communication device (213) for the wireless transmission of measured values, - An evaluation device (20) according to any one of the preceding claims. Sensorsystem nach Anspruch 6, bei dem die Gas-Sensoren (21) so ausgestaltet sind, dass der Messwert ein Maß für die Kohlendioxid-Konzentration ist.sensor system claim 6 , in which the gas sensors (21) are designed in such a way that the measured value is a measure of the carbon dioxide concentration. Sensorsystem nach Anspruch 7, ausgestaltet, eine Bestimmung der Position der Gas-Sensoren (21) mittels einer Triangulation unter Verwendung akustischer Signale vorzunehmen.sensor system claim 7 , designed to determine the position of the gas sensors (21) by means of a triangulation using acoustic signals. Sensorsystem nach Anspruch 7 oder 8 mit einem internet-basierten Cloud-Service (40), bei dem die Auswerteeinrichtung (20) ausgestaltet ist zur Weiterleitung der Messwerte an den Cloud-Service (4ß).sensor system claim 7 or 8th with an Internet-based cloud service (40), in which the evaluation device (20) is designed to forward the measured values to the cloud service (4ß). Sensorsystem nach Anspruch 9, bei dem der Cloud-Service (40) ausgestaltet ist, Messergebnisse an abonnierende mobile Datenverarbeitungsgeräte (41...43) weiterzugeben.sensor system claim 9 , in which the cloud service (40) is designed to pass on measurement results to subscribing mobile data processing devices (41...43).
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Product Brief: Position2Go development kit, Infineon Technologies AG, 12/2018, online verfügbar unter https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Position2Go_development_kit-PB-v01_00-EN.pdf?fileId=5546d46267c74c9a0167cabc70cd0120, zuletzt abgerufen am 08.06.2022

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