KOMMUNIKATIONSVORRICHTUNG, SCHLAUCH MIT KOMMUNIKATIONSVOR ^¬ RICHTUNG UND SELBSTORGANISIERENDES KOMMUNIKATIONSNETZ MIT EINER MEHRZAHL KOMMUNIKATIONSVORRICHTUNGEN Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung für ein selbstorganisierendes Kommunikationsnetz mit einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit für die Verbindung mit wenigstens einer weiteren Kommunikationsvorrichtung zur Bildung des Kommunikationsnetzes und für die Verbindung mit wenigstens einem Kommunikationsendgerät zur Kommunikation in dem Kommunikationsnetz. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen Schlauch mit einer solchen Kommunikationsvorrichtung und ein selbstorganisierendes Kommunikationsnetz mit einer Mehrzahl solcher Kommunikati- onsvorrichtungen .

In Notfallsituationen wird bei einem Einsatz von Rettungskräften, beispielsweise Feuerwehr, Polizei, Technisches Hilfswerk oder andere, durch mobile Kommunikationsnetze ei- ne wichtige Unterstützung für die Rettungskräfte bereitge ^¬ stellt. In solchen Notfallsituationen sind öffentliche Kommunikationsnetze nicht ausreichend zuverlässig, da sie mit einer Vielzahl Benutzern geteilt werden müssen, die insbesondere in Notfallsituationen häufig kommunizieren. Daher müssen Einsatzkräfte, die miteinander kommunizieren wollen, eigene Kommunikationsnetze aufbauen, um eine zuverlässige Kommunikation sicherzustellen. Derartige Kommunikationsnetze verwenden Übertragungstechniken wie beispielsweise WLAN, Relays und dem Internetprotokoll, welche sowohl die Über- tragung von Daten wie auch von Multimediainformationen, insbesondere Sprache ermöglichen.

Der Aufbau solcher Kommunikationsnetze ist in dem Artikel „Performance Analysis of Highly Available Ad Hoc Surveillance Networks based on Dropped Units", A. Wolff, S. Subik and C. Wietfeld, The 2008 IEEE Technologies for Home- land Security Conference, Boston, MA, USA, May 2008, pp.123-128 beschrieben. Entsprechend werden von den Ein- satzkräften als „dropped units" bezeichnete Kommunikations ^¬ vorrichtungen bereitgestellt und in einem Einsatzgebiet verteilt. Diese Technik erlaubt es, das Einsatzgebiet mit den Kommunikationsvorrichtungen abzudecken und ermöglicht eine zufriedenstellende Übertragung von Multimediadaten in dem Einsatzgebiet. In der Praxis haben sich jedoch Verbes ^¬ serungsmöglichkeiten ergeben, die insbesondere die Platzierung der Kommunikationsvorrichtungen zum Aufbau des Kommunikationsnetzes betreffen. So hat es sich in der Praxis als schwierig herausgestellt, die Kommunikationsvorrichtungen optimal zu platzieren, so dass sie sowohl das Einsatzgebiet vollständig abdecken als auch eine möglichst geringe Über ^¬ schneidung Ihrer Funkfelder erfahren. Werden die Kommunikationsvorrichtungen zu nah beieinander platziert, überschneiden sich ihre Sende- und Empfangsbereiche und es kann zu Interferenzen kommen, wodurch der Datendurchsatz und die Kommunikationsleistung des Kommunikationsnetzes reduziert werden. Sind die Kommunikationsvorrichtungen zu weit voneinander beabstandet positioniert, ist mitunter eine Kommuni ^¬ kation zwischen einzelnen Kommunikationsvorrichtungen aus- geschlossen. Weiterhin stellt die Handhabung und Ausbringung der Kommunikationsvorrichtungen für die Einsatzkräfte eine zusätzliche Belastung dar, die von dem eigentlichen Einsatz ablenkt. Das Positionieren der Kommunikationsvorrichtungen wird dadurch erschwert, dass bei jedem Einsatz das Einsatzgebiet unterschiedlich ist. Somit ist jeweils eine individuelle Positionierung der Kommunikationsvorrichtungen unter Berücksichtigung des konkreten Einsatzgebiets erforderlich, um eine effiziente und zuverlässige Kommunikation zu ermög ^¬ lichen. Beispielsweise ist die Funkreichweite einer Kommu ^¬ nikationsvorrichtung innerhalb eines Gebäudes üblicherweise deutlich geringer gegenüber ihrer Funkreichweite auf freiem Feld. Zusätzlich können Hindernisse, z.B. Wände, eine deut ^¬ liche Reduktion der Funkreichweite herbeiführen. Dabei ist vielfach nicht erkennbar, wie genau sich das Einsatzgebiet auf die Funkeigenschaften einer Kommunikationsvorrichtung auswirkt, da nicht immer unmittelbar erkennbar ist, welche Materialien beispielsweise in Gebäuden für eine Wand verwendet worden sind. Somit kann eine Wand eine stark unter ^¬ schiedliche Reduktion der Funkreichweite der Kommunikati ^¬ onsvorrichtung bedingen. Die einzelnen Kommunikationsvorrichtungen bilden zusammen ein selbstorganisierendes Kommunikationsnetz, in dem Kommu ^¬ nikationsendgeräte sich mit einer Kommunikationsvorrichtung verbinden können, um in dem Netz zu kommunizieren, d.h. Sprache und/oder Daten zu versenden oder zu empfangen.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikati ^¬ onsvorrichtung anzugeben, die einen effizienten Aufbau eines Kommunikationsnetzes mit einem hohen Datendurchsatz und einer hohen Zuverlässigkeit ermöglicht. Weiterhin ist es

Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationsnetz der oben genannten Art anzugeben, welches einfach zu installieren ist und eine effiziente und zuverlässige Kommu ^¬ nikation ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin ^¬ dung sind in den Unteransprüchen angegeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Kommuni ^¬ kationsvorrichtung für ein selbstorganisierendes Kommunika ^¬ tionsnetz mit einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit für die Verbindung mit wenigstens einer weiteren Kommunika- tionsvorrichtung zur Bildung des Kommunikationsnetzes und für die Verbindung mit wenigstens einem Kommunikationsend ^¬ gerät zur Kommunikation in dem Kommunikationsnetz, wobei die Kommunikationsvorrichtung als Leitungssegment zur Verbindung mit einem Schlauch ausgeführt ist.

Außerdem wird die Aufgabe durch einen Schlauch mit einer solchen Kommunikationsvorrichtung gelöst.

Weiterhin wird die Aufgabe durch ein selbstorganisierendes Kommunikationsnetz mit einer Mehrzahl oben angegebener Kommunikationsvorrichtungen gelöst.

Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, die Kommunikationsvorrichtung durch die Verbindung mit einem

Schlauch in übliche Arbeitsmittel der Rettungskräfte zu in ^¬ tegrieren, so dass die Kommunikationsvorrichtung automatisch bei der Verwendung des Schlauchs positioniert wird, ohne dass ein ausdrücklicher Positionierungsschritt erfor ^¬ derlich ist. Prinzipiell ist es auch möglich, die Kommuni- kationsvorrichtung zur Verbindung mit anderen Arbeitsmitteln oder Werkzeugen auszuführen, beispielsweise zur Verbindung mit einer Drehleiter. Vorzugsweise ist die Kommunikationsvorrichtung für den Einsatz im Zusammenhang mit Wasser und in beliebigen Einsatzgebieten wasser- und staubge- schützt, insbesondere verkapselt. Vorzugsweise ist der

Schlauch ein Feuerwehrschlauch, wie er von Einsatzkräften häufig verwendet wird. Die Feuerwehrschläuche sind dahinge ^¬ hend standardisiert, dass sie sowohl vorgegebene Längen wie auch vorgegebene Durchmesser aufweisen, was eine effiziente Vernetzung des Einsatzgebiets erleichtert. Auch entspre ^¬ chende Verteiler sind vorgesehen, wodurch beispielsweise der Übergang von einem Schlauch mit einem großen Innendurchmesser auf eine Mehrzahl Schläuche mit einem kleineren Innendurchmesser durchgeführt werden kann. Die Kommunikationsvorrichtung kann prinzipiell unabhängig von dem Innen- und entsprechend dem Außendurchmesser des Schlauches ver ^¬ wendet werden. Die Verbindung der Kommunikationsvorrichtung mit einer weiteren Kommunikationsvorrichtung oder einem Kommunikationsendgerät ist vorzugsweise als eine Registrie ^¬ rung ausgeführt, bei der eine Kommunikationsverbindung nur für die Dauer einer gewünschten Datenübertragung aufgebaut wird. Die Geräte wissen durch die Registrierung, wie bei Bedarf eine Verbindung schnell aufgebaut werden kann. Somit kann der Energieverbrauch aller Geräte reduziert werden.

Vorzugsweise sind die Sendeeinheit und die Empfangseinheit integral ausgeführt. Das Kommunikationsnetz wird entspre ^¬ chend gebildet, indem eine Mehrzahl Kommunikationsvorrichtungen mit den Schläuchen ausgebracht wird, wodurch automa- tisch eine Abdeckung eines Einsatzgebiets erfolgt. Durch die Verbindung mit dem Schlauch wird automatisch sichergestellt, dass die Kommunikationsvorrichtungen präsent sind und das Einsatzgebiet abdecken, indem sie benötigt werden, da Einsatzkräfte, die den Schlauch verwenden, sich in des- sen Nähe aufhalten und damit in Funkreichweite der Kommunikationsvorrichtung sind. Die Funkreichweite der Kommunika ^¬ tionsvorrichtung hängt dabei von dem verwendeten Funkstandard ab. Vorzugsweise ist das Schlauchsegment mit einem identischen Innendurchmesser wie der Schlauch ausgeführt. In dem Kommunikationsnetz hängt die Positionierung der Kommunikationsvorrichtungen von einer verwendeten Schlauchlänge ab. Wenn die Schläuche Feuerwehrschläuche sind, weisen diese üblicherweise eine Schlauchlänge von 15 m, vereinzelt 30 m, auf, wodurch sich in dem Kommunikationsnetz ein ent- sprechender Abstand einzelner Kommunikationsvorrichtungen zueinander ergibt. Es wird eine gleichmäßige Verteilung der Kommunikationsvorrichtungen entlang der Schläuche erreicht. Bevorzugt ist die Kommunikationsvorrichtung zur Verbindung mit dem Schlauch an derselben Stelle des Schlauches ausge ^¬ führt, beispielsweise in der Mitte des Schlauches oder an dessen Ende. Das selbstorganisierende Kommunikationsnetz ermöglicht eine Sprach- und/oder Datenkommunikation der Kommunikationsendgeräte untereinander. Das selbstorganisie- rende Kommunikationsnetz führt automatisch ein Routing einer Kommunikationsverbindung zwischen zwei Endgeräten durch, das anhand verschiedener Parameter optimiert werden kann. Als Kommunikationsendgeräte können beliebige Endgerä ^¬ te mit der Kommunikationsvorrichtung verbunden werden. Die Kommunikationsendgeräte können zur Daten- und/oder Sprachkommunikation ausgeführt sein. Derartige Kommunikationsend ^¬ geräte umfassen Funkgeräte, Helmkameras oder Wiedergabege ^¬ räte für Multimediainformationen. Prinzipiell ist es auch möglich, das Kommunikationsnetz unter zusätzlicher Verwen- dung herkömmlicher Kommunikationsvorrichtungen zu erweitern, wenn dies erforderlich ist, um das Einsatzgebiet vollständig zu versorgen. Jede Kommunikationsvorrichtung ist dabei für die Verwendung als weitere Kommunikationsvorrichtung für den Aufbau des Kommunikationsnetzes ausge- führt.

Die Kommunikationsvorrichtung ist generell zur Verbindung mit beliebigen Schläuchen geeignet, z.B. Schläuche für Bewässerungsanlagen. Entsprechend kann das Kommunikationsnetz für beliebige Schlauchsysteme bereitgestellt werden. So kann in der Landwirtschaft sehr einfach das Kommunikations ^¬ netz aufgebaut werden, um eine Vernetzung von Umweltsensoren als Kommunikationsendgeräten zu ermöglichen, beispielsweise um den Feuchtigkeitsgehalt der Erde zu bestimmen und bei Bedarf eine Bewässerung auszulösen. Die Notwendigkeit zum Aufbau einer separaten Kommunikationsinfrastruktur entfällt. Eine andere Möglichkeit der Verwendung besteht für Gasleitungen oder Pipeline-Anlagen.

Das Kommunikationsnetz ist wie zuvor beschrieben zur Bereitstellung von Kommunikationsverbindungen ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich kann das Kommunikationsnetz zur funkbasierten Lokalisierung verwendet werden. Die Schläuche mit den Kommunikationsvorrichtungen dienen dann als Ankerknoten für das Positionierungssystem.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung einteilig mit dem Schlauch verbunden ist. Die Kommunikationsvorrichtung bildet somit eine Einheit mit dem Schlauch, so dass beim Aus ^¬ bringen des Schlauches automatisch die Kommunikationsvorrichtung positioniert wird, um das Kommunikationsnetz aufzubauen. Dies ermöglicht eine besonders einfache Handhabung der Kommunikationsvorrichtungen und einen besonders einfachen Aufbau des Kommunikationsnetzes. Bei ausschließlicher Verwendung derartiger Schläuche wird der automatische Auf ^¬ bau des Kommunikationsnetzes ohne Zutun einer Einsatzkraft bereits durch das Ausbringen der Schläuche erreicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung als Schlauchzwischenstück zur Verbindung mit einem weiteren Schlauch ausgeführt ist. Die Verwendung von einem Schlauchzwischenstück ermög- licht es, die Kommunikationsvorrichtung bei Bedarf, beispielsweise bei Beschädigung oder zur Wartung, auszutauschen, wobei der entsprechende Schlauch den Einsatzkräften weiterhin zur Verfügung steht. Entsprechendes gilt bei Be ^¬ schädigung oder Wartung des Schlauches, wodurch die Verwen- dung des Zwischenstücks nicht beeinträchtigt wird. Entspre ^¬ chend ist eine geringe Zahl Zwischenstücke vorzuhalten, wo ^¬ durch das Kommunikationsnetz im Betrieb insgesamt kostengünstig ist. Die Verwendung des Schlauchzwischenstücks be- wirkt, dass die Kommunikationsvorrichtung automatisch an einem Ende des Schlauches positioniert ist, was den Aufbau des Kommunikationsnetzes erleichtert. Als weiterer Schlauch wird hier jegliche Art von Schlauch oder Schlauchverbindungselementen angesehen, beispielsweise Verteilerstücke, Kupplungsstücke oder ähnliche. Strukturelle Unterschiede der weiteren Schläuche bestehen nicht verglichen mit den bereits genannten Schläuchen. Das Verbinden des Schlauchzwischenstücks mit dem Schlauch kann jeweils beim Ausbringen des Schlauches erfolgen, oder vorab, um ein schnelles Ausbringen des Schlauches zu erlauben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung eine Einschalteinrichtung umfasst, die ausgeführt ist, die Kommunikationsvor- richtung durch das Verbinden mit dem Schlauch und/oder dem weiteren Schlauch einzuschalten. Die Einschalteinrichtung umfasst vorzugsweise einen mechanisch betätigten Schalter, der beim mechanischen Verbinden der Kommunikationsvorrichtung mit einem weiteren Schlauch betätigt wird. Bei der Ausführung der Kommunikationsvorrichtung als Schlauchzwischenstück kann der Schalter für die Betätigung durch den Schlauch oder den weiteren Schlauch positioniert sein. Bei der Ausführung der Kommunikationsvorrichtung als Schlauchzwischenstück können alternativ zwei mechanisch betätigte Schalter derart positioniert und zusammengeschaltet sein, dass ein Einschalten der Kommunikationsvorrichtung nur erfolgt, wenn diese beidseitig mit Schläuchen verbunden ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung eine Antenneneinheit um- fasst, die mit der Sendeeinheit und der Empfangseinheit elektrisch gekoppelt ist, wobei die Antenneneinheit ein Drehelement, das in Umfangsrichtung der Kommunikationsvorrichtung frei drehbar in der Kommunikationsvorrichtung gelagert ist, eine Antenne und ein Masseelement umfasst, wo ^¬ bei die Antenne und das Masseelement in Umfangsrichtung ge ^¬ genüberliegend an dem Drehelement gehalten sind. Die Anten- ne ist somit schwimmend gelagert, wodurch sichergestellt wird, dass sie immer an der Schwerkraft ausgerichtet ist und sich immer an dem höchsten Punkt der Kommunikationsvorrichtung befindet. Dies begünstigt den Empfang und die Ab- strahlung von Funkwellen. Insbesondere beim Einsatz zur Brandbekämpfung oder bei Überschwemmungen, wenn sich Feuchtigkeit, insbesondere Wasser auf dem Boden ansammelt, ist die Verbindung der Kommunikationsvorrichtung mit weiteren Kommunikationsvorrichtungen oder Kommunikationsendgeräten schwierig oder gar unmöglich, wenn die Antenne in Bodennähe oder sogar unter Wasser liegt. Die schwimmende Lagerung der Antenne führt jedoch dazu, dass dies optimal für den Emp ^¬ fang und die Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen oberhalb des Wassers positioniert ist, solange der Schlauch nicht vollumfänglich im Wasser liegt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung eine Antenneneinheit umfasst, die mit der Sendeeinheit und der Emp ^¬ fangseinheit elektrisch gekoppelt ist, wobei die Antennen- einheit eine Mehrzahl Antennen umfasst, die in Umfangsrich- tung der Kommunikationsvorrichtung beabstandet angeordnet sind, und die Antenneneinheit ausgeführt ist, eine aus der Mehrzahl der Antennen mit der Sendeeinheit und der Empfangseinheit elektrisch zu koppeln. Die Ausführung der An- tenneneinheit mit einer Mehrzahl Antennen bewirkt, dass me ^¬ chanische Elemente, wie sie beispielsweise für die schwim ^¬ mende Lagerung der Antenne erforderlich sind, entfallen, was die erforderliche Wartung für die Kommunikationsvor- richtung reduziert. Die Kopplung der einen Antenne mit der Sendeeinheit und der Empfangseinheit kann abhängig von ver ^¬ schiedenen Kriterien durchgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, zunächst jede der Antennen elektrisch mit der Empfangseinheit zu koppeln, um eine Signalstärke von empfangenen Signalen abhängig von der ausgewählten Antenne zu ermitteln. Anschließend wird von der Antenneneinheit diejenige Antenne ausgewählt, für welche die größte Signal ^¬ stärke gemessen wurde. Alternativ oder zusätzlich kann die Antenneneinheit zur Auswertung von Lageinformation ausge- führt sein, um die Ausrichtung der Kommunikationsvorrichtung zu bestimmen. Ebenfalls kann die Antenneneinheit einen Gravitationssensor umfassen, um die Ausrichtung der Kommunikationsvorrichtung zu bestimmen. Davon ausgehend kann die Antenneneinheit die Antenne auswählen, die am höchsten in der Kommunikationsvorrichtung liegt, da mit dieser die besten Übertragungsresultate zu erwarten sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung eine elektrische Ener- giespeichereinheit und eine Energiegewinnungseinheit zur

Gewinnung von elektrischer Energie aus Strömungsenergie ei ^¬ nes die Kommunikationsvorrichtung durchfließenden Mediums umfasst. Die Kombination aus elektrischer Energiespeichereinheit und Energiegewinnungseinheit ermöglicht eine Ausge- staltung der Kommunikationsvorrichtung mit geringen Abmessungen und einem geringen Gewicht. Elektrische Energiespei ^¬ chereinheiten sind üblicherweise groß und schwer und bean ^¬ spruchen einen großen Teil des Volumens und des Gewichts von üblichen Kommunikationsvorrichtungen. Die Energiegewin- nungseinheit ermöglicht es jedoch, eine Energiespeicherein ^¬ heit mit geringeren Abmessungen und einem geringeren Gewicht zu verwenden, so dass die Kommunikationsvorrichtung insgesamt klein und leicht gehalten werden kann. Somit kann die Kommunikationsvorrichtung auch einen Außendurchmesser aufweisen, der im Wesentlichen dem des Schlauches entspricht, so dass die Kommunikationsvorrichtung nicht als Fremdkörper oder störend wahrgenommen wird und ein homogener Schlauch gebildet wird. Vorzugsweise ist die elektri- sehe Energiespeichereinheit ein wiederaufladbarer Energie ^¬ speicher, der über die Energiegewinnungseinheit aufladbar ist. Als wiederaufladbarer Energiespeicher sind beispielsweise Akkumulatoren oder Kondensatoren geeignet. Als einfache elektrische Energiespeichereinheit ist auch eine Batte- rie geeignet, die jedoch in zyklischen Abständen ausgetauscht werden muss. Die Energiegewinnungseinheit ist vor ^¬ zugsweise ein Schaufelrad oder eine Turbine, die an einer Innenwandung der Kommunikationsvorrichtung derart angebracht ist, dass das die Kommunikationsvorrichtung durch- fließende Medium die Turbine oder das Schaufelrad antreibt. Hierbei ist sicherzustellen, dass die Energiegewinnungseinheit die Durchflussleistung des Schlauches nicht begrenzt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese- hen, dass sie Sendeeinheit und die Empfangseinheit zur Kom ^¬ munikation nach einem Kurzreichweitenstandard in einem freien ISM-Band, insbesondere nach dem WLAN-Standard, aus ^¬ geführt sind. Die ISM-Bänder unterliegen nur geringen Nutzungsbeschränkungen, so dass sie überall verwendet werden können. Insbesondere das ISM-Band bei 2,4 GHz oder bei

5,725 GHz weist eine Bandbreite und eine geringe Kanalbrei ^¬ te auf, was es ermöglicht, bei Störungen auf einem Kanal schnell auf einen anderen, störungsfreien Kanal zu wechseln. Die Reichweiten von üblicherweise mindestens 10 m bis zu 100 m oder mehr sind in Übereinstimmung mit typischen Schlauchlängen, insbesondere genormten Längen von Feuerwehrschläuchen, gut geeignet, um ein zuverlässiges Kommuni kationsnetz aufzubauen. Alternativ kann die Kommunikations Vorrichtung zur Kommunikation nach dem Bluetooth-Standard ausgeführt sein.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Kommunikationsvorrichtung ausgeführt, ein Routing gemäß einem Ad-hoc-Routing Protokoll durchzuführen. Diese Routing- Protokolle werde auch Mesh Routing Protokolle genannt. Der ^¬ artige Routing-Protokolle unterstützen Ad-Hoc Verbindungen und Multi-Hop Funktechniken. Auch ermöglichen Sie, spezifische Eigenschaften, beispielsweise Schlauchdurchmesser, über eine Kostenfunktion in das Protokoll einfließen zu lassen. Zu diesen Routing-Protokollen gehören AODV (Ad-hoc On-Demand Vector Routing) , OLSR (Optimized Link State Rou ^¬ ting) oder HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol) . In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kommunikationsvorrichtung ausgeführt, ein Reverse-Path- Forwarding-Routing durchzuführen. Dieses Routing-Protokoll unterstützt den Austausch von Multimedia-Daten und ist daher für die Verwendung in der Kommunikationsvorrichtung gut geeignet. Dieses Routing-Protokoll ist als solches für die Verwendung in Broadcast-Kommunikationsprotokollen bekannt. Bevorzugt ist die Kommunikationsvorrichtung ausgeführt, ein Extended Reverse-Path-Forwarding-Routing durchzuführen, das eine Erweiterung gegenüber dem Reverse-Path-Forwarding- Routing darstellt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung ausgeführt ist, ein Routing abhängig von einem Innendurchmesser des Leitungsseg- ments durchzuführen. Der Innendurchmesser wird üblicherweise von einer zentralen Einspeisung hin kontinuierlich abnehmen, so dass eine Kommunikationsvorrichtung mit einem größeren Innendurchmesser üblicherweise einen größeren Zweig einer gesamten Schlauchstruktur erfassen kann, als eine Kommunikationsvorrichtung mit einem kleinen Innendurchmesser. Daher ist es bevorzugt, eine Verbindung zu einer weiteren Kommunikationsvorrichtung mit einem größeren Innendurchmesser aufzubauen. Aufgrund der größeren Durch- messer ergibt sich auch ein größerer Raum für Komponenten der Kommunikationsvorrichtung, beispielsweise für eine Batterie oder einen Akku. Auch werden diese häufig von einem Medium durchflössen, was eine Energiegewinnung aus der Strömungsenergie ermöglicht und eine Betriebsdauer der Kom- munikationsvorrichtung verlängert. Daher weisen Kommunikationsvorrichtungen mit größeren Innendurchmessern des Leitungssegments üblicherweise eine hohe Ausfallsicherheit auf. Unbeschadet davon ist die Fähigkeit des Kommunikati ^¬ onsnetzes zur Selbstorganisation.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung ausgeführt ist, zwischen einem aktiven Zustand, in dem die Kommunikationsvorrichtung mit wenigstens einer weiteren Kommunikationsvorrichtung und/oder wenigstens einem Kommunikationsendgerät verbunden ist, und einem passiven Zustand, in dem die Kommunikations ^¬ vorrichtung keine Verbindungen betreibt, umschaltbar ist. Aktiv bedeutet also, dass die Kommunikationsvorrichtung ein aktiver Bestandteil des Kommunikationsnetzes ist, in dem sie mit wenigstens einer weiteren Kommunikationsvorrichtung verbunden ist. Beispielsweise kann sie als Relais-Station eine Verbindung zwischen zwei weiteren Kommunikationsvorrichtungen weiterleiten. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Kommunikationsvorrichtung mit wenigstens einem Kommunikationsendgerät verbunden sein, welches sich über die Kommunikationsvorrichtung mit dem Kommunikationsnetz verbindet. In dem passiven Zustand ist die Kommunikations ^¬ vorrichtung nicht verbunden, und kann in einen Standby- Modus übergehen, um ihren Energieverbrauch zu minimieren. Die Kommunikationsvorrichtung ist bevorzugt ausgeführt, in dem passiven Zustand regelmäßig zu überprüfen, ob sie in den aktiven Zustand zurückkehren muss. Dazu kann die Kommunikationsvorrichtung beispielsweise weitere Kommunikations- Vorrichtungen kontaktieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung ausgeführt ist, zwischen dem aktiven und dem passiven Zustand abhängig von einer Empfangssignalstärke von wenigstens einer weiteren Kommuni ^¬ kationsvorrichtung und/oder einem Energieversorgungsstatus und/oder einer Funkauslastung und/oder einer Hierarchieebene der Kommunikationsvorrichtung umzuschalten. Die verschiedenen Parameter für die Umschaltung zwischen aktiven und passiven Zuständen können von der Kommunikationsvorrichtung oder von weiteren Kommunikationsvorrichtungen er- fasst und an die Kommunikationsvorrichtung übermittelt werden. Beispielsweise kann eine Kommunikationsvorrichtung mit einer Energiegewinnungseinheit bevorzugt verwendet werden gegenüber einer Kommunikationsvorrichtung, die lediglich eine elektrische Energiespeichereinheit aufweist, da durch die Energiegewinnungseinheit voraussichtlich ein verlängerter Betrieb der entsprechenden Kommunikationsvorrichtung möglich ist. Anhand von gemessenen Signalempfangsstärken oder auch von Signalempfangsstärken von weiteren Kommunikationseinrichtungen kann außerdem festgestellt werden, ob ein Bereich, in dem sich die Kommunikationsvorrichtung befindet, bereits von weiteren Kommunikationsvorrichtungen abgedeckt und damit von dem Kommunikationsnetz erfasst ist. In diesem Fall kann eine redundante Kommunikationsvorrichtung ebenfalls in einen passiven Zustand gesetzt werden. Ebenfalls kann eine Kommunikationsvorrichtung aus dem passiven Zustand in den aktiven Zustand überführt werden, wenn aufgrund von Überlastungen einer Kommunikationsvorrichtung, beispielsweise durch die Verbindung mit einer hohen Anzahl Kommunikationsendgeräten, die Leistung des Kommunikationsnetzes insgesamt reduziert wird. Vorzugsweise ist die Kom ^¬ munikationsvorrichtung ausgeführt, beim Übergang von dem aktiven in den passiven Zustand für eine vorkonfigurierte Zeit Warnmeldungen weiterer Kommunikationsvorrichtungen zu empfangen. Weiter vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kommunikationsvorrichtung im aktiven Zustand ausgeführt ist, beim Übergang einer weiteren Kommunikationsvorrichtung in den passiven Zustand Warnmeldungen auszusenden, wenn die Leistung des Kommunikationsnetzes reduziert wird, bei ^¬ spielsweise indem sich ein Kommunikationsendgerät nicht mit einer geeigneten Kommunikationsvorrichtung verbinden kann. Die Kommunikationsvorrichtung ist daher ausgeführt, beim Empfang einer solchen Warnmeldung in den aktiven Zustand überzugehen. Da sich die Konfiguration der verbundenen Schläuche fortlaufend ändern kann, erfolgt in regelmäßigen Abständen eine Re-Konfiguration, wozu die Kommunikations ^¬ vorrichtung im passiven Zustand aktiviert wird, um Zu- Standsdaten mit weiteren Kommunikationsvorrichtungen auszutauschen. Darüber ist die Kommunikationsvorrichtung ausgeführt, ein Signal übermitteln, um benachbarte Kommunikati ^¬ onsvorrichtungen in den aktiven Zustand zu überführen. Vorzugsweise übermittelt die Kommunikationsvorrichtung das Signal, wenn ihre maximale Übertragungskapazität erreicht oder überschritten ist, oder ihre Energieversorgung, beispielsweise durch ein Entladen der Batterie, gefährdet bzw. nicht sichergestellt ist. Somit kann diese Kommunikations- Vorrichtung von weiteren Kommunikationsvorrichtungen er- setzt und/oder unterstützt werden.

In weiterer Ausgestaltung des Kommunikationsnetzes ist vor- gesehen, dass die Leitungssegmente verschiedener Kommunika ^¬ tionsvorrichtungen mit unterschiedlichen Innendurchmessern in Übereinstimmung mit standardisierten Schlauchinnendurchmessern ausgeführt sind, und die Kommunikationsvorrichtungen mit gleichen Leitungsdurchmessern gleichartig ausge- führt und konfiguriert sind. Dadurch wird eine hierarchi ^¬ sche Struktur des Kommunikationsnetzes auf eine Hierarchie des Schlauchsystems übertragen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kommuni ^¬ kationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausfüh- rungsform der Erfindung, die als Schlauchzwischenstück ausgeführt ist,

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Kommuni- kationsvorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der Kommunikationsvorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer Kommunikations- Vorrichtung gemäß einer zweiten Aus führungs form der Erfindung, Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kom ^¬ munikationsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Kommu ^¬ nikationsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 zeigt ein verzweigtes Schlauchsystem zur Bildung eines Kommunikationsnetzes mit unterschiedlichen

Schlauchtypen in schematischer Darstellung, und

Fig. 8 zeigt das Schlauchsystem aus Fig. 7 mit bevorzug- ten Routing-Richtungen.

Figur 1 zeigt eine Kommunikationsvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist als Kommunikationsvorrichtung 1 für ein selbstorganisierendes Kommunikationsnetz 2 ausgeführt, das in Figuren 7 und 8 gezeigt ist. Die Kommunikationsvorrichtung 1 umfasst eine integrierte Sende- und Empfangseinheit 3 für die Verbindung mit wenigstens einer weiteren Kommunikationsvorrichtung 1 zur Bildung des Kommunikationsnetzes 2 und für die Verbin ^¬ dung mit wenigstens einem Kommunikationsendgerät 4 zur Kom- munikation in dem Kommunikationsnetz 1. Die Sende- und Empfangseinheit 3 ist zur Kommunikation nach dem WLAN-Standard ausgeführt .

Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist als Leitungssegment mit einem rohrförmigen Körper 5 zur Verwendung als Schlauchzwischenstück 6 ausgeführt. Wie in den Figuren 7 und 8 gezeigt ist, ist die Kommunikationsvorrichtung 1 jeweils zwischen zwei Schläuchen 7 positioniert. In einer alternativen Ausführungsform ist die Kommunikationsvorrichtung 1 einteilig mit dem Schlauch 7 verbunden. Die Schläuche 7 sind als Feu ^¬ erwehrschläuche mit standardisierten Längen und Innendurchmessern ausgeführt. Die Kommunikationsvorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Antenneneinheit 8 mit einer Antenne 9, die mit der Sende- und Empfangseinheit 3 elektrisch gekoppelt ist. Die Kommunika ^¬ tionsvorrichtung 1 ist an den Stirnseiten des rohrförmigen Körpers 5 mit Verbindungs flanschen 10 ausgeführt, die Ver- bindungselemente 11 für das Herstellen einer Schlauchverbindung mit zwei Schläuchen 7 umfassen. Derartige Schlauchverbindungen sind im Stand der Technik bekannt und werden daher nicht weiter erläutert. Weiterhin umfasst die Kommunikationsvorrichtung einen Akkumulator 12 als elektrische Energiespeichereinheit, wie in Figur 3 gezeigt ist. Die elektrische Energiespeichereinheit 12 versorgt die Sende- und Empfangseinheit 3 mit Energie. Die Kommunikationsvorrichtung 1 umfasst eine Einschalteinrichtung, die in den Figuren nicht im Detail gezeigt ist. Die Einschalteinrichtung umfasst zwei ebenfalls nicht ge ^¬ zeigte mechanisch betätigte Schalter, die beim Verbinden der Kommunikationsvorrichtung 1 mit den Schläuchen 7 betä- tigt werden und durch die gemeinsame Betätigung die Kommu ^¬ nikationsvorrichtung 1 einschalten.

Figur 4 zeigt eine Kommunikationsvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Aus führungs form der Erfindung. Die Kommunikations- Vorrichtung 1 der zweiten Aus führungs form unterscheidet sich von derjenigen der ersten Aus führungs form lediglich durch die Ausgestaltung ihrer Antenneneinheit 8. Die Antenneneinheit 8 der Kommunikationsvorrichtung 1 der zweiten Aus führungs form ist schwimmend gelagert und umfasst neben einer Antenne 9 ein Masseelement 13 sowie eine Rota ^¬ tionseinrichtung 14. Die Rotationseinrichtung 14 umfasst eine ringförmige Laufschiene 15, die an einer inneren Um- fangsfläche 16 des rohrförmigen Körpers 5 angebracht ist, und an der eine ringförmige Leiste 17 als Drehelement frei drehbar gehalten ist. Die Antenne 9 und das Masseelement 13 sind an der ringförmigen Leiste 17 in Umfangsrichtung ge- genüberliegend gehalten. Das Masseelement 13 weist dabei eine größere Masse als die Antenne 9 auf, so dass sich die ringförmige Leiste 17 immer an der Gravitation ausrichtet, wie durch den Pfeil R angedeutet ist, so dass sich die An ^¬ tenne 9 oben befindet und Funkwellen frei abgestrahlt wer- den können, wie durch die Pfeile E angedeutet ist.

Figur 5 zeigt eine Kommunikationsvorrichtung 1 gemäß einer dritten Aus führungs form der Erfindung. Die Kommunikationsvorrichtung 1 der dritten Aus führungs form unterscheidet sich von derjenigen der ersten Aus führungs form ebenfalls nur durch die Ausgestaltung ihrer Antenneneinheit 8.

Die Antenneneinheit 8 der dritten Ausführungsform umfasst eine Mehrzahl Antennen 9, die in Umfangsrichtung der Kommu- nikationsvorrichtung 1 beabstandet angeordnet sind. Die An ^¬ tenneneinheit 8 der dritten Ausführungsform umfasst weiterhin eine Mehrzahl Gravitationssensoren 18, die mit einer Auswerteeinheit 19 gekoppelt sind. Die Auswerteeinheit 19 ist ausgeführt, die Gravitationssensoren 18 zu überwachen und die Lage der Kommunikationsvorrichtung 1 zu erfassen. Ausgehend von der erfassten Lage der Kommunikationsvorrichtung 1 ermittelt die Auswerteeinheit 19 die Antenne 9, wel ^¬ che in der Kommunikationsvorrichtung 1 am höchsten liegt, und koppelt diese Antenne 9 mit der Sende- und Empfangsein ^¬ heit 2.

Figur 6 zeigt eine Kommunikationsvorrichtung 1 gemäß einer vierten Aus führungs form der Erfindung. Die Kommunikationsvorrichtung 1 der vierten Aus führungs form unterscheidet sich von derjenigen der ersten Aus führungs form lediglich durch die Ausgestaltung mit einer Energiegewinnungseinheit 20. Die Energiegewinnungseinheit 20 ist als Turbine ausge- führt, die in dem rohrförmigen Körper 5 positioniert ist, und beim Durchfluss eines flüssigen Mediums, wie durch den Strömungspfeil S angedeutet ist, durch die Strömungsenergie in Rotation versetzt wird, wie durch den Pfeil T angedeutet ist. Entsprechend wird durch die Strömungsenergie elektri- sehe Energie für den Betrieb der Kommunikationsvorrichtung 1 erzeugt. Die Turbine 20 ist zusätzlich mit der Energie ^¬ speichereinheit 12 gekoppelt, um diese mit Energie zu ver ^¬ sorgen. Entsprechend wird der Akkumulator 12, soweit erforderlich, über die Turbine 20 aufgeladen.

Einzelne Merkmale der Kommunikationsvorrichtungen 1 der vier beschriebenen Ausführungsbeispiele sind untereinander frei kombinierbar zur Bildung weiterer, nicht einzeln beschriebener Kommunikationsvorrichtungen 1.

Figur 7 zeigt ein Schlauchsystem 21 mit einer Mehrzahl Schläuche 7. Die Schläuche 7 sind mit unterschiedlichen In ^¬ nendurchmessern ausgeführt und entsprechend als Kat A, Kat B bzw. Kat C klassifiziert. Entsprechend sind die Leitungs- segmente mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Innendurchmesser der rohrförmigen Körper 5 in Übereinstimmung mit den standardisierten Schlauchinnendurchmessern der Schläuche 7 ausgeführt. Die Kommunikationsvorrichtungen 1 mit gleichen Leitungsinnendurchmessern sind dabei gleichartig ausgeführt und konfiguriert. Prinzipiell ist jede der vorherigen Kom ^¬ munikationsvorrichtungen 1 in dem Schlauchsystem verwendbar . Beim Aufbau des Schlauchsystems 21 wird das Kommunikations ^¬ netz 2 automatisch mit aufgebaut. Das selbstorganisierende Kommunikationsnetz 2 ermöglicht eine Sprach- und/oder Datenkommunikation der Kommunikationsendgeräte 4, die sich im Bereich des Kommunikationsnetzes 2 befinden. Als Kommunika- tionsendgeräte 4 können beliebige Endgeräte zur Daten- und/oder Sprachkommunikation verwendet werden. Die Kommunikationsendgeräte 4 umfassen Funkgeräte, Helmkameras oder Wiedergabegeräte für Multimediainformationen. Verbindungen zwischen Kommunikationsendgeräten 4 werden in dem Kommunikationsnetz 2 von den Kommunikationsvorrichtungen 1 automatisch geroutet. Jede Kommunikationsvorrichtung 1 ist ausgeführt, ein Routing gemäß einem Ad-hoc-Routing Protokoll durchzuführen, wobei spezifische Eigenschaften, beispielsweise Schlauchdurchmesser, über eine Kostenfunkti ^¬ on in das Protokoll einfließen. In dieser Aus führungs form der Erfindung wird das AODV-Protokoll (Ad-hoc On-Demand Vector Routing) verwendet. In alternativen Ausführungsformen werden das OLSR-Protokoll (Optimized Link State Rou- ting) oder HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol) verwendet. Zusätzlich wird das Routing abhängig von dem Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers 5 der einzelnen Kommunikationseinrichtungen 1 durchgeführt. Entsprechend wird von je ^¬ der Kommunikationsvorrichtung 1 bevorzugt eine Verbindung zu einer Kommunikationsvorrichtung 1 mit einem größeren Innendurchmesser aufgebaut, um eine Verbindung zwischen zwei Endgeräten 4 aufzubauen. Bevorzugte, priorisierte Routing- Richtungen sind in Fig. 8 durch Pfeile P dargestellt, wäh- rend weniger bevorzugte Routing-Richtungen durch Pfeile W dargestellt sind.

Jede Kommunikationsvorrichtung 1 baut nach dem Einschalten wenigstens eine Verbindung mit weiteren, in der Umgebung befindlichen Kommunikationsvorrichtungen 1 auf. Zusätzlich baut jede Kommunikationsvorrichtung 1 eine Verbindung zu in der Nähe befindlichen Kommunikationsendgeräten 4 auf. Aus diesem aktiven Zustand kann die Kommunikationsvorrichtung 1 in einem passiven Zustand überführt werden, in dem sie keine Verbindungen betreibt, und umgekehrt. Im aktiven Zustand ist die Kommunikationsvorrichtung 1 also ein aktiver Bestandteil des Kommunikationsnetzes 2. Sie arbeitet als Re- lay-Station für Verbindungen zwischen Kommunikationsendge- räten 4 und ermöglicht Kommunikationsendgeräten 4 die Verbindung mit dem Kommunikationsnetz 2.

In dem passiven Zustand geht die Kommunikationsvorrichtung 1 in einen Standby-Modus über, um ihren Energieverbrauch zu minimieren. Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist ausgeführt, im passiven Zustand regelmäßig zu überprüfen, ob sie in den aktiven Zustand zurückkehren muss.

Der Wechsel zwischen dem aktiven und dem passiven Zustand erfolgt abhängig von einer Empfangssignalstärke von wenigs ^¬ tens einer weiteren Kommunikationsvorrichtung 1 und/oder einem Energieversorgungsstatus und/oder einer Funkauslas ^¬ tung und/oder einer Hierarchieebene der Kommunikationsvorrichtung 1. Die verschiedenen Parameter für die Umschaltung zwischen aktivem und passivem Zustand werden von der Kommunikationsvorrichtung 1 selbst und von weiteren Kommunikationsvorrichtungen 1 erfasst und selbstorganisierend ausge ^¬ wertet und an die jeweilige Kommunikationsvorrichtung 1 übermittelt . So sind die Kommunikationsvorrichtungen 1 ausgeführt, Kommunikationsvorrichtungen 1 einer Energiegewinnungseinheit 20 bevorzugt gegenüber Kommunikationsvorrichtungen 1, die lediglich einen Akkumulator 12 aufweisen, zu verwenden. Auch sind die Kommunikationsvorrichtungen 1 ausgeführt, Signalempfangsstärken zu erfassen und bei ausreichender Abdeckung einzelne, nicht benötigte Kommunikationsvorrichtungen 1 zu passivieren, d.h. in den passiven Zustand zu ver- setzen. Auch sind die Kommunikationsvorrichtungen 1 ausgeführt, redundante Kommunikationsvorrichtungen 1, die sich in einem bereits von dem Kommunikationsnetz 2 abgedeckten Bereich befinden, zu passivieren. Auch sind die Kommunikationsvorrichtungen 1 ausgeführt, eine Kommunikationsvor- richtung 1 zu aktivieren, d.h. in den aktiven Zustand zu versetzen, wenn aufgrund von Überlastungen einer Kommunikationsvorrichtung 1, beispielsweise durch die Verbindung mit einer hohen Anzahl Kommunikationsendgeräten 4, die Leistung des Kommunikationsnetzes 2 insgesamt reduziert wird.

Zusätzlich sind die Kommunikationsvorrichtungen 1 ausgeführt, beim Übergang von dem aktiven in den passiven Zustand für eine vorkonfigurierte Zeit Warnmeldungen weiterer Kommunikationsvorrichtungen 1 zu empfangen, sofern Netz- problem in dem Kommunikationsnetz 2 auftreten. Entsprechend sind die Kommunikationsvorrichtungen 1 ausgeführt, im aktiven Zustand beim Übergang einer weiteren Kommunikationsvorrichtung 1 in den passiven Zustand Warnmeldungen auszusenden, wenn die Leistung des Kommunikationsnetzes 2 reduziert wird. Die Kommunikationsvorrichtung 1 ist entsprechend ausgeführt, beim Empfang einer solchen Warnmeldung in den aktiven Zustand zurückzukehren. Die Kommunikationsvorrichtungen 1 sind ausgeführt, in regelmäßigen Abständen eine ReKonfiguration durchzuführen, wozu die Kommunikationsvor- richtung 1 im passiven Zustand aktiviert wird, um Zustands- daten mit weiteren Kommunikationsvorrichtungen 1 auszutauschen. Auch sind die Kommunikationsvorrichtungen 1 ausgeführt, ein Signal zu übermitteln, um benachbarte Kommunika- tionsvorrichtungen 1 in den aktiven Zustand zu überführen. Die Kommunikationsvorrichtungen 1 sind ausgeführt, dieses Signal zu übermitteln, wenn ihre Übertragungskapazität er ^¬ reicht oder überschritten ist, oder ihre Energieversorgung, beispielsweise durch ein Entladen des Akkumulators 12, ge- fährdet bzw. nicht sichergestellt ist.

Bezugs zeichenliste

Kommunikationsvorrichtung 1

Kommunikationsnetz 2 Sende- und Empfangseinheit 3

Kommunikationsendgerät 4 rohrförmiger Körper 5

Schlauchzwischenstück 6

Schlauch 7 Antenneneinheit 8

Antenne 9

Verbindungsflansch 10

Verbindungselement 11

Akkumulator, Energiespeichereinheit 12 Masseelement 13

Rotationseinrichtung 14

Laufschiene 15

Innere Umfangsfläche 16

Ringförmige Leiste, Drehelement 17 Gravitationssensor 18

Auswerteeinheit 19

Energiegewinnungseinheit 20

Schlauchsystem 21