CN110691394A

CN110691394A - 伺服驱动装置

Info

Publication number: CN110691394A
Application number: CN201910603852.2A
Authority: CN
Inventors: R·斯滕策尔; A·奥尔特利布
Original assignee: Auma Riester GmbH and Co KG
Current assignee: Auma Riester GmbH and Co KG
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2020-01-14
Also published as: DE102018116339B4; DE102018116339A1; US20200014601A1; US11044164B2; EP3592040A1

Abstract

一种伺服驱动装置(4)，其具有通信单元(7)和处理单元(9)，该通信单元用于建立第一无线电连接(6)，以接收和发送消息，该处理单元用于处理消息，其中，所述伺服驱动装置(4)设置用于，在处理单元(9)中处理所接收到的消息和/或经由第二无线电连接(6)转发所接收到的消息，其中，所述伺服驱动装置(4)作为网络节点集成在网状网络(1)中，并且为了传输消息，首先确定在所述网络节点之间的最佳的传输路径(32)。

Description

伺服驱动装置

技术领域

本发明涉及一种伺服驱动装置，其具有通信单元和处理单元，该通信单元用于建立第一无线电连接，以接收和发送消息，该处理单元用于处理消息。

背景技术

伺服驱动装置通常具有服务接口，可以经由该服务接口进行配置或故障诊断。服务接口可以是有线的或者经由无线电连接实现。

在现有技术中常见的是，服务接口经由WLAN或蓝牙无线电连接来实现。在此的缺点在于无线电信号的小的有效范围。因此，为了对伺服驱动装置进行配置或执行故障诊断，技术人员必须进入伺服驱动装置的无线电有效范围中。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种伺服驱动装置，其服务接口可在较大的距离上使用。

所述目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的伺服驱动装置来实现。此外，所述目的通过具有权利要求8的特征的方法来实现。

根据本发明的伺服驱动装置尤其是设置用于，在处理单元中处理所接收到的消息和/或经由第二无线电连接转发所接收到的消息，从而伺服驱动装置能用作网络节点、例如能集成在网状网络中。网状网络(交织网络)例如可以通过如下方式表征：每个网络节点与一个或多个其它网络节点连接或者可连接。因此，所述信息能从网络节点被转发到网络节点，直至所述信息到达目的地。

因此，根据本发明的伺服驱动装置可以与另外的伺服驱动装置形成所谓的网状网络，在该网状网络中每个伺服驱动装置与至少一个另外的伺服驱动装置经由无线电连接连接或者可连接。理想地，每个伺服驱动装置与处于有效范围中的所有伺服驱动装置连接。

在根据本发明的伺服驱动装置中的优点现在在于，能够经由第二无线电连接来转发所接收到的消息。因此，能够经由多个伺服驱动装置转发消息直至该消息的实际的接收方。因此，在网状网络中的每个伺服驱动装置增加无线电连接的有效范围。

尤其是在具有非常多的伺服驱动装置的设备中，因此能够实现网状网络内的每个部位的完全的能到达性。

因此，能够舒适地从中央位置实现配置或故障诊断，由此能显著地减少时间耗费。

在伺服驱动装置处接收到的消息因此可以根据内容或在伺服驱动装置的处理单元中的确定例如被用于操控伺服机构或者被转发给另外的伺服驱动装置。因此，伺服驱动装置可以设置用于评估所接收到的消息：是否要处理或者转发所述消息。

在一种有利的实施方案中，无线电连接构成为蓝牙连接。蓝牙被建立为在现有技术中的传输协议并且能简单地实现。此外，蓝牙可以非常节能地构成。

网络节点在此是集成在网状网络中的每个设备。除了伺服驱动装置，控制单元、例如计算机或平板电脑也可以作为网络节点集成。在此也可能的是，并非全部网络节点构成用于转发消息。因此，控制单元可以是端节点。

对于在网状网络内有效的通信适宜的是，在网络节点处、尤其是在控制单元处可确定网状网络的拓扑、尤其是通过渡越时间测量来确定网状网络的拓扑。所述拓扑包含以下信息：哪些网络节点相互连接和可能在网络节点之间的距离。拓扑可以由控制单元分布在每个网络节点上，使得所述信息分散地存在并且不必再被重新确定。

为了节约能量适宜的是，伺服驱动装置具有休眠状态，能通过唤醒消息经由网状网络结束该休眠状态。在休眠状态中，可以激活、优选周期性地激活通信单元。这种休眠状态尤其是可以在不具有中央供电装置的自主式伺服驱动装置中是有利的。这种伺服驱动装置例如可以经由太阳能电池、蓄电池或长效电池运行。

为了建立无线电连接，伺服驱动装置可以具有至少一个天线。所述天线可以集成在伺服驱动装置中。然而特别适宜的是，天线设置在伺服驱动装置的壳体之外。因此，绕过壳体的遮蔽效果、尤其是当所述壳体由金属构成时绕过壳体的遮蔽效果。因此，无线电连接的有效范围显著地增加。为了进一步增加有效范围，天线也可以与壳体分开地设置在有利的位置处。然而尤其适宜的是，天线设置在壳体上的塑料插入件中。以这种方式，天线能够被保护免受环境影响，并且塑料仅不显著地缩短有效范围。

在本发明的一种实施方案中，伺服驱动装置具有至少在相应的网状网络中单义的网络地址。因此，消息能够在网状网络中有针对性地被发送给伺服驱动装置。这种地址例如可以是IPv6地址。

原理上，伺服驱动装置可以转发其接收到的任何消息。然而这可能引起网络通信增加并且因此引起在通信中的延时。

尤其适宜的是，伺服驱动装置具有两个运行模式，一个是转发模式，并且另一个是接收模式。

在转发模式中，消息被直接转发。在此不进行处理。

在接收模式中，消息被发送给处理单元。在此通常不进行转发。由此实现，消息的实际的接收方不转发所述消息并且因此不产生附加的且不必要的网络通信。

有利地，根据网络地址选择运行模式。原理上，伺服驱动装置能够在转发模式中运行。一旦伺服驱动装置根据消息的地址识别出：所述伺服驱动装置是接收方，那么就可以变换到接收模式中。

在本发明的一种实施方案中，在转发模式中，处理单元与通信单元断开并且可能与供电装置断开。因此，处理单元仅在接收模式下被激活并且与通信单元连接。以这种方式能够附加地节省能量。

本发明还包括一种用于将伺服驱动装置作为无线的网状网络中的网络节点来运行的方法。尤其是，根据本发明，经由第一无线电连接接收到的消息在伺服驱动装置中处理或经由第二无线电连接转发给至少一个另外的网络节点。

以这种方式，网络中的每个伺服驱动装置能够用作消息的接收方或用作中继器，以便增加无线电连接的有效范围。

因此，通过转发消息也能够到达如下伺服驱动装置，所述伺服驱动装置例如由于其距离而不允许直接的无线电连接。

在此，特别有利的可以是，由网络节点、尤其是控制单元来确定网状网络的拓扑，尤其是通过消息的渡越时间测量来确定网状网络的拓扑。所述拓扑最终包含如下信息：哪些网络节点互相连接。

所述拓扑尤其是可以通过如下方式确定：自动地或根据请求来确定在各个网络节点之间的用于传输消息的渡越时间和/或传输有效范围。拓扑例如可以周期性地或在添加网络节点时被确定。

网络的拓扑尤其是对于消息的路由是重要的。在特定的网络节点处的消息例如可以作为广播在所有能到达的网络节点处实现。所有不是接收方的网络节点于是可以将所述消息转发给所有就其而言能到达的网络节点。以这种方式，每个消息反复地不必要地并且冗余地分布在网状网络中。

因此，在一种特别有利的实施方式中，在两个网络节点之间传输消息之前，首先分别确定最佳的传输路径、尤其是由所确定的渡越时间和/或传输有效范围来确定最佳的传输路径。或者换言之，能够由拓扑来确定最佳的传输路径。

为此，例如在拓扑中首先搜寻接收方并且将该接收方反向与消息的发送方连接。以这种方式能够确定消息的最佳路径。然后，所述消息能够有针对性地发送给在前往发送方的路径上的网络节点。因为该网络节点不是接收方，所以该网络节点转发所述消息，其中，在此首先重新以相同的方式确定最佳路径。因此，能够在没有不必要的网络通信的情况下快速地且有针对性地传输消息。

替代地，最佳的传输路径、尤其是所有中间站可以随消息一起传输，从而每个网络节点能够从所接收到的传输路径中得知下一接收方。以这种方式，可以非常快速且直接地转发所述消息。

附图说明

下面借助实施例参考附图更详细地阐述本发明。

在此：

图1示出在运行中的网状网络，该网状网络具有多个根据本发明的伺服驱动装置和两个控制单元；

图2示出在检测拓扑时的网状网络，该网状网络具有多个根据本发明的伺服驱动装置和两个控制单元；

图3示出用于检测控制单元的拓扑的流程图；

图4示出用于检测伺服驱动装置的拓扑的流程图；

图5示出用于发送Ping消息的流程图；

图6示出用于接收Ping消息的流程图；

图7示出用于确定控制单元的最佳传输路径的流程图；

图8示出用于确定伺服驱动装置的最佳传输路径的流程图；

图9示出用于路由装置的流程图；

图10示出用于执行路由的流程图；

图11示出具有最佳的传输路径的网状网络。

具体实施方式

图1示出网状网络1，该网状网络具有作为控制单元的平板电脑2和计算机3以及六个根据本发明的伺服驱动装置4M1至M6。

平板电脑2、计算机3和伺服驱动装置4形成在网状网络1内的网络节点。网状网络1基于在各个网络节点之间的无线电连接6。

其中，平板电脑2和计算机3是端节点，各所述端节点经由各一个无线电连接6而分别仅与一个伺服驱动装置4连接。而各伺服驱动装置4分别经由无线电连接6而分别与多个伺服驱动装置4连接。

伺服驱动装置4具有通信单元7，该通信单元具有用于建立无线电连接6的至少一个天线8。所述天线8优选设置在伺服驱动装置4的壳体之外，以便无线电连接6不会因壳体的可能进行屏蔽的特性而被削弱或损害。

伺服驱动装置具有另一处理单元9，该处理单元与通信单元7连接。经由电动机驱动的伺服驱动机构可以属于处理单元9。

在所示出的实例中，由网状网络1定期地或根据请求、例如在添加或移除网络节点时确定网状网络1的拓扑。在该实例中，这在计算机3中进行，该计算机作为控制单元与网状网络1连接。

拓扑10包含所有在网状网络1中可用的网络节点的列表及其彼此间的连接。此外，也可以包含另外的信息，例如在网络节点之间的距离或信号强度。拓扑10也可以包括网状网络1的视觉显示，从而设备能简单地在控制单元处或者甚至在每个伺服驱动装置4处完全被检测和被监控。

为了对伺服驱动装置4进行配置或故障诊断，例如可以从该可视化中或从拓扑10中选择伺服驱动装置4。这例如可以以图形方式实现。

图2示出平板电脑2，该平板电脑作为另一控制单元与网状网络1连接。在此，在平板电脑2上示例性地选择伺服驱动装置M4。当然，这也可以在计算机3上执行。

在选择伺服驱动装置4之后，打开菜单11，该菜单显示所选择的伺服驱动装置M4的功能，能经由该菜单执行例如配置设置或者故障诊断。

图3以流程图描述由控制单元创建拓扑10。为此，所述控制单元将Ping消息发送到网状网络1中12。

Ping消息的发送12根据图6的流程图进行。在此，首先确定13：哪些网络节点能经由无线电连接6、在实例中能经由蓝牙到达。这能借助蓝牙协议简单实施。然后，将Ping消息发送14给能到达的网络节点14中的第一个网络节点。然后检查：是否已经发送15给所有能到达的网络节点。如果不是，那么借助下一个能到达的网络节点继续。如果是，那么结束发送。

在图3的流程图中，在发送Ping消息之后，等待一定的等候时间16。此后，可以创建17网状网络1的拓扑10。

在网状网络1中的网络节点根据图4的流程图对Ping消息做出响应。首先，接收Ping消息18。这根据图5中的流出图进行。

在此，首先检查19：网络节点是否第一次接收到Ping消息。因为每个网络节点原理上经由无线电连接6与多个其它网络节点连接，所以对Ping消息仅响应一次。

如果是，那么发送应答20，该应答包含至少一个网络节点的单义的地址(ID)、响应时间(TTL)、前面的网络节点的ID、亦即从其接收Ping的网络节点的ID和接收信号强度(RSSI)。该应答最后抵达控制单元，该控制单元由此创建网状网络1的拓扑10。

随后，根据图6的流程图，由该网络节点发送Ping消息12。

以这种方式确保：在网状网络1中的每个网络节点获得至少一个Ping消息并对此做出应答。因此，控制单元从每个网络节点获得应答，从而能够创建完整的拓扑10。由于每个网络节点的在应答中传送的关于信号强度和可能关于信号渡越时间的说明，所述拓扑除了组成列表之外还可以包括网络节点的空间显示。

为了在网状网络1内有针对性地向网络节点发送消息，根据本发明在每个发送过程之前确定最佳的传输路径。所述最佳的传输路径例如可以通过最少的中间站、最短的信号路径、最低的总发送功率或由这些特征或其它特征的任意组合来表征。

在该实例中，最佳的传输路径通过最少的中间站来表征，其中，在此优先考虑较短的信号路径。

消息的传输根据图7的流程图进行。首先，根据在网状网络1中可用的拓扑10来创建路由表，该路由表包含最佳的传输路径。在所述路由表中，所有网络节点都被作为中间站按顺序列出。

将路由表发送给该路由表的第一网络节点22。最后检查：所有网络节点是否都已发送确认23。如果情况为否，那么在传输路径上的网络节点之一不能转发消息。然后，可以找到并且检查新的传输路径。

接收路由表的网络节点遵循根据图8的流程图的步骤。首先，根据图9的流程图将路由初始化24。

在此检查：是否已获得有效的路由表25。如果是，那么向发送方网络节点发送确认26，并且随后将路由表发送给该路由表上的下一个网络节点27。

以这种方式，最佳的传输路径上的所有网络节点都获得路由表并且向发起者确认：所述网络节点都已经获得路由表。以这种方式，消息的发送方知道：传输路径是完整的，并且消息不会在途中丢失。

然后，可以根据图10的流程图来发送消息28。在此首先检查29：消息是否已到达。进一步检查30：针对目的地的路由表是否已包含在消息中。

如果这两者都存在，那么将消息转发给在路由表中列出的下一个网络节点。

图11示例性地示出消息在最佳的传输路径32上的这样的传输。在该实例中，由平板电脑2将配置消息发送给伺服驱动装置4M4。最佳的传输路径借助拓扑10和所提到的标准来确定，并且按顺序包含伺服驱动装置M6、M3和M4。在此，仅考虑现有的和可能的无线电连接6(以虚线绘出)。

虽然传输路径M6、M2、M4和M6、M5、M4也分别包含仅两个中间站，然而在此距离较大，使得优先考虑在上面提到的传输路径。

附图标记列表：

1 网状网络

2 平板电脑

3 计算机

4 伺服驱动装置

6 无线电连接

7 通信单元

8 天线

9 处理单元

10 拓扑

11 菜单

12 发送Ping消息

13 确定能到达的参与方

14 发送Ping消息

15 已向所有网络节点发送Ping消息？

16 等候

17 创建拓扑

18 接收Ping消息

19 第一次接收Ping消息？

20 发送应答

21 创建路由表

22 发送路由表

23 全部中间站进行确认？

24 初始化路由表

25 获得路由表？

26 将应答作为确认发送

27 转发路由表

28 路由

29 消息已到达？

30 获得路由表？

31 转发消息

32 最佳的传输路径

Claims

1.一种伺服驱动装置(4)，其具有通信单元(7)和处理单元(9)，该通信单元用于建立第一无线电连接(6)，以接收和发送消息，该处理单元用于处理消息，其特征在于，所述伺服驱动装置(4)设置用于，在处理单元(9)中处理所接收到的消息和/或经由第二无线电连接(6)转发所接收到的消息，从而伺服驱动装置(4)能用作网络节点、例如能集成在网状网络(1)中。

2.根据权利要求1所述的伺服驱动装置(4)，其特征在于，所述无线电连接(6)构成为蓝牙连接。

3.根据权利要求1或2所述的伺服驱动装置(4)，其特征在于，在网络节点处、尤其是在控制单元(2、3)处能确定网状网络(1)的拓扑(10)，尤其是能通过渡越时间测量来确定网状网络的拓扑。

4.根据权利要求1至3之一所述的伺服驱动装置(4)，其特征在于，所述伺服驱动装置具有休眠状态，能通过唤醒消息经由网状网络结束该休眠状态。

5.根据权利要求1至4之一所述的伺服驱动装置(4)，其特征在于，所述伺服驱动装置具有至少一个天线(8)，其中，所述天线(8)尤其是设置在伺服驱动装置(4)的壳体之外，尤其是设置在壳体上的塑料插入件中。

6.根据权利要求1至5之一所述的伺服驱动装置(4)，其特征在于，所述伺服驱动装置(4)具有至少在相应的网状网络(1)中单义的网络地址(ID)。

7.根据权利要求1至6之一所述的伺服驱动装置(4)，其特征在于，所述伺服驱动装置(4)具有两个运行模式，一个是转发模式，在该转发模式中转发所接收到的消息，并且另一个是接收模式，在该接收模式中在处理单元(9)中处理所接收到的消息。

8.根据权利要求7所述的伺服驱动装置(4)，其特征在于，在所述转发模式中，处理单元(9)与通信单元(7)断开。

9.一种用于将伺服驱动装置(4)、尤其是根据权利要求1至8之一所述的伺服驱动装置作为在无线的网状网络(1)中的网络节点来运行的方法，其特征在于，经由第一无线电连接(6)接收到的消息在所述伺服驱动装置(4)中处理或经由第二无线电连接(6)转发给至少一个另外的网络节点。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，由网络节点、尤其是控制单元(2、3)来确定网状网络(1)的拓扑(10)，尤其是通过消息的渡越时间测量来确定网状网络的拓扑。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，自动地或根据请求来确定在各个网络节点之间的用于传输消息的渡越时间和/或传输有效范围。

12.根据权利要求9至11之一所述的方法，其特征在于，为了在两个网络节点之间传输消息，首先分别确定最佳的传输路径(32)，尤其是由所确定的渡越时间和/或传输有效范围来确定最佳的传输路径。