DE102004034506B4 - CAN-Bus Adapter für drahtgebundene und wireless Kommunikation - Google Patents

CAN-Bus Adapter für drahtgebundene und wireless Kommunikation Download PDF

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Abstract

Adapter (10) für Datenzugriff und/oder Datenübermittlung für CAN-Bus (110) gekennzeichnet durch:
der Adapter (10) ist als Universal-Adapter derart ausgebildet, dass Datenzugriff und/oder Datenübermittlung drahtgebunden und drahtlos erfolgen kann; und
dass eine Verbindung von einem oder mehreren gleichartigen oder verschiedenen Datenkanälen mit dem CAN-BUS (110) bereitgestellt ist, und der Adapter (10) umfasst einen Zwischenspeicher (12), der derart ausgebildet ist,
dass eine Zwischenspeicherung und Verifizierung der gesamten übertragenen Daten bereitgestellt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen CAN-Bus Adapter für drahtgebundene und wireless Kommunikation und insbesondere auf einen Universal-CAN-Bus Adapter, der insbesondere für den Einsatz in mobilen Arbeitsgeräten geeignet ist.
  • Bei einem CAN-Netzwerk eines mobilen Arbeitsgeräts werden Anwendersoftware und/oder Daten bei der Erstinbetriebnahme und/oder im Servicefall über eine serielle Schnittstelle (zum Beispiel RS 232) in das Gerät geladen. Hierfür wird herkömmlich ein Schnittstellenadapter, z. B. eine PCMCIA-Card mit CAN-Interface verwendet, wobei Daten aus und/oder in den Speicher eines CAN-Bus Teilnehmers von einem PC transferiert werden. Aus dem Stand der Technik sind außerdem Modems zur Datenfernübertragung mit integriertem CAN-Interface bekannt, die z. B. im GSM-Frequenzbereich arbeiten.
  • Aus beispielsweise der US 5 938 754 A ist ein Adapter für den Datenzugriff auf einen CAN-Bus bekannt, wobei der Adapter derart ausgebildet ist, dass der Datenzugriff drahtgebunden unter Verwendung eines PCs erfolgen kann, wobei eine Verbindung des PCs von einem Datenkanal mit dem CAN-Bus bereitgestellt ist.
  • Drahtlose Schnittstellen eines CAN-Buses sind beispielweise aus der EP 1 189 393 A2 und EP 1 327 858 A2 bekannt.
  • Insbesondere die Erstinbetriebnahme aber auch die Wartung über eine serielle Schnittstelle sind insbesondere bei Großgeräten mit verteilt angeordneten Einzelgeräten arbeitsintensiv, wobei bei der drahtgebundenen wie auch bei der drahtlosen Datenübertragung der Zugriff jeweils über den CAN-Bus erfolgt, wobei jeweils über diesen Bus eine Peer-to-Peer -Verbindung aufgebaut wird.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher einen flexiblen CAN-Bus-Adapter bereitzustellen, der es gestattet Inbetriebnahme, Wartung, Diagnose und Programmierung auf universellem Weg über eine Vielzahl von Datenkanälen vorzunehmen.
  • Die vorliegende Erfindung wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Merkmalen der Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung erwähnt, die von schematischen Zeichnungen begleitet ist. Hierzu zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines mobilen Arbeitsgeräts mit einem erfindungsgemäßen CAN-Bus-Adapter; und
  • 2 eine schematische Darstellung der Schnittstellen eines erfindungsgemäßen CAN-Bus-Adapters.
  • Ein erfindungsgemäßer Adapter für Datenzugriff und/oder Datenübermittlung für die Teilnehmer eines CAN-Buses ist insbesondere als Universal-Adapter derart ausgebildet, dass Datenzugriff und/oder Datenübermittlung drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen kann, wobei eine Verbindung von geeigneterweise einem oder mehreren Datenkanälen gleichartiger oder verschiedener Qualität mit dem CAN-Bus bereitgestellt ist.
  • Geeigneterweise ist ein universeller Adapter 10 derart ausgebildet, dass eine Verbindung zu wenigstens vier gleichartigen oder verschiedenen Datenkanälen mit dem CAN-Bus bereitgestellt ist.
  • Hierfür umfasst ein erfindungsgemäßer Adapter insbesondere und beispielsweise einen Mikroprozessor mit einer ersten Schnittstelle zum CAN-Bus, einer zweiten Schnittstelle zur drahtgebundenen Datenübertragung zu einem PC, einer dritten Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung zu einem PC, einer vierten Schnittstelfe zum Telefonfestnetz und mit einer fünften Schnittstelle zu einer DFÜ-Einheit.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Kombination von einer oderer mehrerer gleichartiger oder verschiedener Schnittstellen und insbesondere mit der Kombination von wenigstens vier gleichartiger oder verschiedener Schnittstellen, die Datenkanäle bereitstellen, mittels denen auf die Teilnehmer eines CAN-Buses zugegriffen werden kann, wird die Inbetriebnahme, Wartung, Diagnose und Programmierung der CAN-Bus-Teilnehmer auf universellem Weg bereitgestellt.
  • Es ist klar, dass der Adapter über die erste Schnittstelle mit Automatisierungssystemen, Visualisierungssystemen, Datenspeichern, Sensoren und mit Antriebseinheiten eines mobilen Arbeitsgeräts verbunden ist. Geeigneterweise umfasst die zweite Schnittstelle des Adapters eine RS 232-und/oder USB- und/oder LAN-Schnittstelle, und die dritte Schnittstelle eine Schnittstelle zu einem Blue Tooth-Modem und/oder eine Infrarotschnittstelle und/oder eine DECT-Schnittstelle und/oder eine WLAN-Schnittstelle und die vierte Schnittstelle eine RS232- und/oder USB-Schnittstelle für den Anschluss eines Modems zur Datenübertragung zum Telefonfestnetz, und die DFÜ-Einheit ein wireless Modem zur Datenübertragung in GSM und/oder GPRS und/oder UMTS-Frequenzbereich.
  • Mittels der Integration der Vielzahl von Schnittstellen in einen einzigen Adapter wird vorteilhaft ein universell zugriffsbereiter, variabler und praxisgerechter Adapter bereitgestellt, wobei ein universeller und flexibler Zugriff vom PC auf die CAN-Bus-Teilnehmer ermöglicht ist.
  • Geeigneterweise kann der Adapter derart ausgebildet sein und mit entsprechenden Steckkontakten zu der Vielzahl von Schnittstellen versehen sein, dass er fest in das Arbeitsgerät integriert werden kann.
  • Ein erfindungsgemäßer Adapter kann außerdem geeigneterweise mit der DFÜ-Einheit verbunden sein.
  • Nach einer abgewandelten Ausführung der vorliegenden Erfindung kann ein erfindungsgemäßer Adapter auch mit integriertem Blue Tooth-Modem und/oder integrierter Infrarot-Schnittstelle und/oder DECT-Schnittstelle und/oder WLAN-Schnittstelle und/oder integriertem Modem zur Datenübertragung zum Telefonfestnetz und/oder integrierter DFÜ-Einheit ausgestattet sein.
  • Die DFÜ-Einheit und/oder der Adapter können außerdem vorteilhaft einen Zwischenspeicher umfassen, der derart ausgebildet und dimensioniert ist, dass eine Zwischenspeicherung und/oder Verifizierung der gesamten übertragenen Daten bereitgestellt ist.
  • Die DFÜ-Einheit kann geeigneterweise eine GPS-Einheit umfassen, die eine einfache und wirkungsvolle Ortung der Arbeitsmaschine gestattet.
  • Es ist klar, dass ein erfindungsgemäßer Adapter derart ausgebildet ist, dass ein Datenzugriff und/oder eine Datenübertragung zu allen Systemen, Sensoren, Aktoren und Antriebsaggregaten bereitgestellt ist, die an den CAN-Bus angeschlossen sind.
    •
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines mobilen Arbeitsgeräts 16, das eine Vielzahl von Sensoren 112 und Aktoren und Antriebsaggregate 113 und Displaysysteme 114 umfassen kann, die von einem intelligentem Automatisierungssystem 111 gesteuert werden, wobei die Kommunikation zwischen Automatisierungssystem 111, Display 114, Sensoren 112, Aktoren und Antriebsaggregaten jeweils über einen CAN-Bus 110 erfolgt, der geeigneterweise mittels eines Protokolles vorzugsweise CANopen 110' bereitgestellt ist und ein zweites CAN-Netzwerk mit einem Protokoll, vorzugsweise ein Gateway (CAN-J1939) 110'' umfassen kann. Erfindungsgemäß wird für einen derartigen CAN-Bus 110 ein universeller Adapter 10 bereitgestellt, der derart ausgebildet ist, dass ein Datenzugriff und/oder eine Datenübermittlung zu jedem CAN-Bus Teilnehmer drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen kann, wobei eine Verbindung von einem oder mehreren gleichartigen oder verschiedenen Datenkanälen mit dem CAN-Bus 110 bereitgestellt ist, und insbesondere eine Schnittstelle 13 zur drahtlosen Datenübertragung zu einem PC umfassen kann, die insbesondere für ein Blue Tooth-Modem 131 geeignet ist. Geeigneterweise ist ein universeller Adapter 10 vorteilhaft derart ausgebildet, dass eine Verbindung zu wenigstens vier gleichartigen oder verschiedenen Datenkanälen mit dem CAN-Bus bereitgestellt ist.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen CAN-Bus Adapters 10 mit der erfindungsgemäßen Kombination und Vielzahl von Schnittstellen für externe und/oder integrierte Datenübertragungseinheiten. Ein erfindungsgemäßer CAN-Bus Adapter 10 ist als Universal-Adapter derart ausgebildet, dass Datenzugriff und/oder Datenübermittlung drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen kann und dass eine Verbindung von einem oder mehreren gleichartigen oder verschiedenen Datenkanälen und geeigneterweise wenigstens vier gleichartigen oder verschiedenen Datenkanälen mit dem CAN-Bus 110 bereitgestellt ist. Der Adapter 10 umfasst einen Mikroprozessor mit einer oder mehreren und geeigneterweise wenigstens vier Schnittstellen 11 zum CAN-Bus 110 und ist über die erste Schnittstelle 11 mit Automatisierungssystemen 111, Visualisierungssystemen 114, Datenspeichern, Sensoren 112 und über ein Gateway 110' mit einer Antriebseinheit 113 eines mobilen Arbeitsgerätes 16 verbunden. Die erfindungsgemäßen gleichartigen oder verschiedenen Datenkanäle des Adapters 10 werden beispielsweise und geeigneterweise mit einer zweiten 12, dritten 13, vierten 14 und fünften 15 Schnittstelle bereitgestellt.
  • Dabei ist die zweite Schnittstelle 12 zur drahtgebundenen Datenübertragung zu einem PC 121 ausgebildet und umfasst eine RS232- und/oder USB- und/oder LAN-Schnittstelle.
  • Über die zweite Schnittstelle 12 zum PC 121 verbindet der Adapter 10 über ein Datenkabel die Einheiten am CAN-Bus 110 mit der Schnittstelle eines PCs, wodurch über das CAN-Netzwerk Zugriff zu allen System-, Motor-, Diagnose und Betriebsdaten bereitgestellt ist. Über die zweite Schnittstelle 12 können somit Programme und Daten vom PC 121 in die am CAN-Bus 110 angeschlossenen Geräte geladen und/oder Daten z. B. Betriebs- und Fehlerdaten ausgelesen und in den PC 121 übertragen werden.
  • Die dritte Schnittstelle 13 ist zur drahtlosen Datenübertragung zu einem PC ausgebildet und umfasst eine Schnittstelle zu einem Blue Tooth-Modem 131 und/oder eine Infrarot-Schnittstelle und/oder eine WLAN-Schnittstelle, wobei das Blue Tooth-Modem 131 geeigneterweise fest mit dem Adapter 10 verbunden sein kann oder in den Adapter 10 integriert sein kann.
  • Über die dritte Schnittstelle 13 zum PC können Daten bidirektional ausgetauscht werden. Insbesondere bei Großgeräten kann ein Zugriff auf die zentral plazierten Geräte unpraktikabel sein. Mit der dritten Schnittstelle 13 kann ein inbetriebnehmer/Servicetechniker vorteilhaft drahtlos von einem neutralen Standort Verbindung zu den einzelnen CAN-Bus-Komponenten aufnehmen.
  • Die vierte Schnittstelle 14 ist als Schnittstelle zum Telefonfestnetz ausgebildet und umfasst eine RS 232- und/oder USB-Schnittstelle für den Anschluss eines Modems 141 zur Datenübertragung zum Telefonfestnetz.
  • Mit der vorstehend beschriebenen vierten Schnittstelle 14 können Daten ebenfalls vorteilhaft bidirektional ausgetauscht werden. Dies kann beispielsweise von der Wartungshalle des Betreibers eines Arbeitsgeräts 16 zu den Spezialisten des Arbeitsgerät- bzw. Systemherstellers geschehen. Es ist klar, dass das Arbeitsgerät 16 beispielsweise ein Fahrzeug sein kann.
  • Die fünfte Schnittstelle 15 ist erfindungsgemäß als Schnittstelle zu einer DFÜ (Daten-Fern-Übertragung)-Einheit 151 ausgebildet, die mittels einem wireless Modem zur Datenübertragung im GSM und/oder GPRS und/oder UMTS-Frequenzbereich bereitgestellt ist. Geeigneterweise kann die DFÜ-Einheit 151 ausserdem eine GPS-Einheit umfassen, wodurch eine Ortung des Arbeitsgeräts 16 bereitgestellt ist.
  • Die DFÜ-Einheit 151 und/oder der Adapter 10 sind geeigneterweise jeweils mit hinreichend dimensionierten Datenzwischenspeichereinheiten ausgestattet, so dass jeweils eine Zwischenspeicherung und/oder Verifizierung der gesamten übertragenen Daten möglich ist.
  • Mittels der vorstehend beschriebenen fünften Schnittstelle 15 ist ein weiterer Datenkanal bereitgestellt, der einen Zugriff zu allen System-, Motor-, Diagnose- und Betriebsdaten in vollem Umfang ermöglicht, wobei die Datenübertragung drahtlos erfolgt. Durch die DFÜ-Einheit 151 haben autorisierte Personen beispielsweise und vorteilhaft die Möglichkeit vom Werk aus weltweit modifizierte Firmware und/oder Anwendersoftware bzw. Einstellparameter individuell in ein vorbestimmtes Gerät einer mobilen Arbeitsmaschine 16 mit entferntem Standort zu laden. Außerdem besteht die Möglichkeit individuelle Daten einer Steuerung aus dem CAN-Netzwerk 110 für Diagnose bzw. Service und Wartung zu laden. Weiterhin können Beispielsweise SMS-Nachrichten oder andere elektronische Nachrichten über den Betriebszustand der an den CAN-Bus 110 angeschlossenen Geräte und/oder Antriebe und/oder des Automatisierungssystems 111 über die DFÜ-Einheit 151 versendet werden, die auch Fehlermeldungen, Störungsmeldungen und Warnungen umfassen können. Hierdurch ist vorteilhaft eine Überwachung und/oder Kontrolle des mobilen Arbeitsgeräts 16 jederzeit bereitgestellt, was eine effiziente und zeitnahe Fehlerbehebung ermöglicht. In umgekehrter Richtung können vorteilhaft SMS-Nachrichten empfangen und über das Display dem Bedienpersonal angezeigt werden.
  • Der Adapter 10 kann vorteilhaft mit entsprechenden Steckkontakten zu den Schnittstellen 11, 12, 13, 14 und 15 versehen sein, so dass er fest in das mobile Arbeitsgerät 16 integriert werden kann. Der Adapter 10 kann außerdem vorteilhaft fest mit der DFÜ-Einheit 151 verbunden sein.
  • Durch die erfindungsgemäße Kombination von gleichartigen oder verschiedenen Schnittstellen und von geeigneterweise wenigstens vier gleichartigen oder verschiedenen Schnittstellen und von insbesondere der ersten 11, zweiten 12, dritten 13, vierten 14 und fünften 15 Schnittstelle wird ein universeller CAN-Bus Adapter 10 bereitgestellt, der Inbetriebnahme, Wartung, Diagnose und Programmierung auf universellem Weg über eine Vielzahl von Datenkanäle ermöglicht.
  • Es ist klar, dass der erfindungsgemäße Adapter 10 derart ausgebildet sein kann, dass eine Verbindung von einer oder mehreren gleichartigen oder unterschiedlichen Datenkanälen mit einem oder mehreren CAN-Bussen bereitgestellt ist. Mittels der Kombination einer Intelligenz mit einer Vielzahl verschiedener Schnittstellen ist der Adapter 10 eine preisgünstige, universelle, variable und praxisgerechte Lösung.
    • 10
    Adapter/Interface
    11
    erste Schnittstelle
    110
    CAN-Bus
    110'
    CANopen
    110''
    CAN-J 1939
    111
    Automatisierungssystem
    112
    Sensoren
    113
    Antriebe
    114
    Display
    12
    zweite Schnittstelle
    121
    PC
    13
    dritte Schnittstelle
    131
    Blue Tooth-Modem
    14
    vierte Schnittstelle
    141
    Modem
    15
    fünfte Schnittstelle
    151
    DFÜ-Einheit
    16
    mobildes Arbeitsgerät

Claims (14)

  1. Adapter (10) für Datenzugriff und/oder Datenübermittlung für CAN-Bus (110) gekennzeichnet durch: der Adapter (10) ist als Universal-Adapter derart ausgebildet, dass Datenzugriff und/oder Datenübermittlung drahtgebunden und drahtlos erfolgen kann; und dass eine Verbindung von einem oder mehreren gleichartigen oder verschiedenen Datenkanälen mit dem CAN-BUS (110) bereitgestellt ist, und der Adapter (10) umfasst einen Zwischenspeicher (12), der derart ausgebildet ist, dass eine Zwischenspeicherung und Verifizierung der gesamten übertragenen Daten bereitgestellt ist.
  2. Adapter (10) nach Anspruch 1, wobei: der Adapter (10) ist derart ausgebildet, dass eine Verbindung von wenigstens vier verschiedenen Datenkanälen mit dem CAN-BUS (110) bereitgestellt ist.
  3. Adapter (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: der Adapter (10) umfasst einen Mikroprozessor mit den nachfolgenden Schnittstellen: eine erste Schnittstelle (11) zum CAN-Bus (110); und eine zweite Schnittstelle (12) zur drahtgebundenen Datenübertragung zu einem PC (121), und/oder eine dritte Schnittstelle (13) zur drahtlosen Datenübertragung zu einem PC, und/oder eine vierte Schnittstelle (14) zum Telefonfestnetz, und/oder eine fünfte Schnittstelle (15) zu einer DFÜ-Einheit (151).
  4. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die DFÜ-Einheit (151) ist mit einer Datenzwischenspeichereinheit ausgestattet, so dass eine Zwischenspeicherung und Verifizierung der gesamten übertragenen Daten bereitgestellt ist.
  5. Adapter (10) nach Anspruch 3 oder 4, wobei: der Adapter (10) ist über die erste Schnittstelle (11) mit Automatisierungssystemen (111), Visualisierungssystemen (114), Datenspeichern, Sensoren (112) und über ein Gateway (110'') mit einer Antriebseinheit (113) eines mobilen Arbeitsgerätes (16) verbunden.
  6. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei: die zweite Schnittstelle (12) des Adapters (10) umfasst eine RS 232 und/oder USB und/oder LAN-Schnittstelle.
  7. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei: die dritte Schnittstelle (13) umfasst eine Schnittstelle zu einem Blue Tooth-Modem (131) und/oder eine Infrarot-Schnittstelle und/oder eine DECT-Schnittstelle und/oder eine WLAN-Schnittstelle.
  8. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei: die vierte Schnittstelle (14) umfasst eine RS 232 und/oder USB-Schnittstelle für den Anschluss eines Modems (141) zur Datenübertragung zum Telefonfestnetz.
  9. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei: die DFÜ-Einheit (151) umfasst ein wireless Modem zur Datenübertragung im GSM und/oder GPRS und/oder UMTS-Frequenzbereich.
  10. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei: der Adapter (10) ist derart ausgebildet und mit entsprechenden Steckkontakten zu den Schnittstellen (11, 12, 13, 14, 15) versehen, dass er fest in das mobile Arbeitsgerät integriert werden kann.
  11. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei: der Adapter (10) ist fest mit der DFÜ-Einheit (151) verbunden
  12. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei: das Blue Tooth-Modem (131) und/oder die Infrarot-Schnittstelle und/oder die DECT-Schnittstelle und/oder die WLAN-Schnittstelle und/oder das Modem (141) zur Datenübertragung zum Telefonfestnetz und/oder die DFÜ-Einheit (151) sind in den Adapter (10) integriert.
  13. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei: die DFÜ-Einheit (151) umfasst eine GPS-Einheit.
  14. Adapter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei: der Adapter (10) ist derart ausgebildet, dass ein Datenzugriff und/oder eine Datenübertragung zu allen Systemen, Sensoren (112), Aktoren und Antriebsaggregaten (113) bereitgestellt ist, die an den CAN-Bus (110) angeschlossen sind.
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