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Üblicherweise
befinden sich Kontrollelemente zur Ansteuerung von technischen Einrichtungen an
fest vorgegebenen Positionen. Beispiele sind etwa der Fensterheberschalter,
die Sitzverstellung oder die Geschwindigkeitsanzeige in einem Fahrzeug,
Regler für
Geräte
in der häuslichen
Umgebung, und Steuerpulte in der industriellen Fertigung.
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Wenn
ein anderer Benutzer diese Kontrollelemente bedient, z.B. bei einem
Fahrerwechsel in einem Fahrzeug, oder wenn sich die Gebrauchsanforderung ändert, z.B.
bei der Umkonfiguration einer Fertigungsanlage, dann besteht häufig der
Wunsch, dass sich die Position der Kontrollelemente verändern lässt.
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Um
dieses Problem zu lösen,
gibt es bisher zum Beispiel die folgenden Ansätze:
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Verzicht auf den Transfer
von Steuer- und Anzeigefunktionen:
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In
diesem Fall muss der Nutzer im besten Fall auf Annehmlichkeiten
verzichten. Im Büro-
oder Fertigungsbereich führt
dies aber auch zu einer Reduktion der Produktivität, da der
Nutzer jeweils den Ort der Steuer- und Anzeigefunktionen aufsuchen muss,
um diese zu bedienen oder abzulesen. Im Fahrzeug kann dies eine
Veränderung
der Sitzposition oder Haltung sein, in einer Produktionshalle hingegen
ein Fußweg
von mehreren Metern.
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Physische Mobilität der Steuer-
und Anzeigefunktionen:
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Werden
die Steuer- und Anzeigefunktionen in einem mobilen Gerät untergebracht,
das drahtlos oder drahtgebunden mit den technischen Einrichtungen
kommuniziert, so stellt dies in einigen Bereichen eine praktikable
Lösung
dar. Beispiele sind etwa die Infrarot-Fernbedienung von Mediengeräten (Fernseher,
Stereoanlage), die Bluetooth-Kommunikation zwischen einem PDA (persönlicher
digitaler Assistent, personal digital assistent) und einem Drucker, der
von dem PDA gesteuert wird, oder ein Laptop zur kabelgebundenen
Diagnose von Fehlfunktionen in einem Automobil. Nachteile dieser
Lösung
sind aber die hohen Kosten für
eine solche Art von Fernsteuerung, die Gefahr des Verlusts eines
solchen Steuergerätes,
typischerweise die Exklusivität
der Ansteuerung (d.h. durch eine Person) und die Notwendigkeit, ein
solches Gerät
am Körper
oder in der Hand führen zu
müssen.
Innerhalb eines Fahrzeugs etwa kann das Autoradio in der Regel nicht
sinnvoll mit einer Infrarot-Fernbedienung gesteuert werden. In industriellen
Produktionsbereichen werden meist freie Hände benötigt, so dass Steuerfunktionen
fest installiert sein sollten.
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Vervielfachung der Steuer-
und Anzeigefunktionen:
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Um
dem Komfort oder der Notwendigkeit einer Ansteuerung oder Anzeige
an mehreren Orten gerecht zu werden, können die Steuer- und Anzeigefunktionen
auch in vielfacher Ausfertigung an verschiedenen Orten vorgehalten
werden. Dies kann z.B. eine Vielzahl von Lichtschaltern sein, die
die gleiche Lampe oder die gleiche Gruppe von Lampen schalten, mehrfache
Ausführungen
von Fensterhebern oder eine festinstallierte kabelgebundene Hifi-Fernbedienung
am Lenkrad eines Fahrzeuges, Anzeigelemente an mehreren Orten einer
Fertigungsanlage oder auch Bedienelemente in verschiedenen Höhen zur
behindertengerechten Ausstattung im Büro oder in der häuslichen
Umgebung. Zur Realisierung muss aber jeweils eine entsprechende
Verkabelung oder Funkeinrichtung installiert werden. Nicht nur aus
Kostengründen
werden diese Steuer- und Anzeigefunktionen in der Regel zudem nur
in sehr beschränkter
Anzahl realisiert. Speziell eine ergonomische Feinjustage im Nahbereich
ist typischerweise nicht möglich,
da etwa ein bestimmtes Schaltelement im Griffbereich eines Fahrzeuglenkers
aus optischen Gründen
und zur besseren Übersichtlichkeit
nicht in zehnfacher Ausfertigung in verschiedenen Höhen vorhanden
sein wird.
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Die
zu lösende
Problemstellung lässt
sich dergestalt verallgemeinern, dass Steuerfunktionen an frei wählbare Positionen
innerhalb einer zweidimensionalen Mannigfaltigkeit, die aus mehreren
Einzelteilen bestehen kann, transferiert werden sollen. Beispiele
solcher Mannigfaltigkeiten sind größere Oberflächen in der menschlichen Umgebung,
wie etwa Fußböden, Wände und
Decken in Räumlichkeiten,
die Innenverkleidung von Fahrzeugen, die Oberfläche von Sitzen, Armaturen oder
auch die Verblendungen von Fertigungsanlagen im industriellen Bereich.
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Der
Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, Steuerfunktionen flexibel
an einstellbaren Orten zu realisieren, so dass mittels der Steuerfunktionen,
die an diesen Orten angeordnet sind, elektrische Einrichtungen bedient
werden können.
Anders ausgedrückt
ist es ein Ziel der Erfindung, einen wahlfreien Transfer von Steuerfunktionen
innerhalb von Netzwerken zu ermöglichen.
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Das
Problem wird durch eine Prozessor-Anordnung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch
gelöst.
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Anschaulich
kann ein Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass eine Prozessor-Anordnung
aus einer Mehrzahl von Prozessoreinheiten bereitgestellt wird, wobei
die Prozessoreinheiten untereinander elektrisch leitfähig gekoppelt
sind und jeweils ein Steuerelement und mindestens eine Kommunikationsschnittstelle
zum Bereitstellen einer Daten-Kommunikationsverbindung mit einer
der benachbarten Prozessoreinheiten aufweisen. Die Prozessor-Anordnung
ist mittels einer der Prozessoreinheiten mit einem Steuerrechner
gekoppelt, so dass Informationen zwischen dem Steuerrechner und
dieser Prozessoreinheit ausgetauscht werden können, wobei die mit dem Steuerrechner
gekoppelte Prozessoreinheit die von dem Steuerrechner empfangenen Informationen
an die übrigen
Prozessoreinheiten der Prozessor-Anordnung weiterleitet. Ferner
ist der Steuerrechner dazu eingerichtet, einer Vorrichtung, wie
z.B. einer Lampe, einer Maschine oder einer kompletten Produktionsanlage,
die mit der Prozessor-Anordnung elektrisch gekoppelt ist, ein bestimmtes
Steuerelement der Mehrzahl von Steuerelementen zuzuweisen, so dass
die Vorrichtung mittels des zugewiesenen Steuerelements gesteuert
wird.
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Das
durch die Prozessor-Anordnung realisierte Netzwerk aus Prozessoreinheit
kann ein fest verdrahtetes Netzwerk sein, in dem jede Prozessoreinheit
eine fest vorgegebene eindeutige Adresse hat.
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Die
Vorrichtung kann jede mittels elektrischer Signale steuerbare Vorrichtung
sein, wobei auch ein zusätzliches
Schaltelement, z.B. ein Transistor, ein Relais o.ä., zur Steuerung
der Vorrichtung angewendet werden kann, falls der Ausgangsstrom des
Steuerrechners nicht zum Betätigen
der Vorrichtung ausreicht. Die zu steuernde Vorrichtung kann extern
zu der Prozessor-Anordnung und dem Steuerrechner angeordnet sein.
Anschaulich ausgedrückt bedeutet
das, dass die zu steuernde Vorrichtung durch Lösen der elektrischen Leitungen
von dem Steuerrechner zu der Vorrichtung auch körperlich getrennt wird. Ebenso
kann die zu steuernde Vorrichtung in die Prozessor-Anordnung, bzw.
den Steuerrechner integriert sein, z.B. als lichtemittierende Diode,
die auf einer der Prozessoreinheiten integriert ist.
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Allgemein
wird somit erreicht, dass die genannte Vorrichtung mittels eines
Steuerelements gesteuert wird, welches Steuerelement aus der Mehrzahl
von in den Prozessoreinheiten vorhandenen Steuerelementen frei auswählbar ist,
indem Signale, die von dem ausgewählten Steuerelement empfangen
werden, an die zu steuernde Vorrichtung weitergegeben werden. Da
die Zuordnung des Steuerelements zu der Vorrichtung in dem Steuerrechner
software-technisch realisiert sein kann, kann diese Zuordnung auf
einfache Weise an sich ändernde
Bedingungen und Anforderungen angepasst werden.
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Beim Ändern der
Zuordnung eines Steuerelements zu der Vorrichtung, kann ein Benutzer
dabei den Eindruck gewinnen, dass das Steuerelement, z.B. der Schalter
zum Schalten der elektrischen Vorrichtung, von dem gewohnten ersten
Ort an einen zweiten Ort "verschoben" worden ist, während tatsächlich die
Zuordnung des ersten Steuerelements an dem ersten Ort aufgehoben
wurde und ein zweites Steuerelement an einem zweiten Ort der Vorrichtung zugeordnet
wurde.
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Vom
Blickwinkel des Steuerrechners aus betrachtet, werden von ihm einerseits
Signale aller Steuerelemente und Prozessoreinheiten der Prozessor-Anordnung
empfangen, und andererseits Steuersignale an die Vorrichtung ausgegeben.
Insbesondere ist der Steuerrechner dazu eingerichtet, Signale eines
vorgegebenen Steuerelements, als Steuersignale an die Vorrichtung
auszugeben, während
die Signale der anderen Steuerelemente nicht an die Vorrichtung
weitergeleitet werden.
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Der
Steuerrechner ist z.B. ein herkömmlicher PC,
und kann auch durch jede andere Steuereinrichtung realisiert sein,
die zum Empfangen der Signale der Steuerelemente, zum Weiterleiten
des Signals, das von einem vorgegebenen Steuerelement empfangen
wird, und zum Ausgeben des Signals des vorgegebenen Steuerelements
als einem Steuersignal an die Vorrichtung eingerichtet werden kann.
Beispiele für
solche Steuereinrichtungen sind Mikrocontroller-, ASIC- und FPGA-Bausteine. ASIC steht
für "Application Specific
Integrated Circuit",
d.h. Anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis, und FPGA steht
für "Field Programmable
Gate Array", d.h.
frei programmierbarer Logikschaltkreis.
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Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung weist der Steuerrechner der Prozessor-Anordnung einen
Speicher zum Speichern einer Adresse eines Steuerelements der Mehrzahl
von Prozessoreinheiten auf, wobei die Adresse das Steuerelement
eindeutig identifiziert, und der Steuerrechner zum Steuern der Vorrichtung
auf der Basis einer Information eingerichtet ist, die mittels des
Steuerelements eingegeben ist, dem die gespeicherte Steuerelement-Adresse
entspricht.
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Beispielsweise
kann die Zuweisung des Steuerelements, das zur Steuerung der Vorrichtung verwendet
wird, zu der Vorrichtung mittels einer Information realisiert sein,
die in einem Speicher des Steuerrechners eingerichtet ist. Ein Vorteil
dieses Ausführungsbeispiels
ist, dass die Prozessor-Anordnung auf einfache Weise umkonfiguriert
werden kann, so dass ein anderes Steuerelement der Vorrichtung zu
deren Steuerung zugewiesen werden kann. Die Information ist vorzugsweise
in einem nichtflüchtigen
aber änderbaren
Speicherelement abgelegt, z.B. auf einer Festplatte, einem RAM-Speicher,
einem Flash-Speicher oder einem EEPROM, so dass die Information
bei Bedarf geändert
werden kann.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
weist der Steuerrechner eine Eingabeeinheit zum Eingeben der Adresse
des Steuerelements auf.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Steuerrechner eine Eingabeeinheit aufweist
und auf dem Steuerrechner eine Software-Anwendung installiert ist,
die die Eingabe der Adresse des Steuerelements ermöglichen.
Auf diese Weise kann die Prozessor-Anordnung auf einfache Weise
immer an sich ändernde
Bedingungen angepasst werden, vor allem, wenn sich diese Bedingungen
häufig ändern. Anschaulich
gesprochen dient der Steuerrechner somit als Portal zum Eingeben
der Adresse des jeweiligen Steuerelements.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung weist der Steuerrechner ferner eine Anzeigeeinheit
auf.
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Vorteilhafterweise
kann der Steuerrechner eine Anzeigeeinheit aufweisen, wie zum Beispiel
einen Bildschirm, so dass ein Benutzer der Prozessor-Anordnung sich
jederzeit einen Überblick über das
System und insbesondere die aktuelle Konfiguration verschaffen kann.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist ein Steuerelement der Mehrzahl von
Prozessoreinheiten zum Eingeben der Adresse des Steuerelements eingerichtet.
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Mit
Hilfe einer solchen Konfiguration der Prozessor-Anordnung kann der
Benutzer eine Eingabe der Adresse direkt auf der Prozessor-Anordnung
machen, z.B. durch taktile Eingaben, so dass bestimmte Prozessoreinheiten
oder auch Regionen von Prozessoreinheiten definierte Funktionen
erfüllen,
die andere Prozessoreinheiten nicht erfüllen. Die eingegebene Adressinformation
wird an den Steuerrechner übertragen
und darin gespeichert. Anschaulich gesprochen ermöglicht dieses
Ausführungsbeispiel eine
einfache Konfiguration der Prozessor-Anordnung, indem die Prozessoreinheiten,
die zur Steuerung verwendet werden, zum Auswählen einfach angetippt werden,
oder vorhandene Schaltflächen
auf dem Textilelement "verschoben" werden.
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Beispielsweise
kann eine bestimmte Stelle in der Innenverkleidung eines Fahrzeuges
so konfiguriert sein, dass eine Berührung den Motor der Fensterscheibe
in Bewegung setzt, während
der größte Teil
der restlichen Fläche
dies nicht vollführt.
Auf diese Weise kann also ein Schalter oder eine Anzeige auf der
gesamten vernetzten Fläche
definiert werden und an beliebige Stellen transferiert werden und
in beliebiger Anzahl erstellt werden. Dadurch wird die vernetzte
Oberfläche
zu einer Art Touchscreen, auf dem sich Anzeigen und Schaltflächen an
beliebiger Stelle befinden können.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
weist mindestens eine Prozessoreinheit ein Ausgabeelement auf, das
die mit der Prozessor-Anordnung gekoppelte Vorrichtung ist.
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Ebenso
kann die zu steuernde Vorrichtung als ein Ausgabeelement in die
Prozessor-Anordnung, d.h. eine Prozessoreinheit integriert sein.
Beispielsweise kann das Ausgabeelement eine lichtemittierende Diode
sein, die auf mindestens einer der Prozessoreinheiten integriert
ist. Ein solches Ausführungsbeispiel
der Erfindung ermöglicht
es, lichtemittierende Dioden an beliebigen Positionen der Prozessor-Anordnung
ein- und auszuschalten. Die Prozessor-Anordnung kann auch eine Mehrzahl von
lichtemittierenden Dioden oder ein LCD-Anzeigeelement aufweisen,
deren Anzeige auf diese Weise gesteuert werden kann.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung weist jede Prozessoreinheit eine Mehrzahl von Steuerelementen
und/oder Ausgabeelementen auf.
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Besonders
vorteilhaft ist die Anordnung einer Mehrzahl von Steuerelementen
und/oder Ausgabeelementen auf jeder der Prozessoreinheiten, um eine größere Flexibilität der Prozessor-Anordnung
zu erhalten. Beispielsweise kann jede Prozessoreinheit lichtemittierende
Dioden mit unterschiedlicher Farbe und ein Schaltelement aufweisen,
die in Abhängigkeit
von der Betätigung
der Schaltelemente der Prozessor-Anordnung auf der Basis der in
dem Steuerrechner gespeicherten Informationen gesteuert werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eines der Ausgabeelemente
als Aktor eingerichtet, der einer der Aktortypen lichtemittierende
Diode oder Schallgeber ist und zumindest eines der Steuerelemente
ist als Sensor eingerichtet, der einer der Sensortypen Mikrophon,
Drucksensor, Temperatursensor oder Rauchsensor ist.
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Somit
kann die Prozessoreinheit für
den Einsatz in einer Vielzahl von Einsatzgebieten eingerichtet sein,
indem die jeweils benötigten
Aktoren integriert werden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist die Mehrzahl von Prozessoreinheiten zum Bestimmen
eines Abstands der jeweiligen Prozessoreinheit von einer Referenzposition
mittels Nachrichtenaustauschs mit mindestens einer anderen angeschlossenen
Prozessoreinheit eingerichtet, wobei eine erste Nachricht eine Abstandsinformation enthält, welche
den Abstand einer die erste Nachricht sendenden Prozessoreinheit
oder den Abstand einer die erste Nachricht empfangenden Prozessoreinheit von
der Referenzposition angibt.
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Auf
diese Weise kann ein selbstorganisierendes Netzwerk, wie an sich
z.B. in [1–8]
beschreiben, aus Prozessoreinheiten gebildet werden, das die Grundstruktur,
auf der die hier vorgeschlagene Lösung aufbaut, bildet. Es ist
ein besonderer Vorteil des selbstorganisierenden Netzwerkes, dass
bei jeder Initialisierung des Netzwerkes festgestellt wird, ob die Prozessoreinheiten
und die elektrischen Verbindungen zwischen den Prozessoreinheiten
funktionieren, und die Prozessor-Anordnung
entsprechend eingerichtet wird, indem selbständig alternative Signalwege
verwendet werden, die ausgefallene Verbindungen umgehen, um sämtliche
funktionierende Prozessoreinheiten zu einer Prozessor-Anordnung
zusammenzuschalten. Hierbei erhält
jede Prozessoreinheit bei der Initialisierung eine entsprechende
Adresse.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
sind die Prozessoreinheiten in Folie, Keramik, Papier oder Textilmaterial
eingebettet.
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Auch
das Material, auf dem die Prozessoreinheiten aufgebracht sind, kann
den Gegebenheiten einer bestimmten Anwendung angepasst sein. Beispielsweise
eignet sich eine Kunststofffolie besonders für Anwendungen mit besonderen
mechanischen Anforderungen, da die Kunststofffolie mit Wasser abwaschbar
ist. Keramik zeichnet sich insbesondere durch seine hohe thermische,
mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit aus, ist aber relativ schwer
und kann kaum an unebene Oberflächen, d.h.
geschwungene Oberflächen,
angepasst werden. Papier, wie z.B. Papiertapeten, ist leicht und
kann auch auf unebenen Oberflächen
befestigt werden. Ein Textilmaterial, z.B. Teppich, eignet sich
insbesondere für
Anwendungen in Häusern
und Fahrzeugen. Anschaulich wird die vernetzte Oberfläche, also
die Folie, Tapete, Kachelfläche
oder das Textilgewebe zu einer Art Touchscreen, auf dem sich Anzeigen
und Schaltflächen
an beliebiger Stelle befinden können.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung sind die Prozessoreinheiten unterschiedlich mit Aktoren
und/oder Sensoren bestückt.
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Prinzipiell
ist dieses Netzwerk, bzw. diese Gruppe von Netzwerken homogen, d.h.
gleichartig, bestückt,
was jedoch nicht ausschließt,
dass gewisse Anzeigeelemente oder Sensoren nicht überall,
sondern nur an bestimmten Prozessoreinheiten verfügbar sind.
Besonders teure Prozessoreinheiten brauchen daher nur an wenigen
Stellen der Prozessor-Anordnung integriert sein, so dass Kosten
eingespart werden können.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist die Prozessor-Anordnung als Bodenverkleidung, Wandverkleidung
oder Deckenverkleidung eingerichtet.
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Insgesamt
entsteht dadurch ein großes
flächiges
Sensor- und/oder
Anzeigenfeld, welches auf die oben genannten Flächen aufgebracht bzw. eingebracht
sein kann. Insbesondere kann z.B. die Innenverkleidung eines Fahrzeuges
auch aus mehreren solchen flächigen
Sensor- und/oder Anzeigenfeldern bestehen, etwa aus mehreren Textilstücken. Mehrere solcher
Netzwerke, d.h. Flächenelemente,
können elektrisch
miteinander gekoppelt sein, und mittels eines gemeinsamen Portals
des Steuerrechners gesteuert werden. Somit kann eine Verkleidung
eines Auto-Innenraums aus einer Mehrzahl von Flächenelementen bestehen, was
die Herstellung solcher Flächenelemente
vereinfacht und kostengünstiger macht.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist die Verkleidung Prozessor-Anordnung in Räumlichkeiten, Innenverkleidungen
von Fahrzeugen, Oberflächen
von Armaturen oder Verblendungen von Industrieanlagen angeordnet,
was der Prozessor-Anordnung einen großen Anwendungsbereich erschließt.
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Zusammenfassend
zeichnen sich die Ausführungsbeispiele
der Erfindung durch die folgenden grundlegenden Prinzipien aus:
- 1. Frei wählbare
Orte für
Steuer- oder Anzeigefunktionen innerhalb eines vorzugsweise selbstorganisierenden
fehlertoleranten Netzwerks aus uniformen Prozessoren, die in Folie,
Keramik, Textil oder anderen Materialen eingebettet sein können.
- 2. In einer Weiterbildung können
Orte für
Steuer- oder Anzeigefunktionen frei wählbar sein innerhalb eines
Verbunds von vorzugsweise selbstorganisierenden fehlertoleranten
Netzwerken aus uniformen Prozessoren, die über eine gemeinsame zentrale
Steuereinheit (Portal) verwaltet werden.
- 3. In einer anderen Weiterbildung können Orte für Steuer- oder Anzeigefunktionen frei wählbar sein innerhalb
eines vorzugsweise selbstorganisierenden fehlertoleranten Netzwerks
aus uniformen Prozessoren, die mit unterschiedlichen Sensor- oder Anzeigeelementen
bestückt
sind. Die freie Wahl der Orte kann dabei auf Elemente eingeschränkt sein,
die die gewünschte
Funktion physisch erfüllen
können.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren
näher erläutert.
-
1 zeigt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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2 zeigt
ein Flächenelement
mit Eingabeelementen gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
3 stellt
mögliche
Orte für
transferierbare Schalter auf einer textilen Fläche dar.
-
4 zeigt
eine Anordnung von aneinander gekoppelten Prozessoreinheiten.
-
5 zeigt
das zugrundeliegende Netzwerk von Prozessoreinheiten.
-
6 zeigt
eine Prozessoreinheit und den Steuerrechner im Detail.
-
Die
beschriebenen Figuren dienen nur zur Erklärung der Erfindung und stellen
insbesondere keine maßstabsgetreuen
Abbildungen des Gegenstands der Erfindung dar.
-
In
allen Figuren sind, wo es angebracht ist, die Bestandteile der Figuren
mit dem jeweils gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
-
1 zeigt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Beispielhaft
ist in 1 dargestellt, wie sich in einem Konfigurationsmodus
durch Streichen der Hand über
Textilgewebe ein darin befindlicher virtueller Schalter über das
Netzwerk und auch über
Netzwerkgrenzen hinweg transferieren lässt. Anschließend betätigt eine
Berührung
an der Stelle des virtuellen Schalters die damit verknüpfte Funktion.
Es ist implementierungsabhängig,
ob die Position des Schalters z.B. durch Leuchtdioden markiert wird, oder
ob der Schalter für
das Auge unsichtbar ist.
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Auf
diese Weise kann die gewünschte
Steuerfunktion an einer beliebigen Stelle innerhalb des Netzwerkes
oder der zusammenhängenden
Gruppe von Netzwerken definiert werden. Je nach Wunsch und Notwendigkeit
können
die Funktionen auch in beliebiger Zahl mehrfach vorhanden sein,
z.B. mehrere gleichartige Lichtschalter an bestimmten aber wahlfreien
Stellen einer textilen elektronischen Tapete eines Wohnraumes. Insbesondere
können
diese Stellen auch weitestgehend beliebig im Nahbereich eines Nutzers
definiert werden, z.B.
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Verschiebung
der Tankanzeige um einige Zentimeter je nach Größe des Fahrers in einem Fahrzeug,
wobei die Auflösung
vom Abstand der Prozessoreinheiten bzw. der angeschlossenen Sensoren und
Aktoren abhängt.
Ein weiteres Beispiel ist eine Kindersicherung, die mit den Ansprüchen mitwächst, etwa
Sperrung aller Funktionen für
Kleinkinder; bei halbwüchsigen
Kindern Sperrung des Türöffners, aber
Freischaltung von Klimatisierung und Fensterhebern an kindgerechten
Positionen. Da die Konfiguration der Steuer- und Anzeigefunktion
elektronisch erfolgt und als Profil in dem Steuerrechner gespeichert
werden kann, kann auf einfache Art und Weise eine einmal definierte
Konfiguration wieder hergestellt werden. So kann z.B. für jeden
Fahrzeuglenker ein eigenes Profil gespeichert sein, so das in wenigen Augenblicken
alle Anzeigen, Schalter und Sensoren auf ihn einstellt werden können. Ein
anderes Beispiel ist der Wechsel eines zu fertigenden Werkstücks in einer
Fertigungsanlage, für
das die Steuerfunktionen an die passenden Stellen für den Controller
transferiert werden. Da das Netzwerk selbstorganisierend und extrem
fehlertolerant ist, ist die Montage einfach und die Betriebssicherheit
hoch, da einfache Ausfälle oder
Kabelunterbrechungen den Betrieb nicht beeinträchtigen.
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Gemäß 1 weist
die Prozessor-Anordnung 1 auf ein Flächenelement 10 oder
eine Mehrzahl von voneinander unabhängigen Flächenelementen 10 und
einen Steuerrechner 3, der mit jedem der Flächenelemente 10 gekoppelt
ist. Als Flächenelemente 10 können Textilmaterialien,
Kacheln oder Folien verwendet werden. Beispielsweise können auf den
Flächenelementen 10 leuchtende
Symbole 11 an unterschiedlichen Positionen angezeigt werden,
die dem Benutzer die Position eines Schaltelements anzeigen. Beispielsweise
kann eine symbolisierte Hand als Leucht-Symbol 11 angezeigt
werden, und insbesondere können
auf den Flächenelementen 10 mehrere
unterschiedliche Leucht-Symbole 11 angezeigt werden, die
dementsprechend eine Mehrzahl von Schaltelementen anzeigen.
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Die
Leucht-Symbole 11, oder allgemeiner die Anzeigeelemente,
und die Sensorelemente, d.h. die Eingabeelemente, sind mittels einer
Verbindungsleitung 12 mit dem Steuerrechner 3 gekoppelt,
so dass sie ein vorzugsweise selbstorganisiertes Netzwerk bilden,
und tauschen mit diesem Nachrichten aus. Verbindungsleitungen 12 umfassen
elektrisch leitfähige
Leitungen, die zum Übertragen
der Versorgungsspannung und der zwischen den verschiedenen Komponenten
des Netzwerks ausgetauschten Informationen und Signale geeignet
sind. In einem textilen Flächenelement
können
beispielsweise elektrisch leitfähige
Fäden verwendet
werden.
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Der
Steuerrechner 3 ist auch an ein z.B. externes Gerät oder eine
externe Vorrichtungen gekoppelt. Beispiele solcher Geräte und Vorrichtungen 4 sind
eine Lampe, ein Motor oder eine komplette Fertigungsanlage. Somit
ist es möglich,
externe Geräte 4 durch
Eingabe von Befehlen mittels der Eingabeelemente des Flächenelements 10 zu
steuern, und Informationen auf dem Flächenelement 10 anzuzeigen.
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Dem
jeweils angezeigten Leucht-Symbol 11 ist jeweils ein Schaltelement
zugeordnet, so dass durch Drücken
des Leucht-Symbols 11 eine
an dem Steuerrechner 3 angeschlossene Vorrichtung 4 betätigt werden
kann.
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Der
Steuerrechner 3 ist ferner dazu eingerichtet, diese Leucht-Symbole 11 an
unterschiedlichen Positionen der Flächenelemente 10 anzuzeigen,
wenn die Konfiguration der Prozessor-Anordnung 1 geändert wird.
Beispielsweise kann, wie in 1 gezeigt,
das erste Leucht-Symbol 11 auf dem ersten Flächenelement 10 angezeigt
werden, später das
zweite Leucht-Symbol 11 auf
dem ersten Flächenelement 10 und
dann das dritte Leucht-Symbol 11 auf dem ersten Flächenelement 10.
Gemäß einer Ausgestaltung
der Erfindung wird, wenn ein Leucht-Symbol 11 angezeigt
wird, das jeweils vorher angezeigte Leucht-Symbol nicht mehr angezeigt,
so dass sich für
einen Benutzer, der das Flächenelement 10 ansieht,
der Eindruck ergibt, dass das Leucht-Symbol 11 von einer
Position zur nächsten springt.
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Bei
alledem bleibt jedoch sichergestellt, dass der Motor 4 dadurch
betätigt
werden kann, dass auf das jeweils angezeigte Leucht-Symbol 11 gedrückt wird.
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Diese
sequenzielle Anzeige-Abfolge wird in 1 dadurch
dargestellt, dass von Leucht-Symbolen 11, die nicht mehr
leuchten, nur der Rand dargestellt ist, während ein leuchtendes Leucht-Symbol 11 ausgefüllt dargestellt
ist. Da jedes der Flächenelemente 10 mit
dem Steuerrechner 3 gekoppelt ist, ist diese "Bewegung" der Leucht-Symbole 11 nicht
auf ein Flächenelement 10 beschränkt, sondern
kann, wie in 1 dargestellt, auf einem zweiten
Flächenelement 10 fortgesetzt
werden. Beispielsweise wird nach dem dritten Leucht-Symbol 11 auf
dem ersten Flächenelement 10 das
einzige Leucht-Symbol 11 auf dem zweiten Flächenelement 10 angezeigt,
und anschließend
das erste Leucht-Symbol 11 auf einem dritten Flächenelement 10 und
dann das zweite Leucht-Symbol 11 auf dem dritten Flächenelement 10.
Das zweite Leucht-Symbol 11 auf dem dritten Flächenelement 10 leuchtet
solange wie nötig
und ist in 1 ausgefüllt dargestellt. Das mehrere
Flächenelemente 10 mit
dem Steuerrechner 3 gekoppelt sein können und somit als ein einziges
Flächenelement 10 wirken
hat insbesondere den Vorteil, dass an verschiedene Oberflächen jeweils
ein einzelnes Flächenelement 10 angebracht
werden kann, wobei alle Flächenelemente
von dem Steuerrechner 3 wie ein einziges gesteuert werden
können.
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Insbesondere
kann ein auf den Flächenelementen 10 angezeigtes
Leucht-Symbol 11, das z.B. die Position eines Schaltelements
anzeigt, mittels lichtemittierender Dioden realisiert sein. Alternativ können auf
den Flächenelementen 10 auch
Anzeigeelemente angeordnet sein, die zum Anzeigen von Informationen,
z.B. dem Betriebszustand (EIN, AUS, STÖRUNG) des Motors 4,
geeignet sind. Das Schaltelement, das ein Sensor ist, kann als ein
Mikrophon, ein Drucksensor, ein Temperatursensor oder ein Rauchsensor
sein, so dass der Motor 4 auf der Basis eines detektierten
Schallpegels, Drucksignals, Temperatursignals bzw. einer Rauchgas-Konzentration aktiviert
wird.
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Wenn
als Eingabeelemente Drucksensoren verwendet werden, kann im Initialisierungsmodus
ein Anzeigeelement durch ein Wischen mit der Hand über die
Drucksensoren von einer ersten Position an eine zweite Position
verschoben werden, was anschaulich dem Prinzip des sogenannten "Drag and Drop" entspricht. Dazu
verfolgt der Steuerrechner 3 den Verlauf des Wischens,
indem die Adressen von Drucksensoren in der Prozessor-Anordnung 1,
die einen angelegten Druck detektieren, registriert werden, so dass
das Anzeigeelement, das an der Position dargestellt ist, an der
ein angelegter Druck zuerst festgestellt wird, an den jeweiligen
Positionen angezeigt wird, an denen im Folgenden eine Berührung festgestellt
wird. Wird festgestellt, dass keine weitere Bewegung erfolgt, so
wird die Zuordnung des ersten Drucksensors an dem ersten Ort zu dem
Motor 4 aufgehoben und ein zweiter Drucksensor an einem zweiten
Ort, der der zuletzt registrierten Position entspricht, d.h. dem
Endpunkt des Wischens, zur Betätigung
des Motors 4 verwendet.
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Genauer
ausgedrückt,
wird jeweils eine Position eines ersten Drucksensors ausgelesen,
der einen angelegten Druck detektiert, und es wird festgestellt,
welches erste Sensorelement an oder in der Nähe dieser Position angezeigt
wird. Anschließend wird
eine zweite Position eines zweiten Drucksensors ausgelesen, der
nachfolgend einen angelegten Druck detektiert, und es wird festgestellt,
welches die Position des nächstliegenden
gleichartigen zweiten Anzeige- bzw.
Sensorelements ist, das sich an oder in der Nähe der zweiten Position befindet.
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Der
Steuerrechner 3 gibt dann im Bediener-Modus eine Information,
die ursprünglich
basierend auf der Betätigung
des ersten Drucksensors ausgegeben wurde, basierend auf der Betätigung des
zweiten Drucksensors aus, wohingegen im Allgemeinen eine Betätigung des
ersten Drucksensors nicht mehr berücksichtigt wird. Das heißt, der
Benutzer kann den Motor 4 ein- bzw. ausschalten, indem
er an der Position des zweiten Drucksensors auf das Flächenelement 10 drückt, während das
Drücken
an der Position des ersten Drucksensors keine Wirkung mehr zeigt.
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Alternativ
kann der Steuerrechner 3 eine Eingabevorrichtung, wie z.B.
eine Maus oder eine Tastatur, aufweisen, so dass ein Einrichten
der Positionen von Anzeige- und Sensorelementen direkt am Steuerrechner 3 möglich ist.
Dazu weist der Steuerrechner 3 ein geeignetes Steuerprogramm
auf.
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Insbesondere
kann diese Prozessor-Anordnung 1 mit einem solchen Flächenelement 10 bzw. einer
Mehrzahl solcher Flächenelemente,
auf einer großen
Maschinenanlage in der Industrie angeordnet sein, und mittels der
Anzeige- und Eingabeelemente ein Bedienpult für diese Maschinenanlage gebildet werden.
Dann ist es ein besonderer Vorteil, dass das Bedienpult auf jeder
Oberfläche
der Maschinenanlage dargestellt werden kann, so dass ein Bediener
die Maschinenanlage von dem für
ihn günstigsten
Platz aus steuern kann. Alternativ können auch nur besonders wichtige
Bedienelemente (z.B. EIN, AUS, NOT-AUS, Geschwindigkeit erhöhen, Geschwindigkeit
senken) an den für
den Bediener jeweils günstigsten
Oberflächen
dargestellt werden.
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Eine
solches Flächenelement 10 kann
auch auf einer Fahrzeugoberfläche,
z.B. in einem Auto, angeordnet sein, so dass der Fahrer des Autos
die Position von Bedienelementen genau auf seine Bedürfnisse,
z.B. auf seine Körpergröße, einstellen
kann.
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Ferner
kann ein solches Flächenelement 10 auch
in einem Passagierflugzeug zum Beispiel an der Decke befestigt sein
und Bedienelemente für Passagiere,
wie z.B. Licht ein/aus oder eine Ruftaste, aufweisen. Dieses Ausführungsbeispiel
hat den Vorteil, dass dann, wenn die Passagierkabine neu bestuhlt
wird, mittels des Steuerrechners diejenigen der Mehrzahl von Prozessoreinheiten
zum Realisieren der Schaltfunktion ausgewählt werden können, die der
neuen Bestuhlung entsprechen, damit jeder Passagier die Bedienelemente
von seinem Platz aus leicht erreichen kann.
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2 zeigt
ein Flächenelement
mit Eingabeelementen gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Im
folgenden Ausführungsbeispiel
werden Sensorelemente und Anzeigeelemente so gesteuert, dass virtuelle
Schalter 11, die den oben genannten Leucht-Symbolen entsprechen,
innerhalb des selbstorganisierenden Netzwerks festgelegt werden.
Insbesondere zeigt 2 z.B. ein unregelmäßig geformtes
Flächenelement 10,
z.B. ein Textilgewebe oder eine unregelmäßige Folie, auf der drei Bereiche hervorgehoben
sind, damit ein Benutzer die Positionen der Steuerelemente sehen
kann. Zum Hervorheben der drei Bereiche kann das Flächenelement 10, z.B.
mit einem in einem Textilgewebe angeordneten Netzwerk und lichtemittierenden
Dioden ausgestattet sein, die einen Lichtfleck durch das Textilgewebe
hindurchschimmern lassen, der dem Benutzer den Ort der Steuerelemente
anzeigen. Wie bereits geschildert, kann die Einrichtung dieser Positionen
durch Handbewegungen über
das Flächenelement 10 hinweg
erfolgen.
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Wird
nun eine der drei virtuellen Schaltflächen 11 mit der Hand
berührt,
dann wird eine Sensornachricht von der virtuellen Schaltfläche 11 an
den Steuerrechner 3, d.h. die zentrale Steuereinheit, gesendet,
die in 2 im unteren Bereich dargestellt ist und mit den
Schaltflächen
mittels Verbindungsleitungen 12 elektrisch leitfähig gekoppelt
ist. Abhängig von
der Anwendung, kann dann von dort aus die gewünschte Funktion ausgelöst werden,
etwa die Bewegung der Fensterscheibe eines Fahrzeugs. Das vernetzte
Flächenelement 10 kann
dabei eine beliebige Schnittform aufweisen. Außerdem kann das Flächenelement 10 im
technischen Rahmen mögliche Krümmungen
aufweisen, z.B. durch Einpassen eines elektronischen Textils in
einen geschwungenen Fahrzeugrahmen, um die Innenraumverkleidung
zu bilden.
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3 stellt
mögliche
Orte für
transferierbare Schalter auf dem textilen Flächenelement dar.
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In 3 sind
alle möglichen
Orte für
transferierbare Schalter 11, d.h. virtuelle Schaltflächen, dargestellt,
wobei das textile Flächenelement 10 dem
in 2 dargestellten Flächenelement entspricht. Ferner
ist in 3 ein Steuerrechner 3 dargestellt, der mit
dem textilen Flächenelement 10 mittels
Verbindungsleitungen 12 gekoppelt ist. In 3 wurde
auf die Darstellung der mit dem Steuerrechner 3 gekoppelten
zu steuernden Vorrichtung verzichtet.
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Wie
daraus zu sehen ist, sind die Steuerelemente 11, d.h. die
virtuellen Schalter, an einer Vielzahl von Positionen darstellbar,
wobei aktivierte Steuerelemente durch eine ausgefüllte Hand
dargestellt sind, während
inaktive Steuerelemente durch eine umrandete symbolhafte Hand dargestellt
sind. Die Abstände
zweier benachbarter Steuerelemente 11 wird von dem Abstand
der beiden Prozessoreinheiten (nicht dargestellt) vorgegeben, auf
denen die beiden Steuerelemente jeweils angeordnet sind.
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4 zeigt
eine Anordnung von aneinander gekoppelten Prozessoreinheiten.
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4 zeigt
eine weitere Darstellung des bereits in 2 und 3 dargestellten
Flächenelements.
Insbesondere zeigt 4 die Prozessoreinheiten 2,
die in dem Flächenelement
angeordnet sind und den Steuerrechner 3 zum Steuern der
Prozessor-Anordnung. Auch in 4 wurde
auf die Darstellung der Vorrichtung, die mit dem Steuerrechner 3 gekoppelt
ist, zum Vereinfachen der Zeichnung verzichtet.
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Die
Prozessoreinheiten 2 sind im Allgemeinen mit den jeweils
benachbarten Prozessoreinheiten 2 elektrisch leitfähig gekoppelt.
Zum elektrisch leitfähigen
Koppeln werden in Textilmaterialien z.B. leitfähige Fasern verwendet, die
in das Textilmaterial eingewoben sind. Zwei benachbarte Prozessoreinheiten 2 sind
mittels einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Verbindungsleitungen 12 gekoppelt,
deren Anzahl sich nach den Anforderungen der Prozessoreinheiten 2 richtet.
Gemäß 4 sind
zwei benachbarte Prozessoreinheiten 2 durch jeweils drei Verbindungsleitungen 12 gekoppelt.
Es kann jedoch vorkommen, dass die Kopplung zwischen zwei benachbarten
Prozessoreinheiten 2 fehlerhaft ist.
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In 4 sind
daher auch fehlerhafte, d.h. unterbrochene, Verbindungsleitungen
dargestellt. Diese Fälle
sind in 4 dadurch dargestellt, dass
alle drei dargestellten Verbindungsleitungen 12 zwischen den
beiden benachbarten Prozessoreinheiten 2 unterbrochen sind,
obwohl in der Realität
in den meisten Fällen
nur eine einzelne Verbindungsleitung 12 unterbrochen ist.
Aufgrund des Prinzips der fehlertoleranten Selbstorganisation, das
aus [1, 2] bekannt ist, arbeitet das Netzwerk aber so ausfallsicher
wie in 3 für
den Nutzer erkennbar, solange jede Prozessoreinheit 2 mittels
wenigstens einer elektrisch leitfähigen Verbindungsleitung 12 eine
Verbindung zur Datenkommunikation zu dem Steuerrechner 3 hergestellt
werden kann.
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Der
Steuerrechner 3 ist mit einer der Prozessoreinheiten 2 elektrisch
leitfähig
gekoppelt.
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5 zeigt
das zugrundeliegende Netzwerk von Prozessoreinheiten.
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5 zeigt
das gleiche Flächenelement,
das auch schon in den 2 bis 4 zu sehen
war, wobei jedem in 3 gezeigten Anzeigeelement,
eines der in 5 gezeigten Prozessoreinheiten 2 entspricht.
Insbesondere ist aus 5 auch der Datensignalpfad 13 zwischen
dem Steuerrechner 3 und jedem einzelnen der Mehrzahl von
Prozessoreinheiten 2 durch die fett gedruckte Linie erkennbar.
Zum Betreiben der Prozessor-Anordnung reicht es aus, das zwischen
jeder Prozessoreinheit 2 und dem Steuerrechner 3 eine
elektrisch leitfähige
Verbindung zur Datenkommunikation besteht. Jedoch braucht nicht jede
der Prozessoreinheiten 2 mit jeder seiner benachbarten
Prozessoreinheiten gekoppelt sein.
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Zum
Herstellen einer elektrisch leitfähigen Signalverbindung, d.h.
einer Daten-Kommunikationsverbindung, zwischen einer Prozessoreinheit 2 und einer
der benachbarten Prozessoreinheiten weist jede Prozessoreinheit 2 mindestens
eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle (nicht dargestellt) auf,
so dass Informationen mit der benachbarten Prozessoreinheit ausgetauscht
werden können.
Insbesondere ist jede Prozessoreinheit 2 außerdem zum Weiterleiten
der Informationen zwischen zwei anderen Prozessoreinheiten, die
jeweils der Prozessoreinheit 2 benachbart sind und die
eine Daten-Kommunikationsverbindung zwischen sich und der Prozessoreinheit 2 aufweisen,
eingerichtet. Somit ist es möglich,
das Informationen von dem Steuerrechner 3 zu jeder der
Mehrzahl von Prozessoreinheiten 2 übertragen werden, z.B. wenn
die Prozessoreinheit 2 einen Aktor aufweist, der der zu
steuernden Vorrichtung entspricht, die mit dem Steuerrechner 3 gekoppelt
ist. In anderen Worten kann die Vorrichtung 4, die mittels
des Steuerrechners 3 gesteuert wird, auf einer der Mehrzahl
von Prozessoreinheiten 2 der Prozessor-Anordnung 1 angeordnet
sein. Beispielsweise kann eine erste Prozessoreinheit der Prozessoreinheiten 2 eine
lichtemittierende Diode aufweisen, die mittels eines Drucksensors
einer zweiten Prozessoreinheit der Mehrzahl von Prozessoreinheiten 2 gesteuert
wird, wobei die erste und die zweite Prozessoreinheit verschiedene
Prozessoreinheiten 2 sind. Ferner können Informationen, z.B. Steuersignale zum
Steuern einer Vorrichtung an den Steuerrechner 3 weitergeleitet
werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Schaltort pro Prozessoreinheit 2 dargestellt.
In anderen Ausführungsbeispielen
können
aber auch mehrere Sensoren und/oder Aktoren pro Prozessoreinheit 2 angesteuert
werden, d.h. das in 3 dargestellte Positionsnetz
wäre dichter,
oder es kann auch nur eine Auswahl von Prozessoreinheiten 2 mit
einem Sensor und/oder einer Anzeige ausgestattet sein, d.h. das
in 3 dargestellt Netz wäre dünner bzw. würde Lücken aufweisen.
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Anders
ausgedrückt
wird in 5 ein Beispiel für einen
automatisch erzeugten Routingbaum abgegeben, über den jede Prozessoreinheit 2 adressierbar
ist, und der sich, bildlich gesprochen, von der Wurzel aus, die
dem Steuerrechner 3 entspricht, zu jedem einzelnen der
Mehrzahl von Prozessoreinheiten 2 verzweigt.
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6 zeigt
eine Prozessoreinheit und den Steuerrechner im Detail.
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6 zeigt
einen Ausschnitt der Prozessor-Anordnung mit einer Prozessoreinheit 2 der Mehrzahl
von Prozessoreinheiten, die die Prozessor-Anordnung bilden, und
dem Steuerrechner 3, der mit der gezeigten Prozessoreinheit 2 elektrisch
leitfähig
mittels einer Verbindungsleitung 12 gekoppelt ist, sowie
einen Motor 4, der an die Prozessor-Anordnung, d.h. den
Steuerrechner 3, angeschlossen ist.
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Die
Prozessoreinheit 2 weist eine Mehrzahl von Kommunikationsschnittstellen 20 auf,
mit denen jeweils eine Daten-Kommunikationsverbindung zu jeder der
benachbarten Prozessoreinheiten, die hier nicht dargestellt sind,
und zu dem Steuerrechner 3 hergestellt sein kann. Die Daten-Kommunikationsverbindung
wird mittels leitfähiger
Fäden realisiert, die
in das textile Flächenelement
eingewoben sein können.
Ferner weist die Prozessoreinheit 2 einen Mikroprozessor 21,
einen Drucksensor 22 und eine lichtemittierende Diode 23 auf.
Der Mikroprozessor 21 ist dazu eingerichtet, Daten mittels
der Kommunikationsschnittstellen 20 von den benachbarten
Prozessoreinheiten zu empfangen und sie an den Steuerrechner 3 weiterzuleiten.
Ferner werden die Daten die mittels des Drucksensors 22 registriert
werden, an den Steuerrechner 3 weitergegeben. Die Prozessoreinheit 2 ist
auch zum Weiterleiten der Daten von dem Steuerrechner 3 zu
den benachbarten Prozessoreinheiten eingerichtet. Der Drucksensor 22 und die
lichtemittierende Diode 23 dienen beispielhaft als Sensor
bzw. Aktor zum Ein- und Ausgeben von Daten. Außer dem Drucksensor 22 und
der lichtemittierenden Diode 23 kann die Prozessoreinheit 2 ein
Mikrophon, einen Temperatursensor oder einen Rauchsensor, bzw. einen
Schallgeber aufweisen.
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Der
Steuerrechner 3 weist Ein-/Ausgabe-Anschlüsse 30 zum
Herstellen einer Datenverbindung mit der Prozessoreinheit 2 und
dem Motor 4, einen Prozessor 31 mit einem nichtflüchtigen
Speicher 32, eine Anzeigevorrichtung 33 und eine
Eingabevorrichtung auf.
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Der
Prozessor 31 ist dazu eingerichtet, detektierte Daten von
Prozessoreinheiten 2 zu empfangen und dem Motor 4 zu
dessen Steuerung ein Steuerelement, wie z.B. den Drucksensor 22,
zuzuweisen. Der Speicher 32 ist nichtflüchtig aber überschreibbar, und weist als
Information eine Adresse eines Steuerelements 22 auf, wobei
die Adresse dasjenige Steuerelement 22 eindeutig identifiziert,
das zum Steuern des Motors 4 verwendet wird. In anderen
Worten, der Prozessor 31 ist dazu eingerichtet, die Daten
zu empfangen, die von allen Steuerelementen der Mehrzahl von Prozessoreinheiten 2 detektiert
werden, wobei der Motor 4 auf der Basis derjenigen Daten
gesteuert wird, die von demjenigen Steuerelement detektiert werden,
das die Adresse aufweist, die in dem Speicher 32 gespeichert
sind. Da die Adresse in einem überschreibbaren
Speicher 32 gespeichert ist, kann die Adresse auf einfache Weise
geändert
werden, was bedeutet, dass dann ein anderes Steuerelement zum Steuern
des Motors 4 verwendet wird.
-
Ferner
weist der Steuerrechner 3 eine Eingabevorrichtung, z.B.
eine Maus 35 und/oder eine Tastatur 34 auf, zum
Eingeben der Adresse des Steuerelements, das dann in dem Speicher 32 gespeichert wird.
An den Steuerrechner 3 kann auch eine Anzeigevorrichtung 33,
wie z.B. eine LCD-Anzeige angeschlossen sein zum Anzeigen der momentanen
Konfiguration der Prozessor-Anordnung.
-
Der
Steuerrechner 3 ist z.B. ein herkömmlicher PC, und kann auch
durch jede andere Steuerschaltung realisiert sein, die zum Empfangen
der Signale der Steuerelemente, zum Weiterleiten des Signals, das
von einem vorgegebenen Steuerelement empfangen wird, und zum Ausgeben
des Signals des vorgegebenen Steuerelements als einem Steuersignal
an den Motor 4 eingerichtet werden kann. Beispiele für solche
Steuerschaltungen sind Mikrocontroller-, ASIC- und FPGA-Bausteine. Dabei
steht ASIC für "Application Specific
Integrated Circuit",
d.h. Anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis, und FPGA steht
für "Field Programmable
Gate Array", d.h.
frei programmierbarer Logikschaltkreis.
-
Der
Motor 4 wird hier nicht näher beschrieben und kann als
herkömmlicher
Elektromotor angenommen werden, wobei der Motor 4 nur beispielhaft für alle elektrisch
steuerbaren Vorrichtungen steht, wie zum Beispiel eine Lampe, eine
Produktionsanlage usw., die mittels der Prozessor-Anordnung gesteuert
werden können.
-
In
diesem Dokument sind die folgenden Veröffentlichungen zitiert:
- [1] DE
101 58 781
- [2] DE 101 58 784
- [3] DE 102 57 672
- [4] DE 103 37 940
- [5] DE 103 35 819
- [6] "A Novel
Fault-Tolerant Architecture for Self-Organizing Display and Sensor
Arrays", Thomas
F. Sturm, Stefan Jung, Guido Stromberg und Annelie Stöhr, in Jay
Morreale ed., SID Symposium Tech. Dig., vol. XXXIII, Number II,
pp. 1316–1319,
2002.
- [7] "Applications
of Microelectronics and Sensors in intelligent textile fabrics", Stefan Jung, Christl
Lauterbach, Thomas F. Sturm, Guido Stromberg und Werner Weber, Techtextil
2003, Messe Frankfurt am Main, April 2003
- [8] "Electronics
in Textiles – The
next stage in man machine interaction", Proc. of the 2nd CREST
Workshop in advanced communicating techniques for wearable information
playing, pp. 35–41,
Nara, Japan, May 2003
-
- 1
- Prozessor-Anordnung
- 10
- Flächenelement
- 11
- Leucht-Symbol
- 12
- Verbindungsleitung
- 13
- Datensignalpfad
- 2
- Prozessoreinheit
- 20
- Kommunikationsschnittstelle
- 21
- Mikroprozessor
- 22
- Drucksensor
- 23
- lichtemittierende
Diode
- 3
- Steuerrechner
- 30
- Ein-/Ausgabeanschluss
- 31
- Prozessor
- 32
- Speicher
- 33
- Anzeigevorrichtung
- 34
- Tastatur
- 35
- Maus
- 4
- Vorrichtung