DE102006034418A1

DE102006034418A1 - Verfahren und Transmitter zum Senden eines Datentelegramms

Info

Publication number: DE102006034418A1
Application number: DE102006034418A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Emmerling; Thomas Klement; Arnd Stielow
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2007-10-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Transmitter zum Senden eines Datentelegramms, bei dem die zu sendenden Daten aus einem seriellen Datenspeicher im ganzzahligen Vielfachen einer gewünschten Signalfrequenz ausgelesen werden und die ausgelesenen seriellen Daten unmittelbar mittels einer Antennentreiberstufe mit der gewünschten Signalfrequenz gesendet werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Transmitter zum Senden eines Datentelegramms. Derartige Verfahren und Transmitter finden beispielsweise in der Fahrzeugtechnik in sogenannten RKE-Systemen (remote keyless entry) Anwendung.
Um in einem Nahbereich eines Fahrzeuges von beispielsweise wenigen Metern ein Signal in Form eines Datentelegramms an einen von einer Person mitgeführten ID-Geber bzw. Schlüssel zu senden wird üblicherweise von einem im Fahrzeug angeordneten Basissteuergerät ein entsprechendes Signal ausgesendet.
Zur Erzeugung dieses Signals sind herkömmliche Steuergeräte technisch aufwändig ausgebildet. Diese aufwändige Ausbildung verursacht jedoch einen relativ hohen Stromverbrauch, welcher in Anwendungen mit autarker Energieversorgung möglichst gering zu halten ist. Herkömmliche Steuergeräte weisen daher meist eine "Wake-up" Funktion auf, mittels welcher das Steuergerät bzw. der Transmitter aus einem Ruhemodus mit geringem Energieverbrauch geweckt werden kann um in einem aktiven Modus mit höherem Energieverbrauch das Senden des Sendetelegramms auszuführen.
Bei den in der Fahrzeugtechnik heutzutage erhöhten Anforderungen an den Bedienkomfort ist es jedoch wünschenswert den Energieverbrauch weiter zu verringern, da bereits eine Reihe von Funktion sowohl im aktiven Modus als auch im Ruhemodus die Autobatterie belasten und deren unerwünschte Entladung, insbesondere bei längeren Standzeiten des Fahrzeuges bewirken.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Senden eines Datentelegramms mittels eines Transmitters zu schaffen, welche den Energiebedarf weiter verringert. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Transmitter zur Durchführung eines derartigen Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Transmitter mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
Durch das Auslesen eines zu sendenden Datentelegramms aus einem seriellen Datenspeicher, vorzugsweise aus einem (seriellen) EEPROM, mit einer (Takt-)Frequenz, welche einem ganzzahligen Vielfachen einer gewünschten Signalfrequenz entspricht, können die Daten unmittelbar ohne Verwendung eines Mikroprozessors und Steuerungssoftware gesendet werden. Hierzu liegt an dem seriellen Datenspeicher ein Takt eines Taktgebers an, wodurch in diesem Takt Daten bitweise ausgegeben werden.
Durch entsprechende Codierung des seriellen Datenspeichers ist es nun möglich Signale entsprechender Frequenz zur Ansteuerung zu erzeugen. Beispielsweise können Signale mit der halben Taktfrequenz ausgegeben werden, wenn ein erstes Bit für die erste (beispielsweise positive) Halbwelle und ein zweites Bit für die zweite (beispielsweise negative) Halbwelle eines Signals steht.
Wird eine derartige Codierung an eine Endstufe eines Transmitters weitergeben, so sendet der Transmitter mit seiner Antenne mit einem beispielsweise amplituden-, manchester- oder anderweitig kodierten Signal der gewünschten, entsprechenden (Träger-)Frequenz. Durch dieses Verfahren wird vorteilhafterweise auf einfache Art und Weise eine Ansteuerung einer Transmitterendstufe und damit ein Transmitter ohne den auf wändigen Einsatz von Mikroprozessoren oder Mikrokontrollern inklusive deren Steuerungssoftware, Arbeitsspeicher etc. ermöglicht.
Obwohl eine Taktung des seriellen Datenspeichers mit einem ganzzahligen Vielfachen der gewünschten Sendefrequenz durch entsprechende Codierung bzw. Speicherung von Bits ("0", "1") im Datenspeicher grundsätzlich möglich ist, kann ein Taktung mit einem geradzahligen Vielfachen, insbesondere dem Zweifachen, der gewünschten Sendefrequenz auf besonders einfache Art und Weise realisiert werden. Eine besondere Codierung durch Nachschaltung von etwaigen Gattern (beispielsweise XOR Gatter im Falle einer Manchestercodierung etc.) kann hierbei entfallen.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der serielle (vorzugsweise wiederbeschreibbare) Datenspeicher als EEPROM ausgebildet, welcher sich auf besonders einfache Art und Weise seriell auslesen und mit neuen Datentelegrammen beschreiben lässt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgen anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Transmitters.
Wie aus 1 ersichtlich weist der Transmitter 1 einen Taktgeber 3 auf, an welchen ein Aktivierungssignal A zur Ak tivierung des Taktgebers 3 aus einem Ruhemodus oder ausgeschalteten Zustand anliegt.
Dieses Aktivierungssignal A wird beispielsweise in der Fahrzeugtechnik in einem Zugangskontrollsystem bzw. RKE-System durch eine Betätigung des Türgriffs der Fahrzeugtür eines Fahrzeuges erzeugt, um ein fahrzeuginternes Steuergerät bzw. einen Transmitter 1 zum Senden eines Telegramms an einen ID-Geber bzw. Schlüssel zu veranlassen und in weiterer Kommunikation nach einer erfolgreichen Authentifizierung des ID-Gebers die Zentralverriegelung zu öffnen und eventuell die Wegfahrsperre freizugeben.
Ein derartige Aktivierungssignal A kann über eine vorzugsweise zeitgesteuerte Selbsthaltung 5 über einen vorbestimmten Zeitraum gehalten werden, um auch bei einer zu kurzen Betätigung eines Bedienelements, beispielsweise des Türgriffs, den Transmitter über eine vorbestimmte ausreichende Zeitdauer zu aktivieren.
Die Selbsthaltung kann beispielsweise über ein RC-Glied oder andere Zeitglieder zumindest für die Zeitdauer des zu sendenden Telegramms also beispielsweise bei einer Telegrammdauer von 20 bis 50 ms zum Beispiel eine Selbsthaltungszeit von 100 ms erfolgen. Der aktivierte Takt des Taktgebers liegt beispielsweise zur Erzeugung eines 125 kHz Signals bei 250 kHz, welcher an einem seriellen Speicherbaustein 7 insbesondere einem EEPROM anliegt.
Im einfachsten Fall werden nun am in der Zeichnung rechtseitig dargestellten Ausgang des Speicherbausteins 7 in dem angelegten Takt bitweise Daten in Form von Speicherbits ausgegeben, welche an eine LF-Treiberendstufe 9 übergeben werden. Durch entsprechende Codierung (Reihenfolge) der Speicherbits des Speicherbausteins bzw. Datenspeichers 7 über eine Schnittstelle S kann hierbei eine Ansteuerung der LF-Treiberendstufe 9 in der gewünschten Sendefrequenz (beispielsweise 125 kHz) erzeugt werden.
In diesem Fall wird wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, bei einer gewünschten Sendefrequenz von 125 kHz (LF) eine doppelte Frequenz über Taktgeber 3 nämlich 250 kHz an den Datenspeicher 7 angelegt, so dass in dieser Frequenz die Ausgabe der Speicherbits erfolgt. Hierbei stellt ein erstes Bit (beispielsweise eine "1") die erste Halbwelle und ein darauffolgendes zweites Bit (beispielsweise eine "0") die zweite Halbwelle eines gewünschten 125 kHz Signals (Rechtecksignal, Sinussignal etc. je nach verwendeter Antenne und der Treiberendstufe) dar, welche beispielsweise einem üblichen in der Fahrzeugtechnik verwendeten LF-Telegramms für die Zugangskontrolle bzw. das eines RKE-Systems entsprechen.
Selbstverständlich ist es auch denkbar zwei oder mehr aufeinanderfolgenden "1"-en als erste Halbwelle sowie zwei oder mehr aufeinanderfolgenden "0"-en als zweite Halbwelle zu interpretieren (zum Beispiel "11" als erste und "00" als zweite Halbwelle für eine vierfache Taktung also 500 kHz und "1111" bzw. "0000" für eine achtfache Taktung also 1000 kHz). Hierbei ist es sogar denkbar, unterschiedliche (Bit-Längen von erster und zweiter (asymmetrischen) Halbwellen zuzulassen, so dass auch ungeradzahlige Vielfache als Taktfrequenzen zur Erzeugung eines gewünschten Signals möglich sind.
Die Größe des EEPROMs bzw. des Datenspeichers 7 kann hierfür je nach Anforderung folgendermaßen abgeschätzt werden: Ein LF-Datenbit bei 3,906 kBaud hat eine Länge von 256 μsec. Eine 125 kHz Welle hat eine Länge von 8 μsec und eine Halbwelle entsprechend 4 μsec. Demzufolge benötigt man für ein LF- Datenbit die Zeit von 64 Halbwellen bzw. für ein LF-Datenbit werden 64 (Speicher-)Bit (also 16 wiederholte 0/0-Kombinationen, also 32 "0"-en für die erste Halbwelle bzw. keine Modulation und 16 wiederholte 1/0-Kombinationen bzw. Wellen à 8 μsec für die zweite Halbwelle bzw. 125kHz Modulation) im Datenspeicher 7 benötigt. Ein Signal bzw. LF-Datenbit wird je nach Antenne 11 und Treiber 9 als Rechteck- bis hin zu einem Sinussignal übertragen und im Empfänger entsprechend empfangen. Eine Modulation, also 125 kHz Signal, bzw. kein Signal also keine Modulation wird dort als entsprechend als "1" oder "0" interpretiert, wobei durch die Reihenfolge ("Modulation"-"keine Modultion" oder "keine Modulation"-"Modulation" bzw. 1-0-Folge oder 0-1 Folge) Information beispielsweise mittels Manchester Codierung (Flanke in der Bitmitte als entscheidendes Merkmal) übermittelt werden kann.
Ein LF-Zugangstelegramm, beispielsweise eines RKE-Systems in der Fahrzeugtechnik, besteht aus n Bytes, beispielsweise aus 10 Bytes und entspricht damit n*8 Bit (beispielsweise 80 Bit). Für ein LF-Telegramm von n Bit (80 Bit) werden somit n*8*X Datenspeicherbits benötigt (X abhängig von gewünschter Frequenz und Baudrate). Im Falle von 125kHz und 3,906 kBaud werden daher 80*64=5120 Datenspeicherbits benötigt.
Sofern man vorzugsweise eine eventuelle Hochlaufzeit der LF-Endstufe 9 berücksichtigen möchte, die erfahrungsgemäß eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise 10 ms) benötigt, können für diese Wartezeit also beispielsweise 10 ms weitere Bits (im Fall von 10 ms beispielsweise 2500 Bit) berücksichtigt werden.
Allerdings ist es auch denkbar, die Taktausgabe erst dann erfolgen zu lassen, wenn die LF-Endstufe 9 den Hochlauf bereits beendet hat und dies über eine Leitung an den Taktgeber 3 signalisiert.
Nach dieser Abschätzung wäre also ein 8 kBit Datenspeicher, insbesondere ein EEPROM bereits ausreichend, um ein Zugangstelegramm inklusive berücksichtigter Hochlaufzeit zu erzeugen. Nach Abschluss des Senden seines LF-Telegramms wechselt der Transmitter 1 aus dem aktiven Modus wieder in den Power-down oder ausgeschalteten stromlosen Modus, welcher, wie vorstehend erwähnt, durch eine zeitgesteuerte Selbsthaltung 5 zeitnah erfolgen kann.
Das Senden des Sendetelegramms erfolgt hierbei über eine von der Treiberendstufe 9 angesteuerten LF-Antenne 11, welche bekanntermaßen im Nahbereich von wenigen Metern, beispielsweise 2 Metern, empfangen werden kann. Weiterhin ist in 1 schematisch die Stromversorgung des Transmitters 1 über die Anschlüsse 13 (Masse) und 15 (Pluspol der Autobatterie) dargestellt.

Claims

Verfahren zum Senden eines Datentelegramms mittels eines Transmitters, a) bei dem die zu sendenden Daten aus einem seriellen Datenspeicher im ganzzahligen Vielfachen einer gewünschten Signalfrequenz ausgelesen werden und b) die ausgelesenen seriellen Daten unmittelbar mittels einer Antennentreiberstufe mit der gewünschten Signalfrequenz gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu sendenden Daten aus dem seriellen Datenspeicher im geradzahligen Vielfachen der gewünschten Signalfrequenz ausgelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu sendenden Daten aus dem seriellen Datenspeicher mit der zweifachen Frequenz der gewünschten Signalfrequenz ausgelesen werden.
Transmitter zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem seriellen Datenspeicher, an welchem ein ganzzahliges Vielfaches einer gewünschten Signalfrequenz als Takt eines Taktgebers anliegt.
Transmitter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Takt eines Taktgebers ein geradzahliges Vielfaches der gewünschten Signalfrequenz anliegt.
Transmitter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der serielle Datenspeicher als EEPROM ausgebildet ist.
Transmitter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Transmitter als Mikroprozessorloser Transmitter ohne Softwaresteuerung ausgebildet ist.