DE102012100331A1 - Method for cyclic transmission of data telegrams in data transmission network, involves transmitting timestamp synchronization telegram from master subscriber device, where telegram corresponds to common sync reception period - Google Patents
Method for cyclic transmission of data telegrams in data transmission network, involves transmitting timestamp synchronization telegram from master subscriber device, where telegram corresponds to common sync reception period Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zyklischen Übertragen von Datentelegrammen in einem Datenübertragungsnetzwerk, das eine Mehrzahl von Sende- und/oder Empfangseinheiten aufweisende Teilnehmer-Einrichtungen hat. Die Erfindung betrifft ebenso ein Kommunikationssystem sowie ein funkbasiertes Kommissioniersystem hierzu. The invention relates to a method for the cyclic transmission of data telegrams in a data transmission network having a plurality of transmitting and / or receiving units having subscriber facilities. The invention also relates to a communication system and a radio-based picking system for this purpose.
Die Übertragung von Datentelegrammen in einem Datenübertragungsnetzwerk, insbesondere einem funkbasierten Netzwerk, zwischen verschiedenen Teilnehmer-Einrichtungen ist aus dem Stand der Technik in vielfältigster Art und Weise bekannt. Gerade bei funkbasierten Datenübertragungsnetzwerken, bei denen sich die Teilnehmer-Einrichtungen des Netzwerkes ein gemeinsames Übertragungsmedium teilen müssen, ist es wichtig, dass sich die einzelnen Teilnehmer-Einrichtungen untereinander derart abstimmen, dass jede Teilnehmer-Einrichtung zumindest für einen gewissen Zeitraum das Übertragungsmedium exklusiv für sich nutzen kann. The transmission of data telegrams in a data transmission network, in particular a radio-based network, between different subscriber devices is known from the prior art in a variety of ways. Especially with radio-based data transmission networks, in which the subscriber devices of the network must share a common transmission medium, it is important that the individual subscriber devices mutually tune with each other so that each subscriber device, at least for a certain period, the transmission medium exclusively for themselves can use.
So sind beispielsweise Zeitschlitzverfahren bekannt, bei denen jede Teilnehmer-Einrichtung mindestens einen Zeitschlitz in einem Übertragungszyklus zugewiesen bekommt, in dem die sendende Teilnehmer-Einrichtung mindestens ein Datentelegramm aussenden darf. Innerhalb des Zeitschlitzes ist das Übertragungsmedium dann für die sendende Teilnehmer-Einrichtung exklusiv reserviert, so dass Störungen bei der Datenübertragung aufgrund von Kollisionen zwischen Telegrammen verschiedenster Teilnehmer-Einrichtungen vermieden werden können. Thus, for example, time slot methods are known in which each subscriber device is allocated at least one time slot in a transmission cycle in which the transmitting subscriber device is allowed to transmit at least one data telegram. Within the time slot, the transmission medium is then reserved exclusively for the transmitting subscriber device, so that interference in the data transmission due to collisions between telegrams of different subscriber devices can be avoided.
Aus der
Ein weiteres Problem in diesem Zusammenhang besteht bei mobilen Teilnehmer-Einrichtungen darin, dass die Länge und Anzahl der Empfangs-Zeitschlitze bei den empfangenden Teilnehmer-Einrichtungen sich direkt auf die Batterielebensdauer auswirkt, da gerade die Aufrechterhaltung der Empfangsbereitschaft einen hohen Energiebedarf hat. Je länger und häufiger nun der dem empfangenden Teilnehmer zugewiesene Zeitschlitz ist, desto höher ist die für den Betrieb der Teilnehmer-Einrichtung benötigte Energie. Another problem in this context in mobile subscriber equipment is that the length and number of receive timeslots at the receiving subscriber equipment directly affect the battery life, since maintaining readiness to receive has a high energy requirement. The longer and more frequently the timeslot allocated to the receiving subscriber, the higher the energy required for the operation of the subscriber device.
Insbesondere bei mobilen Teilnehmer-Einrichtungen, die eine autarke Stromversorgung, beispielsweise mit Hilfe von Batterien, aufweisen, wirkt sich dieser Punkt negativ aus. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Übertragungsverfahren zum zyklischen Übertragen von Datentelegrammen anzugeben, mit dem der Energieverbrauch für das Empfangen von Datentelegrammen gesenkt werden kann, um so beispielsweise die Batterielebensdauer von mobilen Teilnehmer-Einrichtungen zu verlängern. In particular, in mobile subscriber devices that have a self-sufficient power supply, for example by means of batteries, this point has a negative effect. It is therefore an object of the present invention to provide a transmission method for the cyclic transmission of data telegrams, with which the energy consumption for receiving data telegrams can be lowered, for example, to extend the battery life of mobile subscriber devices.
Die Aufgabe wird mit dem Übertragungsverfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst mit den Schritten:
- a) Festlegen eines individuellen Daten-Empfangszeitraumes für jede Datentelegramme empfangende Teilnehmer-Einrichtung,
- b) Aussenden der Datentelegramme von einer Master-Teilnehmer-Einrichtung an jede zu der Master-Teilnehmer-Einrichtung zugeordneten Teilnehmereinrichtung zu einem jeweiligen Sendezeitpunkt, der mit dem festgelegten Daten-Empfangszeitraum der Teilnehmer-Einrichtung, an die das jeweilige Datentelegramm adressiert ist, korrespondiert,
- c) Festlegen eines gemeinsamen Sync-Empfangszeitraumes für alle der Master-Teilnehmer-Einrichtung zugeordneten Teilnehmer-Einrichtungen, wobei der gemeinsame Sync-Empfangszeitraum von den individuellen Daten-Empfangszeiträumen der Teilnehmer-Einrichtungen verschieden ist, und
- d) Aussenden eines einen Zeitstempel enthaltenen Synchronisationstelegramms von der Master-Teilnehmer-Einrichtung an alle der Master-Teilnehmer-Einrichtung zugeordneten Teilnehmer-Einrichtungen zu einem Sendezeitpunkt, der mit dem festgelegten gemeinsamen Sync-Empfangszeitraum der Teilnehmereinrichtungen korrespondiert.
- a) determining an individual data reception period for each data telegram receiving subscriber device,
- b) transmitting the data telegrams from a master subscriber device to each subscriber device assigned to the master subscriber device at a respective send time corresponding to the specified data receive period of the subscriber device to which the respective data telegram is addressed,
- c) determining a common sync receive period for all the subscriber devices associated with the master subscriber device, wherein the common sync receive period is different from the individual data receive periods of the subscriber devices, and
- d) transmitting a synchronization telegram containing a time stamp from the master user equipment to all of the user equipment associated with the master user equipment at a transmission time corresponding to the specified common sync receiver period of the user equipment.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, dass für jede zum Empfang von Datentelegrammen vorgesehene, d.h. empfangende Teilnehmer-Einrichtung ein Daten-Empfangszeitraum individuell festgelegt wird, und die Datentelegramme dann durch eine Master-Teilnehmer-Einrichtung zu einem Sendezeitpunkt ausgesendet werden, der mit dem jeweiligen Empfangszeitraum der Teilnehmer-Einrichtung, an die das Datentelegramm adressiert ist, korrespondiert. Die Teilnehmer-Einrichtungen, welche entsprechende Datentelegramme empfangen möchten, wechseln erst zum Zeitpunkt ihres festgelegten Daten-Empfangszeitraumes in die Empfangsbereitschaft und beenden diese am Ende des Empfangszeitraumes wieder. According to the invention, it is thus proposed that for each of the data telegrams that are provided for the reception of data telegrams, i. receiving subscriber device, a data-receiving period is set individually, and the data telegrams are then sent out by a master-subscriber device at a transmission time, which corresponds to the respective receiving period of the subscriber device to which the data message is addressed. The subscriber devices, which would like to receive corresponding data telegrams, only switch to readiness for reception at the time of their defined data reception period and terminate them again at the end of the reception period.
Des Weiteren wird für alle einer Master-Teilnehmer-Einrichtung zugeordneten Teilnehmer-Einrichtungen ein gemeinsamer Synchronisations-Empfangszeitraum festgelegt, innerhalb dessen die Master-Teilnehmer-Einrichtung ein Synchronisationstelegramm aussendet, das einen Zeitstempel zur Synchronisation der internen Zeitgeber der einzelnen Teilnehmer-Einrichtungen enthält, wobei der gemeinsame Synchronisations-Empfangszeitraum von den individuellen Daten-Empfangszeiträumen der Teilnehmer-Einrichtungen verschieden ist. Furthermore, for all subscriber stations assigned to a master subscriber device, Establish a common synchronization reception period within which the master user equipment sends out a synchronization telegram containing a time stamp for the synchronization of the internal timers of the individual user equipment, the common synchronization reception period being independent of the individual data reception periods of the user equipment. Facilities is different.
Durch die regelmäßige Synchronisation des internen Zeitgebers der Teilnehmer-Einrichtungen mit dem Zeitgeber der Master-Teilnehmer-Einrichtung kann die Zeitdauer der benötigten Empfangsbereitschaft der einzelnen Teilnehmer-Einrichtungen auf ein Minimum reduziert werden, da die einzelnen Teilnehmer-Einrichtungen sehr präzise dann in die Empfangsbereitschaft schalten können, wenn das Datentelegramm von der Master-Teilnehmer-Einrichtung ausgesendet wird. Ein hierfür notwendiger zeitlicher Overhead, ist hierbei nicht erforderlich, so dass der Energiebedarf reduziert und die Batterielebensdauer von mobilen Teilnehmer-Einrichtungen stark verlängert werden kann. By the regular synchronization of the internal timer of the subscriber devices with the timer of the master subscriber device, the duration of the required readiness to receive the individual subscriber devices can be reduced to a minimum, since the individual subscriber devices very precise then switch to the readiness to receive when the data telegram is sent out by the master user equipment. A time overhead required for this purpose is not required in this case, so that the energy requirement can be reduced and the battery life of mobile subscriber devices can be greatly extended.
Vorteilhafterweise werden die Empfangszeiträume mit einer Funktion zur Erzeugung einer Pseudo-Zufallszahl festgelegt, so dass die Empfangszeiträume der einzelnen Teilnehmer-Einrichtungen eine Varianz aufweisen, dennoch aber eindeutig berechenbar bleiben. Advantageously, the reception periods are determined by a function for generating a pseudorandom number, so that the reception periods of the individual subscriber devices have a variance, but nevertheless remain unambiguously calculable.
In einer Ausführungsform werden die individuellen Daten-Empfangszeiträume in Abhängigkeit von einer Adresse der jeweiligen empfangenden Teilnehmer-Einrichtung und des Zeitpunktes des vorherigen Daten-Empfangszeitraumes der jeweiligen empfangenden Teilnehmer-Einrichtung festgelegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die individuellen Daten-Empfangszeiträume zwischen verschiedenen Teilnehmer-Einrichtungen immer unterscheiden, um so Kollisionen zu vermeiden. In one embodiment, the individual data-receiving periods are determined in dependence on an address of the respective receiving subscriber device and the time of the previous data-receiving period of the respective receiving subscriber device. This can ensure that the individual data-receiving periods between different subscriber devices always differ, so as to avoid collisions.
Die Festlegung des Synchronisations-Empfangszeitraumes kann dann beispielsweise in Abhängigkeit von einer Adresse der Master-Teilnehmer-Einrichtung und des Zeitpunktes des vorherigen Sync-Empfangszeitraumes festgelegt werden. The determination of the synchronization reception period can then be determined, for example, depending on an address of the master user equipment and the time of the previous sync user reception period.
Vorteilhafterweise werden von den empfangenden Teilnehmer-Einrichtungen zyklisch Ortungstelegramme an die Master-Teilnehmer-Einrichtung ausgesendet, damit bei sich bewegenden Teilnehmer-Einrichtungen bei mehr als einer Master-Teilnehmer-Einrichtung eine neue Zuordnung definiert werden kann, und so die Empfangsqualität möglichst optimal zu halten. So kann beispielsweise die Zuweisung der Teilnehmereinrichtung zu einer Master-Teilnehmer-Einrichtung in Abhängigkeit der Signalstärke bzw. Empfangsqualität zu der jeweiligen Master-Teilnehmer-Einrichtung erfolgen. Advantageously, the receiving user equipments cyclically send localization telegrams to the master user equipment, so that a new assignment can be defined for moving user equipment in more than one master user equipment, and thus to keep the reception quality as optimal as possible , Thus, for example, the assignment of the subscriber device to a master subscriber device as a function of the signal strength or reception quality to the respective master subscriber device done.
Das Aussenden der Ortungstelegramme durch die Teilnehmer-Einrichtungen erfolgt dabei vorteilhafterweise zu Zeitpunkten, die von dem Daten-Empfangszeitraum und/oder Sync-Empfangszeitraum verschieden sind. The transmission of the location telegrams by the subscriber facilities is advantageously carried out at times that are different from the data reception period and / or sync reception period.
Die Festlegung der Empfangszeiträume erfolgt dabei vorteilhafterweise durch die Teilnehmer-Einrichtungen selber, so dass jede Teilnehmer-Einrichtung ihren nächsten individuellen Empfangszeitraum, beispielsweise anhand ihrer Adresse und des Zeitpunktes des letzten Empfangszeitraumes, selbstständig festlegen und berechnen kann. The determination of the reception periods is advantageously carried out by the subscriber facilities themselves, so that each user equipment can independently set and calculate their next individual reception period, for example, based on their address and the time of the last reception period.
Ganz besonders vorteilhaft ist es nun, wenn der Daten-Empfangszeitraum in Abhängigkeit einer Dauer des Synchronisationstelegramms-Sendezyklus festgelegt wird. Denn je öfter ein entsprechendes Synchronisationstelegramm mit einem Zeitstempel zur Synchronisation der Zeitgeber der Teilnehmer-Einrichtungen ausgesendet wird, desto genauer sind die Zeitgeber aufeinander synchronisiert, so dass die Empfangszeiträume ohne großen Offset zur Kompensation von zeitlichen Asynchronitäten zwischen Sender und Empfänger festgelegt werden können. It is now particularly advantageous if the data reception period is determined as a function of a duration of the synchronization telegram transmission cycle. The more often a corresponding synchronization telegram with a timestamp for the synchronization of the timers of the subscriber facilities is transmitted, the more accurately the timers are synchronized with each other, so that the reception periods can be set without large offset to compensate for temporal asynchronisms between transmitter and receiver.
So haben die Erfinder beispielsweise festgestellt, dass ein Empfangszeitraum von 10 bis 14 Millisekunden, ausreichend ist, wenn in einem Zyklusabstand von 1 bis 5 Minuten, vorzugsweise 2 bis 3 Minuten, ein entsprechendes Synchronisationstelegramm an alle Teilnehmer-Einrichtungen von der Master-Teilnehmer-Einrichtung ausgesendet wird. For example, the present inventors have found that a receive period of 10 to 14 milliseconds is sufficient if, at a cycle interval of 1 to 5 minutes, preferably 2 to 3 minutes, a corresponding synchronization telegram is sent to all user equipment from the master user equipment is sent out.
Darüber hinaus wird die Aufgabe auch mit einem Kommunikationssystem zum zyklischen Übertragen von Datentelegrammen gelöst mit einer Mehrzahl von Sende- und/oder Empfangseinheiten aufweisende Teilnehmer-Einrichtungen, wobei jede Datentelegramme empfangende Teilnehmer-Einrichtung zum Festlegen eines individuellen Daten-Empfangszeitraumes zum Empfang eines Datentelegramms eingerichtet ist und eine Master-Teilnehmer-Einrichtung vorgesehen ist, die zum Aussenden von Datentelegrammen an jede dieser Master-Teilnehmer-Einrichtung zugeordneten Teilnehmer-Einrichtung zu einem jeweiligen Sendezeitpunkt eingerichtet ist, der mit dem festgelegten Daten-Empfangszeitraum der Teilnehmer-Einrichtung, an die das jeweilige Datentelegramm adressiert ist, korrespondiert und wobei die der Master-Teilnehmer-Einrichtung zugeordneten Teilnehmer-Einrichtungen zum Festlegen eines gemeinsamen Sync-Empfangszeitraums eingerichtet sind und die Master-Teilnehmer-Einrichtung zum Aussenden eines einen Zeitstempel enthaltenen Synchronisationstelegramms an alle der Master-Teilnehmer-Einrichtung zugeordneten Teilnehmer-Einrichtungen zu einem Sendezeitpunkt ausgebildet ist, das mit dem festgelegten gemeinsamen Sync-Empfangszeitraum der Teilnehmer-Einrichtungen korrespondiert. In addition, the object is also achieved with a communication system for the cyclic transmission of data telegrams having a plurality of transmitting and / or receiving units having subscriber devices, each data telegrams receiving subscriber device is set for specifying an individual data reception period for receiving a data telegram and a master subscriber device is provided, which is set up for transmitting data telegrams to each subscriber device assigned to this master subscriber device at a respective transmission time corresponding to the specified data reception period of the subscriber device to which the respective one Data telegram is addressed, corresponds and wherein the master subscriber device associated subscriber devices are set for setting a common sync-receiving period and the master-subscriber device for sending a time stamp en maintain the synchronization telegram all the subscriber devices assigned to the master subscriber device are configured at a transmission time that corresponds to the specified common sync receive period of the subscriber devices.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kommunikationssystems finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen. Advantageous embodiments of the communication system can be found in the corresponding subclaims.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Am Ende dieses Daten-Empfangszyklus wird ein gemeinsamer Synchronisations-Empfangszeitraum Sync1 festgelegt, bei dem alle Teilnehmer-Einrichtungen
Die Master-Teilnehmer-Einrichtung sendet darüber hinaus die Datentelegramme zu dem jeweiligen Sendezeitpunkt, der mit dem Daten-Empfangszeitraum
Weil jede Teilnehmer-Einrichtung eine individuelle Netzwerkadresse hat, können die Daten-Empfangszeiträume anhand der individuellen Adresse des jeweiligen Teilnehmers sowie des vorherigen Zeitpunktes des Empfangszeitraumes festgelegt werden. So wird beispielsweise der Daten-Empfangszeitraum
Darüber hinaus senden die Teilnehmer-Einrichtungen
Herkömmliche Pick-by-light Kommissioniersysteme, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, weisen eine Verkabelung der einzelnen Einrichtungen auf, was einen hohen Installationsaufwand mit sich bringt. Soll das Lager erweitert werden, so müssten hierfür notwendigerweise zusätzliche Verkabelungsinstallationen durchgeführt werden, so dass ein kabelgebundenes Kommissioniersystem starr und unflexibel ist. Durch die Verwendung eines drahtlosen Pick-by-light-Systems zum Kommissionieren kann dieses Problem gelöst werden, da nunmehr eine dynamische Erweiterung ohne großen Aufwand möglich ist. Allerdings müssen die einzelnen Pick-by-light-Einheiten (Teilnehmer-Einrichtungen) eine autarke Stromversorgung, beispielsweise mittels Batterien, aufweisen, so dass deren Lebensdauer begrenzt ist. In einem Lager mit mehr als 1000 verschiedenen Gegenständen, die kommissioniert werden können, ist ein Batteriewechsel bei allen Einheiten kostenintensiv, so dass ein Bedarf daran besteht, die Batterielebensdauer von Pick-by-light-Einheiten eines derartigen Kommissioniersystems soweit wie möglich auszudehnen. Conventional pick-by-light picking systems, which are known from the prior art, have a wiring of the individual devices, which entails a high installation effort. If the warehouse is to be extended, additional cabling installations would necessarily have to be carried out for this, so that a wired picking system is rigid and inflexible. By using a wireless pick-by-light system for order picking, this problem can be solved, because now a dynamic extension without much effort is possible. However, the individual pick-by-light units (subscriber devices) must have a self-sufficient power supply, for example by means of batteries, so that their service life is limited. In a warehouse with more than 1000 different items that can be picked, battery replacement is costly for all units, so there is a need to extend the battery life of pick-by-light units of such a picking system as much as possible.
Mit dem vorliegenden Verfahren zum Übertragen von Datentelegrammen kann dies erreicht werden, da nunmehr die einzelnen Pick-by-light-Einheiten (Teilnehmer-Einrichtungen)
Bevorzugterweise arbeitet das funkbasierte Kommissioniersystem im 868 MHz Band. Preferably, the radio-based picking system operates in the 868 MHz band.
Durch den sehr kleinen Empfangszeitraum und der Minimierung der Telegrammlänge kann ein vorgegebenen Duty Cycle pro Funkdisplay von 1% oder 36 Sekunden pro Stunde für jeden Teilnehmer gewährleistet werden. Due to the very short reception period and the minimization of the telegram length, a given duty cycle per wireless display of 1% or 36 seconds per hour can be guaranteed for each participant.
Der Access Point
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