DE102015121745A1

DE102015121745A1 - Verfahren zur Fernverwaltung von Endgeräten an einem Bus, Endgerät, Endgerätesystem und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102015121745A1
Application number: DE102015121745.7A
Authority: DE
Inventors: Holger Rüther
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Traxon Technologies Ltd Hk
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2017-06-14
Also published as: WO2017102354A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernverwaltung von Endgeräten (10, 20) durch ein Hauptgerät (40), wobei die Endgeräte (10, 20) an einem Bus (310, 301, 320, 302, 330) angeschlossen sind und sie den ihnen nachgeschalteten Busbereich für eine Datenübertragung freischalten oder sperren können; das Verfahren umfasst: a) Identifizierung eines Endgeräts (10, 20), dem keine Adresse zugeordnet ist, mittels Abfrage durch das Hauptgerät (40), b) Zuweisung einer Adresse an das identifizierte Endgerät (10, 20) durch das Hauptgerät (40), c) Freischaltung des Busbereichs, der dem Endgerät (10, 20) nachgeschaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernverwaltung von Endgeräten an einem Bus, Endgeräte, die in solch einem Verfahren eingesetzt werden können, sowie ein Endgerätesystem mit einem Hauptgerät und Endgeräten, zwischen denen eine Datenübertragung über einen Bus erfolgen kann. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt umfassend ein Computerprogramm, um das Verfahren auf einem Haupt- oder Endgerät durchzuführen.
In einem konventionellen Bussystem wird eine Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmern über einen gemeinsamen Übertragungsweg, den Bus, ermöglicht. Bei einer Datenübertragung zwischen zwei Teilnehmern sind die übrigen Teilnehmer üblicherweise nicht beteiligt.
Bei einem solchen Bus, wie beispielsweise einem DMX/RDM-Bus, sind die einzelnen Endgeräte parallel an den Busleitungen angeschlossen. DMX ist ein Protokoll zur Ansteuerung von Leuchteinrichtungen. RDM steht für „Remote Device Management“, dem englischsprachigen Ausdruck für Ferngeräteverwaltung, und ist ein Protokoll, das die Kommunikation zwischen einem Hauptgerät zur Steuerung von Endgeräten und Endgeräten, beispielsweise über eine DMX-Verbindung, erlaubt. Eine typische Anwendung für einen DMX/RDM-Bus ist die Ansteuerung mehrerer Leuchteinrichtungen, beispielsweise Scheinwerfer für Bühnen- oder Beleuchtungstechnik, als Endgeräte durch ein Hauptgerät, das als Steuergerät für die Leuchteinrichtungen dient. Das Steuergerät steuert die einzelnen Leuchteinrichtungen gezielt an, um zeitlich veränderliche Leuchteffekte zu erzielen. Ein solcher Leuchteffekt ist beispielsweise ein laufendes Licht, bei dem in einer Reihe angeordnete Leuchteinrichtungen nacheinander an- und wieder abgeschaltet werden, um den Effekt eines entlang der Leuchteinrichtungen laufenden Lichts zu erzielen.
Wünschenswert ist die Identifikation der Position der Endgeräte am Bus beziehungsweise ihre Reihenfolge entlang des Busses. Dadurch ist es möglich, Daten, beispielsweise RDM-Daten zur Ansteuerung des Endgeräts, gezielt einem Endgerät zuzuordnen. Die Kenntnis der Position bei mehreren entlang des Busses angeschlossenen Licht emittierenden Endgeräten erlaubt beispielsweise, diese so anzusteuern, dass gewünschte Lichteffekte, beispielsweise ein laufendes Licht, durch ein gezieltes Zusammenspiel der Endgeräte generiert werden können. Hierfür sind die Kenntnis der Position der Licht emittierenden Endgeräte und deren Adresse erforderlich.
Da alle Endgeräte parallel an den Busleitungen angeschlossen sind, ist die automatische Bestimmung der Geräteposition durch eine Steuerungssoftware beim konventionellen Bus nicht möglich. Bisher erfolgte eine manuelle Adressierung jedes einzelnen Endgeräts, beispielsweise durch Dreh- oder DIP-Schalter, direkt am zu adressierenden Endgerät, was einen erheblichen Aufwand bei der Konfiguration des Systems bedeutete. Die mit der Installation betraute Person musste sich die eingestellte Adresse und die zugehörige Position notieren und in der Steuerungssoftware erfassen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 erlaubt die automatische Positionserkennung und Adressierung der Endgeräte. Das Verfahren ermöglicht die Fernverwaltung von Endgeräten durch ein Hauptgerät, wobei die Endgeräte an einem Bus angeschlossen sind und eine Datenübertragung zum ihnen nachgeschalteten Busbereich freischalten oder sperren können. Das Verfahren umfasst: Identifizierung eines Endgeräts, dem keine Adresse zugeordnet ist, bei Abfrage durch das Hauptgerät, Zuweisung einer Adresse an das identifizierte Endgerät durch das Hauptgerät und Freischaltung des Busbereichs, der dem Endgerät nachgeschaltet ist.
Die Endgeräte sind entlang des Busses angeordnet. Jedes Endgerät kann den Bus zu den nachgeschalteten Endgeräten sperren, sodass eine Datenübertragung über das die Sperrung verursachende Endgerät hinaus nicht mehr möglich ist. Die Sperrung kann beispielsweise über einen Schalter erfolgen, der eine oder mehrere Datenleitungen des Busses unterbrechen kann. Es sei bemerkt, dass eine Übertragung zwischen Hauptgerät und einem der Endgeräte nur möglich ist, wenn der Busbereich zwischen ihnen freigeschaltet ist. Wenn ein Endgerät den ihm nachgeschalteten Busbereich sperrt, können über den Busbereich nach dem die Sperrung verursachenden Endgerät keine Daten mehr übertragen werden, unabhängig davon, ob die nachgeschalteten Endgeräte sperren oder nicht.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren ferner eine Wiederholung der oben genannten Schritte Identifikation, Adresszuweisung und Freischaltung, bis kein weiteres Endgerät mehr identifiziert werden kann bei Abfrage durch das Hauptgerät. Vor der erstmaligen Durchführung der oben genannten Schritte haben alle Endgeräte den ihnen nachgeschalteten Busbereich gesperrt. Dieser Zustand entspricht dem Zustand vor der Konfiguration der Endgeräte. Alle Endgeräte sind entlang des Busses angeordnet; allerdings ist die Datenübertragung nur zwischen dem Hauptgerät und dem ihm nachgeschalteten ersten Endgerät möglich. Der dem ersten Endgerät nachgeschaltete Busbereich ist gesperrt. Auch alle anderen Endgeräte sperren den ihnen nachgeschalteten Busbereich. Bei der ersten Abfrage kann nur das erste Endgerät angesprochen werden, da die Busverbindung zu weiteren Endgeräten gesperrt ist. Es wird nur das erste Endgerät identifiziert und ihm eine Adresse zugeordnet. Das erste Endgerät schaltet den nachgeschalteten Busbereich frei. Die Freischaltung bewirkt allerdings lediglich, dass eine Datenübertragung bis zum zweiten Endgerät, das dem ersten Endgerät nachgeschaltet ist, möglich ist, da das zweite Endgerät den Busbereich, der dem zweiten Endgerät nachgeschaltet ist, sperrt, sodass eine Weiterleitung der Abfrage zu einem nachgeschalteten Endgerät nicht möglich ist. Mit anderen Worten: Die Steuerungssoftware, mittels der Abfrage und Adresszuordnung vom Hauptgerät erfolgt, erkennt zunächst nur ein Endgerät, nämlich das erste in der Kette nach dem Hauptgerät, und weist diesem eine physikalische Adresse zu. Nach der Zuweisung der Adresse sowie möglicherweise einer spezifischen Konfiguration des Endgeräts durch die Steuerungssoftware schaltet das Endgerät den Bus zum nachfolgenden Endgerät frei und signalisiert dem Hauptgerät seine erfolgte Adressierung. Dies kann nach dem RDM-Protokoll erfolgen. Bei der zweiten Abfrage wird nun das zweite Endgerät identifiziert und ihm eine Adresse zugeordnet. Das Hauptgerät erkennt damit ein weiteres Endgerät und weist diesem die logisch nächste physikalische Adresse zu. Es schaltet seinen nachgeschalteten Busabschnitt frei. Diese Schritte werden wiederholt, bis alle Endgeräte erkannt worden sind, das heißt bis kein Endgerät ohne Adresse mehr gefunden wird.
Die Identifizierung eines Endgeräts umfasst, einen Abfragebefehl durch das Hauptgerät über den Bus zu senden und dann einen Antwortbefehl durch ein Endgerät, dem keine Adresse zugeordnet ist, zu senden. Dies ist möglich, sofern der Busbereich zwischen ihm und dem Hauptgerät freigeschaltet ist. In diesem Fall liegt die Abfrage am Endgerät an und sein Antwortbefehl kann zum Hauptgerät übertragen werden. Anhand der Adresse kann das Endgerät später gezielt angesteuert werden. Da die Adressen schrittweise und in der Reihenfolge vergeben werden, wie die Endgeräte entlang des Busses angeschlossen sind, geht mit der Adresszuweisung gleichzeitig auch eine Positionserkennung der Endgeräte einher: Die erste Adresse wird dem ersten Endgerät zugewiesen, das dem Hauptgerät nachgeschaltet ist. Die zweite Adresse wird dem zweiten Endgerät zugewiesen, das dem ersten Endgerät nachgeschaltet ist. Die dritte Adresse wird dem dritten Endgerät zugewiesen, das dem zweiten Endgerät nachgeschaltet ist, und so weiter. Da nur ein Endgerät bei einer Abfrage erkannt wird, kommt es nicht zu Antwortkollisionen bei der Abfrage. Die Datenübertragung zwischen Haupt- und Endgeräten nach der Adresszuweisung erfolgt vorteilhafterweise nach dem DMX/RDM-Protokoll.
Die oben genannten Schritte Identifikation, Adresszuweisung und Freischaltung können auch wiederholt werden, nachdem kein weiteres Gerät mehr identifiziert werden kann, um mögliche Ein-, Aus- oder Umbauten von Endgeräten im System nach der Konfiguration zu detektieren. Eine Neukonfiguration ist mittels einer Generierung eines Rücksetzungsbefehls durch das Hauptgerät möglich, in Folge dessen die Endgeräte den ihnen nachgeschalteten Busbereich sperren und die ihnen zugeteilte Adresse verwerfen.
Durch das Verfahren ist keine manuelle Adressierung der Endgeräte vor oder nach der Installation mehr erforderlich. Solch eine Autoadressierung durch das System kann unter dem Schlagwort „Plug and Play“ (englisch für „anschließen und loslegen“) charakterisiert werden. Die Endgeräte befinden sich nach der Autoadressierung sowohl physikalisch als auch gemäß ihrer Adressen in einer Reihe und sind damit vom Benutzer leicht zuzuordnen und anzusprechen.
Das Adressierungsverfahren benötigt in einer Ausgestaltung spezielle Software und ein Adressierungsgerät, auf welchem das Verfahren durchgeführt wird. Sobald jedoch die Adressierung vollständig durchgeführt wurde, kann jedwede DMX/RDM-taugliche Software zum Betrieb der Leuchteninstallation verwendet werden.
Ein Hauptgerät, das geeignet ist, die Schritte eines Hauptgeräts gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen, kann die Adressierung durchführen.
Hauptgerät und Endgeräte sind Datenverarbeitungsgeräte, auf denen ein Computerprogramm ausführbar ist, um die Schritte des Haupt- oder Endgeräts gemäß des oben beschriebenen Verfahrens durchzuführen. Solche Software kann auf einem Computerprogrammprodukt, zum Beispiel ein USB-Stick oder herunterladbare Software, gespeichert und bereitgestellt werden.
Die mögliche Sperrung oder Unterbrechung des Busses durch jedes der Endgeräte ist möglich, wenn ein Teil des Busses durch das Endgerät verläuft, sodass die am Bus anliegenden Daten durch das Endgerät geschleift werden können, sofern der geräteinterne Busabschnitt, der durch das Endgerät verläuft, nicht unterbrochen ist. Ein für das Verfahren geeignetes Endgerät umfasst einen Kontroller, beispielsweise einen Mikrokontroller, einen Buseingang und einen Busausgang, zwischen denen ein Busabschnitt geräteintern verläuft, und eine geräteinterne Schnittstelle, mittels der ein Datenaustausch zwischen Kontroller und dem geräteinternen Busabschnitt erfolgen kann. Im Endgerät ist ein Schalter vorgesehen, der die Datenübertragung über den geräteinternen Busabschnitt unterbrechen oder freischalten kann, wobei der Schalter zwischen der Schnittstelle und den Busausgang gekoppelt ist. Da die Schnittstelle dem Schalter vorangeschaltet ist, kann trotz Unterbrechung des geräteinternen Busabschnitts ein Datenaustausch mit dem Kontroller, der die Kommunikation und Datenverarbeitung gemäß des Protokolls, beispielsweise RDM, übernimmt, im Bus erfolgen. Der Kontroller kann die Steuerung des Schalters übernehmen.
Das Endgerät kann einen ersten Zustand oder einen zweiten Zustand einnehmen, wobei ihm im ersten Zustand keine Adresse zugeordnet ist und wobei ihm im zweiten Zustand eine Adresse zugeordnet ist. Im ersten Zustand antwortet das Endgerät auf die Abfrage des Hauptgeräts, im zweiten Zustand nicht. Anhand der Adresse kann das Endgerät im späteren Betrieb vom Hauptgerät angesteuert werden.
Der Schalter unterbricht im ersten Zustand den geräteinternen Busabschnitt und schaltet ihn im zweiten Zustand frei. Diese Unterbrechung kann erfolgen, indem die elektrische Verbindung einer oder mehrerer Datenleitungen des geräteinternen Busabschnitts zwischen der Schnittstelle und dem Busausgang unterbrochen wird. Beim Freischalten wird sie wieder hergestellt.
Das Endgerät ist ferner geeignet, im ersten Zustand einen am geräteinternen Busabschnitt anliegenden Abfragebefehl an Endgeräte, denen keine Adresse zugeordnet ist, zu beantworten und eine ihm zugeordnete Adresse zu speichern, sodass eine spätere gezielte Ansteuerung des Endgeräts anhand seiner Adresse möglich ist. Im zweiten Zustand wird bei einem am geräteinternen Busabschnitt anliegenden Rücksetzungsbefehl die Adresszuordnung verworfen, beispielsweise indem die gespeicherte Adresse gelöscht wird, um eine Neukonfiguration des Systems zu ermöglichen.
Ein Endgerätesystem weist neben den oben beschriebenen Endgeräten noch ein Hauptgerät mit einem Busanschluss auf. Die Endgeräte sind derart in Reihe geschaltet, dass der Busanschluss des Hauptgeräts mit dem Buseingang des dem Hauptanschluss unmittelbar nachgeschalteten Endgeräts über einen geräteexternen Busabschnitt verbunden ist und die Busausgänge der Endgeräte mit dem Buseingang des jeweils unmittelbar nachgeschalteten Endgeräts über einen geräteexternen Busabschnitt verbunden sind. Als unmittelbar nachgeschaltetes Endgerät ist das nächste Endgerät in der Kette von Haupt- und Endgeräten gemeint.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen in den folgenden Figuren veranschaulicht.
1 zeigt einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Endgerätesystems mit konventionellem Bus.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Endgerätesystems mit mehreren Endgeräten.
3a bis 3d veranschaulichen das Verfahren zur Fernüberwachung der Endgeräte am Bus.
1 zeigt einen Ausschnitt eines Endgerätesystems mit mehreren Endgeräten 10, 20, die an einem DMX/RDM-Bus 30 angeschlossen sind und über diesen DMX/RDM-Bus 30 von einem Hauptgerät (nicht dargestellt) in konventioneller Weise angesteuert werden. Der gezeigte Ausschnitt umfasst exemplarisch zwei Endgeräte 10, 20, die zwischen einem vorgeschalteten Endgerät (nicht dargestellt) oder dem Hauptgerät und einem nachgeschalteten Endgerät (nicht dargestellt) angeordnet sind. D+ und D– bezeichnen die Datenleitungen des differenziellen DMX/RDM-Busses 30. DGND ist eine elektrische Bezugsmasse für die Datenleitungen; es ist eine optionale Leitung.
Alle Endgeräte 10, 20 sind parallel am Bus 30 angeschlossen, sodass Signale am Hauptgerät und allen Endgeräten 10, 20 des Busses 30 zeitgleich anliegen. Von einer Steuerungssoftware auf dem Hauptgerät kann die Position der Endgeräte 10, 20, das heißt ihre Reihenfolge oder Anordnung entlang des Busses, nicht erkannt werden, da sie parallel am Bus 30 angeschlossen sind. Die Endgeräte 10, 20 weisen eine Kontrollereinheit 12, 22, das heißt eine Kontroll- oder Steuereinheit zur Datenverarbeitung und Kommunikationssteuerung des Endgeräts 10, 20, beispielsweise ein Mikrokontroller, sowie eine Schnittstelle 14, 24 auf, über die der Datenaustausch mit dem Bus 30 erfolgt.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Endgerätesystems mit mehreren Endgeräten 10, 20, von denen zwei exemplarisch dargestellt sind, und einem Hauptgerät 40, das auch als „Master“ bezeichnet werden kann. Das Hauptgerät 40 hat einen Busanschluss 48, an dem Signale zur Übertragung über den Bus 30 bereitgestellt werden können und Signale vom Bus 30 anliegen. Auf dem Hauptgerät 40 läuft, beispielsweise auf einem Kontroller, eine Software zur Fernverwaltung der Endgeräte 10, 20. Das Hauptgerät 40 kann ein Computer sein.
Die Endgeräte 10, 20 weisen jeweils einen Buseingang 17, 27 und einen Busausgang 18, 28, zwischen denen ein Busabschnitt 301, 302 geräteintern verläuft, auf. Der geräteinterne Busabschnitt 301, 302 erlaubt die Übertragung der am Buseingang 17, 27 anliegenden Signale durch das Endgerät 10, 20 zum Busausgang 18, 28. Die Endgeräte 10, 20 umfassen jeweils eine Kontrollereinheit 12, 22, mittels der Kommunikation und Datenverwaltung bei der Ansteuerung und Konfiguration des Endgeräts 10, 20 erfolgt. Dies kann beispielsweise eine Kommunikation nach dem RDM-Protokoll sein. Ferner ist im Endgerät 10, 20 eine Schnittstelle 14, 24 vorgesehen, mittels der ein Datenaustausch zwischen Kontrollereinheit 12, 22 und dem geräteinternen Busabschnitt 301, 302 erfolgen kann. Im Endgerät 10, 20 ist ferner ein Schalter 16, 26 vorgesehen, der die Datenübermittlung über den geräteinternen Busabschnitt 301, 302 unterbrechen und freischalten kann. Dieser Schalter 16, 26 ist zwischen der Schnittstelle 14, 24 und den Busausgang 18, 28 gekoppelt. In einem ersten Zustand unterbricht der Schalter 16, 26 den geräteinternen Busabschnitt 301, 302, sodass die am Buseingang 17, 27 anliegenden Signale nicht mehr am Busausgang 18, 28 bereitgestellt werden. In einem zweiten Zustand ist der geräteinterne Busabschnitt 301, 302 freigeschaltet. Dies bedeutet, dass die am Buseingang 17, 27 anliegenden Signale auch am Busausgang 18, 28 bereitgestellt werden. Wenn der Busabschnitt 301, 302 freigeschaltet ist, erfolgt die Datenübertragung durch das Endgerät 10, 20 über den geräteinternen Busabschnitt 301, 302 gemäß einem vorgegebenem Protokoll. Ob und inwiefern die Datenübertragung mit dem Kontroller 12, 22 des Endgeräts 10, 20 erfolgt, hängt davon ab, ob ein Datenaustausch über die geräteinterne Schnittstelle 14, 24 erfolgt.
Im Endgerätesystem wird das erste Endgerät 10 durch einen externen Busabschnitt 310 an seinem Buseingang 17 mit dem Hauptgerät 40 verbunden. Der Busausgang 18 des ersten Endgeräts 10 wird durch einen weiteren geräteexternen Busabschnitt 320 mit dem Buseingang 27 des zweiten Endgeräts 20 verbunden. Der Busausgang 28 des zweiten Endgeräts 20 wird durch einen weiteren Busabschnitt 330 mit dem Buseingang des dritten Endgeräts (nicht dargestellt) verbunden. Auf diese Weise können eine Vielzahl von Endgeräte in Reihe geschaltet werden. D+ und D– bezeichnen die Datenleitungen des differenziellen DMX/RDM-Bussystems. DGND ist die elektrische Bezugsmasse für die Datenleitungen; es ist eine optionale Leitung. 2 zeigt, dass die Leitungen D+ und D– des Busses vom Hauptgerät 40 zum ersten Endgerät 10 durch dieses hindurch zum zweiten Endgerät 20 und dort hindurch verlaufen. Die optionale Bezugsmasse wird außerhalb der Haupt- und Endgeräte 40, 10, 20 geführt.
Um das Endgerät 10, 20 anzusteuern, ist es erforderlich, ihm eine Adresse zuzuordnen. Vor der Konfiguration des Endgerätesystems ist dem Endgerät 10, 20 noch keine Adresse zugeordnet. Allerdings kann es in diesem Zustand als Endgerät 10, 20 ohne Adresse vom Hauptgerät 40 identifiziert werden, indem es auf eine entsprechende Abfrage des Hauptgeräts 40 nach Endgeräten ohne Adresse antwortet. Wenn die Abfrage auf dem geräteinternen Busabschnitt 301, 302 an der Schnittstelle 14, 24 anliegt, wird die Antwort generiert, die dann über die Schnittstelle 14, 24 am geräteinternen Busabschnitt 301, 302 anliegt und damit auch am Hauptgerät 40. Nach Erhalt dieser Antwort weist das Hauptgerät 40 dem Endgerät 10, 20 eine Adresse zu. Sobald die Zuweisung am geräteinternen Busabschnitt 301, 302 anliegt, wird die zugewiesene Adresse im Endgerät 10, 20 gespeichert. Anhand dieser Adresse kann das Hauptgerät 40 später gezielt Steuerbefehle für das Endgerät 10, 20 bereitstellen und dieses damit ansteuern.
In einem ersten Zustand ist dem Endgerät 10, 20 keine Adresse zugeordnet und der geräteinterne Busabschnitt 301, 302 ist unterbrochen, sodass die Abfrage des Hauptgeräts 40 nicht an nachgeschaltete Endgeräte weitergeleitet werden kann. In einem zweiten Zustand ist dem Endgerät 10, 20 eine Adresse zugeordnet und der geräteinterne Busabschnitt 301, 302 ist freigeschaltet, sodass Daten am Buseingang 17, 27 auch am Busausgang 18, 28 anliegen. Weitere Abfragen aber auch andere Signale werden zumindest an das nachgeschaltete Endgerät weitergeleitet. Im zweiten Zustand antwortet das Endgerät 10, 20 nicht auf die Abfrage. Allerdings kann mittels eines am Busabschnitt 301, 302 anliegenden Rücksetzungsbefehls die Adresszuordnung im Endgerät 10, 20 verworfen werden. Das Endgerät 10, 20 geht wieder in den ersten Zustand und der geräteinterne Busabschnitt 301, 302 wird unterbrochen.
Es sei noch bemerkt, dass der Bus 30 eine alternierende Abfolge von geräteexternen 310, 320, 330 Abschnitten und geräteinternen Abschnitten 301, 302, die innerhalb der Endgeräte 10, 20 verlaufen, umfasst. Die Signale liegen vom Hauptgerät 40 nur bis zum ersten Endgerät der Reihe von Endgeräten 10, 20 an, dessen geräteinterner Busabschnitt 301, 302 unterbrochen ist; an nachgeschalteten Endgeräten liegen die Signale, unabhängig von deren Zuständen, nicht mehr an.
Mit anderen Worten: Die Signale können zwischen dem Hauptgerät 40 und einem Endgerät, dessen Schalter trennt, verlaufen, sofern die Schalter der dazwischengeschalteten Endgeräte den geräteinternen Busabschnitt freischalten.
Durch die geräteextern- und intern verlaufenden Busabschnitte 310, 301, 320, 302, 330 ergibt sich ein Bus, der zwar durch Endgeräte hindurch verläuft oder geschleift wird, aber der gemäß eines vorgegebenen Protokolls für einen konventionellen Bus betrieben werden kann, da der Datenaustausch mit den Kontrollereinheiten 12, 22 der Endgeräte 10, 20 über deren interne Schnittstellen 14, 24 erfolgt. Allerdings erfolgt die Datenübertragung über den Bus nur vom Hauptgerät 40 bis zum ersten Schalter 16, 26, der trennt.
Von außen betrachtet sieht die physikalische Topologie dieser Busanordnung wie eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung (auch als „Daisy-Chain“ bezeichnet) mehrerer Endgeräte 10, 20 in Linieranordnung aus, da jeweils zwei Endgeräte 10, 20 direkt miteinander verbunden werden und die Endgeräte 10, 20 in Reihe geschaltet sind. Dies weicht von der klassischen Bustopologie, wie sie im DMX-Standard beschrieben ist, ab. Nichtsdestotrotz erfolgt der Datenaustausch über einen funktionalen auch durch die Endgeräte 10, 20 durchlaufenden Bus 310, 301, 320, 302, 330, über den gemäß dem vorgegebenen Protokoll, vorteilhafterweise DMX/RDM, kommuniziert wird. Die Schnittstellen 14, 24 der Endgeräte 10, 20 sind parallel an den Bus 30 mit seinen geräteinternen- und geräteexternen Abschnitten 310, 301, 320, 302, 330 gekoppelt.
3a bis 3d veranschaulichen das Verfahren zur Fernüberwachung der Endgeräte 10, 20 am Bus 30 anhand eines Bussystemabschnitts mit zwei Endgeräten 10, 20, nämlich einem ersten Endgerät 10 und einem zweiten Endgerät 20.
Vor der Konfiguration, siehe 3a, sind die Endgeräte 10, 20 im ersten Zustand; die Schalter 16, 26 unterbrechen den geräteinternen Busabschnitt 301, 302. Das Hauptgerät 40 (nicht dargestellt) sendet eine Abfrage zur Identifizierung eines Endgeräts. Da der geräteinterne Busabschnitt 301 im ersten Endgerät 10 unterbrochen ist, erreicht die Abfrage nur das erste Endgerät 10. Dieses sendet eine Antwort. Das Hauptgerät 40 weist dem ersten Endgerät 10 eine erste Adresse zu. Das erste Endgerät 10 geht in den zweiten Zustand, und der geräteinterne Busabschnitt 301 wird durch Schließen des Schalters 16 freigeschaltet, siehe 3b.
Dann sendet das Hauptgerät 40 eine weitere Abfrage zur Identifizierung eines Endgeräts. Die Abfrage liegt sowohl am ersten als auch am zweiten Endgerät 10, 20 an, jedoch nicht an weiteren, dem zweiten Endgerät 20 nachgeschalteten Endgeräten (nicht dargestellt). Da dem ersten Endgerät 10 bereits eine Adresse zugewiesen ist, antwortet es nicht. Das zweite Endgerät 20 sendet eine Antwort. Das Hauptgerät 40 weist dem zweiten Endgerät 20 eine zweite Adresse zu. Das zweite Endgerät 20 geht in den zweiten Zustand, und der geräteinterne Busabschnitt 302 wird freigeschaltet, siehe 3c.
Die Abfrage wird wiederholt, bis keine Antwort mehr kommt. Dies zeigt an, dass alle Endgeräte 10, 20 identifiziert und adressiert sind.
Nachdem allen Endgeräten 10, 20 eine Adresse zugeordnet und der gesamte Bus 30 freigeschaltet worden ist, können die Endgeräte 10, 20 durch das Hauptgerät 40 angesteuert werden. Durch die Adresse ist es möglich, obwohl der Steuerbefehl über den Bus 30 an allen Endgeräten 10, 20 anliegt, einzelne Endgeräte 10, 20 gezielt anzusprechen und anzusteuern.
Das Verfahren kann umfassen, dass auch, nachdem alle Endgeräte 10, 20 adressiert worden sind, weitere Abfragen durchzuführen und gegebenenfalls die oben beschriebenen Identifizierungs- und Adressierungsschritte durchzuführen, um zu detektieren, ob sich durch Ausfall oder Aus- oder Einbau von Endgeräten Veränderungen des Systems ergeben haben. Im RDM-Protokoll ist ein solcher andauernder Erkennungsprozess üblich und wird auch als „Discovery“ bezeichnet.
Wenn ein komplett neuer Erkennungsvorgang gestartet werden soll, bei dem jedes Endgerät erneut adressiert werden soll, muss zuvor ein Rücksetzungsbefehl vom Hauptgerät 40 an alle Endgeräte 10, 20 gesendet werden, der sie veranlasst, die aktuelle Adressierung zu verwerfen. Solch ein Rücksetzungsbefehl wird auch als „Broadcast“ bezeichnet. Der Rücksetzungsbefehl wird vom Hauptgerät 40 generiert und am Bus angelegt. In Folge dessen gehen die Endgeräte 10, 20 wieder in den ersten Zustand, die Endgeräte 10, 20 unterbrechen den geräteinternen Busabschnitt 301, 302 ausgangsseitig und verwerfen die zugeteilte Adresse. 3d veranschaulicht diesen Zustand nach dem Rücksetzungsbefehl.
Da die Endgeräte 10, 20 in einer Reihe oder Kette hintereinander angeschlossen sind, werden sie durch das oben genannte Verfahren der Reihe nach, mit dem Endgerät 10, das dem Hauptgerät 40 am nächsten ist, zuerst, von der Steuerungssoftware auf dem Hauptgerät 40 erkannt und adressiert. Dadurch ist auch die Position beziehungsweise Reihenfolge der Endgeräte 10, 20 bekannt. Das Verfahren erlaubt eine Autoadressierung bei direktionaler Verbindung von Haupt- und Endgeräten 40, 10, 20 mit einer Positionserkennung der Endgeräte und einer eindeutigen Zuordnung von Adressen an Geräte 10, 20, deren Position mittels des Verfahrens erkannt worden ist.
Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

10, 20: Endgeräte
12, 22: Mikroprozessoreinheit
14, 24: Schnittstelle
16, 26: Schalter
17, 27: Buseingang
18, 28: Busausgang
40: Hauptgerät
48: Busanschluss
30: Bus
301, 302: geräteinterner Busabschnitt
310, 320, 330: geräteexterner Busabschnitt

Claims

Verfahren zur Fernverwaltung von Endgeräten (10, 20) durch ein Hauptgerät (40), wobei die Endgeräte (10, 20) an einem Bus (310, 301, 320, 302, 330) angeschlossen sind und sie den ihnen nachgeschalteten Busbereich für eine Datenübertragung freischalten oder sperren können; das Verfahren umfasst: a) Identifizierung eines Endgeräts (10, 20), dem keine Adresse zugeordnet ist, mittels Abfrage durch das Hauptgerät (40), b) Zuweisung einer Adresse an das identifizierte Endgerät (10, 20) durch das Hauptgerät (40), c) Freischaltung des Busbereichs, der dem Endgerät (10, 20) nachgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Wiederholung der Schritte a)-c), bis kein weiteres Endgerät (10, 20) mehr identifiziert werden kann bei Abfrage durch das Hauptgerät (40).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei vor der erstmaligen Durchführung der Schritte a)-c) alle Endgeräte (10, 20) den ihnen nachgeschalteten Busbereich gesperrt haben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Identifizierung umfasst, einen Abfragebefehl durch das Hauptgerät (40) über den Bus (310, 301, 320, 302, 330) zu senden und dann einen Antwortbefehl durch ein Endgerät (10, 20), dem keine Adresse zugeordnet ist, zu senden, sofern der Busbereich zwischen ihm und dem Hauptgerät (40) freigeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei, wenn eines der Endgeräte (10, 20) den Busbereich, der diesem Endgerät (10, 20) nachgeschaltet ist, sperrt, eine Weiterleitung der Abfrage zu einem diesem Endgerät (10, 20) nachgeschalteten Endgerät (20) nicht möglich ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, die Schritte a)-c) zu wiederholen, nachdem kein weiteres Endgerät (10, 20) mehr identifiziert werden konnte.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Generierung eines Rücksetzungsbefehls durch das Hauptgerät (40), in Folge dessen die Endgeräte (10, 20) den ihnen nachgeschalteten Busbereich sperren und/oder die zugeteilte Adresse verwerfen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Datenübertragung zwischen Haupt- und Endgeräten (40, 10, 20) nach dem DMX/RDM-Protokoll erfolgt.
Endgerät (10, 20) für ein Endgerätesystem mit einem Hauptgerät (40) und einer Mehrzahl von Endgeräten (10, 20) umfassend – eine Kontrollereinheit (12, 22), – einen Buseingang (17, 27) und einen Busausgang (18, 28), zwischen denen ein geräteinterner Busabschnitt (301, 302) verläuft, und – eine geräteinterne Schnittstelle (14, 24), mittels der ein Datenaustausch zwischen der Kontrollereinheit (12, 22) und dem geräteinternen Busabschnitt (301, 302) erfolgen kann.
Endgerät (10, 20) nach Anspruch 9, mit einem Schalter (16, 26), der eine Datenübertragung über den geräteinternen Busabschnitt (301, 302) unterbrechen oder freischalten kann, wobei der Schalter (16, 26) zwischen der Schnittstelle (14, 24) und den Busausgang (18, 28) gekoppelt ist.
Endgerät (10, 20) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, das einen ersten Zustand oder einen zweiten Zustand einnehmen kann, wobei ihm im ersten Zustand keine Adresse zugeordnet ist und wobei ihm im zweiten Zustand eine Adresse zugeordnet ist.
Endgerät (10, 20) nach Anspruch 11 rückbezogen auf Anspruch 10, dessen Schalter (16, 26) im ersten Zustand den geräteinternen Busabschnitt (301, 302) unterbricht und im zweiten Zustand freischaltet.
Endgerät (10, 20) nach Anspruch 11 oder 12, geeignet – im ersten Zustand einen am Buseingang (17, 27) anliegenden Abfragebefehl nach Endgeräten (10, 20), denen keine Adresse zugeordnet ist, zu beantworten und bei Zuordnung einer Adresse über den Buseingang (17, 27) diese zu speichern, und – im zweiten Zustand bei einem am geräteinternen Busabschnitt (301, 302) anliegenden Rücksetzungsbefehl die Adresszuordnung zu verwerfen.
Endgerätesystem mit – einem Hauptgerät (40) mit einem Busanschluss (48), – einer Mehrzahl von Endgeräten (10, 20) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Endgeräte (10, 20) derart in Reihe geschaltet sind, dass der Busanschluss (48) des Hauptgeräts (40) mit dem Buseingang (17) des nachgeschaltetem Endgeräts (10) über einen geräteexternen Busabschnitt (310) verbunden ist und die Busausgänge (18, 28) der Endgeräte (10, 20) mit dem Buseingang (27) des jeweils nachgeschalteten Endgeräts (20) über ein geräteexternen Busabschnitt (320, 330) verbunden sind.
Hauptgerät, das geeignet ist, die Schritte eines Hauptgeräts (40) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
Computerprogrammprodukt umfassend ein Computerprogramm, zur Ausführung auf einem Computer, das geeignet ist, die Schritte eines Hauptgeräts (40) oder Endgeräts (10, 20) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.