DE102015213859A1

DE102015213859A1 - System und Verfahren zur Kommunikation zwischen einer elektronischen Komponente und einem entfernten Endgerät über ein Weitbereichsnetzwerk sowie Adaptereinheit und Replikationseinheit

Info

Publication number: DE102015213859A1
Application number: DE102015213859.3A
Authority: DE
Inventors: Patrick LANGFELD; Jens-Achim Kessel; Burkhard Schranz
Original assignee: Optimeas Measurement And Automation Systems GmbH
Current assignee: Optimeas Measurement And Automation Systems GmbH
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Es ist ein System zur Kommunikation zwischen einer elektronischen Komponente (14), insbesondere einer elektronischen Komponente eines Fahrzeugs, und einem entfernten Endgerät (3) über ein Weitbereichsnetzwerk (4) beschrieben. Das System umfasst eine Adaptereinheit (5) und eine Replikationseinheit (6). Die Adaptereinheit (5) ist mittels einer oder mehreren Schnittstelle/n (20) kommunizierend mit der elektronischen Komponente (14) verbunden und dazu ausgebildet, über die Schnittstelle/n (7, 20) Daten von der elektronischen Komponente (14) zu empfangen und/oder an die elektronische Komponente (14) zu übertragen. Die Replikationseinheit (6) ist mittels einer oder mehreren Schnittstelle/n (8) kommunizierend mit dem entfernten Endgerät (3) verbunden und dazu ausgebildet, über die Schnittstelle/n (8) Daten an das entfernte Endgerät (3) zu übertragen und/oder von dem entfernten Endgerät (3) zu empfangen. Dabei sind die Adaptereinheit (5) und die Replikationseinheit (6) über das Weitbereichsnetzwerk (4) miteinander verbunden. Die Adaptereinheit (5) ist zusätzlich dazu ausgebildet, über einen Aufnahmezeitraum Signale, die an der Schnittstelle/an einer der Schnittstellen (20) der Adaptereinheit (5) anliegen, aufzunehmen und die aufgenommenen Signale über das Weitbereichsnetzwerk (4) an die Replikationseinheit (6) zu übertragen. Die Replikationseinheit (6) ist wiederum dazu ausgebildet, die aufgenommenen Signale zu replizieren und über die Schnittstelle/eine der Schnittstellen (8) der Replikationseinheit (6) als replizierte Signale an das entfernte Endgerät (3) auszugeben. Es ist ferner eine entsprechendes Verfahren sowie eine entsprechende Adaptereinheit (5) und Replikationseinheit (6) angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einer elektronischen Komponente, insbesondere einer elektronischen Komponente eines Fahrzeugs, und einem entfernten Endgerät über ein Weitbereichsnetzwerk Die Erfindung betrifft ferner eine Adaptereinheit zum Bereitstellen einer Kommunikation mit einer elektronischen Komponenten über ein Weitbereichsnetzwerk, sowie eine Replikationseinheit zur Kommunikation zwischen einer elektronischen Komponente und einem entfernten Endgerät über ein Weitbereichsnetzwerk.
In einigen Bereichen der Technik, beispielsweise der Telemetrie, dem Teleservice, der Ferndiagnose oder der Fernsteuerung, muss von einem entfernten Ort aus auf eine elektronische Komponente zugegriffen werden. Die elektronische Komponente ist meist Bestandteil eines Gerätes oder eines Systems. Anwendungsszenarien finden sich beispielsweise bei Fahrzeugen, mobile Maschinen, Baumaschinen oder Anlagen der Automatisierungstechnik. Für den Fernzugriff – auch als Remote-Zugriff bezeichnet – wird eine Kommunikationsverbindung zwischen der elektronischen Komponente und einem entfernten Endgerät hergestellt. Über die Kommunikationsverbindung werden Daten ausgetauscht, beispielsweise Statusinformationen, Diagnoseinformationen, Messwerte oder Sollwertvorgaben. In einigen Fällen lassen sich über die Kommunikationsverbindung auch Konfigurationsänderungen oder Software-Aktualisierungen an der elektronischen Komponente vornehmen.
Aus der Praxis sind verschiedene Systeme bekannt, mit denen ein Remote-Zugriff auf elektronische Komponenten möglich ist. So sind beispielsweise CAN(Controller Area Network)-Gateways bekannt, mit denen in einem Brigde-Modus Datenpakete zwischen zwei CAN-Bussen über Ethernet oder das Internet ausgetauscht werden können. Hierzu sei beispielshaft auf ein CAN-Ethernet-Gateway der Firma SYS TEC electronic GmbH verwiesen. Ein erster CAN-Gateway weist eine Schnittstelle zu einem ersten CAN-Bus auf. Sofern eine CAN-Nachricht aus dem ersten CAN-Bus an die Gegenseite gesendet werden soll, wird die CAN-Nachricht in ein TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)-Paket gepackt, an die Gegenseite übertragen und dort durch ein zweites CAN-Gateway wieder entpackt. Das zweite CAN-Gateway weist eine Schnittstelle zu einem zweiten CAN-Bus auf und gibt die entpackte CAN-Nachricht in den zweiten CAN-Bus aus. Damit ist ein Austausch von CAN-Nachrichten zwischen den beiden CAN-Bussen möglich.
Problematisch sind derartige Systeme insbesondere dann, wenn die beiden CAN-Gateways über ein Weitbereichsnetzwerk untereinander verbunden sind, das keine minimale Verbindungsqualität garantieren kann. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der erste CAN-Bus in einer mobilen Baumaschine angeordnet ist und der erste CAN-Gateway über ein Mobilfunk-Netz mit einem Leitsystem verbunden ist. Wenn sich die Baumaschine über eine Baustelle bewegt, kann die Qualität des Mobilfunk-Signals stark schwanken, was sich wiederum stark auf die Übertragungsdauer auswirkt. Daher sind derartige Systeme insbesondere dann ungeeignet, wenn der zeitliche Abstand zwischen zwei CAN-Nachrichten von Bedeutung ist.
Ein weiteres Problem besteht in dem hohen Aufwand beim Einrichten der Systeme. So ist es beispielsweise notwendig, dass bei der Nutzung des Internets oder eines anderen Weitbereichsnetzwerks zwischen den beiden CAN-Gateways ein VPN(Virtual Private Network)-Tunnel aufgebaut wird, um eine Verfälschung und ein Abhören der übertragenen Daten zu verhindern. Dies setzt wiederum eine statische IP(Internet Protocol)-Adresse oder einen Namensdienst, beispielsweise DynDNS, voraus. Beide Ansätze erhöhen den Einrichtungsaufwand und sind mit zusätzlichen Kosten verbunden.
Ein System zum Verbinden zweier serieller Schnittstellen über das Internet wird beispielsweise von der Firma Spectra GmbH & Co KG vertrieben. Die entsprechenden Module werden paarweise eingesetzt, wobei jedes Modul eine RS232- oder eine RS485-Schnittstelle zum Verbinden mit einem Endgerät aufweist. Die beiden Module sind über eine Tunnelverbindung durch das Internet miteinander verbunden und arbeiten im Client-Server-Betrieb. Das Client-Modul baut die Tunnelverbindung zu dem Server-Modul auf, wobei auch hierbei eine statische IP-Adresse oder ein Namensdienst notwendig ist. Trotz der üblicherweise relativ niedrigen Übertragungsrate sind diese Systeme dann problematisch, wenn die Übertragungsqualität stark schwankt.
Ein anderes System ist bei Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem ein Bordcomputer Diagnoseinformationen sammelt und diese im Servicefall über ein Mobilfunk-Netz einer Werkstatt bereitstellt. Dadurch kann zielgenau auf ein Problem mit dem Fahrzeug reagiert werden. Nachteilig hieran ist, dass ein proprietäres System zum Einsatz kommt, das nur eine geringe Flexibilität bietet. Ferner werden im Allgemeinen lediglich aggregierte Informationen bereitgestellt.
Darüber hinaus sind andere Systeme bekannt, die lokale Funkbrücken oder Datentunnel in einer Punkt-zu-Punktverbindung nutzen. Hierbei wird eine Anlagen-Komponente über die Funkbrücke oder den Datentunnel mit einem Leitsystem verbunden. Auch diese Systeme weisen oft keine ausreichende Flexibilität auf. Ferner sind die Systeme meist auf eine spezielle Schnittstellen-Technologie beschränkt. Die Reichweiten derartiger Systeme sind stark eingeschränkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System und eine Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine flexible Kommunikation zwischen einer elektronische Komponente und einem entfernten Endgerät über ein Weitbereichsnetzwerk ermöglicht ist. Ferner sollen die entsprechenden Komponenten des Systems angegeben werden.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach umfasst das in Rede stehende System:
eine Adaptereinheit, die mittels einer oder mehreren Schnittstelle/n kommunizierend mit der elektronischen Komponente verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, über die Schnittstelle/n Daten von der elektronischen Komponente zu empfangen und/oder an die elektronische Komponente zu übertragen, und
eine Replikationseinheit, die mittels einer oder mehreren Schnittstelle/n kommunizierend mit dem entfernten Endgerät verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, über die Schnittstelle/n Daten an das entfernte Endgerät zu übertragen und/oder von dem entfernten Endgerät zu empfangen,
wobei die Adaptereinheit und die Replikationseinheit über das Weitbereichsnetzwerk miteinander verbunden sind,
wobei die Adaptereinheit dazu ausgebildet ist, über einen Aufnahmezeitraum Signale, die an der Schnittstelle/an einer der Schnittstellen der Adaptereinheit anliegen, aufzunehmen und die aufgenommenen Signale über das Weitbereichsnetzwerk an die Replikationseinheit zu übertragen, wobei die Replikationseinheit dazu ausgebildet ist, die aufgenommenen Signale zu replizieren und über die Schnittstelle/eine der Schnittstellen der Replikationseinheit als replizierte Signale an das entfernte Endgerät auszugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. Danach umfasst das in Rede stehende Verfahren die Schritte:
Aufzeichnen von Signalen, die an einer Schnittstelle einer Adaptereinheit anliegen, über einen Aufnahmezeitraum zum Erzeugen aufgenommener Signale, wobei die Schnittstelle eine Verbindung zu der elektronischen Komponente bereitstellt,
Übertragen der aufgenommenen Signale über das Weitbereichsnetzwerk zu einer Replikationseinheit,
Replizieren der aufgenommenen Signale bei der Replikationseinheit zum Erzeugen replizierter Signale und
Ausgabe der replizierten Signale über eine Schnittstelle der Replikationseinheit an das entfernte Endgerät.
Hinsichtlich der Adaptereinheit ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 19 gelöst. Danach umfasst die in Rede stehende Adaptereinheit:
mindestens eine Schnittstelle, über die die Adaptereinheit mit der elektronischen Komponente verbindbar ist und die zum Empfangen von Daten von der elektronischen Komponente und/oder zum Übertragen von Daten zu der elektronischen Komponente ausgebildet ist/sind,
eine Aufnahmeeinheit, wobei die Aufnahmeeinheit dazu ausgebildet ist, über einen Aufnahmezeitraum Signale, die an einer der mindestens einen Schnittstelle anliegen, aufzunehmen und als aufgenommene Signale vorzugsweise zusammen mit Zeitstempeln abzuspeichern, und
eine Kommunikationseinheit, die zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung über das Weitbereichsnetzwerk und zum Übertragen von aufgenommenen Signalen über die Kommunikationsverbindung ausgebildet ist.
Hinsichtlich der Replikationseinheit ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 20 gelöst. Danach umfasst die in Rede stehende Replikationseinheit:
mindestens eine Schnittstelle, über die die Replikationseinheit mit dem entfernten Endgerät kommunizierend verbindbar ist,
eine Kommunikationseinheit, die zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung über das Weitbereichsnetzwerk ausgebildet ist,
eine Ausgabeeinheit, die zum Replizieren von aufgenommenen Signalen ausgebildet ist, wobei die aufgenommenen Signale vorzugsweise von einer Adaptereinheit aufgenommen und über die Kommunikationsverbindung an die Replikationseinheit übertragen sind.
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass eine besonders flexible Kommunikation über ein Weitbereichsnetzwerk dadurch erreicht werden kann, dass zwischen der elektronischen Komponente und dem entfernten Endgerät eine Adaptereinheit und eine Replikationseinheit angeordnet ist. Die Adaptereinheit und die Replikationseinheit sind durch das Weitbereichsnetzwerk untereinander verbunden und können Daten untereinander austauschen. Die Adaptereinheit weist erfindungsgemäß eine oder mehrere Schnittstelle/n auf, die kommunizierend mit der elektronischen Komponente verbunden ist/sind. Hierzu ist die Adaptereinheit mit geeigneten Kabel/Strecker mit der elektronischen Komponente bzw. einer übergeordneten Komponente verbunden, beispielsweise einer Diagnoseeingangsstufe Auf diese Weise kann die Adaptereinheit über die Schnittstelle/n Daten von der elektronischen Komponente empfangen und/oder Daten an die elektronische Komponente übertragen. Die Replikationseinheit weist erfindungsgemäß eine oder mehrere Schnittstelle/n auf, die kommunizierend mit dem entfernten Endgerät verbunden ist/sind. Über die Schnittstelle/n kann die Replikationseinheit Daten an das entfernte Endgerät übertragen und/oder von dem entfernten Endgerät Daten empfangen.
Erfindungsgemäß ist die Adaptereinheit dazu ausgebildet, über einen Aufnahmezeitraum hinweg Signale, die an der Schnittstelle bzw. an einer der Schnittstellen der Adaptereinheit anliegen, aufzunehmen. Hierzu weist die Adaptereinheit eine Aufnahmeeinheit auf, die ein aufzunehmendes Signal geeignet analysiert und aufnimmt. Die Aufnahmeeinheit kann prinzipiell auch dazu ausgebildet sein, von mehreren Schnittstellen im Wesentlichen gleichzeitig Signale aufzunehmen. Was „geeignet analysiert“ bedeutet, hängt von dem jeweils anliegenden Signal ab. Bei einem analogen Signal würde das Analysieren beispielweise eine Analog-Digital-Wandlung beinhalten. Bei einem Binärsignal könnte das Analysieren das Erkennen eines Zustandswechsels und das Aufnehmen das Speichern des Zustandswechsels umfassen. Allgemein ausgedrückt wird bei der Aufnahme eine Charakteristik des Signals erfasst und vorzugsweise zusammen mit dem zugehörigen Zeitpunkt in einem Speicher, beispielsweise in einem RAM (Random Access Memory) oder auf einer SD-Karte, abgespeichert. Bei einem Binärsignal, das zwischen einem High- und einem Low-Pegel wechselt, kann die Aufnahmeeinheit beispielsweise die Pegelwechsel detektieren und den jeweils detektieren Pegelwechsel zusammen mit dem dazugehörigen Zeitpunkt speichern. Dabei dürfte der Zeitpunkt vorteilhafter Weise als relativer Zeitpunkt gespeichert werden, beispielsweise bezogen auf den Anfang des Aufnahmezeitraums. Dabei wird vorzugsweise während eines Aufnahmezeitraums mindestens ein absoluter Zeitpunkt gespeichert, beispielsweise der bereits erwähnte Anfang des Aufnahmezeitraums.
Ein derart aufgenommenes Signal wird – geeignet kodiert – über das Weitbereichsnetzwerk an die Replikationseinheit übertragen. Die Replikationseinheit repliziert das aufgenommene Signal, das sie über das Weitbereichsnetzwerk empfangen hat, und gibt das replizierte Signal auf der Schnittstelle/einer der Schnittstellen an das entfernte Gerät aus. Beim Replizieren werden durch die Replikationseinheit – soweit möglich und für den jeweiligen Anwendungsfall sinnvoll – die physikalischen, zeitlichen und elektronischen Eigenschaften der Schnittstelle geeignet nachgebildet und somit die Zeitfolge der Signale, die Signalpegel und der Formfaktor weitgehend wiederhergestellt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass ein von der elektronischen Komponente erzeugtes Signal an das entfernte Endgerät ausgegeben wird, nämlich über die Adaptereinheit, das Weitbereichsnetzwerk und die Replikationseinheit. Durch das Aufnehmen der anliegenden Signale ist es möglich, die zeitliche Abfolge der Signale bei der Replikationseinheit korrekt wiederzugeben. Dabei ist es im Wesentlichen unerheblich, welche Signale anliegen. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße System die verschiedensten Arten von Signalen übertragen, solange es möglich ist, die Signale bei der Replizierungseinheit zu replizieren. Diese Anforderung ist jedoch sehr einfach zu realisieren. Dadurch entsteht ein sehr flexibel einsetzbares System.
Bevorzugte Einsatzgebiete der Erfindung liegen im Bereich der Telemetrie, Teleservice, Ferndiagnose, Fernsteuerung von Geräten und Systemen, insbesondere im Bereich der mobilen Maschinen und Baumaschinen. Anwendungen sind beispielsweise Remote-Serviceeingriff, Kontinuierliche Diagnose von Maschinenzuständen, Betriebsdaten oder Verschleißdaten, Internetanbindung an Serviceplattform, Information für Werkstätte, direkter Zugriff auf die Maschine, z.B. für Programmiergerät, Online-Firmware-Update.
Die Schnittstelle/n zwischen Adaptereinheit und elektronischer Komponente bzw. zwischen Replikationseinheit und entferntem Endgerät sind vorzugsweise als lokale Schnittstellen ausgebildet, d.h. die beiden über die Schnittstelle verbundenen Geräte sind relativ nahe beieinander angeordnet. Vorzugsweise weist ein Kabel, das die beiden Geräte über die lokale/n Schnittstelle/n miteinander verbindet, eine Länge von weniger als 50 Metern, besonders bevorzugter Weise weniger als 25 Metern, ganz besonders bevorzugter Weise weniger als 10 Metern auf. Damit ist die Adaptereinheit vorzugsweise bei der elektronischen Komponente angeordnet und die Replikationseinheit ist vorzugsweise bei dem entfernten Endgerät angeordnet. Wenn die elektronische Komponente beispielsweise Bestandteil eines Baggers ist und das entfernte Endgerät in einer Service-Zentrale, wäre bei Nutzung von lokalen Schnittstellen die Adaptereinheit auf dem Bagger angeordnet und die Replikationseinheit in der Service-Zentrale.
Zur Vereinfachung des Systems und zur Vermeidung einer Schnittstellenumsetzung hat eine Schnittstelle der Adaptereinheit vorzugsweise eine Entsprechung bei der Replikationseinheit bzw. umgekehrt, zumindest dann, wenn von der betreffenden Schnittstelle der Adaptereinheit Daten an die entsprechende Schnittstelle der Replikationseinheit übertragen sollen oder umgekehrt. Dabei ist es auch möglich, dass eine Replikationseinheit lediglich eine Untermenge der Schnittstellen der Adaptereinheit aufweist oder dass die Adaptereinheit lediglich eine Untermenge der Schnittstellen der Replikationseinheit aufweist. Auf diese Weise kann beispielsweise eine universelle Replikationseinheit bereitgestellt sein, die eine Verbindung zu mehreren Adaptereinheiten mit unterschiedlicher Schnittstellenausstattung ermöglicht, wobei nicht alle Schnittstellen der Replikationseinheit bei einer Verbindung mit einer Adaptereinheit genutzt werden. Wenn Schnittstellen identisch vorhanden sind, so sind die Schnittstellen an der Replikationseinheit vorzugsweise eine Kopie der Schnittstellen an der elektronischen Komponente bzw. des Geräts/der Maschine.
Die Daten, die zwischen der Adaptereinheit und der elektronischen Komponente bzw. zwischen der Replikationseinheit und dem entfernten Endgerät ausgetauscht werden, betreffen jegliche Art von Informationen. Analoge Messwerte oder Sollwerte können ebenso übertragen werden wie Logikwerte (z.B. Türe offen/geschlossen) oder paketierte Informationen, wie CAN-Datenpakete. Generell können die Daten als analoge oder digitale Signale auf elektrischem oder optischem Wege übertragen werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung kommen jedoch mehrere Arten von Schnittstellen zum Einsatz, beispielsweise eine oder mehrere analoge Schnittstellen und eine oder mehrere Schnittstellen für paketierte Informationen.
Die Daten, die über das Weitbereichsnetzwerk zwischen der Adaptereinheit und der Replikationseinheit ausgetauscht werden, sind vorzugsweise paketierte Daten, die besonders bevorzugter Weise unter Verwendung von TCP/IP übertragen werden. Das Weitbereichsnetzwerk, das zum Austausch der Daten genutzt wird, ist bevorzugter Weise Teil des Internets gebildet.
Zur Realisierung eines Rückkanals von dem entfernten Endgerät zu der elektronischen Komponente kann die Replikationseinheit dazu ausgebildet sein, über einen Aufnahmezeitraum hinweg Signale, die an der Schnittstelle bzw. an einer der Schnittstellen der Replikationseinheit anliegen, aufzunehmen und die derart aufgenommenen Signale über das Weitbereichsnetzwerk an die Adaptereinheit zu übertragen. Hinsichtlich der Ausgestaltung dieses Aufnahmevorgangs sei auf die voranstehenden Ausführungen zu der Adaptereinheit verwiesen, die entsprechend auch für den Rückkanal gelten.
Die Adaptereinheit ist bei dieser Ausgestaltung zusätzlich dazu ausgebildet, die aufgenommenen Signale, die von der Replikationseinheit über das Weitbereichsnetzwerk empfangen wurden, zu replizieren und über die Schnittstelle bzw. eine der Schnittstellen der Adaptereinheit als replizierte Signale an die elektronische Komponente auszugeben. Im Wesentlichen arbeiten die einzelnen Komponenten für den Rückkanal entsprechend wie bei der Kommunikation von der elektronischen Komponente zu dem entfernten Endgerät. Auf diese Weise ist durch diese bevorzugte Weiterbildung eine bidirektionale Kommunikation zwischen der elektronischen Komponente und dem entfernten Endgerät möglich.
Vorzugsweise stellt ein repliziertes Signal im Wesentlichen eine zeitverzögerte Kopie des aufgenommenen Signals dar. Dabei ist es prinzipiell unerheblich, ob das replizierte Signal von der Replikationseinheit für das entfernte Endgerät oder von der Adaptereinheit für die elektronische Komponente erzeugt worden ist. Die Zeitverzögerung ergibt sich im Wesentlichen dadurch, dass über den Aufnahmezeitraum hinweg Signale aufgenommen werden. Dadurch ergibt sich für den ältesten Bestandteil des aufgenommenen Signals eine Verzögerung um den Aufnahmezeitraum. Da bei der Replikation ein repliziertes Signal in dieser Ausgestaltung zeitrichtig wiedergegeben wird, sind alle anderen Bestandteile des aufgenommenen Signals ebenso um den Aufnahmezeitraum verzögert. Ergänzend kommt die Zeit für die Übertragung des aufgenommenen Signals an die Gegenstelle (d.h. an die Replikationseinheit oder Adaptereinheit) sowie die Zeit für die Umsetzung des aufgenommenen Signals in ein repliziertes Signal hinzu. Wenn ein aufzunehmendes Signal kontinuierlich aufgenommen wird und sich damit ein Aufnahmezeitraum an den nächsten anschließt, kann die Gegenstelle (Replikationseinheit oder Adaptereinheit) eine weitere Verzögerung hinzufügen, um beispielsweise unterschiedlich schnelle Übertragungen auf dem Weitbereichsnetzwerk auszugleichen. Entsprechende Mechanismen sind beispielsweise aus dem Streamen von Audio- oder Videodaten bekannt.
Durch Abtastung des aufzunehmenden Signals kann es durch die zeitliche Auflösung zu einer leichten Verschiebung kommen (einem sogenannten Jitter). Der Jitter kann dadurch reduziert werden, dass die Abtastrate in Abhängigkeit der Frequenz oder der Datenrate der aufzunehmenden Signale gewählt wird. Wenn beispielsweise das aufzunehmende Signal eine Datenrate von 1 MBit/sec aufweist, würde bei dieser Vorgehensweise die Abtastrate deutlich höher gewählt werden als bei einem aufzunehmenden Signal mit einer Datenrate von 1 kBit/s. Alternativ oder ergänzend wäre es dankbar, die Abtastung mit dem aufzunehmenden Signal zu synchronisieren. Auch hier sind entsprechende Vorgehensweisen aus dem Stand der Technik bekannt. Bei digitalen Schnittstellen wäre auch denkbar, dass jeweils ein Zustandswechsel eine „Abtastung“ auslöst. Dies könnte dadurch geschehen, dass bei jedem Zustandswechsel die Zeit aus einer Uhr ausgelesen wird und zur Repräsentation des aufzunehmenden Signals gespeichert wird. In diesem Fall wäre die Auflösung der Abtastung von der Auflösung der Uhr abhängig.
Prinzipiell kann ein aufgenommenes Signal auf verschiedenste Art und Weise repräsentiert werden. So wäre es denkbar, mit jedem Abtastzeitpunkt einen Messwert zu speichern, so dass das aufgenommene Signal durch eine Folge von Messwerten repräsentiert ist, die während des Aufnahmezeitraums mit einer Abtastfrequenz aufgenommen wurden. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird das aufgenommene Signal jedoch durch eine Folge von Messwerten mit jeweils zugehörigem Zeitstempel repräsentiert und abgespeichert. Vorzugsweise besteht das aufgenommene Signal dabei aus diskreten Werten, so dass der Messwert sich auf einen digitalisierten Wert mit einem zugehörigen Zeitstempel reduzieren lässt. Besonders einfach wird diese Repräsentation dann, wenn das aufzunehmende Signal zwischen einem High- und einem Low-Pegel wechselt. In diesem Fall kann der digitalisierte Wert mit einer 0 und einer 1 repräsentiert werden. Bevorzugter Weise wird der Zeitstempel durch einen relativen Zeitpunkt repräsentiert. Der relative Zeitpunkt kann sich dabei auf den Beginn des Aufnahmezeitraums beziehen, wobei zu Beginn des Aufnahmezeitraums beispielsweise der relative Zeitpunkt auf Null gesetzt sein kann. Vorzugsweise wird während eines Aufnahmezeitraums mindestens ein absoluter Zeitpunkt gespeichert, beispielsweise der bereits erwähnte Anfang des Aufnahmezeitraums.
Zum Bereitstellen eines absoluten Zeitpunkts kann bei der Adaptereinheit und gegebenenfalls auch bei der Replikationseinheit eine Uhr angeordnet sein. Die Uhr kann dabei mit einem Zeitnormal synchronisiert werden. Hierzu kann eine Funktechnologie verwendet werden, wie sie bei Funkuhren üblich ist, beispielsweise der in Deutschland verbreitete DCF77. Allerdings kann auch eine Zeitquelle aus dem Weitbereichsnetzwerk, beispielsweise der Zeitdienst NTP (Network Time Protocol), oder aus der Anbindung zu dem Weitbereichsnetzwerk, beispielsweise einem Mobilfunknetz, bezogen werden. Mit dieser Uhr kann ein genauer absoluter Zeitpunkt bestimmt werden, was wiederum die zeitliche Einordnung an der Gegenseite (an der Adaptereinheit oder Replikationseinheit) ermöglicht.
Zur Vereinfachung des Verbindungsaufbaus kann das System zusätzlich einen Server umfassen, der kommunizierend mit dem Weitbereichsnetzwerk verbunden ist. Die Adaptereinheit wäre bei dieser Ausgestaltung dazu ausgebildet, über das Weitbereichsnetzwerk eine Tunnelverbindung zu dem Server aufzubauen. Vorzugsweise würde die Adaptereinheit zu vordefinierten Zeitpunkten oder zu vordefinierten Ereignissen eine entsprechende Tunnelverbindung zu dem Server aufbauen. Denkbar wäre beispielsweise, dass beim Anschalten der Adaptereinheit eine Verbindung aufgebaut wird. Denkbar wäre auch, dass der Verbindungsaufbau in periodischen Zeitabständen vorgenommen wird, beispielsweise alle fünf oder fünfzehn Minuten. Denkbar wäre aber auch, dass die Adaptereinheit bei einem bestimmten Ereignis, beispielsweise einem Pegelwechsel an einer der Schnittstellen, eine Verbindung zu dem Server aufbaut. Wichtig ist hierbei, dass der Verbindungsaufbau von der Adaptereinheit aus initiiert wird. Auf diese Weise wird bei der Adaptereinheit keine statische IP-Adresse benötigt. Ferner kann ein höheres Maß an Sicherheit erzielt werden, da Unberechtigte aus dem Weitbereichsnetzwerk heraus keine Verbindung zu der Adaptereinheit herstellen können. Vorzugsweise sind die Daten, die über die Tunnelverbindung ausgetauscht werden, verschlüsselt. Bevorzugter Weise kommt hierbei SSL (Secure Sockets Layer) zum Einsatz, so dass die Tunnelverbindung ein SSL-Tunnel ist.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist der Server einen Nachrichtenspeicher auf oder ist mit einem Nachrichtenspeicher verbunden. Der erstgenannte Fall kann beispielsweise durch einen entsprechenden Speicherbereich auf einer Festplatte realisiert sein. Der zweitgenannte Fall könnte durch ein Netzwerkspeicher oder einen dedizierten Nachrichten-Server realisiert sein. In dem Nachrichtenspeicher können Nachrichten für die Adaptereinheit abgelegt werden. Die Nachrichten können dabei von dem entfernten Endgerät, der Replikationseinheit oder einem anderen Endgerät erzeugt und in dem Nachrichtenspeicher abgelegt werden. Entsprechende Mechanismen sind aus der Praxis bekannt. Nach Aufbau der Tunnelverbindung mit dem Server würde die Adaptereinheit den Nachrichtenspeicher nach einer für die Adaptereinheit hinterlegten Nachricht überprüfen. Hierzu kann bei einer Einrichtung des Systems eine Identifikationsnummer auf dem Server bzw. dem Nachrichtenspeicher hinterlegt werden, die von einer Quelle der Nachricht für eine eindeutige Zuordnung genutzt wird. Wenn eine Nachricht für die Adaptereinheit hinterlegt ist, würde die Adaptereinheit die hinterlegte Nachricht herunterladen.
Vorzugsweise ist in jeder Nachricht, die für eine Adaptereinheit in dem Nachrichtenspeicher hinterlegt ist, mindestens eine Anweisung für die Adaptereinheit hinterlegt. Nach Herunterladen der Nachricht durch die Adaptereinheit würde die Adaptereinheit die in der heruntergeladenen Nachricht enthaltenen Anweisungen abarbeiten und einen entsprechenden Vorgang ausführen. Auf diese Weise kann ein entferntes Endgerät, das eine Nachricht für die Adaptereinheit hinterlegt, die Adaptereinheit zu einer bestimmten Aktion anweisen.
Ein Vorgang, der durch eine Anweisung in einer hinterlegten Nachricht ausgelöst wird, kann das Aktivieren einer Warteroutine sein. Es könnte gewünscht sein, eine bidirektionale Kommunikation mit der Replikationseinheit aufzubauen. Sobald die Adaptereinheit dann eine Tunnelverbindung aufgebaut und die Nachricht heruntergeladen hat, würde die Adaptereinheit warten, bis die Replikationseinheit verfügbar und eine Kommunikation aufgebaut ist. Die Warteroutine könnte auch ein Warten auf ein an einer Schnittstelle der Adaptereinheit anliegendes Signal bedeuten. So könnte beispielsweise auf ein Signal eines Schwellenwertschalters gewartet werden, der einen Zustand eines Aktuators eines Fahrzeugs repräsentiert.
Ein anderer Vorgang, der durch eine in der hinterlegten Nachricht kodierte Anweisung ausgelöst werden kann, besteht in dem Herunterladen einer Datei. Hier wäre denkbar, dass in der Datei eine Softwareaktualisierung enthalten ist oder eine Signalfolge, die an die elektronische Komponente ausgegeben werden soll. Entsprechend würde die Adaptereinheit die Datei herunterladen und – je nach Inhalt der heruntergeladenen Datei – entsprechende weitere Schritte einleiten, beispielsweise das Initiieren einer Softwareaktualisierung der elektronischen Komponente oder das Ausgeben der heruntergeladene Signalfolge an die elektronische Komponente. Denkbar wäre auch, dass die Datei ein Diagnoseprogramm für die elektronische Komponente darstellt und die Adaptereinheit das Diagnoseprogramm abarbeitet.
Eine anderer durch die Anweisung in der hinterlegten Nachricht ausgelöster Vorgang könnte in einem Interagieren mit der elektronischen Komponente bestehen. Dabei wäre beispielsweise das Abfragen von Daten, wie beispielsweise das Auslesen eines Sensorwertes denkbar. Das Interagieren könnte auch darin bestehen, dass ein in der Adaptereinheit hinterlegtes Diagnoseprogramm ausgeführt wird.
Ein weiterer Vorgang, der über die hinterlegte Nachricht ausgelöst werden kann, ist das Hochladen von Daten in den Nachrichtenspeicher oder einen weiteren Speicher. Die hochzuladenden Daten stammen dabei vorzugsweise von einer elektronischen Komponente, die über die/eine der Schnittstelle/n mit der Adaptereinheit verbunden ist. Denkbar wäre auch das Hochladen eines Ergebnisses eines Diagnosevorgangs. Die hochgeladenen Daten können von verschiedensten Entitäten genutzt werden, beispielsweise einem Datenlogger oder dem entfernten Endgerät, das die Daten über die Replikationseinheit erhält.
Es sei darauf hingewiesen, dass die zuvor aufgelisteten Vorgänge keine abschließende Aufzählung darstellen. Ein Fachmann wird verschiedenste weitere Vorgänge erkennen, die im Sinne der voranstehend erläuterten Vorgänge über die hinterlegte Nachricht ausgelöst werden können. Ferner sind die zuvor genannten Vorgänge sowie die weiteren Vorgänge beliebig kombinierbar. So kann beispielsweise eine erste Anweisung in der Nachricht das Herunterladen eines Diagnoseprogramms, eine zweite Anweisung in der Nachricht das Abarbeiten des heruntergeladenen Diagnoseprogramms und eine dritte Anweisung in der Nachricht das Hochladen des Ergebnisses des heruntergeladenen Diagnoseprogramms in den Nachrichtenspeicher auslösen.
Bei Verwendung eines Servers und eines Nachrichtenspeichers kann die Nachricht, die für eine Adaptereinheit hinterlegt ist und eine Anweisung enthält, von den verschiedensten Nachrichtenquellen erzeugt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Nachricht durch die Replikationseinheit erzeugt werden. Auf diese Weise kann die Replikationseinheit beispielsweise signalisieren, dass eine Kommunikationsverbindung zu der Adaptereinheit und zu einer elektronischen Komponente aufgebaut werden soll. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird die Nachricht durch das entfernte Endgerät oder ein weiteres entferntes Endgerät erzeugt. So wäre beispielsweise denkbar, dass ein Kunde einer Baumaschine bei einem Service-Zentrum anruft und einen Defekt der Baumaschine meldet. Die angerufene Person im Service-Zentrum könnte dann von dem Computerarbeitsplatz oder einem Server aus die Erzeugung einer entsprechenden Nachricht veranlassen. Beim Einspielen einer Software-Aktualisierung könnte beispielsweise bei Hochladen einer entsprechenden Datei auf einen FTP(File Transfer Protocol)-Server eine Nachricht erzeugt werden, die die Adaptereinheit zum Laden der Datei und dem Initiieren einer Aktualisierungsroutine veranlasst. Die voranstehende, nicht abschließende Aufzählung zeigt, dass das Konzept eines Servers und eines Nachrichtenspeichers äußerst flexibel und universell genutzt werden kann.
Entsprechend der Adaptereinheit kann auch die Replikationseinheit dazu ausgebildet sein, eine Tunnelverbindung zu dem Server aufzubauen. Auch hier können verschiedene Auslöser den Aufbau einer Tunnelverbindung zu dem Server auslösen. Denkbar wäre der Aufbau einer Tunnelverbindung bei Aktivieren der Replikationseinheit oder in periodischen Zeitabständen. Da die Replikationseinheit und das mit der Replikationseinheit verbundene Endgerät in vielen Fällen durch eine Bedienperson bedient werden dürfte, kann die Tunnelverbindung auch durch die Bedienperson initiiert werden. Bei Aufbau einer Tunnelverbindung zu dem Server könnte die Replikationseinheit Nachrichten und/oder aufgenommene Signale in den Nachrichtenspeicher ablegen.
Alternativ wäre denkbar, dass die Replikationseinheit eine Tunnelverbindung direkt zu der Adaptereinheit aufbaut. Hierzu können beispielweise bei dem Server entsprechende Kontaktinformationen hinterlegt werden, wenn die Adaptereinheit eine Verbindung zu dem Server aufbaut. Diese Kontaktinformationen können beispielsweise eine dynamische IP-Adresse umfassen. Zur Vermeidung einer Sicherheitsproblematik kann die Adaptereinheit über eine in dem Nachrichtenspeicher hinterlegte Nachricht dazu angewiesen werden, Verbindungsanfragen der Replikationseinheit zu akzeptieren. Eventuell kann damit auch ein zu verwendender Schlüssel für die Tunnelverbindung übergeben werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Unberechtigte eine Verbindung aufbauen können.
Das entfernte Endgerät kann durch verschiedenste Geräte gebildet sein. In bevorzugten Ausgestaltungen ist das entfernte Endgerät durch ein Diagnosegerät, ein Programmiergerät, ein Steuergerät, einen Datenlogger und/oder ein vergleichbares Endgerät gebildet. Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Adaptereinheit und einer Replikationseinheit ist es möglich, das entfernte Endgerät derart zu betreiben, dass es sich annähernd wie ein lokal an die elektronische Komponente angeschlossenes Endgerät verhält. So kann sich ein Diagnosegerät beispielsweise in einem Service-Zentrum befinden und eine Diagnose eines prinzipiell irgendwo auf der Erde befindlichen Systems, beispielsweise eines Baggers, durchführen. Das Diagnosegerät würde sich dabei an dem entfernten Ort annähernd so verhalten, als wäre es direkt vor Ort an die elektronische Komponente angeschlossen. Dadurch wird eine Ferndiagnose der elektronischen Komponente oder eine Fernwartung ermöglicht, ohne dass ein Service-Techniker zu der Maschine vor Ort reisen muss. Einzige Voraussetzung hierfür ist, dass das verwendete Kommunikationsprotokoll ausreichend tolerant hinsichtlich der entstehenden Zeitverzögerung ist. Diese Forderung ist meist jedoch relativ leicht zu erfüllen.
Die elektronische Komponente selbst kann ein Steuergerät, eine Sensoreinheit, ein Datenlogger oder eine vergleichbares elektronisches Gerät umfassen. Die elektronische Komponente kann prinzipiell Bestandteil verschiedenster Systeme sein. Denkbar wäre beispielsweise der Einsatz in einer mobilen Maschine, einer Baumaschine oder einer Anlage der Automatisierungstechnik. Vorzugsweise ist die elektronische Komponente jedoch Bestandteil eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug in einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung eine mobile Baumaschine ist, beispielsweise ein Bagger, ein Kipper, ein Förderband, ein Betonmischer, eine Betonpumpe, ein Kran, ein Asphaltfertiger, ein Baukompressor oder auch ein Tunnelbohrer.
Eine Schnittstelle, die eine Verbindung zu der elektronischen Komponente bzw. zu dem entfernten Endgerät bereitstellt, kann durch einen Feldbus gebildet sein. Hier wird in ganz besonders bevorzugter Weise ein CAN(Controller Area Network)-Bus, ein Modbus und/oder ein Profibus eingesetzt. Eine andere Ausgestaltung einer Schnittstelle, die zusätzlich oder alternativ verwendet werden kann, ist eine digitale Datenschnittstelle und/oder eine analoge Schnittstelle. Hier sei beispielhaft auf die Verwendung von RS232, RS485, digitalen Ein- und Ausgängen, analogen Schnittstellen, beispielsweise mit Spannungen –10V/10V oder Strom 0/20mA, verwiesen.
Auch wenn sich die voranstehenden Ausführungen im Wesentlichen auf eine elektronische Komponente und ein entferntes Endgerät beschränken, so kann die Adaptereinheit auch eine Kommunikation zu mehreren elektronischen Komponenten bereitstellen. Beispielsweise bei Verwendung eines CAN-Busses können mehrere elektronische Komponenten mit dem CAN-Bus verbunden sein und die Adaptereinheit kann eine Verbindung zu allen oder zumindest zu einigen der mit dem CAN-Bus verbundenen elektronischen Komponenten herstellen. Auf diese Weise können beispielsweise mehrere Steuergeräte, mehrere Sensoren und ein vorhandener Datenlogger angesprochen werden. Es wäre auch denkbar, dass mehrere Schnittstellen bei der Adaptereinheit vorhanden sind. So könnte eine Schnittstelle eine Verbindung zu einem CAN-Bus herstellen, eine digitale Schnittstelle eine Verbindung zu einem oder mehreren digitalen Signalgebern, beispielsweise einem Abstandsschalter, einem Messkontakte, einem Schwellenschalter oder auch einem GPS(Global Positioning System)-Sensor, und eine analoge Schnittstelle eine Verbindung zu einem oder mehreren Sensoren, beispielsweise einem Temperatursensor oder einem Drucksensor.
Entsprechendes gilt für das entfernte Endgerät. Mit der Replikationseinheit muss nicht zwangsläufig nur ein entferntes Endgerät verbunden sein. So könne beispielsweise ein Datenlogger die Daten in einem CAN-Bus protokollieren, während ein Diagnosegerät den Zustand eines Steuergeräts einer Baumaschine überprüft. Gleichzeitig kann ein entferntes Endgerät mit mehreren Schnittstellen der Replikationseinheit verbunden sein. So wäre beispielsweise denkbar, dass das entfernte Endgerät neben einem CAN-Bus auch mit analogen Schnittstellen oder digitalen Schnittstellen an der Replikationseinheit verbunden ist.
Eine Adaptereinheit kann über das Weitbereichsnetzwerk mit verschiedenen Replikationseinheiten verbunden werden, ebenso wie eine Replikationseinheit mit mehreren Adaptereinheiten verbunden werden kann. Zur Vermeidung einer Kollision sind Adaptereinheiten und Replikationseinheiten jedoch vorzugsweise derart ausgebildet, dass immer nur eine Verbindung gleichzeitig zwischen einer Adaptereinheit und einer Replikationseinheit aufgebaut werden kann. D.h. wenn eine Kommunikationsverbindung zwischen einer Adaptereinheit und einer Replikationseinheit aufgebaut wurde, können keine weiteren Verbindungen zu dieser Adaptereinheit und zu dieser Replikationseinheit aufgebaut werden, bis die Verbindung wieder getrennt wird.
Das Weitbereichsnetzwerk kann durch verschiedenste Technologien gebildet sein, wobei in vielen Fällen glasfaser-basierte Netzwerke zum Einsatz kommen dürften und wobei sich im Wesentlichen paketorientierte Netzwerke anbieten. Entsprechende Netzwerke sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Die Verbindung zu dem Weitbereichsnetzwerk kann prinzipiell auf verschiedenste Art und Weise gebildet sein. Kabelgebundene oder optische Technologien sind ebenso einsetzbar wie Funktechnologien, wobei die jeweilige Verwendung der Anbindung einen entscheidenden Einfluss auf die Auswahl der Technologie haben dürfte. Der zuvor angesprochene Server dürfte kabelgebunden, beispielsweise über Ethernet oder eine DSL(Digital Subscriber Line)-Variante, mit dem Weitbereichsnetzwerk verbunden sein. Je nach Ausgestaltung auf der Seite der Adaptereinheit bzw. auf der Seite der Replikationseinheit können auch hier drahtgebundene, optische und/oder drahtlose Technologien Verwendung finden. So dürfte beispielsweise bei einem Service-Zentrum auf Seite der Replikationseinheit eine drahtgebundene Technologie anbieten. Wenn die Adaptereinheit in einem Fahrzeug angeordnet ist, dürfte sich eine drahtlose Technologie zum Anbinden an das Weitbereichsnetzwerk anbieten. Vorzugsweise ist diese Verbindung der Adaptereinheit zu dem Weitbereichsnetzwerk über ein Mobilfunknetz gebildet. Als bevorzugte Ausgestaltungen sei hierbei auf LTE (Long Term Evolution), UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder GSM (Global System for Mobile Communication) verwiesen.
Die Wahl der Länge des Aufnahmezeitraums hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren dürfte sein, mit welcher Datenrate oder Frequenz Signale an der entsprechenden Schnittstelle anliegen. Bei Signalen mit niedriger Datenrate kann der Aufnahmezeitraum entsprechend groß gewählt werden, während bei Signalen mit einer hohen Frequenz oder Datenrate ein entsprechend kürzerer Aufnahmezeitraum zu wählen sein dürfte. Dies hängt zum einen damit zusammen, dass bei einer hohen Datenrate/Frequenz in einen Aufnahmezeitraum entsprechend mehr Daten entstehen dürften als bei einer entsprechend geringen Datenrate/Frequenz. Dadurch unterscheidet sich die Datenmenge, die in einem Aufnahmezeitraum für ein aufgenommenes Signal zu übertragen sein wird. Zum anderen dürfte die Wahl des Aufnahmezeitraums von der zulässigen Latenz für eine Übertragung abhängen. Der Aufnahmezeitraum wirkt sich direkt auf die Verzögerung eines replizierten Signals bezogen auf das aufzunehmende Signal aus. Entsprechend kann in Abhängigkeit der Empfindlichkeit der beteiligten Komponenten hinsichtlich hoher Latenzzeiten der Aufnahmezeitpunkt entsprechend gewählt werden. Wenn die Komponenten lediglich geringe Latenzen akzeptieren, müsste der Aufnahmezeitraum entsprechend kurz gewählt werden. Vorzugsweise ist der Aufnahmezeitraum dabei kleiner als 5 Sekunden, besonders bevorzugter Weise kleiner als 1 Sekunde und ganz bevorzugter Weise kleiner als 0,5 Sekunden gewählt.
In einer Weiterbildung können Adaptereinheit und/oder Replikationseinheit dazu ausgebildet sein, dass zwischen verschiedenen Betriebszuständen gewechselt werden kann. Dies ist dann besonders einfach möglich, wenn die Adaptereinheit und/oder die Replikationseinheit als Basissystem ausgebildet ist, auf das einzelne Applikationen mit bestimmtem Funktionsumfang geladen werden. Das Basissystem kann eine Basis-Hardware, insbesondere Prozessor und Speicher, aufweisen, auf der eine Basis-Software läuft. Die Basis-Software steuert die einzelnen Komponenten des Basissystems und ermöglicht das Laden und das Betreiben von geeigneten Applikationen mit entsprechenden Zusatzfunktionen. Durch das Ersetzen der jeweils aktiven Applikationen kann damit recht einfach zwischen mehreren Betriebsmodi gewechselt werden. So wäre denkbar, dass in einem Zustand 1 kontinuierlich Diagnosedaten an einer Maschinenschnittstelle erfasst und zur Nachbildung/Ausgabe an die Replikationseinheit übertragen werden. Im Servicefall kann auf Betriebszustand 2 geschaltet werden, die eine Fernsteuerung und Serviceeingriff ermöglicht. An der Replikationseinheit wird dann ein Servicetool angeschlossen, welches über die replizierte Schnittstelle Servicemaßnahmen an der entfernten Maschine ausführt, z.B. Softwareupdate mit Programmiergerät an der replizierten physikalischen Programmierschnittstelle.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 bzw. 16 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems im Zusammenhang mit einer mobilen Baumaschine,
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems mit einem CAN-Bus,
3 eine schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels mit Richtungen der denkbaren Anmeldungen bei einem Server,
4 eine schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels mit einer Kommunikation zwischen einem weiteren Endgerät und einer Adaptereinheit über den Server,
5 eine schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels mit einer direkten Kommunikation zwischen Adaptereinheit und Replikationseinheit,
6 ein Blockschaltbild mit Funktionseinheiten einer erfindungsgemäßen Adaptereinheit,
7 ein Flussdiagram für eine erste Nutzung eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Server und Nachrichtenspeicher und
8 ein Flussdiagram für eine zweite Nutzung eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Server und Nachrichtenspeicher
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems 1, das eine Kommunikation zwischen elektronischen Komponenten einer Maschine 2 – in dem vorliegenden Beispiel eine mobile Baumaschine in Form eines Baggers – und einem entfernten Endgerät 3 über ein Weitbereichsnetzwerk 4, das Teil des Internets ist. Das System umfasst eine Adaptereinheit 5 und eine Replikationseinheit 6, wobei die Adaptereinheit 5 bei der Maschine 2 und die Replikationseinheit 6 bei dem entfernten Endgerät 3 angeordnet ist. Die Adaptereinheit 5 ist über drei schematisch dargestellte Schnittstellen 7 mit der Maschine 2 bzw. mit einer oder mehreren elektronischen Komponenten der Maschine 2 verbunden. Die Replikationseinheit 6 ist mit drei ebenso schematisch dargestellten Schnittstellen 8 mit dem entfernten Endgerät verbunden. Das entfernte Endgerät kann Diagnosetools bieten, in einem Prüflabor, einer Werkstatt oder bei einem Betreiber angeordnet sein und/oder kann einem Service-Techniker einen Zugriff auf die Maschine 2 bieten.
Die Verbindung zwischen Adaptereinheit 5 und Weitbereichsnetzwerk 4 ist über ein Mobilfunknetz 9, die Verbindung zwischen Replikationseinheit 6 und Weitbereichsnetzwerk 4 ist über ein weiteres Mobilfunknetz 10 gebildet. Für die Verbindung der Adaptereinheit 5 zu dem Mobilfunknetz 9 ist bei der Adaptereinheit 5 schematisch eine Antenne 11 eingezeichnet. Entsprechend ist für die Verbindung der Replikationseinheit 6 zu dem weiteren Mobilfunknetz 10 schematisch eine Antenne 12 eingezeichnet. In den meisten Fällen werden die beiden Mobilfunknetze 9, 10 in geografisch weit entfernten Bereichen aufgespannt sein, so dass es sich um getrennte Netze, zumindest aber um getrennte Mobilfunkzellen handeln dürfte. Mit dem Weitbereichsnetzwerk 4 ist zusätzlich ein Server 13 verbunden, wobei die Anbindung hier über eine kabelgebundenen Technologie erfolgt.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems, das weitgehend auf dem ersten Ausführungsbeispiel basiert. Das System 1' umfasst eine Adaptereinheit 5, die bei einer Maschine 2 angeordnet ist. Die Maschine umfasst mehrere elektronische Komponenten 14, von denen beispielhaft vier eingezeichnet sind (C₁, C₂, C₃, ..., C_n) und die über einen ersten CAN-Bus 15 miteinander verbunden sind. Die elektronischen Komponenten 14 sind durch Steuergeräte und/oder Sensoreinheiten gebildet. Die Adaptereinheit 5 ist über mittels einer Schnittstelle mit dem ersten CAN-Bus 15 verbunden. Die Verbindung zwischen Adaptereinheit 5 und Weitbereichsnetzwerk 4 ist über ein Mobilfunknetz 9 gebildet, vorzugsweise LTE oder UMTS. Mit dem Weitbereichsnetzwerk 4 ebenso verbunden sind eine Replikationseinheit 6, ein Server 13 und ein weiteres Endgerät 16. Die Verbindung zwischen Replikationseinheit 6 und Weitbereichsnetzwerk 4 bzw. zwischen Server 13 und Weitbereichsnetzwerk 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel über eine kabelgebundene Anbindung 17 realisiert, beispielsweise über Ethernet oder DSL. Da die Anbindung 17 nicht identisch sein muss, ist diese in 2 mit 17, 17' und 17'' bezeichnet. Ein Nachrichtenspeicher 18 ist mit dem Server 13 verbunden, wobei der Nachrichtenspeicher 18 zum Speichern von Nachrichten für eine bestimmte Adaptereinheit ausgebildet ist. Dies könnte beispielsweise durch ein entsprechend ausgebildetes Datenbanksystem realisiert sein. Die Replikationseinheit 6 weist eine Schnittstelle zu einem zweiten CAN-Bus 19 auf, mit dem ein entferntes Endgerät 3 verbunden ist.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind das weitere Endgerät 16 und die Replikationseinheit 6 dazu ausgebildet, eine Nachricht für die Adaptereinheit 5 in den Nachrichtenspeicher 18 abzulegen. Hierzu meldet sich das weitere Endgerät 16 bzw. die Replikationseinheit 6 bei dem Server 13 an und erzeugt und hinterlegt über den Server 13 in dem Nachrichtenspeicher 18 eine Nachricht mit mindestens einer Anweisung für die Adaptereinheit 5. Ein denkbares Format für eine derartige Nachricht ist beispielsweise XML (Extensible Markup Language). Das weitere Endgerät kann durch einen Computer eines Service-Technikers gebildet sein, mit dem er/sie eine Wartungssitzung mit der Adaptereinheit aufbauen kann.
Wenn die Maschine 2 und damit die elektronischen Komponenten 14 und die Adaptereinheit 5 gestartet sind, baut die Adaptereinheit 5 eine Tunnelverbindung über das erste Mobilfunknetz 9, das Weitbereichsnetzwerk 4 und die Ethernet-Strecke 17 zu dem Server 13 auf. Hierzu wird ein in der Adaptereinheit 5 hinterlegter Schlüssel verwendet. Nach Aufbau der Tunnelverbindung überprüft die Adaptereinheit 5, ob für sie eine Nachricht in dem Nachrichtenspeicher 18 hinterlegt ist. Wenn eine Nachricht hinterlegt ist, lädt die Adaptereinheit 5 die Nachricht herunter und extrahiert die in der Nachricht enthaltene Anweisung. Entsprechend dieser Anweisung führt die Adaptereinheit 5 einen Vorgang aus, die in diesem Fall das Warten auf einen Verbindungsaufbau einer bestimmten Replikationseinheit 6 umfasst. Die Adaptereinheit 5 legt eine Nachricht für die Replikationseinheit und/oder das weitere Endgerät 16 in den Nachrichtenspeicher 18 ab, mit der die Bereitschaft für ein Verbindungaufbau signalisiert wird. In der Nachricht können auch Informationen enthalten sein, die der Replikationseinheit 6 einen direkten Verbindungsaufbau mit der Adaptereinheit 5 ermöglicht. Alternativ kann sich die Replikationseinheit eine Kommunikationsverbindung zu dem Server 13 aufbauen, die zu einer indirekten Kommunikation mit der Adaptereinheit genutzt werden kann.
Wenn die Nachricht von dem weiteren Endgerät 16 empfangen wird, kann dieses dem Service-Techniker die Bereitschaft der Adaptereinheit anzeigen. Der Service-Techniker kann dann die Replikationseinheit 6 zu einem Verbindungsaufbau veranlassen. Hierzu kann das weitere Endgerät 16 mit der Replikationseinheit 6 beispielsweise über einen USB(Univeral Serial Bus)-Anschluss verbunden sein, wobei dieser Anschluss zur Übergabe der Kontaktinformationen aus der Nachricht an die Replikationseinheit 6 genutzt werden kann. Wenn die Nachricht von der Replikationseinheit 6 empfangen wird, kann die Replikationseinheit einen Verbindungsaufbau veranlassen und nach erfolgtem Verbindungsaufbau dies dem Service-Techniker signalisieren, beispielsweise über eine Leuchtdiode oder eine Anzeige an einem Display der Replikationseinheit 6. Nach erfolgreichem Verbindungsaufbau kann das entfernte Endgerät 3 über den zweiten CAN-Bus 19, die Replikationseinheit 6, die Anbindung 17, das Weitbereichsnetzwerk 4, das erste Mobilfunknetz 9, die Replikationseinheit 5 und den ersten CAN-Bus 15 mit einer der elektronischen Komponenten 14 interagieren bzw. umgekehrt.
Die Replikationseinheit 6 ist dazu ausgebildet, die physischen, zeitlichen und elektrischen Eigenschaften der Schnittstelle der Adaptereinheit weitgehend nachzubilden (also Zeitfolge der Signale, Signalpegel, Formfaktor). Entsprechend ist die Adaptereinheit dazu ausgebildet ist, die physischen, zeitlichen und elektrischen Eigenschaften der Schnittstelle der Replikationseinheit nachzubilden. Auf diese Weise können das entfernte Endgerät 3 und die elektronische Komponente 14 so miteinander kommunizieren, als wäre das entfernte Endgerät 3 – von Zeitverzögerungen abgesehen – direkt an den ersten CAN-Bus 15 angeschlossen.
3 zeigt einen Ausschnitt des Systems nach 2, anhand dessen der Verbindungsaufbau näher betrachtet werden soll. Die Adaptereinheit 5 ist dazu ausgebildet, sämtliche Verbindungsanfragen aus dem Weitbereichsnetzwerk 4 für einen Zugriff auf die Schnittstelle zu dem ersten CAN-Bus 15 zu ignorieren. Damit ist ein unberechtigter Zugriff aus dem Weitbereichsnetzwerk 4 erheblich erschwert. Vielmehr baut die Adaptereinheit 5 eine Tunnelverbindung zu dem Server 13 auf, damit eine Kommunikation mit der Adaptereinheit 5 und ein Zugriff auf die Schnittstelle zu dem ersten CAN-Bus 15 möglich ist. Entsprechend melden sich auch das weitere Endgerät 16 und/oder die Replikationseinheit 6 bei dem Server 13 an. Diese Anmeldung kann ein einfaches Einloggen darstellen, beispielsweise wenn das weitere Endgerät 15 auf den Server 13 über eine Webseite zugreifen kann. Im Falle der Replikationseinheit 6 kann dieses Anmelden auch der Aufbau einer Kommunikationsverbindung, beispielsweise eine Tunnelverbindung, zu dem Server beinhalten.
4 zeigt mögliche Datenströme zwischen der Adaptereinheit 5 und erstem CAN-Bus 15, zwischen der Adaptereinheit 5 und dem Server 13 und zwischen dem Server 13 und dem weiteren Endgerät 16. In dieser Verwendung des erfindungsgemäßen Systems wird keine Replikationseinheit verwendet. Auch hier baut die Adaptereinheit 5 eine Tunnelverbindung auf, die dann für den Datenaustausch mit dem Server 13 genutzt werden kann. Das weitere Endgerät verbindet sich ebenfalls mit dem Server und kann eine Nachricht für die Adaptereinheit hinterlegen. Diese Konstellation kann beispielsweise dazu genutzt werden, dass das weitere Endgerät 16 die Adaptereinheit dazu veranlasst, einen Aktualisierungsvorgang zu starten. Hierzu würde das weitere Endgerät 16 eine Nachricht in dem Nachrichtenspeicher 18 ablegen, die eine entsprechende Aktualisierungsanweisung und einen Verweis auf die zu verwendende Datei enthält. Diese Konstellation könnte auch dazu genutzt werden, um die Adaptereinheit 5 zum Abspielen einer Signalfolge in den CAN-Bus 15 zu veranlassen. Auch hier kann eine entsprechende Nachricht in dem Nachrichtenspeicher 18 abgelegt werden.
5 zeigt mögliche Datenströme zwischen Adaptereinheit 5 und erstem CAN-Bus 15, zwischen Adaptereinheit 5 und Replikationseinheit 6 sowie zwischen Replikationseinheit 6 und zweitem CAN-Bus 19. Hierbei ist eine direkte Kommunikationsverbindung zwischen Adaptereinheit 5 und Replikationseinheit 6 durch das Weitbereichsnetzwerk 4 aufgebaut.
6 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Adaptereinheit 5. Die Adaptereinheit weist eine Schnittstelle 20 zu dem ersten CAN-Bus 15 auf. Die Schnittstelle 20 ist zu einer bidirektionalen Kommunikation mit dem ersten CAN-Bus 15 ausgebildet. Die Schnittstelle 20 ist innerhalb der Adaptereinheit 5 zum einen mit einer Aufnahmeeinheit 21 und zum anderem mit einer Ausgabeeinheit 22 verbunden. Beide Blöcke sind mit einer Uhr 23 verbunden, die eine Uhrzeit für die Aufnahmeeinheit 21 und die Ausgabeeinheit 22 bereitstellt. Sowohl der Ausnahmeeinheit 21 als auch der Ausgabeeinheit 22 ist jeweils ein Speicher 24, 25 zugeordnet, der zum Zwischenspeichern von aufgenommenen Signalen bzw. von auszugebenden Signalen genutzt wird. Die Aufnahmeeinheit 21 ist ferner mit einer Verschlüsselungseinheit 26 verbunden, die ein aufgenommenes Signal paketiert und für die Übertragung über die Tunnelverbindung verschlüsselt. Die Verschlüsselungseinheit 26 leitet das/die verschlüsselte/n Paket/e an eine Kommunikationseinheit 27 weiter, die die Daten über eine Antenne 11 an das Mobilfunknetz 9 ausgibt. Die Ausgabeeinheit 22 ist mit einer Entschlüsselungseinheit 28 verbunden, die wiederum mit der Kommunikationseinheit 28 verbunden ist und über die Kommunikationseinheit 28 empfangene Daten entpackt und der Ausgabeeinheit die entschlüsselten auszugebenden Signale zur Verfügung stellt. Die Adaptereinheit umfasst ferner eine Steuereinheit, die mit der Kommunikationseinheit 27 verbunden ist und zentrale Funktionen der Adaptereinheit steuert. Hierzu gehört beispielsweise das Initiieren des Aufbaus der Tunnelverbindung zu dem Server 13, das Abfragen des Nachrichtenstatus, das Herunterladen einer hinterlegten Nachricht, das Synchronisieren der Uhrzeit für die Uhr 23, das Steuern der Kommunikation der Adaptereinheit, das Abarbeiten der Anweisung in einer heruntergeladenen Nachricht und dergleichen. Eine derartige Adaptereinheit 5 ist in der Lage das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen und in dem erfindungsgemäßen System in der zuvor beschriebenen Weise zu fungieren.
Prinzipiell kann die Replikationseinheit entsprechend aufgebaut sein und kann dadurch eine bidirektionale Kommunikation ermöglichen.
Die 7 und 8 zeigen Flussdiagramme zweier geringfügig unterschiedlicher Nutzungen eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Server und einem Nachrichtenspeicher. In der ersten Nutzung wird eine Tunnelverbindung aufgebaut und „dauerhaft“ gehalten. Hier wird der Nachrichtenspeicher zyklisch nach neuen Nachrichten überprüft. In der zweiten Nutzung wird eine Tunnelverbindung nur für kurze Zeit aufgebaut und danach wieder geschlossen. Die Tunnelverbindung wird zyklisch wieder aufgebaut. Bei der ersten Nutzung kann besonders schnell reagiert werden, da keine neue Tunnelverbindung aufzubauen ist. Bei der zweiten Variante kann das über das Mobilfunknetz zu übertragende Datenvolumen reduziert werden, da die Verbindung nicht dauerhaft offen bleibt.
In 7 meldet sich in einem ersten Schritt die Adaptereinheit bei dem Server an. Danach wird in einem zweiten Schritt eine Tunnelverbindung aufgebaut. In einem dritten Schritte wird der Nachrichtenstatus abgefragt, d.h. die Adaptereinheit prüft nach, ob für sie eine Nachricht in dem Nachrichtenspeicher des Servers hinterlegt ist. Ist keine Nachricht hinterlegt, wird in einen Wartemodus gesprungen. Ist eine Nachricht hinterlegt wird die Nachricht aus dem Nachrichtenspeicher geladen und die in der Nachricht enthaltene Anweisung abgearbeitet. Nach erfolgter Abarbeitung wird ebenfalls in den Wartemodus gesprungen. Nach Ablauf einer vordefinierten Zeitspanne in dem Wartemodus wird wieder in den Schritt des Abfragens des Nachrichtenstatus gesprungen.
In 8 meldet sich die Adaptereinheit ebenfalls in einem ersten Schritt bei dem Server an. Danach wird ebenfalls in einem zweiten Schritt eine Tunnelverbindung aufgebaut. In einem dritten Schritte wird der Nachrichtenstatus abgefragt, d.h. die Adaptereinheit prüft nach, ob für sie eine Nachricht in dem Nachrichtenspeicher des Servers hinterlegt ist. Ist keine Nachricht hinterlegt, wird der Tunnel wieder geschlossen und anschließend in einen Wartemodus gesprungen. Ist eine Nachricht hinterlegt wird die Nachricht aus dem Nachrichtenspeicher geladen und die in der Nachricht enthaltene Anweisung abgearbeitet. Nach erfolgter Abarbeitung wird ebenfalls der Tunnel wieder geschlossen und in den Wartemodus gesprungen. Nach Ablauf einer vordefinierten Zeitspanne in dem Wartemodus wird eine erneute Anmeldung der Adaptereinheit bei dem Server ausgelöst und das Flussdiagramm erneut durchlaufen.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems und des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Adaptereinheit und der erfindungsgemäßen Replikationseinheit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
Bezugszeichenliste

1: System
2: Maschine
3: Entferntes Endgerät
4: Weitbereichsnetzwerk
5: Adaptereinheit
6: Replikationseinheit
7: Schnittstellen bei Adaptereinheit
8: Schnittstellen bei Replikationseinheit
9: Mobilfunknetz
10: weiteres Mobilfunknetz
11: Antenne
12: Antenne
13: Server
14: Elektronische Komponente
15: Erster CAN-Bus
16: Weiteres Endgerät
17: Kabelgebundene Anbindung
18: Nachrichtenspeicher
19: Zweiter CAN-Bus
20: Schnittstelle
21: Aufnahmeeinheit
22: Ausgabeeinheit
23: Uhr
24: Speicher
25: Speicher
26: Verschlüsselungseinheit
27: Kommunikationseinheit
28: Entschlüsselungseinheit
29: Steuereinheit

Claims

System zur Kommunikation zwischen einer elektronischen Komponente (14), insbesondere einer elektronischen Komponente eines Fahrzeugs, und einem entfernten Endgerät (3) über ein Weitbereichsnetzwerk (4), umfassend: eine Adaptereinheit (5), die mittels einer oder mehreren Schnittstelle/n (7, 20) kommunizierend mit der elektronischen Komponente (14) verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, über die Schnittstelle/n (7, 20) Daten von der elektronischen Komponente (14) zu empfangen und/oder an die elektronische Komponente (14) zu übertragen, und eine Replikationseinheit (6), die mittels einer oder mehreren Schnittstelle/n (8) kommunizierend mit dem entfernten Endgerät (3) verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, über die Schnittstelle/n (8) Daten an das entfernte Endgerät (3) zu übertragen und/oder von dem entfernten Endgerät (3) zu empfangen, wobei die Adaptereinheit (5) und die Replikationseinheit (6) über das Weitbereichsnetzwerk (4) miteinander verbunden sind, wobei die Adaptereinheit (5) dazu ausgebildet ist, über einen Aufnahmezeitraum Signale, die an der Schnittstelle/an einer der Schnittstellen (7, 20) der Adaptereinheit (5) anliegen, aufzunehmen und die aufgenommenen Signale über das Weitbereichsnetzwerk (4) an die Replikationseinheit (6) zu übertragen, wobei die Replikationseinheit (6) dazu ausgebildet ist, die aufgenommenen Signale zu replizieren und über die Schnittstelle/eine der Schnittstellen (8) der Replikationseinheit (6) als replizierte Signale an das entfernte Endgerät (3) auszugeben.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Replikationseinheit (6) dazu ausgebildet ist, über einen Aufnahmezeitraum Signale, die an der Schnittstelle/an einer der Schnittstellen (8) der Replikationseinheit (6) anliegen, aufzunehmen und die aufgenommenen Signale über das Weitbereichsnetzwerk (4) an die Adaptereinheit (5) zu übertragen, wobei die Adaptereinheit (5) dazu ausgebildet ist, die aufgenommenen Signal zu replizieren und über die Schnittstelle/eine der Schnittstellen (7, 20) der Adaptereinheit (5) als replizierte Signale an die elektronische Komponente (14) auszugeben
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die replizierten Signale im Wesentlichen eine zeitverzögerte Kopie der aufgenommenen Signale sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptereinheit (5) und/oder die Replikationseinheit (6) dazu ausgebildet ist, aufgenommene Signale zusammen mit Zeitstempeln abzuspeichern, wobei die aufgenommenen Signale vorzugsweise durch digitalisierte Messwerte und dazugehörige relative Zeitpunkte für den Messwert repräsentiert sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das zusätzlich einen Server (13) umfasst, der kommunizierend mit dem Weitbereichsnetzwerk (4) verbunden ist, wobei die Adaptereinheit (5) dazu ausgebildet ist, über das Weitbereichsnetzwerk (4) eine Tunnelverbindung zu dem Server (13) aufzubauen.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Server (13) einen Nachrichtenspeicher (18) aufweist oder mit einem Nachrichtenspeicher (18) verbunden ist und dass die Adaptereinheit (5) dazu ausgebildet ist, nach Aufbau der Tunnelverbindung den Nachrichtenspeicher (18) nach einer hinterlegten Nachricht zu überprüfen, die hinterlegte Nachricht herunterzuladen und basierend auf mindestens einer Anweisung, die in der hinterlegten Nachricht codiert ist, einen Vorgang auszuführen.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang ein Aktivieren einer Warteroutine, ein Herunterladen einer Datei, vorzugsweise einer Datei mit einer Software-Aktualisierung, ein Interagieren mit der elektronischen Komponente (14), vorzugsweise ein Abfragen von Daten, ein Hochladen von Daten der elektronischen Komponente (14) in den Nachrichtenspeicher, ein Abarbeiten eines Diagnoseprogramms und/oder ein Ausgeben einer Signalfolge an einer der Schnittstellen (20) umfasst.
System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Replikationseinheit (6) und/oder ein weiteres Endgerät (16) dazu ausgebildet sind, eine Nachricht zu erzeugen und für die Adaptereinheit (5) in dem Nachrichtenspeicher (18) zu hinterlegen.
System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Replikationseinheit (6) zu Aufbauen einer Tunnelverbindung über das Weitbereichsnetzwerk (4) zu dem Server (13) und/oder zu der Adaptereinheit (5) ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das entfernte Endgerät (3) als Diagnosegerät, Programmiergerät, Steuergerät und/oder Datenlogger ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Komponente (14) ein Steuergerät, eine Sensoreinheit und/oder einen Datenlogger ist, wobei die elektronische Komponente vorzugsweise Bestandteil eines Fahrzeugs, besonders bevorzugter Weise Bestandteil einer Baumaschine ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle/n (7, 8, 20) durch einen Feldbus, vorzugsweise einen CAN-Bus – Controller Area Network Bus, einen Modbus und/oder einen Profibus, eine digitale Datenschnittstelle und/oder eine analoge Datenschnittstelle gebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptereinheit (5) dazu ausgebildet ist, eine Kommunikation zu mehreren elektronischen Komponenten (14) bereitzustellen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Adaptereinheit zu dem Weitbereichsnetzwerk über ein Mobilfunknetz (9, 10), vorzugsweise LTE – Long Term Evolution, UMTS – Universal Mobile Telecommunication System oder GSM – Global System for Mobile Communication, gebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmezeitraum kleiner als 5 Sekunden, bevorzugter Weise kleiner als 1 Sekunde, besonders bevorzugter Weise kleiner als 0,5 Sekunden ist.
Verfahren zur Kommunikation zwischen einer elektronischen Komponente (14), insbesondere einer elektronischen Komponente eines Fahrzeugs, und einem entfernten Endgerät (3) über ein Weitbereichsnetzwerk (4), insbesondere unter Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend die Schritte: Aufzeichnen von Signalen, die an einer Schnittstelle (20) einer Adaptereinheit (5) anliegen, über einen Aufnahmezeitraum zum Erzeugen aufgenommener Signale, wobei die Schnittstelle (7, 20) eine Verbindung zu der elektronischen Komponente (14) bereitstellt, Übertragen der aufgenommenen Signale über das Weitbereichsnetzwerk (4) zu einer Replikationseinheit (6), Replizieren der aufgenommenen Signale bei der Replikationseinheit (6) zum Erzeugen replizierter Signale und Ausgabe der replizierten Signale über eine Schnittstelle (20) der Replikationseinheit (6) an das entfernte Endgerät (3).
Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Aufbauen einer Tunnelverbindung über das Weitbereichsnetzwerk (4) zwischen der Adaptereinheit (5) und einem Server (13), wobei der Aufbau der Tunnelverbindung durch die Adaptereinheit (5) ausgelöst wird, Überprüfen eines Nachrichtenspeichers (18), der Bestandteil des Servers (13) oder mit dem Server (13 verbunden ist, hinsichtlich einer hinterlegten Nachricht, Laden der hinterlegten Nachricht aus dem Nachrichtenspeicher (18), wobei in der Nachricht mindestens eine Anweisung enthalten ist, und Durchführen eines Vorgangs basierend auf der in der hinterlegten Nachricht enthaltenen mindestens einen Anweisung.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelverbindung bei Start der Adaptereinheit (5) und/oder in periodischen Intervallen aufgebaut wird und nach Durchführen des Vorgangs oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne wieder getrennt wird.
Adaptereinheit zum Bereitstellen einer Kommunikation mit einer elektronischen Komponenten (14), insbesondere einer elektronischen Komponente eines Fahrzeugs, über ein Weitbereichsnetzwerk (4), insbesondere zum Einsatz in einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend: mindestens eine Schnittstelle (7, 20), über die die Adaptereinheit (5) mit der elektronischen Komponente (14) verbindbar ist und die zum Empfangen von Daten von der elektronischen Komponente (14) und/oder zum Übertragen von Daten zu der elektronischen Komponente (14) ausgebildet ist/sind, eine Aufnahmeeinheit (21), wobei die Aufnahmeeinheit (21) dazu ausgebildet ist, über einen Aufnahmezeitraum Signale, die an einer der mindestens einen Schnittstelle (7, 20) anliegen, aufzunehmen und als aufgenommene Signale vorzugsweise zusammen mit Zeitstempeln abzuspeichern, und eine Kommunikationseinheit (27), die zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung über das Weitbereichsnetzwerk (4) und zum Übertragen von aufgenommenen Signalen über die Kommunikationsverbindung ausgebildet ist.
Replikationseinheit zur Kommunikation zwischen einer elektronischen Komponente (14), insbesondere einer elektronischen Komponente eines Fahrzeugs, und einem entfernten Endgerät (3) über ein Weitbereichsnetzwerk (4), insbesondere zum Einsatz in einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend: mindestens eine Schnittstelle (8), über die die Replikationseinheit (6) mit dem entfernten Endgerät (3) kommunizierend verbindbar ist, eine Kommunikationseinheit (27), die zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung über das Weitbereichsnetzwerk (4) ausgebildet ist, eine Ausgabeeinheit (22), die zum Replizieren von aufgenommenen Signalen ausgebildet ist, wobei die aufgenommenen Signale vorzugsweise von einer Adaptereinheit (5) aufgenommen und über die Kommunikationsverbindung an die Replikationseinheit (6) übertragen sind.