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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuweisung von IDs (identifications) an Teilnehmer einer Daisy Chain-Anordnung bei landwirtschaftlichen Anwendungen, insbesondere im Rahmen der Erfassung einer Nutzfläche mittels Kameras bzw. bildaufnehmender Sensoreinheiten. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung von Teilnehmern für landwirtschaftliche Anwendungen, die dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen sowie eine Trägervorrichtung mit einer entsprechenden Anordnung und ein Computerprogrammprodukt.
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Stand der Technik
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Aus der
WO 2013/103937 A1 ist es im Zusammenhang mit der Vergabe bzw. Zuweisung von IDs an Teilnehmer einer Daisy Chain-Anordnung bei landwirtschaftlichen Anwendungen bekannt, dass auf einem Speichermedium eines Teilnehmers eine Busadresse hinterlegt ist und dieser Wert als Erwartungswert mit einem externen Wert verglichen wird, sodass auf eine richtige Zuordnung bzw. Zuweisung des Teilnehmers in der Daisy Chain-Anordnung geschlossen wird. Für den Fall einer Abweichung wird dabei eine Fehlermeldung erzeugt. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass jedem Teilnehmer eine fest zugewiesene ID zugeordnet ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Verfahren zur Zuweisung von IDs an Teilnehmer einer Daisy Chain-Anordnung bei landwirtschaftlichen Anwendungen mit den Merkmalen der beiden unabhängigen Ansprüche 1 und 2 haben den Vorteil, dass sie eine dynamische Anpassung bzw. Vergabe der IDs an sich verändernde Umstände ermöglichen. Insbesondere ermöglichen es die beiden erfindungsgemäßen Verfahren, beispielsweise bei einer Konfiguration oder beim Austausch oder einem Ausfall eines Teilnehmers dynamisch neue IDs zu vergeben, um eine gewünschte und erforderliche, eindeutige Zuordnung der Teilnehmer im Bereich einer landwirtschaftlichen Anordnung zu gewährleisten. Dies vor dem Hintergrund, dass ein Datenaustausch zwischen den Teilnehmern und einem Hauptsteuergerät mittels eines CAN-Bussystems nur dann korrekt erfolgt, wenn bekannt ist, an welcher Stelle der entsprechende Teilnehmer im Bereich der Anordnung positioniert ist.
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Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen wird es daher bei einem ersten Verfahren insbesondere vorgeschlagen, das Verfahren dadurch auszuführen, indem über zwischen den Teilnehmern ausgebildete serielle Schnittstellen von einem ersten Teilnehmer, ausgehend von einem Zustand, bei dem alle Teilnehmer eine ID von Null aufweisen, eine aktuelle ID an einen nachfolgenden Teilnehmer der Daisy Chain-Anordnung gesendet wird, worauf der die ID empfangende nachfolgende Teilnehmer im Fall, dass die empfangene ID größer oder gleich der eigenen aktuellen ID ist, den Wert der empfangenen ID erhöht und an einen nachfolgenden Teilnehmer der Anordnung sendet, bis alle Teilnehmer der Anordnung in Richtung der Daisy Chain-Anordnung aufsteigende IDs aufweisen.
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In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens ist es insbesondere vorgesehen, dass das Verfahren das Merkmal aufweist, dass von über zwischen den Teilnehmern ausgebildete serielle Schnittstellen von einem ersten Teilnehmer, der über eine elektrische Verbindung mit dem Hauptsteuergerät verbunden ist, nach einem entsprechenden Signal des Hauptsteuergeräts seine aktuelle ID an einen nachfolgenden Teilnehmer der Daisy Chain-Anordnung gesendet wird, worauf der die ID empfangende nachfolgende Teilnehmer die empfangene ID als eigene ID übernimmt und den empfangenen Wert erhöht und diesen erhöhten Wert an den nachfolgenden Teilnehmer der Anordnung sendet, bis alle Teilnehmer der Daisy Chain-Anordnung in Richtung der Anordnung aufsteigende IDs aufweisen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Zuweisung von IDs an Teilnehmer einer Daisy Chain-Anordnung bei landwirtschaftlichen Anwendungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Wichtig ist es darüber hinaus, dass erkannt wird, wenn alle IDs den einzelnen Teilnehmern zugewiesen worden sind, damit die Initialisierung bzw. Etablierung des CAN-Bussystems abgeschlossen ist, sodass der eigentliche Betrieb einer die Teilnehmer aufweisenden Anordnung starten kann. Hierfür gibt es unterschiedliche Möglichkeiten.
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In einer ersten Variante, die bei beiden erfindungsgemäßen Verfahren anwendbar ist, ist es vorgesehen, dass die Erfassung des Abschlusses der Vergabe der IDs an die Teilnehmer der Daisy Chain-Anordnung erfolgt, indem von dem Hauptsteuergerät über das CAN-Bussystem eine Zeitnachricht an die Teilnehmer versendet wird, und indem alle Teilnehmer mit einer synchronisierten Zeitnachricht an das Hauptsteuergerät antworten. Dies erfolgt vor dem Hintergrund, dass die erfolgreiche Vergabe der CAN-IDs über den sogenannten CAN-Heartbeat erkannt werden kann. Hierzu synchronisieren alle Teilnehmer und das Hauptsteuergerät eine gemeinsames Systemzeit über ein CAN-Protokoll. Dabei sendet das Hauptsteuergerät in regelmäßigen Abständen einen Heartbeat (Zeitnachricht) an die Teilnehmer der Daisy Chain-Anordnung und erhält dazu eine Rückmeldung. Sobald von allen Teilnehmern der Daisy Chain-Anordnung eine Rückmeldung erhalten wird, ist die Daisy Chain-Anordnung geschlossen bzw. das CAN-Netzwerk etabliert.
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In einem alternativen Verfahren zur Erfassung des Abschlusses der Vergabe der IDs an die Teilnehmer der Daisy Chain Anordnung, welches bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist, erfolgt die Erfassung dadurch, dass zusätzlich der letzte Teilnehmer der Daisy Chain-Anordnung mit einer elektrischen Verbindung mit dem Hauptsteuergerät verbunden wird, und dass durch ein elektrisches Signal von dem letzten Teilnehmer der Daisy Chain-Anordnung an das Hauptsteuergerät der Abschluss der Vergabe der IDs an die Teilnehmer erfasst wird.
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Besonders bevorzugt ist es bei allen Verfahren, wenn bei einer Erhöhung der IDs der Wert der IDs jeweils um den Wert eins erhöht wird.
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Darüber hinaus ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Vergabe der IDs jedes Mal bei einem Start des Systems oder bei einem Austausch eines Teilnehmers der Daisy Chain Anordnung durchgeführt wird. Dadurch wird eine korrekte Vergabe der IDs gewährleistet.
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Weiterhin umfasst die Erfindung eine Anordnung von Teilnehmern für landwirtschaftliche Anwendungen, wobei die Teilnehmer in Form von Sensoreinheiten oder Kamers zur Erfassung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche ausgebildet sind, wobei die Teilnehmer in Form einer Daisy Chain-Anordnung miteinander verbunden sind, und wobei ein CAN-Bussystem zur Datenübertragung zwischen den Teilnehmern und einem Hauptsteuergerät vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass diese dazu ausgebildet ist, ein soweit beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
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Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine Trägervorrichtung als Bestandteil eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs oder zur Verbindung mit einem landwirtschaftlichen Fahrzeug mit einer soweit beschriebenen Anordnung.
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Zuletzt umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, insbesondere einen Datenträger oder ein Datenprogramm mit einem Algorithmus, der dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen oder als Bestandteil einer beschriebenen Anordnung dient.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
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Figurenliste
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- 1 bis 3 zeigen in jeweils vereinfachten schematischen Darstellungen die Bestandteile einer Daisy Chain-Anordnung bei landwirtschaftlichen Anwendungen in unterschiedlichen Ausgestaltungen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist eine erste Daisy Chain-Anordnung 10 gezeigt, die mehrere, insbesondere identisch ausgebildete Teilnehmer 12 umfasst. Bei den Teilnehmern 12 handelt es sich vorzugsweise, jedoch nicht einschränkend, um bildaufnehmende Sensoreinheiten 14 in Form von Kameras 15, die dazu ausgebildet sind, beim Überfahren einer landwirtschaftlichen Nutzfläche auf der Nutzfläche befindlichen Pflanzenbewuchs bzw. Unkraut zu erfassen, damit dieser anschließend zielgenau beispielsweise mit einem flüssigen Spritzmittel behandelt werden kann.
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Insbesondere sind die Sensoreinheiten 14 bzw. Kameras 15 an einem Trägergestell 16 in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet, das sich quer zu einer Fahrtrichtung eines nicht gezeigten landwirtschaftlichen Fahrzeugs erstreckt, welches die Trägervorrichtung 16 trägt bzw. welches dazu ausgebildet ist, mit der Trägereinrichtung 16 verbunden zu werden. Die Teilnehmer 12 der Daisy Chain-Anordnung 10 sind darüber hinaus mit einem Hauptsteuergerät 20 datentechnisch verbunden, und zwar über ein CAN-Bussystem 22.
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Ergänzend wird erwähnt, dass in den Ausführungsbeispielen entsprechend der 1 bis 3 der Einfachheit halber lediglich vier Teilnehmer 12 dargestellt sind. In der Praxis sind an einer soweit beschriebenen Trägervorrichtung 16 jedoch beispielsweise bis zu 40 derartige Teilnehmer 12 bzw. Kamers 15 angeordnet. Die Beschränkung auf vier Teilnehmer 12 erfolgt lediglich der Einfachheit halber und hat keinen Einfluss auf das nachfolgend beschriebene Verfahren.
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Beispielsweise beim Austausch einzelner Teilnehmer 12, oder bei einer Neuinstallation bzw. Neukonfiguration, bei dem einem Anwender entsprechende Teilnehmer 12 zugesandt werden, die dieser an der Trägervorrichtung 16 befestigt, ist es wichtig, dass von dem Hauptsteuergerät 20 erkannt wird, an welcher Position der Trägervorrichtung 16 welcher Teilnehmer 12 angeordnet ist, um die aufgenommenen Bilder der Kameras 15 der richtigen Position der Nutzfläche zuzuordnen. Hierzu weist jeder Teilnehmer 12 eine eigene bzw. individuelle ID auf. Die Anordnung der einzelnen Teilnehmer 12 bzw. deren Positionen an der Trägervorrichtung 16 ist durch die (physikalische) Verbindung der einzelnen Teilnehmer 12 über serielle Schnittstellen 24 zwischen den einzelnen Teilnehmern 12 der Daisy Chain-Anordnung 10 bekannt bzw. definiert. Wesentlich dabei ist, dass entsprechend der Darstellung der 1 eine Kommunikation zwischen den einzelnen Teilnehmern 12 in der Daisy Chain Anordnung 10 über die seriellen Schnittstellen 24 nur in einer Richtung im sogenannten „forward path“ entsprechend der eingezeichneten Pfeilrichtung erfolgt.
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Nach dem Booten der Software haben alle Teilnehmer 12 standardmäßig eine ID von Null. Dabei verhalten sich die einzelnen Teilnehmer 12 auf dem CAN-Bussystem 22 zunächst noch passiv. Eine Zuweisung bzw. Zuordnung der IDs der einzelnen Teilnehmer 12 erfolgt nun dadurch, dass jeder Teilnehmer 12 seine aktuelle ID über die serielle Schnittstellen 24 an den nächsten Teilnehmer 12 der Daisy Chain-Anordnung 10 im forward path sendet. Empfängt ein Teilnehmer 12 eine ID, die größer oder gleich ist als die aktuelle eigene ID, erhöht der Empfänger seine eigene ID um den empfangenen Wert + 1, und sendet den neuen Wert an den nächsten Teilnehmer 12 weiter. Eine Reduktion des ID-Werts ist nicht vorgesehen.
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Dieses Verfahren hat zur Folge, dass nach einer definierten Zeit (bestimmt durch die Boot-Zeit und die Transportzeit über die seriellen Schnittstellen 24) alle Teilnehmer 12 unterschiedliche IDs aufweisen, und zwar aufsteigend in der Reihenfolge in forward path der Daisy Chain-Anordnung 10. Die Erfassung des Abschlusses der Vergabe der IDs an die Teilnehmer 12 der Daisy Chain-Anordnung 10 erfolgt dadurch, dass von dem Hauptsteuergerät 20 über das CAN-Bussystem 22 eine Zeitnachricht an die Teilnehmer 12 versendet wird, und dass alle Teilnehmer 12 mit einer synchronisierten Zeitnachricht an das Hauptsteuergerät 20 antworten. Sobald dies erfolgt ist, ist die Daisy Chain-Anordnung 10 geschlossen und die Etablierung des CAN-Bussystems 22 ist erfolgt.
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In der 2 ist eine zweite Daisy Chain-Anordnung 10a gezeigt, die sich von der ersten Daisy Chain-Anordnung 10 gemäß der 1 dadurch unterscheidet, dass zwischen dem Hauptsteuergerät 20 und dem ersten Teilnehmer 12 der Daisy Chain-Anordnung 10a eine elektrische Verbindung 26 ausgebildet ist. Die Initiierung der Vergabe der IDs der Teilnehmer 12 erfolgt nun dadurch, dass von dem Hauptsteuergerät 20 ein entsprechendes Startsignal an den ersten Teilnehmer 12 der Daisy Chain-Anordnung 10a erfolgt. Jeder Teilnehmer 12 wartet auf einen Input einer ID über die jeweilige serielle Schnittstelle 24, nimmt diesen Wert als eigene ID, und sendet den empfangenen Wert um eins erhöht weiter. Wie bereits erläutert, startet der über die Verbindung 26 mit dem Hauptsteuergerät 20 verbundene erste Teilnehmer 12 die Vergabe der IDs. Der Abschluss der Vergabe der IDs wird entsprechend den Ausführungen zur Daisy Chain-Anordnung 10 erkannt.
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Zuletzt ist in der 3 eine dritte Daisy Chain-Anordnung 10b gezeigt, die eine Variante der zweiten Daisy Chain-Anordnung 10a darstellt. Zusätzlich zur zweiten Daisy Chain-Anordnung 10a weist der letzte Teilnehmer 12 der dritten Daisy Chain-Anordnung 10b eine elektrische Verbindung 28 auf, die diesen mit dem Hauptsteuergerät 20 verbindet. In diesem Fall lässt sich der Abschluss der Vergabe der IDs dadurch erfassen, dass der mit dem Hauptsteuergerät 20 verbundene letzte Teilnehmer 12 der dritten Daisy Chain-Anordnung 10b über die weitere elektrische Verbindung 28 bei Vergabe seiner ID ein entsprechendes Signal als Eingangsgröße an dem Hauptsteuergerät 20 erzeugt.
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Die soweit beschriebenen Verfahren bzw. Daisy Chain-Anordnungen 10, 10a, 10b können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere können durch ein derartiges Verfahren auch dynamisch individuelle IDs an andere Elemente an der Trägereinrichtung, beispielsweise Dosiersteuergeräte zur Ansteuerung von Dosierventilen für Spritzmittel o.ä. vergeben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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