-
Technisches Feld
-
Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine integrierte Kommunikations-Vorrichtung
zur Steuerung in Echtzeit und, genauer gesagt, auf eine Kommunikations-Vorrichtung,
die derart konfiguriert ist, Daten in Datenrahmen, im Folgenden
als Frames bezeichnet, und weiter in Segmente, aufzuteilen.
-
Hintergrund
-
Viele
Bauteile beinhalten integrierte Systeme (embedded systems) zur Steuerung
in Echtzeit. Integrierte Systeme zur Steuerung in Echtzeit können mit Arbeitsmaschinen,
wie beispielsweise Baumaschinen, verbunden sein, die elektrische
Komponenten beinhalten können,
die durch eine oder mehrere Kommunikations-Leitungen kommunikativ
miteinander verbunden sind. Beispiele solcher elektrischer Komponenten
können
elektronische Steuereinheiten (ECUs, electronic control units),
Netzwerk-Manager, Schalttafeln,
etc. beinhalten.
-
Die
Kommunikation von Daten zwischen elektrischen Komponenten integrierter
Systeme zur Steuerung in Echtzeit, kann einem geeigneten Kommunikations-Protokoll
folgen. Daten können
aufgeteilt und als ein oder mehrere Frames (d.h. als Datenpakete)
gesendet werden, und jedes Frame kann eine Kopfzeile bzw. Kopfteil
und eines oder mehrere Datensegmente beinhalten. Jedes Datensegment kann
seine eigene Kopfzeile und einen Datenladebereich aufweisen. Die
zu sendenden Daten befinden sich in den Datenladebereichen der Datensegmente. Viele
integrierte Systeme zur Steuerung in Echtzeit können das Controller Area Network
(CAN), einen von Bosch entwickelten, standardisierten seriellen Daten-Kommunikationsbus,
einsetzen. Die Größe der Datenladebereiche
der CAN Datensegmente kann acht Bytes betragen.
-
Abhängig vom
eingesetzten Kommunikations-Protokoll, kann die Kopfzeile des Frame,
die Quell- und Zieladresse des Frame beinhalten. Für bestimmte
Protokolle, wie beispielsweise das Internet-Protokoll, können die
Quell- und Zieladressen global sein, was bedeutet, dass die Quell-
und Zieladressen im weltweiten Netz (worldwide web) einzigartig
sind. Solch globale Adressen können
relativ lang, und daher mühsam
zu verarbeiten sein. Darüber
hinaus kann in einigen Fällen
die Kopfzeile jedes Datensegments lokale Quell- und Zieladressen
beinhalten.
-
Die
Datensegmente können
am Ziel zurück in
die richtige Reihenfolge geordnet werden, um das Frame wieder zusammen
zu setzen. Um eine korrekte Rekonstruktion zu ermöglichen,
beinhaltet jedes Datensegment Segment-Daten, welche die bestimmte
Position des Datensegmentes, relativ zu anderen Datensegmenten,
anzeigt. Die Segment-Daten besetzen bisher den Datenladebereich
(data payload portion) der Datensegmente und verringern dadurch die
Datenladungskapazität
der Datensegmente. Datensegmente, die gemäß CAN organisiert werden, benutzen
bisher beispielsweise eines der acht Bytes des Datenladebereichs
des Datensegments für
Segment-Daten, wodurch sieben Bytes für den Transport von Daten verbleiben.
-
In
Echtzeit-Systemen können
die Datenladebereiche der Datensegmente, beispielsweise im Vergleich
zum Internetprotokoll, relativ klein sein (z. B. acht Bytes, wie
in CAN), um ein Besetzen der Datenleitung für längere Zeiträume zu vermeiden, was wahrscheinlicher
passiert, wenn längere
Datensegmente übermittelt
werden. Aufgrund der kleineren Grö ße der Datenladebereiche in
Echtzeitsystemen, wird die Datenladungskapazität jedes Segments signifikanter
durch den Gebrauch von Teilen des Datenladungsbereichs für Segment-Daten
beeinflusst. Zum Beispiel reduziert der Gebrauch einer der acht Bytes
in einem Ladebereich eines CAN-Datensegments, die Datenladungskapazität um über 12 %.
-
Es
wurden Systeme entwickelt, die Segment-Daten in die Kopfzeile des
Segmentes einbeziehen. Das am 22. Februar 2005 an Agarwal et al. erteilte
U.S. Patent-Nr. 6,859,442 („das 442-Patent") offenbart beispielsweise
ein System zum Transport von Daten in Paketen, die weiter in kleinere
Einheiten, genannt Spackets (Zellen), unterteilt sind. Das '442-Patent offenbart,
dass die Kopfzeilen der Spackets Sequenznummern beinhalten kann,
welche die Reihenfolge angeben, in welcher die Spackets wieder zusammengesetzt
werden.
-
Obwohl
das System des '442
Patents in den Spacket-Kopfzeilen Spacket-Sequenzen beinhaltet, wird
vom System des '442-Patents
nicht spezifiziert, dass der Datenladebereich unbedingt frei von
Sequenzdaten ist. Darüber
hinaus ist das System des '442
Patents nicht zur Erzeugung von Kommunikationen, für integrierte
Systeme in Echtzeit, konfiguriert. Darüber hinaus gibt es keine Offenbarung
eines Einsatzes des Systems des '442
Patents in einer lokalen Umgebung, wie einer Arbeitsmaschine, in
der die Kommunikation in Echtzeit besonders kritisch zur Steuerung
von Komponenten, wie beispielsweise eines Motors, sein kann.
-
Es
ist das Ziel der vorliegenden Kommunikations-Vorrichtung, eines
oder mehrere der zuvor genannten Defizite zu überwinden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
In
einem Aspekt zielt die vorliegende Offenbarung auf eine Kommunikations-Vorrichtung
ab. Die Kommunikations-Vorrichtung kann einen Knotenpunkt (node),
mit einem Prozessor und einem computer-lesbaren Medium, beinhalten,
wobei der Knotenpunkt mit einer elektrischen Komponente eines integrierten
Systems zur Steuerung in Echtzeit assoziiert ist, das derart konfiguriert
ist, eine oder mehrere elektronische Komponenten zu steuern. Die
Kommunikations-Vorrichtung kann darüber hinaus ein Programm, das
auf dem computer-lesbaren Medium gespeichert ist, beinhalten, das,
wenn es vom Prozessor ausgeführt
wird, das in der Lage ist, die zu kommunizierenden Daten zu identifizieren
und die Daten in einen oder mehrere Frames aufzuteilen. Jedes Frame
kann eine Frame-Kopfzeile
und einen Frame-Datenladebereich aufweisen. Der Frame-Datenladebereich
kann eines oder mehrere Segmente beinhalten, die eine Sequenz von
Segmenten bildet, wobei jedes Segment eine Segment-Kopfzeile beinhaltet,
die Segment-Daten beinhaltet, die einen Ort des Segmentes in der
Sequenz anzeigen. Das Segment kann einen Segment-Datenladebereich beinhalten.
-
In
einem anderen Aspekt zielt die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren
zur Kommunikation zwischen elektrischen Komponenten eines integrierten
Systems zur Steuerung in Echtzeit ab. Das Verfahren kann die Identifikation
von Daten, die kommuniziert werden sollen, und das Aufteilen der
Daten in ein oder mehrere Frames, beinhalten, wobei jedes Frame
eine Frame-Kopfzeile und einen Frame-Datenladebereich, beinhaltet.
Der Frame-Datenladebereich kann ein oder mehrere Segmente beinhalten, die
eine Sequenz von Segmenten bildet. Jedes Segment kann eine Segment-Kopfzeile
beinhalten, die Segment-Daten beinhaltet, welche einen Ort des Segmentes
in der Sequenz, und einen Segment-Datenladebereich, anzeigt.
-
In
einem anderen Aspekt zielt die vorliegende Offenbarung auf eine
Arbeitsmaschine ab, die ein Fahrgestell, eine Leistungsquelle und
ein integriertes System zur Steuerung in Echtzeit aufweist, das
derart konfiguriert ist, eine oder mehrere Funktionen der Arbeitsmaschine
zu steuern. Das integrierte System zur Steuerung in Echtzeit kann
ein Knotenpunkt mit einem Prozessor und einem computer-lesbaren
Medium beinhalten, wobei der Knotenpunkt mit einer elektrischen
Komponente des integrierten Systems zur Steuerung in Echtzeit assoziiert
ist. Das System kann auch ein, auf dem computer-lesbaren Medium gespeichertes,
Programm beinhalten. Das Programm kann, wenn es vom Prozessor ausgeführt wird,
derart betrieben werden, Daten zu identifizieren, die kommuniziert
werden sollen, und die Daten in ein oder mehrere Frames aufzuteilen.
Jedes Frame kann eine Frame-Kopfzeile, die Zieladressen-Informationen
beinhaltet, die einem Ort innerhalb eines lokalen Netzwerkes entsprechen,
und einen Frame-Datenladebereich, der einen oder mehrere Segmente
beinhaltet, die eine Sequenz von Segmenten bilden, beinhalten. Jedes
Segment kann einen Segment-Datenladebereich und eine Segment-Kopfzeile beinhalten.
Die Segment-Kopfzeile kann die Zieladressen-Information, Segment-Daten, die einen
Ort des Segmentes in der Sequenz anzeigen, und Prioritätsdaten,
die einen Übertragungs-Prioritätsgrad des Segmentes
anzeigen, beinhalten.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine schematische Darstellung eines Wartungsmoduls, das an eine
Arbeitsmaschine, gemäß einem
offenbarten Ausführungsbeispiel,
angeschlossen ist.
-
2 ist
eine schematische Darstellung eines Datenframes, gemäß einem
offenbarten Ausführungsbeispiel.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Im
Folgenden wird detailliert auf die Zeichnungen Bezug genommen. Wo
immer es möglich
ist, werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen eingesetzt,
um auf gleiche oder ähnliche
Teile Bezug zu nehmen.
-
1 zeigt
eine Arbeitsmaschine 10. Die Arbeitsmaschine 10 kann
ein Fahrgestell 11, eine oder mehrere Fortbewegungseinheiten 12,
eine Leistungsquelle 14 und ein integriertes System zur
Steuerung in Echtzeit 16 beinhalten, das eine oder mehrere
elektrische Komponenten 18 beinhaltet. Obwohl die Arbeitsmaschine 10 als
Lastwagen dargestellt ist, könnte
die Arbeitsmaschine 10 irgendeine Art von Maschine mit
einem integrierten System zur Steuerung in Echtzeit (real-time embedded
control system) sein. Folglich können
die Fortbewegungseinheiten 12 irgendeine Art von Fortbewegungseinheit,
wie beispielsweise die in 1 gezeigten
Räder,
Kettenbändern
oder irgendeine Kombination davon, sein.
-
Die
Leistungsquelle 14 kann irgendeine Art von Leistungsquelle
sein. Die Leistungsquelle 14 kann zum Beispiel einen elektrischen
Motor, Brennstoffzellen oder irgendeine andere Art von Motor oder Leistungsquelle
beinhalten. Die Leistungsquelle 14 kann irgendeine Art
von Motor, einschließlich
interner Verbrennungsmotoren, z. B. Benzinmotoren, Dieselmotoren,
Erdgasmotoren oder irgendeine andere Art von Motor beinhalten. Ein
oder mehrere Betriebsparameter der Leistungsquelle 14 können mit
einem integrierten System zur Steuerung in Echtzeit 16 gesteuert
werden.
-
Innerhalb
dieser Offenbarung soll der Ausdruck „integriertes Steuersystem" (embedded control system)
als ein elektronisches System defi niert sein, in dem eine elektronische
Steuerung eine oder mehrere elektronische Komponenten steuert. Ein
Beispiel eines integrierten Systems zur Steuerung „in Echtzeit" kann die Steuerung
eines oder mehrerer laufender Prozesse eines Daten-Sammelsystems,
durch die Lieferung von Befehlen und/oder der Erzeugung von Ausgaben
in einer, im Wesentlichen unmittelbaren Art, beinhalten. Eine Echtzeit-Anwendung
kann beispielsweise in weniger als ungefähr einer Sekunde und üblicherweise
in wesentlich kürzeren
Zeiten, wie fünf
bis zwanzig Millisekunden oder weniger, Befehle liefern und/oder
Ausgaben erzeugen. Die Geschwindigkeit der Lieferung von Befehlen
und/oder der Erzeugung von Ausgaben kann von verschiedenen Faktoren,
einschließlich,
beispielsweise, der Betriebsgeschwindigkeit des gesteuerten Systems,
abhängen.
Zum Beispiel kann ein Motor-Steuermodul (ECM, engine control module),
mit einer schnelleren Rate (z. B. in der Größenordnung von Millisekunden), Befehle
ausgeben und Motor-Betriebsparameter überwachen, da die Betriebsparameter
eines Motors schnell genug gesteuert werden müssen, um mit einem Motor Schritt
zu halten, der bei mehreren hundert bis mehreren tausend Umdrehungen
pro Minute (RPM, rounds per minute), betrieben wird. Umgekehrt kann
ein einfaches Daten-Sammelsystem, wie beispielsweise ein Ablade-Zykluszähler (dummed
cycle counter), in Echtzeit, aber mit einer etwas geringeren Datenübertragungsrate
(z. B. in der Größenordnung
von Sekunden), betrieben werden.
-
Die
Arbeitsmaschine 10 kann auch ein Arbeitswerkzeug 20 beinhalten.
Solch ein Arbeitswerkzeug kann irgendeine Art von Einheit beinhalten,
die durch das integrierte System zur Steuerung in Echtzeit 16 gesteuert
werden kann, um eine Funktion auszuführen. Wie in 1 gezeigt,
schließt
das Arbeitswerkzeug 20, einen Laderaum eines Förderfahrzeuges,
ein. Das Arbeitswerkzeug 20 könnte jedoch irgendeine Einheit
beinhalten, die derart konfiguriert ist, irgendeine Funktion auszuführen, zu
der die Arbeitsmaschine 10 in der Lage ist. Das Arbeitswerkzeug 20 könnte beispielsweise
irgendeine Art von Arbeitsgerät,
wie Schaufeln (z. B. Baggerschaufeln, Ladeschaufeln usw.), Laufschaufeln
(z. B. von Schaufelladern oder Planierraupen usw.), Haken, Presslufthämmer oder
irgendeine andere antreibbare Einheit beinhalten.
-
Das
integrierte System zur Steuerung in Echtzeit 16 kann irgendein
elektronisches System sein, das derart konfiguriert ist, eine oder
mehrere Funktionen der Arbeitsmaschine 10 zu steuern. Die Arbeitsmaschine 10 kann
derart konfiguriert sein, die Ausgabe von Komponenten, die diese
Funktionen ausführen,
direkt oder indirekt zu überwachen.
Das integrierte System zur Steuerung in Echtzeit 16 kann derart
konfiguriert sein, diese Funktionen, die auf der Ausgabe der Arbeitsmaschine 10 basieren,
zu steuern. Das integrierte System zur Steuerung in Echtzeit 16 kann
derart konfiguriert sein, zwischen elektrischen Komponenten 18 innerhalb
eines lokalen Netzwerkes 21 zu kommunizieren, in dem eine
oder mehrere elektrische Komponenten 18 mit einem Knotenpunkt
des lokalen Netzwerkes assoziiert sein können. Die elektrischen Komponenten 18 können beispielsweise
einen oder mehrere Prozessoren, wie eine elektronische Steuereinheit 22 (ECU,
electronic control unit), eine ECU 24 und/oder ein Motor-Steuermodul 26 (ECM),
beinhalten. Die elektrischen Komponenten 18, insbesondere
ECU 22, ECU 24 und/oder ECM 26 können einen
Speicher beinhalten. Beispielhafte Speicherarten können EPROM
oder EEPROM, wie Flash-Speicher oder irgendeine andere Art von Speicher
beinhalten.
-
ECM 26 kann
derart konfiguriert sein, einen oder mehrere Betriebsparameter der
Leistungsquelle 14 zu steuern. ECM 26 kann beispielsweise
derart konfiguriert sein, die elektronische Brennstoff-Einspritzung, elektronische
Drosselklappen usw. zu steuern. ECM 26 kann derart konfiguriert
sein, diese und/oder andere Parameter, basierend auf Daten, die
von ECM 26 gesammelt wurden, wie beispielsweise Emissionsmessungen,
Sauerstoffgehalt im Abgas und geschlossene Rückführungsschleifen, wie der Betrieb
der Treibstoff-Einspritzung, Lufteinlass und Drosselposition, zu
steuern.
-
Die
elektrischen Komponenten 18 können auch eine oder mehrere
Ausgabeeinheiten, die von ECUs gesteuert werden können, beinhalten.
ECU 24 kann zum Beispiel derart konfiguriert sein, den
Betrieb anderer Arbeitsmaschinen-Komponenten, wie dem Arbeitswerkzeug 20,
zu steuern. In einem Ausführungsbeispiel
kann die ECU 24 derart konfiguriert sein, eine Ausgabeeinheit,
wie beispielsweise ein Magnetventil 28 zu steuern, das
den Betrieb einer Hubhydraulik (nicht gezeigt), die mit dem Arbeitswerkzeug 20 assoziiert
ist, steuern kann. Ein anderes Beispiel einer Ausgabeeinheit kann
eine elektronische Übertragungssteuerung
bzw. Getriebesteuerung 30 beinhalten, die beispielsweise
von der ECU 22 gesteuert wird.
-
Ein
Beispiel einer Funktion, die vom integrierten System zur Steuerung
in Echtzeit 16 könnte eine
Fähigkeit
zur Begrenzung einer Geschwindigkeit beinhalten. Wenn die Abladefläche bzw.
Körper (z.
B. Arbeitswerkzeug 20) in einer erhöhten Position ist, kann die
ECU 22 derart konfiguriert werden, die Gangwahl der elektronischen Übertragungssteuerung
bzw. Getriebesteuerung 30, zu steuern. Andere Möglichkeiten
des integrierten Systems zur Steuerung in Echtzeit 16 können Positionierungs-
und/oder Führungssysteme
beinhalten. Die Arbeitsmaschine 10 kann zum Beispiel derart
konfiguriert sein, sich automatisch entlang eines vorbestimmten
Weges zu bewegen, der auf Positionierungsdaten basiert, die beispielsweise
durch ein globales Positionierungssystem (GPS) bestimmt werden.
In einigen Ausführungsbeispielen
kann die Arbeitsmaschine 10 derart konfiguriert sein, die
Position des Arbeitswerkzeuges 20 (z. B. Schaufeln von
Schaufelladern), basierend auf globalen Positionie rungsinformationen,
wie z. B. GPS-Daten und/oder lokalen Positionierungsdaten, wie beispielsweise
von laser-basierten Positionierungssystemen, zu steuern.
-
Ein
Wartungsmodul 32 kann derart konfiguriert sein, an ein
lokales Netzwerk eines integrierten Systems zur Steuerung in Echtzeit 16 zu
koppeln, und kann dadurch mit einem Knotenpunkt des Netzwerkes assoziiert
werden (das Wartungsmodul 32 kann beispielsweise als ein
Knotenpunkt des Netzwerkes dienen). Das Wartungsmodul 32 kann
ein Servicewerkzeug beinhalten, das derart konfiguriert ist, Daten
an die elektronischen Komponenten 18 des integrierten Systems
zur Steuerung in Echtzeit 16, zu senden und/oder zu empfangen.
Das Wartungsmodul 32 kann beispielsweise irgendeine Art
von Bauteil zur Übermittlung
von Daten, wie beispielsweise einen Laptop, einen PDA, oder ein
anderes spezialisiertes Gerät
beinhalten, das derart konfiguriert ist, an eine oder mehrere elektrische
Komponenten 18 zu koppeln. Das Wartungsmodul 32 kann
derart konfiguriert sein, Software des integrierten Systems zur Steuerung
in Echtzeit 16, beispielsweise durch „flashing" oder „flash reprogramming" eines oder mehrerer
Speicher, die mit den elektrischen Komponenten 18 assoziiert
sind, zu aktualisieren.
-
Das
integrierte System zur Steuerung in Echtzeit 16 kann ein
computer-lesbares Medium beinhalten, das mit mindestens einem Knotenpunkt
des lokalen Netzwerkes verbunden ist. Das computer-lesbare Medium
kann irgendeine Hardware beinhalten, die derart konfiguriert ist,
computer-lesbare Software zu speichern, wie beispielsweise irgendeine
geeignete Art von Massenspeicher, die vorgesehen ist, irgendeine
Art von Information zu speichern, die das integrierte System zur
Steuerung in Echtzeit 16 zu dessen Funktion benötigt. Das
computer-lesbare Medium kann beispielsweise eine oder mehrere Festplatten,
optische Platten oder andere Speicher-Bauteile zur Bereitstellung
von Speicherplatz, beinhal ten. Ein Programm kann auf dem computer-lesbaren
Medium gespeichert werden, das, wenn es vom Prozessor ausgeführt wird,
in der Lage ist, Daten zu identifizieren, die kommuniziert werden
sollen und die Daten in ein oder mehrere Frames aufzuteilen. Die
Frames können
beispielsweise gemäß einem
standardisierten seriellen Daten-Kommunikationsbus, wie beispielsweise
CAN, organisiert sein.
-
2 zeigt
einen exemplarischen Frame 34, in den Daten vom Programm
aufgeteilt werden können.
Jeder Frame 34 kann eine Frame-Kopfzeile 36 und einen Frame-Datenladebereich 38 beinhalten. Die
Frame-Kopfzeile 36 kann lokale Adressinformationen der
Quelle, und/oder des Ziels der Daten, beinhalten. Der Frame-Datenladebereich 38 kann
weiter in ein oder mehrere Segmente unterteilt sein und dadurch
einen segmentierten Frame 39 bilden.
-
2 zeigt
eine exemplarische Sequenz von Segmenten, die ein erstes Segment 40,
ein zweites Segment 42 und ein drittes Segment 44 beinhalten.
Das erste Segment 40, zweite Segment 42 und dritte
Segment 44 kann eine erste Segment-Kopfzeile 46,
eine zweite Segment-Kopfzeile 48 beziehungsweise
eine dritte Segment-Kopfzeile 50, beinhalten. Das erste
Segment 40, zweite Segment 42 und dritte Segment 44 können auch
einen Datenladebereich des ersten Segments 52, einen Datenladebereich des
zweiten Segments 54 beziehungsweise einen Datenladebereich
des dritten Segments 56, beinhalten.
-
Die
Daten aus Frame 34 können
in einem oder mehreren Datensegmenten repliziert sein, wie durch
Pfeile in 2 angedeutet ist. Jede der folgenden
Kopfzeile, der ersten Segment-Kopfzeile 46, der zweiten
Segment-Kopfzeile 48 und der dritten Segment-Kopfzeile 50 können Prioritätsdaten
beinhalten, welche die Übertragungspriorität des Segmentes spezifiziert
(d.h. die Priorität,
mit der das jeweilige Segment von den Kno tenpunkten des Netzwerkes übertragen
werden sollte). Die Prioritätsdaten
können
in einem Zwei-Bit-Feld bereitgestellt werden, um zusätzlichen
Platz in den Segment-Kopfzeilen frei zu machen. Jede der folgenden
Kopfzeilen, der ersten Segment-Kopfzeile 46, der zweiten
Segment-Kopfzeile 48 und
der dritten Segment-Kopfzeile 50 können auch Segment-Daten beinhalten,
die den Ort des Segmentes in der Sequenz anzeigen (d.h. wo in der Sequenz
das Segment hin gehört).
Die Segment-Daten
können
einen Kennzeichnungswert (tag value) beinhalten, der das Frame identifizieren
kann, mit dem jedes Segment assoziiert ist. Die Segment-Kopfzeilen
können
darüber
hinaus lokale Adressen für
das Ziel und/oder die Quelle der Daten beinhalten.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Die
vorliegende Offenbarung kann auf eine große Vielzahl von Bauteilen angewendet
werden. Die vorliegende Offenbarung kann auf irgendeine Maschine
angewendet werden, die ein integriertes System zur Steuerung in
Echtzeit umfasst. Solche Maschinen können beispielsweise normale
Haushaltsgeräte,
wie Wäschetrockner
und Mikrowellengeräte,
umfassen, die integrierte Systeme zur Steuerung in Echtzeit aufweisen
können,
die das Gerät
auf der Basis einer Sensor-Rückkopplung
betreibt. Wäschetrockner
können
auf Sensoren basierende Trocknungsprogramme aufweisen, die den Wäschetrockner
stoppen, sobald ein Feuchtigkeitssensor detektiert, dass die Wäsche trocken
ist. Mikrowellengeräte
können
Programme aufweisen, die ein Gericht solange kochen, bis ein Feuchtigkeitssensor
detektiert, dass das Gericht fertig gekocht ist.
-
Die
vorliegende Offenbarung kann auch auf industriellere Gerätetypen,
wie beispielsweise auf HVAC-Systeme (z. B. elektronische und, in
einigen Fällen,
programmierbare Thermostate) oder Leistungs-Generatorsets (z. B. Gasturbinenmotoren,
die elektrische Generatoren an treiben), angewendet werden. Darüber hinaus
kann die vorliegende Offenbarung auf mobile Arbeitsmaschinen, wie
beispielweise auf Fahrzeuge für
den Straßenverkehr,
als auch für
Nicht-Straßenfahrzeuge
(off-road vehicles), einschließlich
Baufahrzeuge und landwirtschaftliche Geräte, sowohl für den Straßenverkehr,
als auch für Nicht-Straßenfahrzeuge,
angewendet werden. Solche mobilen Arbeitsmaschinen können Fahrzeuge für Passagiere,
Zugmaschinen (wie z. B. Lastwagen), Geräte zur Bewegung von Erde (durch
Kettenantrieb bewegte Traktoren, die auch als Raupen oder Bulldozer
bezeichnet werden), Ladefahrzeuge, Bagger oder irgendeine andere
Art von Arbeitsmaschine beinhalten, die ein integriertes System
zur Steuerung in Echtzeit aufweist.
-
Die
offenbarte Kommunikations-Vorrichtung kann die Installation neuer
und/oder aktualisierter Software auf einer oder mehrerer elektrischer
Komponenten 18 des integrierten Systems zur Steuerung in
Echtzeit 16 erleichtern, das Teil eines lokalen Netzwerkes
sein kann. Alternativ oder zusätzlich
dazu, kann die offenbarte Kommunikations-Vorrichtung die Kommunikation
zwischen elektrischen Komponenten 18 erleichtern.
-
Beispielhafte
Verfahren zum Einsatz der offenbarten Kommunikations-Vorrichtung
kann die Kommunikation mit oder zwischen elektrischen Komponenten 18 beinhalten,
was die Identifikation von Daten, die kommuniziert werden sollen
und das Aufteilen der Daten in einen oder mehrere Frames, wobei
jedes Frame, wie zuvor beschrieben, weiter unterteilt ist, beinhaltet.
Die Verfahren können
auch die Aufteilung verschiedener Datenarten (z. B. Prioritätsdaten,
Segment-Daten, Adressinformationen, etc.) an bestimmte Unter-Abteilungen
(z. B. Segment-Kopfzeilen, Segment-Datenladebereiche), wie zuvor
beschrieben, beinhalten.
-
Weil
die Segment-Daten in den Segment-Kopfzeilen eingeschlossen sein
können,
müssen
die Segment-Datenladebereiche die Segment- Daten nicht beinhalten, und dadurch
kann mehr Ladekapazität
in den Segment-Datenladebereichen zur Verfügung stehen.
-
Zum
Beispiel können
in bestimmten Ausführungsbeispielen
volle acht Bytes, zum Transport von Daten in dem Daten-Ladebereich
zur Verfügung
stehen, anstatt sieben Bytes, wenn Segment-Daten eines der Ladungs-Bytes
besetzen. Um Platz für
die Segment-Daten in den Segment-Kopfzeilen
zu schaffen, können
Daten-Identifikationsinformation aus den Segment-Kopfzeilen entfernt
werden. Daten-Identifikationsinformation kann in dee Segment-Datenladebereiche
verschoben werden. Die Daten-Identifikationsinformation
muss jedoch nur im ersten Segment 40 beinhaltet sein, wodurch
beispielsweise sieben von acht Bytes der Daten-Ladekapazität im ersten Segment-Datenladebereich 52 verbleiben.
Nachfolgenden Segmenten (z. B. dem zweiten Segment 42 und
dritten Segment 44) können die
vollen acht Bytes des Platzes, zur Belegung mit Daten, wie zuvor
beschrieben, zur Verfügung
stehen.
-
Die
Kommunikation mit einer oder mehreren elektrischen Komponenten 18 kann
die Aktualisierung von Software, die mit mindestens einer der elektrischen
Komponenten 18 assoziiert ist, durch die Übertragung
von Daten vom Wartungsmodul 32, beinhalten. Der Schritt
zur Aktualisierung der Software kann die Übertragung von Daten vom Wartungsmodul 32 an
eine Arbeitsmaschine, einschließlich
elektrischer Komponenten 18, beinhalten. Die Kommunikation
zwischen elektrischen Komponenten 18 kann die Übertragung
einer Vielzahl von Datenarten beinhalten. Solch eine Kommunikation
kann zum Beispiel die Übertragung
von Steuersignalen zur Steuerung des Betriebes der elektrischen
Komponenten 18, beinhalten. Alternativ oder zusätzlich dazu,
kann eine solche Kommunikation die Übertragung von Daten beinhalten,
die beispielsweise durch Sensoren gesammelt wurden, die mit den
elektrischen Komponenten 18 assoziiert sind.
-
Es
wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an der offenbarten Kommunikations-Vorrichtung für eine integrierte
Steuerung in Echtzeit vorgenommen werden können, ohne von der Intention
der Erfindung abzuweichen. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden dem Fachmann von der Betrachtung der Beschreibung und Anwendung,
der hierin offenbarten Erfindung, offensichtlich sein. Es ist beabsichtigt,
dass die Beschreibung und Beispiele nur als beispielhaft angesehen
werden, und die folgenden Ansprüche
und deren äquivalente
Formulierungen die wahre Intention der Erfindung darstellen.
-
Zusammenfassung
-
KOMMUNIKATIONS-VORRICHTUNG
FÜR EINE INTEGRIERTE
STEUERUNG IN ECHTZEIT
-
Es
wird eine Kommunikations-Vorrichtung dargestellt, die einen Knotenpunkt
(node), der einen Prozessor und ein Computer-lesbares Medium aufweist,
beinhalten kann, wobei der Knotenpunkt mit einer elektrischen Komponente
(18), eines integrierten Systems zur Steuerung in Echtzeit
(16) assoziiert ist, die derart konfiguriert ist, eine
oder mehrere elektronische Komponenten (18) zu steuern.
Die Kommunikations-Vorrichtung
kann darüber
hinaus ein Programm beinhalten, das auf dem Computer-lesbaren Medium
gespeichert ist, das, wenn es vom Prozessor ausgeführt wird,
in der Lage ist, Daten, die kommuniziert werden sollen, zu identifizieren,
und die Daten in ein oder mehrere Frames (34) aufzuteilen.
Jedes Frame (34) kann eine Frame-Kopfzeile (36)
und einen Frame-Datenladebereich
(38) beinhalten. Der Frame-Datenladebereich (38)
kann eines oder mehrere Segmente (40, 41, 42)
beinhalten, die eine Sequenz von Segmenten bilden, wobei jedes Segment eine
Segment-Kopfzeile beinhaltet, die Segment-Daten beinhaltet, die
einen Ort des Segmentes in der Sequenz anzeigt. Das Segment kann
auch einen Segment-Datenladebereich
(52, 54, 56) beinhalten.