DE19812163A1

DE19812163A1 - Verfahren zur Identifizierung und Initialisierung von Geräten

Info

Publication number: DE19812163A1
Application number: DE19812163A
Authority: DE
Inventors: Bernd Siedel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-09-23
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: DE19812163C2; US6427167B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung und Initialisierung von Geräten (1 bis 7), welche zum Datenaustausch miteinander und mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (10) an einem Kommunikationssystem (8) angeschlossen sind. Die Datenverarbeitungseinrichtung (10) prüft dabei, ob die Knotennummer eines Gerätes (1 bis 7) bei der Anmeldung des Gerätes (1 bis 7) für die Kommunikation über das Kommunikationssystem (8) eindeutig ist und fordert gegebenenfalls das Gerät (1 bis 7) auf, seine Knotennummer in eine eindeutige Knotennummer zu ändern.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifizierung und Initialisierung von Geräten, welche zum Datenaustausch mit einander und mit einer Datenverarbeitungseinrichtung an einem Kommunikationssystem angeschlossen sind.

Um den Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräten, auch unterschiedlicher Hersteller, und einer Datenverarbeitungs einrichtung zu ermöglichen, welche beispielsweise miteinander einen Arbeitsplatz, z. B. einen medizinischen Arbeitsplatz, bilden, ist es bekannt, ein Kommunikationssystem zu verwen den, an das die Geräte und die Datenverarbeitungseinrichtung angeschlossen sind. Das Kommunikationssystem stellt dabei eine Schnittstelle zwischen den Geräten sowie zwischen den Geräten und der Datenverarbeitungseinrichtung dar und weist in Abhängigkeit seiner Hardwarekonfiguration, d. h. z. B. der Anzahl seiner Daten und Steuerleitungen, ein charakteristi sches Kommunikationsprotokoll auf, welches zur Datenübertra gung zwischen den Geräten bzw. zwischen den Geräten und der Datenverarbeitungseinrichtung verwendet wird. Für verschiede ne technische Anwendungsfelder sind dabei verschiedene Kommu nikationssysteme mit speziellen Kommunikationsprotokollen entwickelt worden.

Jedem an einem Kommunikationssystem angeschlossenen Gerät wird in der Regel eine sogenannte Knotennummer, welche auch als "Node-ID" bezeichnet wird, zugeordnet, damit Daten oder Informationen, welche für dieses Gerät vorgesehen sind, dem Gerät von dem Kommunikationssystem auch eindeutig zugeordnet und somit übermittelt werden können. Dabei existiert eine feste Zuordnung der Knotennummern zu den Geräten, was durch Hard- oder Softwareschalter des Kommunikationssystems bewerk stelligt werden kann. Es existiert also eine Art feste Zuord nungsliste, in der festgelegt ist, welches Gerät welche Knotennummer aufweist.

Als nachteilig erweist sich dabei, daß für den Anschluß eines weiteren Gerätes an das Kommunikationssystem ein Eingriff, beispielsweise eines Systemadministrators erforderlich ist, der dem Gerät eine neue Knotennummer zuweist. Erst nach der Vergabe einer neuen Knotennummer durch den Systemadministra tor kann das Gerät mittels eines Hardware- oder Software schalters des Kommunikationssystems in den Betrieb des Kommu nikationssystems aufgenommen werden.

Bei einer derartigen Vergabe von Knotennummern an Geräte durch eine Person besteht zudem die Gefahr, daß aus Versehen zwei Geräte dieselbe Knotennummer erhalten und somit Daten und Informationen fehlgeleitet werden könnten. Beispielsweise könnten Steuerbefehle, die nur für ein bestimmtes Gerät vorgesehen sind, dann ungewollterweise auch an ein anderes Gerät übermittelt werden, wodurch unter Umständen Schäden an dem Gerät oder anderen Einrichtungen entstehen könnten. Be sonders kritisch wäre eine solche Konstellation im medizini schen Bereich, wenn fehlgeleitete Steuerbefehle ungewollter weise Aktionen eines Gerätes auslösen, welche die Gesundheit von Patienten und/oder Personal gefährden. Exemplarisch sei hier die ungewollte Auslösung von Röntgenstrahlung genannt.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zur Verfügung zu stellen, daß bei der Vergabe einer Knotennummer an ein Gerät der Eingriff einer Person vermieden und eine sichere und eindeu tige Zuordnung einer Knotennummer zu einem Gerät gewährlei stet ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Ver fahren zur Identifizierung und Initialisierung von Geräten, welche zum Datenaustausch miteinander und mit einer Datenver arbeitungseinrichtung an einem Kommunikationssystem ange schlossen sind, umfassend folgende Schritte:

a) Aussenden eines eine Knotennummer und eine Identifikati onskennung aufweisenden Anmeldesignals von jedem an dem Kommunikationssystem angeschlossenen Gerät an die Daten verarbeitungseinrichtung,
b) Prüfung der Knotennummer eines jeden Gerätes auf ihre Eindeutigkeit durch die Datenverarbeitungseinrichtung,
c) bei nicht eindeutiger Knotennummer eines der Geräte Fest legung einer eindeutigen Knotennummer für das jeweilige Gerät anhand der Identifikationskennung des Gerätes durch die Datenverarbeitungseinrichtung,
d) Rückmeldung der Knotennummern durch die Datenverarbei tungseinrichtung an die Geräte,
e) Bestätigung der Knotennummern durch die Geräte an die Datenverarbeitungseinrichtung und
f) Aufnahme der Geräte in den Betrieb des Kommunikationssy stems.

Erfindungsgemäß existieren also keine feste Zuordnungen von Knotennummern zu einzelnen Geräten auf Seiten der Datenverar beitungseinrichtung, welche den Prozeß der Identifizierung und Initialisierung von Geräten überwacht und steuert. Viel mehr erfolgt die Zuordnung der Knotennummern zu den Geräten variabel und ohne Eingriff einer Person durch die Datenverar beitungseinrichtung selbst, wobei bei einer nicht eindeutigen Knotennummer eines Gerätes durch die Datenverarbeitungsein richtung die Festlegung einer neuen eindeutigen Knotennummer für das Gerät erfolgt. Dabei wird sichergestellt, daß zwei Geräte nicht aus Versehen dieselbe Knotennummer erhalten, wodurch die Fehlleitung von Informationen verhindert wird. Darüber hinaus wird durch eine Sicherheitsabfrage gewährlei stet, daß ein Gerät erst dann in den Betrieb des Kommunikati onssystems aufgenommen wird, wenn der Datenverarbeitungsein richtung die Knotennummer durch das Gerät bestätigt worden ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß es sich bei dem Kommunikationssystem um CANOPEN handelt, welches als so genannte "Freeware" erhältlich ist und sich aufgrund seiner hohen Betriebsstabilität besonders für kritische Einsatzbe reiche eignet, beispielsweise medizinische Anwendungsberei che, in denen die Gesundheit von Patienten und Personal zu schützen ist.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Kommunikation zwischen den Geräten und der Datenverarbeitungseinrichtung auf Standarddiensten des Kommunikationssystems beruht. Unter einem Standarddienst wird dabei ein für das Kommunikationssy stem definiertes Kommunikationssignal verstanden, mit dem Informationen übermittelt werden können. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise erreicht, daß für das erfindungsgemäße Verfahren zur Identifizierung und Initialisierung von an dem Kommunikationssystem angeschlossenen Geräten keine neuen Dienste des Kommunikationssystems definiert werden müssen. Im Falle von CANOPEN sieht eine Variante der Erfindung dabei vor, als Anmeldesignal für die Geräte ein sogenanntes Emer gency-Signal und als Kommunikationssignal für die Datenverar beitungseinrichtung ein sogenanntes SDO-Signal (Service Data Object) zu verwenden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Identifikationskennung des Anmeldesignals codierte Informa tionen. Auf diese Weise wird erreicht, daß zur Identifizie rung eines Gerätes durch die Datenverarbeitungseinrichtung keine umfangreiche Datenmenge von Informationen über das Ge rät, z. B. die Seriennummer und den Herstellername des Gerä tes, sondern nur eine in bezug auf den Datenumfang in der Regel verkürzte codierte Information übertragen werden muß, welche die Identifizierung des Gerätes erlaubt. Nach einer Variante der Erfindung ist dabei jedem Gerät zur Identifizie rung ein, beispielsweise die Seriennummer und den Hersteller namen aufweisender, ASCII-String zugeordnet, der mittels ei ner sogenannten HASH-Funktion der Programmiersprache C in eine Zahl gewandelt wird, wobei zumindest ein Teil der Zif fern der Zahl die Identifikationskennung des Gerätes bilden. Mittels einer HASH-Funktion, welche beispielsweise in ver schiedenen Formen Bibliotheken der Programmiersprache C ent nommen werden kann, kann also ein ASCII-String, d. h. eine beispielsweise aus alphanumerischen Zeichen bestehende Zei chenkette, in eine Zahl gewandelt werden, die als Identifika tionskennung des Gerätes dienen kann. Beispielsweise können im Falle von CANOPEN die niedrigsten vier Ziffern der Zahl die Identifikationskennung des Gerätes bilden, so daß die Identifikationskennung auf vorteilhafte Weise einen geringen Datenumfang aufweist. Die HASH-Funktion wandelt den ASCII- String dabei vorzugsweise in eine Hexadezimalzahl um, die in dem Anmeldesignal zusammen mit der Knotennummer des jeweili gen Gerätes an die Datenverarbeitungseinrichtung übertragen wird.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß das Aussenden des Anmeldesignals von jedem an dem Kommunikationssystem ange schlossenen Gerät an die Datenverarbeitungseinrichtung zy klisch erfolgt. Durch das zyklische Aussenden des Anmeldesi gnals wird sichergestellt, daß die Datenverarbeitungseinrich tung die Anmeldeabsicht eines Gerätes tatsächlich registriert und die Anmeldung entgegennimmt.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht dabei vor, daß für den äußerst unwahrscheinlichen Fall, daß zwei Geräte ein An meldesignal mit derselben Knotennummer und derselben Identi fikationskennung aussenden, die Datenverarbeitungseinrichtung anhand des zyklischen Auftretens von Anmeldesignalen prüft, ob mehrere Geräte mit identischen Anmeldesignalen vorhanden sind und falls ja, die entsprechenden Geräte auffordert, ihre Identifikationskennung zu ändern. Dabei wenden die entspre chenden Geräte auf ihren ASCII-String nochmals die HASH-Funktion unter Variation einer Variable an. Als Ergebnis liegt dann eine neue Identifikationskennung vor, welche die entsprechenden Geräte in dem Anmeldesignal an die Datenverar beitungseinrichtung nochmals übertragen. Auf diese Weise wird also sichergestellt, daß bei Anmeldesignalen mehrerer Geräte mit gleicher Knotennummer jedes Gerät eine eindeutige Identi fikationskennung aufweist.

Gemäß einer Variante der Erfindung sieht die Datenverarbei tungseinrichtung jeweils einen Bereich von Knotennummern für Geräte wenigstens im wesentlichen gleichen Typs vor. Melden sich beispielsweise mehrere Geräte gleichen Typs mit dersel ben Knotennummer bei der Datenverarbeitungseinrichtung an, legt die Datenverarbeitungseinrichtung für jedes der Geräte eine neue Knotennummer fest, wobei die Knotennummern der Ge räte eindeutig sind und innerhalb des vorgesehenen Bereiches für den jeweiligen Gerätetyp liegen. Das Vorsehen eines Be reiches von Knotennummern für einen Gerätetyp ist dabei inso fern von Vorteil, daß bei einer Abfrage von Knotennummern sofort festgestellt werden kann, wieviele Geräte eines Typs an dem Kommunikationssystem angeschlossen sind.

Weitere Varianten der Erfindung sehen vor, daß die Datenver arbeitungseinrichtung ein auf einer PC-Einsteckkarte angeord neter Mikrocontroller und die Geräte medizinische Geräte eines medizinischen Arbeitsplatzes sind. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich also auf vorteilhafte Weise für den hinsichtlich Sicherheitsaspekte für Patienten und Personal kritischen medizinischen Anwendungsbereich.

Beispiele

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in blockdiagrammartiger Darstellung einen medizini schen Arbeitsplatz mit an einem Kommunikationssystem angeschlossenen medizinischen Geräten,

Fig. 2 in schematisch dargestellter Weise den Ablauf einer Anmeldung eines Gerätes an dem Kommunikationssystem aus Fig. 1,

Fig. 3 in schematischer Weise den Ablauf einer Anmeldung von vier Geräten gleichen Typs an dem Kommunikationssystem aus Fig. 1 und

Fig. 4 in schematisch dargestellter Weise den Ablauf einer Anmeldung zweier Geräte gleichen Typs an dem Kommuni kationssystem aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt in blockdiagrammartiger Darstellung einen medizi nischen Arbeitsplatz mit im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels sieben medizinischen Geräten 1 bis 7. Die medizinischen Geräte, bei denen es sich im Falle des Gerätes 1 um einen Patientenlagerungstisch, im Falle der Geräte 2 bis 5 um HF-Skalpelle und im Falle der Geräte 6, 7 um Kaltlichter handelt, sind an einem Kommunikationssystem angeschlossen. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels handelt es sich bei dem Kommunikationssystem um CANOPEN, im folgenden als Can-Bus 8 bezeichnet, welcher eine in den Figuren nicht dar gestellte Zweidrahtleitung aufweist.

An dem Can-Bus 8 ist außerdem eine Datenverarbeitungseinrich tung in Form eines Mikrocontrollers 10 angeschlossen, welcher auf einer in einem PC aufgenommen PC-Einsteckkarte 9 angeord net ist. Der Mikrocontroller 10 dient zur Identifizierung und Initialisierung von an dem Can-Bus 8 angeschlossenen Geräten und zur Steuerung des Datenaustausches zwischen den Geräten 1 bis 7 und dem Mikrocontroller 10. Der Datenaustausch erfolgt unter Verwendung des an sich bekannten Kommunikationsproto kolls des Can-Buses 8.

Am Beispiel des Gerätes 1 wird im folgenden das erfindungsge mäße Verfahren zur Identifizierung und Initialisierung eines Gerätes, welches zum Datenaustausch mit dem Mikrocontroller 10 und anderen Geräten an dem Can-Bus 8 angeschlossen ist, anhand von Fig. 2 exemplarisch erläutert.

Das Gerät 1 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbei spiels eine Knotennummer 020, einen Herstellernamen 1 und eine Seriennummer 1 auf.

Nach dem Anschluß des Gerätes 1 an den Can-Bus 8 bzw. nach dem Einschalten des aus den Geräten 1 bis 7, dem Can-Bus 8 und dem PC bestehenden Systems befindet sich das Gerät 1 zunächst in dem Betriebsstatus "Preoperational", d. h. noch nicht einsatzbereit für einen allgemeinen Kommunikationsbe trieb über den Can-Bus 8, da das Gerät 1 dem Mikrocontroller 10 noch nicht bekannt ist. Das Gerät 1 sendet deshalb im Zuge der Anmeldung an den Mikrocontroller 10 ein Anmeldesignal für den Betrieb des Gerätes 1 über den Can-Bus 8 in Form eines Emergency-Signals aus. Das Emergency-Signal ist ein Standard dienst des Can-Buses 8 und somit kein speziell für die Anmel dung definierter aber dafür verwendbarer Dienst.

Das Emergency-Signal hält acht Byte für die Übersendung von Informationen bereit, die im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels alle in Hexadezimalzahlen angegeben sind. In Byte Null steht die Hexadezimalzahl 0F0H, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels als Kennung für die Vergabe von Knotennummern an Geräten, d. h. die Identifizierung und Initialisierung von Geräten bzw. den Übergang vom Betriebs status "Preoperational" in den Betriebsstatus "Operational" (betriebsbereit) der Geräte, dient. Diese Kennung darf nur bei der Vergabe von Knotennummern, d. h. vor Erreichen des Betriebs status "Operational" der Geräte, verwendet werden und ist später nicht mehr erlaubt. In Byte Eins steht die Knoten nummer eines Gerätes, welches sich bei dem Mikrocontroller 10 anmelden will. Für die Knotennummern ist im Falle des vorlie genden Ausführungsbeispiels ein Bereich von 2 bis 125 zuläs sig. Die Bytes Zwei und Drei sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels für das Verfahren der Initialisierung und Identifizierung ohne Bedeutung. In den Bytes Vier bis Sieben steht die Identifikationskennung des Gerätes, welches sich bei dem Mikrocontroller 10 anmelden will. Die Identifi kationskennung beinhaltet im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels verkürzte codierte Informationen über das Gerät, welche jedoch die Identifizierung des Gerätes gestat tet. Die Identifikationskennung eines Gerätes wird dabei aus einem ASCII-String ermittelt, welcher einem Gerät zugeordnet ist. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfaßt der ASCII-String den Herstellernamen des Gerätes mit maximal neunzehn Zeichen und die Seriennummer des Gerätes mit maximal acht Zeichen. Eine sogenannte HASH-Funktion der Program miersprache C, welche in verschiedenen Formen C-Bibliotheken entnehmbar ist, wandelt den im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels alphanumerische Zeichen umfassenden ASCII- String in eine Hexadezimalzahl.

Als Beispiel für eine geeignete einer C-Bibliothek entnehmba ren HASH-Funktion sei folgende Funktion genannt:

E(m) = (SHIFT LEFT ASCII(n)) + (ASCII(n).5) + m + E(m-1)

mit
n Länge des Strings
m Schleifenzähler
E(m) Schleifenergebnis der HASH-Funktion.

Die HASH-Funktion wird auf einen entsprechenden ASCII-String der Länge n angewendet und in einer Schleife abgearbeitet. Als Ergebnis erhält man eine aus den Schleifenergebnissen zusammengesetzte Hexadezimalzahl, deren niedrigste vier Ziffern im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Identifikationskennung des Gerätes bilden. In jedem der Bytes Vier bis Sieben steht dabei genau eine der vier Ziffern.

In den folgenden Ausführungen zu diesem und weiteren Ausfüh rungsbeispielen wird der Inhalt von Emergency-Signalen nur insofern angegeben als es für die Unterscheidung, von welchem Gerät ein solches Emergency-Signal ausgeht und welche Infor mation an den Mikrocontroller 10 übermittelt werden soll, notwendig ist. D.h. es wird nur noch das Byte Eins mit der Knotennummer des Gerätes und der Inhalt der Bytes Vier bis Sieben mit der Identifikationskennung als HASH-X angegeben. HASH-X steht dabei für die niedrigsten vier Ziffern des Ergebnisses der HASH-Funktion, die auf den den Herstellerna men und die Seriennummer des Gerätes umfassenden ASCII-String des Gerätes angewandt wurde.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles hat das Emergency-Signal des Gerätes 1 also die im folgenden verwen dete verkürzte Form EMERCENCY 020, HASH-1. Dies bedeutet, das Gerät 1, nämlich der Patientenlagerungstisch des medizini schen Arbeitsplatzes, hat die Knotennummer 020 und die Iden tifikationskennung HASH-1. Dieses Emergency-Signal sendet das Gerät 1 zyklisch in Zeitabständen von einer Sekunde über den Can-Bus 8 aus. Der Mikrocontroller 10 reagiert in der Regel erst auf das zweite Emergency-Signal des Gerätes 1 gleichen Inhalts. Der Mikrocontroller 10 erhält mit dem Emercency- Signal des Gerätes 1 die Knotennummer 020 und die Identifika tionskennung HASH-1 des Gerätes 1 und überprüft, ob die Knotennummer für das Gerät 1 mit der Identifikationskennung HASH-1 eindeutig, also noch nicht vergeben ist. Ist dies der Fall, sendet der Mikrocontroller 10 als Antwort auf das Emergency-Signal des Gerätes 1 zwei SDO-Signale (Service Data Object) an das Gerät 1, bei denen es sich ebenfalls um Stan darddienste des Can-Buses 8 handelt.

Das erste SDO-Signal hat den Inhalt SDO_XXX mit XXX als Platzhalter für die Knotennummer des anzusprechenden Gerätes gefolgt von acht Bytes, welche zur Übermittlung weiterer Informationen in Form von Hexadezimalzahlen vorgesehen sind. In Byte Null des SDO-Signals steht keine für das Verfahren der Identifizierung und Initialisierung von Geräten relevante Information. In Byte Eins und Zwei stehen die Hexadezimalzif fern 2110, welche im Falle des vorliegenden Ausführungsbei spieles als Kennung für die Vergabe von Knotennummern stehen. In Byte Drei des SDO-Signals können zwei verschiedene Infor mationen stehen. In einem Fall steht in Byte Drei die Knoten nummer, die der Mikrocontroller 10 an das jeweilige Gerät vergeben hat. Im anderen Fall steht in Byte Drei die Kennung 0F0 (Hexadezimal), mit welcher der Mikrocontroller 10 das jeweilige Gerät auffordert die HASH-Funktion auf seinen ASCII-String unter Variation einer Variablen nochmals aus zu führen, wobei dieser Fall nachfolgend noch behandelt wird. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels steht in Byte Drei die Knotennummer, die dem Gerät 1 zu übermitteln ist. In den Bytes Vier bis Sieben steht die Identifikationskennung, also das HASH-Ergebnis des Gerätes, für das die Informationen in dem SDO-Signal bestimmt sind.

Da mit Hilfe eines SDO-Signals in CANOPEN normalerweise ein DOMAIN DOWNLOAD gestartet wird, bei dem das angesprochene Gerät die Übermittlung von Daten erwartet, der im Falle des Verfahrens zur Identifizierung und Initialisierung von an dem Can-Bus 8 angeschlossenen Geräten aber nicht durchgeführt werden soll, folgt dem ersten SDO-Signal im zeitlichen Ab stand von ca. 100 ins ein zweites SDO-Signal in der Form SDO_XXX ABORT mit XXX als Platzhalter für die Knotennummer des anzusprechenden Gerätes, wodurch der eigentlich durchzu führende DOMAIN DOWNLOAD beendet wird.

In den folgenden Ausführungen zu diesem und weiteren Ausfüh rungsbeispielen wird der Inhalt von SDO-Signalen nur insofern angegeben als es für die Unterscheidung, an welches Gerät ein solches SDO-Signal gesendet wird, und die zu übermittelnde Information notwendig ist. D.h. es wird nur noch die Knoten nummer als Zieladresse, das Byte Drei mit der zu übermittel ten Knotennummer des Gerätes oder der Aufforderung zur noch maligen Ausführung der HASH-Funktion und der Inhalt der Bytes Vier bis Sieben mit der Identifikationskennung als HASH-X angegeben.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles sendet der Mikrocontroller 10 das SDO-Signal SDO_020 020, HASH-1, was bedeutet, daß das Gerät mit der Knotennummer 020 (SDO_020) und der Identifikationskennung HASH-1 angesprochen wird, wobei dem Gerät in Byte Drei mitgeteilt wird, daß es seine Knotennummer 020 beibehalten kann, da diese noch nicht verge ben wurde und somit eindeutig ist.

Empfängt das Gerät 1 das erste SDO-Signal des Mikrocontrol lers 10, beendet es das zyklische Aussenden seines Emergency- Signals und übernimmt gegebenenfalls die mit dem SDO-Signal an das Gerät 1 übertragene Knotennummer. Im Falle des vorlie genden Ausführungsbeispiels kann das Gerät 1 jedoch seine Knotennummer 020 beibehalten, da eine derartige Knotennummer bisher nicht vergeben worden ist.

Nach dem Empfang des SDO_020 ABORT bestätigt das Gerät 1 mit einem weiteren Emergency-Signal dem Mikrocontroller 10 den Empfang und die Übernahme der Knotennummer. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles hat das Emergency-Signal also die Form EMERCENCY 020, HASH-1. Nach dem Empfang des Emergency-Signals nimmt der Mikrocontroller 10 das Gerät 1 in den Betrieb des Can-Buses 8 auf, so daß das Gerät 1 von dem Betriebs status "Preoperational" in den Betriebs status "Operational" wechselt und ein Datenaustausch zwischen dem Mikrocontroller 10 und dem Gerät 1 bzw. zwischen dem Gerät 1 und weiteren in den Betrieb des Can-Buses 8 aufgenommenen Geräten möglich ist.

Fig. 3 zeigt in schematisch dargestellter Weise den Ablauf einer Anmeldung von vier weiteren Geräten 2 bis 5 gleichen Gerätetyps mit gleichen Knotennummern 030, aber unterschied lichen Herstellernamen und Seriennummern an dem Mikrocontrol ler 10 aus Fig. 1 über den Can-Bus 8. Im Falle des vorliegen den Ausführungsbeispieles handelt es sich bei den Geräten 2 bis 5 dabei um HF-Skalpelle.

Zunächst befindet sich jedes der Geräte 2 bis 5 im Betriebs status "Preoperational". Die Geräte 2 bis 4 senden zyklisch in Zeitabständen von einer Sekunde Emergency-Signale an den Mikrocontroller 10 aus. Das Emergency-Signal des Gerätes 2 hat die Form EMERCENCY 030, HASH-2, das Emergency-Signal des Gerätes 3 hat die Form EMERCENCY 030, HASH-3 und das Emergen cy-Signal des Gerätes 4 hat die Form EMERCNCY 030, HASH-4. Jedes der Geräte 2 bis 4 hat dabei auf seinen den Hersteller namen und die Seriennummer umfassenden ASCII-String eine HASH-Funktion, beispielsweise die vorstehend erwähnte HASH- Funktion, ausgeführt, welche für das Gerät 2 HASH-2, für das Gerät 3 HASH-3 und für das Gerät 3 HASH-3 als Identifikati onskennung zum Ergebnis hat. Hat der Mikrocontroller 10 jedes der Emergency-Signale gleichen Inhalts der Geräte 2 bis 4 wenigstens zweimal empfangen, sendet er zunächst ein SDO-Signal SDO_030 033, HASH-2, gefolgt von einem SDO-Signal SDO_030 ABORT aus. Das SDO-Signal ist dabei für das Gerät mit der Knotennummer 030 und der Identifikationskennung HASH-2, also für das Gerät 2 vorgesehen und enthält die Information, die Knotennummer 030 auf die Knotennummer 033 zu ändern. Das Gerät 2 bestätigt nach Empfang des zweiten SDO-Signals die Änderung der Knotennummer auf 033 durch eine Übersendung eines Emergency-Signals mit dem Inhalt EMERCENCY 033, HASH-2 an den Mikrocontroller 10. Anschließend nimmt der Mikrocon troller 10 das Gerät 2 mit der Knotennummer 033 und der Identifikationskennung HASH-2 in den Betrieb des Can-Buses 8 auf.

In derselben Weise verfährt der Mikrocontroller 10 mit dem Gerät 3, indem er nach wenigstens zweimaligem Erhalt des Emergency-Signals EMERCENCY 030, HASH-3 ein SDO-Signal in der Form SDO_030 032, HASH-3 an das Gerät 3 gefolgt von einem SDO_030 ABORT sendet. Der Mikrocontroller 10 fordert also das Gerät 3 auf, seine Knotennummer 030 in die Knotennummer 032 zu ändern. Das Gerät 3 bestätigt anschließend dem Mikrocon troller 10 durch Übersendung eines Emergency-Signals in der Form EMERCENY 032, HASH-3 die Änderung der Knotennummer in die Knotennummer 032, worauf der Mikrocontroller 10 das Gerät 3 mit der Knotennummer 032 und der Identifikationskennung HASH-3 in den Betrieb des Can-Buses 8 aufnimmt.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles erhält der Mikrocontroller 10 zwischenzeitlich ein weiteres Emergency- Signal von einem Gerät 5 in der Form EMERCENCY 030, HASH-5, auf das Mikrocontroller 10 zunächst nicht reagiert.

Der Mikrocontroller 10 sendet ein weiteres SDO-Signal in Form SDO_030 031, HASH-4 gefolgt von einem SDO_030 ABORT an das Gerät 4, indem das Gerät 4 aufgefordert wird, seine Knoten nummer 030 auf 031 zu ändern. Das Gerät 4 bestätigt dem Mikrocontroller 10 anschließend mittels eines Emergency- Signals in der Form EMERCENCY 031, HASH-4, daß es die Knoten nummer auf 031 geändert hat und dies im weiteren Verlauf als seine Knotennummer ansieht. Nach Empfang dieses Emergency- Signals nimmt der Mikrocontroller 10 auch das Gerät 4 mit der Knotennummer 031 und der Identifikationskennung HASH-4 in den Betrieb des Can-Buses 8 auf.

Empfängt der Mikrocontroller 10 zwischenzeitlich wenigstens ein zweites Mal ein Emergency-Signal des Gerätes 5 gleichen Inhalts, so übersendet er dem Gerät 5 ein SDO-Signal in der Form SDO_030 030, HASH-5 gefolgt von einem SDO_030 ABORT, indem der Mikrocontroller 10 dem Gerät 5 mitteilt, daß es seine Knotennummer 030 beibehalten kann. Anschließend teilt das Gerät 5 dem Mikrocontroller 10 durch Übersendung eines Emergency-Signals in der Form EMERCENCY 030, HASH-5 mit, daß es die Knotennummer beibehält. Der Mikrocontroller 10 nimmt auch das Gerät 5 in den Betrieb des Can-Buses 8 auf. Nach Aufnahme der Geräte 2 bis 5 in den Betrieb des Can-Buses 8 befinden sich diese im Betriebsstatus "Operational".

Es wird also deutlich, daß im Falle des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels für vier Geräte gleichen Typs mit der anfänglich gleichen Knotennummer 030 neue Knotennummern variabel vergeben wurden, so daß jedem Gerät eine eindeutige Knotennummer für die Kommunikation zwischen dem jeweiligen Gerät und dem Mikrocontroller 10 bzw. zwischen den Geräten untereinander zugeordnet wurde. Für die Geräte 2 bis 5 glei chen Gerätetyps ist dabei ein Bereich von vier Knotennummern, nämlich 030 bis 033 vorgesehen. Das zuletzt in den Betrieb des Can-Bus 8 aufgenommene Gerät 5 kann dabei seine ursprüng liche Knotennummer beibehalten, während die anderen ihre Knotennummern dahingehend ändern müssen, daß sie in dem für diesen Gerätetyp vorgesehenen Bereich liegen und eindeutig sind.

Fig. 4 zeigt in schematisch dargestellter Weise den Ablauf einer Anmeldung zweier Geräte 6, 7 gleichen Typs an dem Mikrocontroller 10 über den Can-Bus 8. Bei den Geräten 6 und 7 handelt es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbei spiels um Kaltlichter. Das Gerät 6 weist dabei neben der Knotennummer 040, einen Herstellernamen 6 und eine Seriennum mer 6 und das Gerät 7 weist neben derselben Knotennummer 040, einen Herstellernamen 7 und eine Seriennummer 7 auf. Beide Geräte befinden sich zunächst im Status "Preoperational".

Zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens senden die Geräte 6, 7 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles zyklisch Emergency-Signale mit gleichem Inhalt in der Form EMERCENCY 040, HASH-G aus. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um den äußerst unwahrscheinlichen und wohl nur als theoretisch zu bezeichnenden Fall, nämlich daß die Ausführung der HASH-Funktion auf den ASCII-String des Gerätes 6 und die Ausführung der HASH-Funktion auf den ASCII-String des Gerätes 7 zu gleichen HASH-Ergebnissen, nämlich HASH-G, geführt hat. In diesem Fall kann der Mikrocontroller 10 nicht anhand der Emergency-Signale allein erkennen, daß sich zwei verschiedene Geräte zur Kommunikation-über den Can-Bus 8 anmelden wollen. Daß sich zwei verschiedene Geräte anmelden wollen, erkennt der Mikrocontroller 10 durch Auswertung des zeitlichen Auf tretens und des zeitlichen Versatzes der zyklischen Emercen cy-Signale der Geräte 6 und 7, so daß er das eine zyklisches Emergency-Signal einem ersten Gerät und das andere zyklische Emergency-Signal einem zweiten Gerät zuordnen kann. Welches Emercency-Signal von welchem Gerät ausgesendet wird, kann der Mikrocontroller 10 dabei nicht unterscheiden.

Hat der Mikrocontroller also mehrere zyklische Emercency- Signale mit gleichem Inhalt empfangen und anhand des Zeitli chen Auftretens und des zeitlichen Versatzes erkannt, daß sich zwei Geräte mit gleicher Knotennummer und gleicher Identifikationskennung anmelden wollen, sendet der Mikrocon troller 10 ein SDO-Signal in der Form SDO_040 0F0, HASH-G gefolgt von einem SDO_040 ABORT aus, indem der Mikrocontrol ler 10 die Geräten 6, 7 mit der Knotennummer 040 und der Identifikationskennung HASH-G- in Form der Kennung 0F0 in Byte Drei auffordert, ihre Identifikationskennung zu ändern. Auf diese Mitteilung hin führen die Geräte 6, 7 auf ihren jewei ligen ASCII-String nochmals die HASH-Funktion unter Variation eines Parameters durch. Im Falle von Gerät 6 führt dies zu dem Ergebnis HASH-6 und im Falle des Gerätes 7 zu dem Ergeb nis HASH-7. Die Geräte 6, 7 senden anschließend nochmals Emergency-Signale, jetzt aber mit dem Inhalt EMERCENCY 040, HASH-6 im Falle des Gerätes 6 und EMERCENCY 040, HASH-7 im Falle des Gerätes 7 aus. Erhält der Mikrocontroller 10 je weils das zweite Emergency-Signal gleichen Inhaltes der Geräte 6 und 7, sendet er an das Gerät 6 ein SDO-Signal mit dem Inhalt SDO_040 041, HASH-6 gefolgt von einem SDO_040 ABORT aus, indem er nun dem durch das HASH-Ergebnis HASH-6 identifizierbaren Gerät 6 mitteilt, seine Knotennummer auf 041 zu ändern. Das Gerät 6 bestätigt dem Mikrocontroller 10 durch Übersendung eines Emergency-Signals mit dem Inhalt EMERCENCY 041, HASH-6, daß es seine Knotennummer auf 041 geändert hat. Anschließend nimmt der Mikrocontroller 10 das Gerät 6 in den Betrieb des Can-Buses 8 auf. Da im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles nur ein Bereich von zwei Knotennummern, nämlich 040 und 041, für die Geräte 6, 7 gleichen Typs vorgesehen ist, teilt der Mikrocontroller 10 dem Gerät 7 durch Übersendung eines SDO-Signals in der Form SDO_040 040, HASH-7 gefolgt von einem SDO_040 ABORT mit, daß nun das über die Identifikationskennung HASH-7 identifizier bare Gerät 7 seine Knotennummer 040 beibehalten kann. Das Gerät 7 bestätigt die Knotennummer 040 dem Mikrocontroller 10 durch Übersendung eines Emergency-Signals mit dem Inhalt EMERCENCY 040, HASH-7. Anschließend nimmt der Mikrocontroller 10 auch das Gerät 7 in den Betrieb des Can-Buses 8 auf.

Es wird also deutlich, daß im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens die Vergabe von Knotennummern an an einem Kommuni kationssystem angeschlossene Geräte ohne Eingriff einer Per son vorgenommen werden kann, wobei durch den Ablauf des er findungsgemäßen Verfahrens sichergestellt ist, daß jedem Ge rät nur eine eindeutige Knotennummer zugewiesen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorstehend am Beispiel von CANOPEN beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist je doch nicht auf CANOPEN beschränkt, sondern auch auf andere Kommunikationssysteme anwendbar, wobei vorzugsweise auf Standarddienste des Kommunikationssystems für die Kommunika tion zwischen den Geräten und einer Datenverarbeitungsein richtung zurückgegriffen wird.

Die Identifikationskennung des Anmeldesignals muß dabei nicht notwendigerweise codierte Informationen beinhalten.

Kann der Fall ausgeschlossen werden, daß zwei Geräte Anmelde signale mit gleicher Knotennummer und identischer Identifika tionskennung aus senden, kann auf eine zyklische Aussendung des Anmeldesignals verzichtet werden.

Um den Fall auszuschließen, daß wenigstens zwei Geräte Anmel designale mit gleicher Knotennummer und Identifikationsken nung zu identischen Zeitpunkten zyklisch aussenden, so daß die Datenverarbeitungseinrichtung selbst bei einer Auswertung des zeitlichen Auftretens der Anmeldesignale nicht erkennen kann, daß sich zwei verschiedene Geräte anmelden wollen, kann eine Operation vorgesehen sein, die für jedes Gerät einen bestimmten zeitlichen Versatz berechnet, nach dessen Ver streichung seit dem Erreichen des Betriebsstatus "Preoperational" des jeweiligen Gerätes das Gerät beginnt Emercency-Signale auszusenden. Eine derartige Operation kann beispielsweise darin bestehen das Ergebnis der HASH-Funktion auf eine dreistellige Zahl zu reduzieren und durch zwei zu dividieren. Das Ergebnis dieser Operation bildet dann den zeitlichen Versatz.

Als Identifikationskennung muß im Falle von CANOPEN im übri gen nicht notwendigerweise auf die niedrigsten vier Ziffern des HASH-Ergbenisses zurückgegriffen werden. Vielmehr können auch andere Ziffern des HASH-Ergebnisses verwendet werden.

Falls technisch möglich können im übrigen auch mehr als vier Ziffern als Identifikationskennung verwendet werden.

Des weiteren muß nicht notwendigerweise ein Bereich von Kno tennummern für Geräte gleichen Typs vorgesehen sein.

Darüber hinaus ist der zeitliche Ablauf der Anmeldungen der Geräte 1 bis 7 an dem Mikrocontroller 10 in den Ausführungs beispielen nur exemplarisch zu verstehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im übrigen auch auf außer halb des medizinischen Bereiches liegende Arbeitsplätze oder Systeme, z. B. Netzwerke von Rechnern, anwendbar, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung nicht notwendigerweise ein Mikrocontroller, sondern auch eine andersartige Recheneinheit sein kann.

Claims

1. Verfahren zur Identifizierung und Initialisierung von Geräten (1 bis 7), welche zum Datenaustausch miteinander und mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (10) an einem Kommu nikationssystem (8) angeschlossen sind, umfassend folgende Schritte:

a) Aussenden eines eine Knotennummer und eine Identifikati onskennung aufweisenden Anmeldesignals von jedem an dem Kommunikationssystem (8) angeschlossenen Gerät (1 bis 7) an die Datenverarbeitungseinrichtung (10),
b) Prüfung der Knotennummer eines jeden Gerätes (1 bis 7) auf ihre Eindeutigkeit durch die Datenverarbeitungseinrichtung (10),
c) bei nicht eindeutiger Knotennummer eines der Geräte (1 bis 7) Festlegung einer eindeutigen Knotennummer für das je weilige Gerät (1 bis 7) anhand der Identifikationskennung des Gerätes (1 bis 7) durch die Datenverarbeitungseinrich tung (10),
d) Rückmeldung der Knotennummern durch die Datenverarbei tungseinrichtung (10) an die Geräte (1 bis 7),
e) Bestätigung der Knotennummern durch die Geräte (1 bis 7) an die Datenverarbeitungseinrichtung (10) und
f) Aufnahme der Geräte (1 bis 7) in den Betrieb des Kommuni kationssystems (8).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Kommunikationssystem CANOPEN (8) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kommunika tion zwischen den Geräten (1 bis 7) und der Datenverarbei tungseinrichtung (10) auf Standarddiensten des Kommunikati onssystems (8) beruht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Geräte (1 bis 7) als Anmeldesignal ein Emergency-Signal und die Datenverarbei tungseinrichtung (10) als Kommunikationssignal ein SDO-Signal von CANOPEN aussenden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Identifikationskennung des Anmeldesignals codierte Informa tionen beinhaltet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem jedem Gerät (1 bis 7) zur Identifikation ein ASCII-String zugeordnet ist, der mittels einer HASH-Funktion der Programmiersprache C in eine Zahl gewandelt wird, wobei zumindest ein Teil der Ziffern der Zahl die Identifikationskennung des Gerätes (1 bis 7) bilden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Aussenden des Anmeldesignals von jedem an dem Kommunikations system (8) angeschlossenen Gerät (1 bis 7) an die Datenverar beitungseinrichtung (10) zyklisch erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem

a) die Datenverarbeitungseinrichtung (10) anhand des zykli schen Auftretens von Anmeldesignalen prüft, ob mehrere Ge räte mit identischen Anmeldesignalen vorhanden sind und falls ja, die entsprechenden Geräte (6, 7) auffordert, ih re Identifikationskennung zu ändern und
b) die Geräte (6, 7) jeweils ein Anmeldesignal mit neuer Identifikationskennung an die Datenverarbeitungseinrich tung (10) aussenden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Datenverarbeitungseinrichtung (10) jeweils einen Bereich von Knotennummern für Geräte (1 bis 7) wenigstens im wesentlichen gleichen Typs vorsieht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Datenverarbeitungseinrichtung ein auf einer PC-Einsteckkarte (9) angeordneter Mikrocontroller (10) ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Geräte (1 bis 7) medizinische Geräte eines medizinischen Arbeitsplatzes sind.