DE19817436A1 - Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen einem zentralen datenverarbeitenden Gerät und einem oder mehreren Peripheriegeräten - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen einem zentralen datenverarbeitenden Gerät (11) und einem oder mehreren Peripheriegeräten (12), wobei ein Gehäuse (14) mit einer Antenne (17) und einem Anschlußstecker (16) vorgesehen ist, in dem eine Funkmoduleinheit (14), bestehend zumindest aus einer Steuereinheit (18) und einem Transceiver (19), zur Funkdatenübertragung angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen einem zentralen datenverarbeitenden Gerät und einem oder mehreren Peripheriegeräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits bekannt, daß zwischen einem zentralen datenverarbeitenden Gerät und einem oder mehreren Peripheriegeräten ein Informationsaustausch über eine Datenleitung bzw. ein Kabel erfolgt. Zum Anschluß des Kabels an den jeweiligen Geräten sind genormte Schnittstellen vorgesehen, wie beispielsweise eine RS 232-Schnittstelle, eine V.24-Schnittstelle oder dergleichen. Eine derartige Daten­ übertragung findet beispielsweise bei Computern als datenverarbeitende Geräte einerseits und Drucker als Peripheriegerät andererseits statt. Ebenfalls ist eine derartige Datenübertragung beispielsweise im Gastronomiebereich zwischen Re­ gistrierkassen als datenverarbeitende Geräte und deren Drucker als Peripheriege­ räte vorgesehen.

Durch diese Kabellösung lassen sich in der Regel Entfernungen bis zu 80 m über­ brücken. Für die Ausstattung beispielsweise in einer Gastronomie ist jedoch erfor­ derlich, daß eine aufwendige Installation für die Kabel erforderlich ist, so daß die Peripheriegeräte zentral von dem zentralen Datenverarbeitungsgerät angesteuert werden können, um die Wege zu verkürzen. Dies ist beispielsweise im Gastrono­ miebereich für den Betrieb von Biergärten oder Kegelbahnen oder dergleichen von Vorteil, da für das Bedienpersonal kurze Wege ermöglicht werden. Die feste In­ stallation weist des weiteren den Nachteil auf, daß eine Anpassung bezüglich der Aufstellung der Peripheriegeräte an sich ändernde Gegebenheiten nur mit großem Kosten- und Zeitaufwand möglich ist, da die Anschlußstellen durch die Festinstal­ lation der Kabel festgelegt ist.

Des weiteren ist bekannt, daß eine kabellose Informationsübertragung durch eine Infrarot-Datenkommunikationstechnik ermöglicht ist. Beispielsweise kann durch diese Technik eine Tastatur kabellos mit einem Rechner kommunizieren. Die In­ frarot-Technik hat jedoch den Nachteil, daß der Entfernungsbereich sehr kurz sein sollte, beispielsweise weniger als 3 m, um eine hohe und gesicherte Datenüber­ tragungsrate zu ermöglichen. Des weiteren kann die Datenübertragung durch In­ frarot leicht gestört werden, beispielsweise durch Helligkeit oder durch sich in den Dateninformationsübertragungs-Strahlengang befindenden Hindernissen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine sichere Datenübertragung zwischen einem zentralen datenverarbei­ tenden Gerät und einem oder mehreren Peripheriegeräten ermöglicht ist und die eine flexible, ortsungebundene Aufstellung der Geräte und auch Anbindung der Anzahl der Geräte ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst.

Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung mittels einem Gehäuse mit einer Anten­ ne und einem Anschlußstecker, wobei in dem Gehäuse eine Funkmoduleinheit zur Funkdatenübertragung vorgesehen ist, ist ermöglicht, daß die Peripheriegeräte räumlich frei wählbar zu dem zentralen datenverarbeitenden Gerät angeordnet werden können und eine sichere Datenübertragung über Funk ermöglicht ist. Bei­ spielsweise im Gastronomiebereich ist eine bevorzugte Anwendung zu sehen. Dort können beispielsweise Drucker dezentral zu einer Registrierkasse an unter­ schiedlichen Stellen angeordnet werden, so daß beispielsweise der Betrieb von Biergärten in einzelne Sektionen aufgeteilt werden kann und das Bedienpersonal kurze Wege hat. Ebenfalls gilt dies für beispielsweise Sportveranstaltungen oder sonstige Veranstaltungen, bei denen die Abrechnung der Leistung über ein zen­ trales Abrechnungssystem erfolgt. Gleichzeitig kann durch die flexible Aufstellung eine schnelle Anpassung an sich ändernde Bedingungen ermöglicht sein.

Des weiteren weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, daß diese für die bereits am Markt bestehenden Systeme verwendet werden kann. Durch die Schnittstellen der zentralen Geräte als auch Peripheriegeräte, die genormt sind, kann des weiteren ein bereits installiertes System mit der Vorrichtung nachgerü­ stet werden, so daß eine einfache Umstellung auf ein flexibles System kostengün­ stigerweise ermöglicht werden kann.

Des weiteren weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, daß die Vorrichtung mit einem Anschlußstecker an den Schnittstellen der Peripheriegeräte als auch des zentralen Gerätes anschließbar ist. Dies kann vorteilhafterweise un­ ter Zuhilfenahme eines Adapters erfolgen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse sowohl einen Anschlußstecker als auch eine Anschlußbuchse auf­ weist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Funkmoduleinheit der Vorrichtung über eine in die Funkmoduleinheit integrierte Schaltung mit Span­ nung versorgt wird, welche von einer Normschnittstelle der Geräte gewonnen wird. Dabei ist vorgesehen, daß die Schaltung die an den Treibermodulen der Schnitt­ stelle der Geräte anliegende Spannung abgreift, um daraus die Betriebsspannung für die Funkmoduleinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen. Vorteilhafterweise ist die Schaltung als Schottky-Schaltung ausgebildet bzw. bei der Schaltung wird eine Schaltungstechnik mittels Schottky-Dioden ein­ gesetzt, um die Stromversorgung des Funkmodules realisieren zu können.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Vorrichtung zur Stromversorgung der Funkmoduleinheit ein externes Stromversorgungsaggregat, wie beispielsweise ein Steckernetzteil, eine Batterie oder Solarzellen oder dergleichen aufweist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Funkmoduleinheit mit den jeweils zugelassenen Frequenzen arbeitet: Dadurch kann ermöglicht werden, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Funkmo­ duleinheit unabhängig von den räumlichen Gegebenheiten einsetzbar ist, da in den verschiedenen Ländern unterschiedliche Frequenzbänder bzw. Frequenzbe­ reiche durch Genehmigungsbehörden freigegeben werden. Vorzugsweise weist die Betriebsfrequenz einen Versatz auf, dergestalt, daß die für den Empfangsbe­ reich eingesetzten Oberflächenwellenfilter-Resonatoren im Sendebereich vorge­ sehen sind. Dadurch kann die Sicherheit der Datenübertragung erhöht werden, da Störeinflüsse von weiteren, in dem Sende- und Empfangsbereich der Funkmodu­ leinheit sich befindenden Sender vermieden werden können.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Zwischenmodulationsverfahren verwendet wird. Dadurch kann sich eine Pola­ ritätsverschiebung um 180° ergeben, wodurch die Sicherung der Datenübertra­ gung erhöht werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Übertragung der Daten, vorzugsweise der Steuer- und Betriebsdaten, im bidi­ rektionalen Dialog erfolgt. Die Daten werden vorteilhafterweise solange ausge­ tauscht, bis eine vollständige Übertragung erfolgt ist. Beispielsweise können im Gastronomiebereich Bestelldaten übermittelt werden als auch Rechnungen aus­ gedruckt werden. Ebenfalls können Statusdaten, wie "Druckpapier leer", bei den Peripheriegeräten an ein zentrales Gerät übertragen werden. Des weiteren kön­ nen zusätzliche Informationen, beispielsweise Leitungsstatus, Präsenz der Peri­ pheriegeräte oder dgl., übermittelt werden, die auch in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalles programmiert werden können.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Modulation der Funkübertragung vorgesehen ist, die ein Datensicherungs­ protokoll für die Übertragung der Steuer- und Betriebsdaten aufweist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1. eine schematische Prinzipdarstellung eines zentralen daten­ verarbeitenden Gerätes und eines Peripheriegerätes,

Fig. 2. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung,

Fig. 3. ein schematischer Aufbau der Funkmoduleinheit und

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Transceivers.

In Fig. 1 ist prinzipiell eine Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung dargestellt. Beispielsweise ist an einem Ort ein datenverarbeitendes Gerät 11 vorgesehen, welches als Zentrale dient. Dieses Gerät 11 kommuniziert mit einem oder mehreren Peripheriegeräten 12, die in Abhängigkeit des jeweiligen Anwen­ dungsfalles und der Art der Anwendung in Anzahl und Funktionalität ausgestaltet sind. Beispielsweise kann das Peripheriegerät 12 ein Drucker sein, über den die Bonierung der Kunden erfolgen kann. Die Übertragung der Steuer- und Betriebs­ daten von dem Gerät 11 zum Gerät 12 erfolgt über die erfindungsgemäße Vor­ richtung 13 gemäß Fig. 2. An jedem der Geräte 11 und 12 ist die erfindungsge­ mäße Vorrichtung 13 an den Normschnittstellen angebracht, so daß die Steuer- und Betriebsdaten über eine Funkmoduleinheit 14 gemäß Fig. 3 einerseits ausge­ sandt und andererseits empfangen werden.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 13 dar­ gestellt. Die Vorrichtung 13 weist ein Gehäuse 14 mit einem Anschlußstecker 15 auf, der als Normstecker ausgebildet ist. Dadurch kann die Vorrichtung 13 bei­ spielsweise an RS 232-Normschnittstellen angeschlossen werden, die sehr häufig bei den Geräten 11 und 12 vorgesehen sind. Des weiteren ist eine Antenne 17 vorgesehen, welche gemäß Fig. 2 extern zum Gehäuse angeordnet ist. Eine alter­ native Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 13 kann derart aus­ gestaltet sein, daß die Funkmoduleinheit 14 und die Antenne 17 in einem Stecker­ gehäuse angeordnet sind. Das Gehäuse 14 kann als Standardbauteil vorgesehen sein, welches als Stecker für die Datenübertragung mit einem Kabel eingesetzt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, daß der Anschlußstecker 16 weitere ge­ normte Geometrien aufweist, damit er für die jeweiligen Schnittstellen einsetzbar ist, beispielsweise als 9- oder 25-poliger Computerstecker oder als Westernstec­ ker. Des weiteren können Sicherheitsrastelemente oder dergleichen an dem An­ schlußstecker 16 vorgesehen sein, um die Vorrichtung zusätzlich zur Schnittstelle der Geräte 11 und 12 festlegen zu können.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 13 weist des weiteren den Vorteil auf, daß kein externes Stromversorgungsaggregat vorgesehen ist, sondern vielmehr die für den Betrieb der Funkmoduleinheit 14 erforderliche Energie über eine Schaltung von Treiberbausteinen der Geräte 11, 12 bzw. deren Signalleitungen gewonnen wird. Dadurch ist eine kompakte und kostengünstige Ausgestaltung der Vorrich­ tung ermöglicht.

In Fig. 3 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Funkmoduleinheit 14 darge­ stellt, welches in einer Vorrichtung gemäß Fig. 2. dargestellt ist. Über einen An­ schlußstecker 15 werden die Informationen an eine. Steuereinheit bzw. einen Mi­ kroprozessor 18 weitergeleitet. Dieser wiederum kommuniziert mit einem Transceiver 19 zum Senden und Empfangen der Steuer- und Betriebsdaten. Über zumindest einen Pin eines Anschlußsteckers 16 ist eine Verbindung zu einer Schaltung 21 geschaffen, welche ermöglicht; daß aus der positiven und negativen an den Treibermodulen anliegenden Stromversorgung für die Signalleitungen die Steuereinheit 18 und den Transceiver 19 versorgt wird. Vorteilhafterweise ist eine Schottky-Schaltung vorgesehen, welche Schottky-Dioden einsetzt. Diese weisen den Vorteil auf, daß sie ein sehr hohe, Schaltgeschwindigkeit infolge der extrem kurzen Erholzeit und einen wesentlich niedrigeren Spannungsabfall in Flußrich­ tung für einen gegebenen Strom bzw. einen um Größenordnungen höheren Strom für die gleiche Spannung aufweist.

Die Funkmoduleinheit 14 arbeitet vorteilhafterweise im ISM-Band, welches anmel­ de- und gebührenfrei ist. Des weiteren kann die Funkmoduleinheit 14 ebenso für weitere Übertragungsfrequenzen benützt werden, die in den jeweiligen Einsatzge­ bieten durch deren Genehmigungsbehörden vorgesehen und freigegeben sind. Die Funkmoduleinheit 14 ist vorteilhafterweise mit einer Übertragungsrate von 9600 Baud ausgelegt. Es können auch 4800 Baud oder ein vielfaches hiervon vorgesehen sein.

In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des Transceivers 19 dargestellt. Der Sender weist vorteilhafterweise einen Verstärker auf, um die Daten aufzubereiten. Im Sendeos­ zillator 32 wird die Betriebsfrequenz, welche beispielsweise 433,92 MHz sein kann mit einem Versatz von 500 kHz beaufschlagt, so daß eine Betriebsfrequenz von 433,42 MHz vorliegt. Des weiteren wird ein Zwischenmodulationsverfahren ver­ wendet, um eine Polaritätsverschiebung von 180° zu erzielen. Diese Daten wer­ den über eine Endstufe 33 und ein Bandpaßfilter 34 ausgesandt. Die empfange­ nen Signale werden nach dem Bandpaßfilter 34 einem Mischer 37 zugeführt, der mit dem Oszillator 32 gekoppelt ist. Über einen Zwischenfrequenzmodulator 38 werden die Daten in einem daran gekoppelten Verstärker 39 reinvertiert, um diese der Steuereinheit 18 zuzuführen. In der Steuereinheit werden die empfangenen Daten verwaltet, vorzugsweise gescrambelt und gesichert.

Das Übertragungsverfahren zwischen den Geräten 11 und 12 erfolgt im bidirektio­ nalen Dialog so lange bis eine vollständige Datenübertragung erfolgt ist. Durch die vorteilhafte Aufbereitung und Ausgestaltung des Transceivers 19 kann ermöglicht werden, daß ein relativ störsicherer Transceiver 19 ausgebildet sein kann.

Die Funkübertragung weist des weiteren den Vorteil auf, daß eine geringere Lei­ stung zur Übertragung der Daten erforderlich ist, im Vergleich zu einer Übertra­ gung durch das Kabel.

Bei dem Einsatz von mehreren Peripheriegeräten 12 erfolgt die zielgerichtete Da­ tenübertragung mittels eines Multiplexers, so daß die Funkdatenübertragung an das jeweilige Gerät 12 spezifisch übertragen werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 13 kann als Funkmodul-Stecker ausgebildet sein, der ohne zusätzliche Maßnahmen durch einfaches Stecken auf die genorm­ ten Steckeraufnahmen der Schnittstellen anbringbar ist. Derartige Funkmodul- Stecker können sowohl für das Gerät 11 als auch für das Gerät 12 eingesetzt werden.

Dabei kann der Funkmodulstecker zusätzlich mit einem Adapter versehen sein, damit der Anschlußstecker 15 sowohl an einer Anschlußbuchse der Peripheriege­ räte als auch an einer Steckeraufnahme des zentralen Gerätes vorgesehen sein. Alternativ kann der Funkmodulstecker sowohl einen Anschlußstecker als auch eine Anschlußbuchse aufweisen. Die Funkmoduleinheit 14 kann vorteilhafterweise selbst erkennen, an welchem Gerät der Anschluß erfolgt ist. Alternativ kann eine entsprechende Einstellung auch durch einen betätigbaren Schalter erfolgen.

Die Zuordnung der Steuer- und Betriebsdaten erfolgt softwaremäßig, so daß ein universeller Einsatz der Funkmodul-Stecker ermöglicht ist. Derartige Funkmodul- Stecker können nicht nur im Gastronomiebereich, sondern im Computerbereich als auch in allen Bereichen, bei denen bisher eine Datenübertragung mit einem Kabel erfolgt ist, eingesetzt werden. Die räumliche Begrenzung der Funkstrecke kann durch die Ausgestaltung der Leistungsdaten der Funkmoduleinheit 14 und Antenne 17 entsprechend angepaßt werden.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 13 vorzugsweise als Funkmodul-Stecker ist somit ein kabelloser Datentransfer ermöglicht, der eine hohe Flexibilität der Standorte der Peripheriegeräte 12 zu einem zentralen Gerät 11 ermöglicht. Dar­ über hinaus kann der Anwender wahlweise einen Software- oder Hardware- Handshake-Modus einstellen. Durch die "Plug-In-Play"-Lösung gemäß der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung entfällt somit eine äußerst kosten intensive Installation von Kabel zwischen den einzelnen Geräten 11 und 12.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Übertragung von Daten zwischen einem zentralen datenverar­ beitenden Gerät (11) und einem oder mehreren Peripheriegeräten (12), da­ durch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (14) mit einer Antenne (17) und ei­ nem Anschlußstecker (16) vorgesehen ist, in dem eine Funkmoduleinheit (14), bestehend zumindest aus einer Steuereinheit (18) und einem Transceiver (19), zur Funkdatenübertragung angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) mit dem Anschlußstecker (16) an einer geräteseitigen Schnittstelle mit einer Steckeraufnahme anbringbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funk­ moduleinheit (14) eine Schaltung aufweist, die eine an Treiberbausteinen der Geräte (11, 12) anliegende Spannung abgreift und die Funkmoduleinheit (14) versorgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schottky- Schaltung (21) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funk­ moduleinheit (14) ein externes Stromversorgungsaggregat, vorzugsweise ein Steckernetzteil, Batterien und Solarzellen oder dergleichen aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Pin im Anschlußstecker (16) des Gehäuses (14) zur Stromversorgung der Schaltung (21) belegt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Funkmoduleinheit (14) mit jeweils zugelassenen Frequenzen betreibbar ist, wobei vorzugsweise die Betriebsfrequenz einen Versatz auf­ weist, derart daß die für den Empfangsbereich eingesetzten Oberflächenwel­ lenfilter-Resonatoren im Sendebereich vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkmo­ duleinheit (14) vorzugsweise mit einem Frequenzbereich von 433,42 MHz ar­ beitet, wobei der Versatz in einem Bereich von 500 kHz liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwi­ schenmodulationsverfahren überlagert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein bidirektionaler Dialog für die Informationsübertragung der Funkdaten vor­ gesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Funkübertragung ein Datensicherungsprotokoll der Steuer- und Be­ triebsdaten vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschlußstecker (16) und die Funkeinheit (14) an dem da­ tenverarbeitenden Gerät (11) und dem zumindest einem Peripheriegerät (12) einsetzbar sind.