DE3407389A1

DE3407389A1 - Steuereinrichtung zum ausloesen von steuervorgaengen

Info

Publication number: DE3407389A1
Application number: DE19843407389
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Phys. 3202 Bad Salzdetfurth Hegeler
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1984-02-29
Publication date: 1985-08-29
Also published as: DE3407389C2; US4633247A

Description

Blaupunkt-Werke GmbH 3.2.1984

3200 Hildesheim R.Nr. 1807

Steuereinrichtung zum Auslösen von Steuervorqänqen

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung zum Auslösen von Steuervorgängen, insbesondere von Ein- und Ausschaltungen, durch eine Vielzahl von Empfängern von mindestens einem empfängerfernen Sender aus der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei solchen Steuerungseinrichtungen oder -^systemen kommt es sehr wesentlich auf ein weitgehend störungsfreies Arbeiten an. Insbesondere durch Störungen in der Übertragungsstrecke zwischen Sender und Empfänger hervorgerufenes ungewolltes Auslösen von falschen Steuervorgängen durch falsche Empfänger muß sicher vermieden werden. Hierzu verwendet man zur Erstellung des Steuertelegramms üblicherweise fehlererkennende Kodes mit Nutz- und Pseudoworten, wobei die Nutzworte sich um eine möglichst große Zahl von Binärstellen, die sogenannte Stellen-Distanz, deren Minimum als Hammingdistanz bezeichnet wird, unterscheiden. Wird das vom Sender abgestrahlte Nutzwort in der Übertragungsstrecke gestört, so trifft bei den Empfängern meistens ein Pseudowort ein. Die Empfänger können somit die Störung erkennen und bleiben bezüglich des auszulö-

- X-

^rζ R.Nr. 1807

senden Steuervorgangs inaktiv. Eine große Hammingdistanz bedeutet aber auch einen vermehrten Aufwand zur Dekodierung des Steuerbefehls auf der Empfängerseite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher bei relativ großer Störsicherheit der empfängerseitige Aufwand zur Dekodierung der Steuerbefehle sowohl hinsichtlich der benötigten Hardware als auch der erforderlichen Dekodierzeit erheblich reduziert ist.

Die Aufgabe ist bei einer Steuerungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung hat den Vorteil einer einfachen hardwaresparenden schnellen Dekodierung in den Empfängern. In jedem Empfänger sind sechs verschiedene gültige Befehle zu dekodieren, nämlich die Einzeladresse, die Gruppenadresse und die allen Empfängern gemeinsame Gemeinschaftsadresse mit jeweils zwei Steuerinformationen "Ein- und Ausschalten". Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus des Steuerbefehls im Steuertelegramm sind zur Erkennung der sechs Befehle nur ins^ gesamt drei Schablonen erforderlich, jeweils eine für jede der genannten Adressen. Durch das die binäre Steuerinformation enthaltende Steuerbit, das nur die Werte "0" und "1" annehmen kann, sind nämlich die mittels der Nordstrom-Robinson-Kodierung gebildeten sieben Kontrollbits eines eine Adresse und die Steuerinformation "Einschalten" enthaltenen Steuerbefehls gegenüber den sieben Kontrollbits eines die gleiche

R.Nr. 1807

Adresse und die Steuerinformation "Ausschalten" enthaltenen Steuerbefehls lediglich invertiert. Empfängerseitig kann deshalb durch Invertieren der Kontrollbits zur Erkennung beider Steuerbefehle mit entgegengesetzter Steuerinformation die gleiche Schablone verwendet werden.

Jede Schablone benötigt nur ein Register, einen Koinzidenzprüfer und einen Koinzidenzzähler. In die drei Register werden zu Beginn einer jeden Dekodierung jeweils die Einzeladresse, die Gruppenadresse und die für alle Empfänger gültige Gemeinschaftsadresse des Empfängers, einschließlich des zugehörigen Paritybits, eingeschrieben. Aus den sieben Adressbits werden nach dem Nordstrom-Robinson-Kode nacheinander die insgesamt sieben Kontrollbits gebildet und mit den Kontrollbits des eintreffenden Steuertelegramms auf Koinzidenz geprüft. Der Koinzidenzzähler zählt die Zahl H der Übereinstimmungen. Ist. die Zähler zahl H nach .acht Koinzidenzprüfungen der Kontrollbits kleiner als 4, so kann bereits der Schluß gezogen werden, daß nur noch ein Befehl mit invertierter Steuerinformation zulässig ist, das an achter Stelle folgende Steuerbit, also das Signum wechseln muß und somit die Kontrollbits invertiert sein müssen. Mit dem an achter Stelle des Steuerbefehls folgenden Steuerbit wird diese Schlußfolgerung verifiziert. Die Überprüfung der Kontrollbits in invertierter Form braucht nicht wiederholt zu werden, da sich die Zahl der Koinzidenzen lediglich in Nichtkoinzidenzen und umgekehrt umwandelt. Die Zahl H der Koinzidenzen würde dann H>4 betragen. Die weitere Decodierung kann ohne Unterbrechung oder Neubeginn fortgesetzt werden _t wobei lediglich berücksichtigt werden nuß, daß H=n (wobei n}4) nunmehr in H=8-n umzuwandeln ist. Hier-

R. Nr. 1.807

durch wird eine wesentlich kürzere Dekodierzeit für den empfangenen Steuerbefehl erzielt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Steuereinrichtung ergibt sich aus Anspruch 2. Mittels der Nordstrom-Robinson-Kodierung wird eine Hammingdistanz von 5 erzielt. Durch das zusätzliche Paritybit wird die Hammingdistanz um 1 auf insgesamt 6 vergrößert.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Steuereinrichtung ergibt sich auch aus Anspruch 3. Durch diese Maßnahme kann die Dekodierung on-line durchgeführt werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuerungseinrichtung zum Auslösen von Ein- und Ausschaltungen,

Fig. 2 ein Muster eines vom Sender abgestrahlten

Steuertelegramms,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Steuerbefehls im Steuertelegramm gemäß Fig. 2,

Fig. 4 ein Schema der Nordstrom-Robinson-Kodierung

zur Gewinnung von im Steuerbefehl gemäß

- A - R.Nr. -1807

Fig. 3 enthaltenen Kontrollbits.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Steuerungseinrichtung dient zum Ein- und Ausschalten von Stromverbrauchern von einem davon entfernten Ort aus. Die Stromverbraucher sind durch ein Lampensymbol gekennzeichnet und mit 10 bezeichnet. Jedem Stromverbraucher 10 ist ein Empfänger 11 zugeordnet, der auf einen Steuerbefehl hin die jeweilige Zu- bzw. Abschaltung des Stromverbrauchers Io ausführt.

Die Empfänger 11 können von einem empfängerfernen Sender 12 aus selektiv angesteuert werden und einen entsprechenden Schaltvorgang des angeschlossenen Stromverbrauchers 10 ausführen. Hierzu sendet der Sender 12 über eine Senderantenne 13 ein Steuertelegramm aus, das über Empfangsantennen 14 von den Empfängern 11 empfangen und dekodiert wird.

Der Aufbau eines vom Sender ausgestrahlten Steuertelegramms ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Es besteht aus einem Vorspiel von 32 Bit, mindestens einem Steuerbefehl und einem Nachspiel. Das Vorspiel weist ein Wort Nullen (die obere Zeile in Fig. 2) und ein Wort Willardsequenz (zweite Zeile in Fig. 2) auf. Der Steuerbefehl ist ebenfalls ein 16 Bit~Wort, dessen Binärstellenin Fig. 2 (dritte Zeile von oben) durch X gekennzeichnet sind. Das Nachspiel besteht aus einem Wort Einsen.

Mittels des. Steuerbefehls werden die Empfänger 11 selektiv angesprochen, und zwar entweder ein einzelner Empfänger 11 oder eine Gruppe von Empfängern 11, die in Fig. 1 durch strichpunktierte Umrahmung gekennzeichnet ist,oder die Gesamtheit aller Empfänger 11. Je nachdem

^R-^Nr>- '1,807

ob einer, eine Gruppe oder die Gesamtheit der Empfänger 11 angesprochen werden soll, ist im Steuerbefehl eine den Empfänger 11 kennzeichnende Einzeladresse, eine die Empfängergruppe kennzeichnende Gruppenadresse oder eine für alle Empfänger 11 gemeinsame Gemeinschaftsadresse kodiert enthalten. Zusätzlich enthält der Steuerbefehl selbstverständlich die binäre Steuerinformation über die Art des vom Empfänger 11, der Gruppe der Empfänger 11 oder der Gesamtheit der Empfänger 11 durchzuführenden Steuervorgangs, nämlich Ein- oder Ausschalten der Stromverbraucher 10.

Der Aufbau des Steuerbefehls ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Er weist acht Datenbits D O - D 7 und sieben Kontrollbits C 1 - C 7 auf. Die Datenbits DO-D 7 unterteilen sich in sieben Adressbits Dl - D 7 und einem die binäre Steuerinformation, das sogenannte Signum, beinhaltende Steuerbit D 0. Aus den Adressbits D 1 - D 7 wird noch ein Paritybit P gebildet, das als sechzehntes Bit das Wort des Steuerbefehls vervollständigt. In der Sendefolge gesehen stehen im Steuerbefehl zunächst die sieben Kontrollbits C 7 - C 1, dann das Steuerbit D 0, dann die Adressbits D 7 - D 1 und schließlich das Paritybit P.

Die sieben Kontrollbits C 7 - C 1 werden mittels einer Nordstrom-Robinson-Kodierung, deren Schema in Fig. 4 im einzelnen dargestellt ist, aus den acht Datenbits D 0 - D 7 gewonnen, wobei die sieben Adressbits D 7 - D zyklisch rotieren und das Steuerbit D O als nicht zyklisch verwendetes Bit benutzt wird. Von den Adressbits D 7 D 1 enthalten die in der Sendefolge gesehenen ersten vier Adressbits D 7 - D 4 Einzeladressen und die nach-

AO

R.Nr. Ί6Ο7

folgenden drei Adressbits D 3 - D 1 Gruppenadressen von Empfängern 11. Dabei entfallen die Einzeladresse OOOO sowie die Gruppenadressen 111 und 000. Die alle Teilnehmer ansprechende Gemeinschaftsadresse lautet:

0000111. Mit der Adresse 0000 abc werden alle Empfänger 11 der Gruppe abc angesprochen und mit der Adresse defg abc wird der Empfänger 11 mit der Kennung defg in der Gruppe abc aufgerufen. Jeder dieser Empfänger 11 erhält je nach Wertigkeit 0 bzw. 1 des Steuerbits D 0 einen Ein- bzw. Ausschaltbefehl.

Ein Beispiel eines vollständigen Steuerbefehls, der bei allen Empfängern 11 einen Ausschaltvorgang auslösen soll, lautet nach dem beschriebenen wie folgt:

01000010 00001111.

Der Steuerbefehl an alle Empfänger 11 mit der Steuerinformation "Einschalten" sieht danach wie folgt aus:

10111101 00001111.

In den Empfängern 11 sind insgesamt sechs verschiedene gültige Befehle zu dekodieren, nämlich an alle Teilnehmer, an die Gruppe und an die Einzeladresse mit jeweils zwei Möglichkeiten des Signums. Durch die Nordstrom-Robinson-Kodierung und die Reihenfolge der sechzehn Bits, bei welcher das Signum genau die ersten acht Bits jedes Befehls invertiert, brauchen empfängerseitig nur drei verschiedene Schablonen an die Einggangsfolge des Steuerbefehls gelegt zu werden. Nach dem achten Bit wird dann für jede Adresse entschieden, welches Signum in Frage kommt. Zur Dekodierung, einschließlich der Erstellung der Schablonen, sind in jedem Empfänger

- /8 - R.Nr. 1807

drei Register mit jeweils 8 Bit erforderlich, in welche die drei unterschiedlichen Adressen des Empfängers, nämlich die Gemeinschaftsadresse(OOOOIII) die Gruppenadresse(OOOO abc) und die Einzeladresse (defg abc) sowie das jeweils zugehörige Paritiybit P eingeschrieben werden. Die Adressen werden aus den empfängerspezifisch festverdrahteten Eingangsdaten des Empfängers 11 gebildet. Aus den ersten sieben Bits dieser Register werden mittels der Nordstrom-Robinson-Kodierung (Fig. 4) die Kontrollbits Cl-Cl gebildet, wobei die einzelnen Bits zyklisch rotieren. Jedes Kontrollbit wird in einem Paritätsprüfer mit dem gleichartigen Bit des ankommenden Steuerbefehls verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs wird einem Paritätszähler zugeführt, der die Anzahl H der Koinzidenzen zählt. H<4 erlaubt den Schluß, daß nur noch der Befehl mit dem anderen Signum in Frage kommt.

Nach der Abarbeitung der ersten acht Bits werden die Register noch einmal mit den drei Adressen, inklusive des Paritybit, beschrieben. Nunmehr wird jedes einzelne Bit mit den sieben Adressbits und dem Paritiybit des einlaufenden Steuerbefehls sukzessive verglichen und wiederum die Koinzidenzen gleichartiger Bits geprüft. Als gültige Befehle werden 14 von 16 möglichen Koinzidenzen anerkannt, wobei gleichgültig ist, welche der 16 Bits gestört sind.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Unter einer Einzeladresse defg abc kann nicht nur ein einzelner Empfänger sondern auch eine Mehrzahl von Empfängern gleichzeitig aufgerufen werden. Auch kann bei der Berechnung der

AJT R. Nr. 1807

Kontrollbits C 7 - C 1 nach dem Nordstrom-Robinson-Kode (Fig. 4) die Reihenfolge der Adressbits D 1 - D (Fig. 3) vertauscht werden, so daß das Adressbit D 1 dem Paritybit und das Adressbit D 7 dem Steuerbit D unmittelbar benachbart ist.

Die hier gebrauchten Begriffe Nordstrom-Robinson-Kodierung und Willardsequenz sind Begriffe aus der einschlägigen Fachliteratur, auf die verwiesen wird. Wie in Fig. 4 unten angedeutet bedeuten bei der dort angegebenen Kodierung das Verknüpfungssymbol "+" eine ExclusJv-ODER-Verknüpfung und das Verknüpfungssymbol '< )( ) "eine UND-Verknüpfung.

- Leerseite -

Claims

Blaupunkt-Werke 3.2.1984

Hildesheim R.Nr. 18O7

Patentansprüche

Steuerungseinrichtung zum Auslösen von Steuervorgängen, insbesondere von Ein- und Ausschaltungen, durch eine Vielzahl von Empfängern von mindestens einem empfängerfernen Sender aus, bei welcher die Empfänger mittels eines digitalen Steuertelegramms selektiv ansprechbar sind, das mindestens einen Steuerbefehl enthält, der eine einem, einer Gruppe oder der Gesamtheit der Empfänger zugeordnete Adresse und eine Steuerinformation zum Auslösen des Steuervorgangs· aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbefehl aus mindestens acht Datenbits (D 0 - D 7) und sieben Kontrollbits (C 1 - C 7) besteht, daß die acht Datenbits (D O - D 7) sich aus sieben Adressbits (D 1 - D 7) und einem die Steuerinformation beinhaltenden Steuerbit (D 0) zusammensetzen, daß die sieben Kontrollbits (C 1 - C 7) mittels einer Nordstrom-Robinson-Kodierung der acht Datenbits (D 0 - D 7) unter Benutzung des Steuerbits (D 0) als nicht zyklisch verwendetes Bit gebildet sind und daß das Steuerbit (D 0) in der Sendefolge des Steuerbefehls sich unmittelbar an die sieben Kontrollbits (C 1 - C 7) anschließt.

- 2 - R.Nr. 1807
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbefehl mittels eines über die sieben Adressbits (D 1 - D 7) gebildeten Paritybits (P) zu einem 16 Bit-Wort ergänzt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zei chnet, daß im Steuerbefehl in der Sendefolge gesehen zunächst die sieben Kontrollbits (C 7 - C 1) und das Steuerbit (D 0), dann die sieben Adressbits (D 1 - D 7) und das Paritybit (P) stehen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, daß von den sieben Adressbits (D 1 - D 7) des Steuerbefehls eine Folge von vier Bits den individuellen Empfänger (11) oder eine Vielzahl synchron zu steuernder Empfänger (11) und die verbleibenden drei Bits die Gruppe, welcher der oder die Empfänger (11) zugehörig ist oder sind, kennzeichnen.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Adresse 0000 111 alle Empfänger (11) anspricht.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Adresse 0000 abc alle zur Gruppe abc zugehörigen Empfänger (11) anspricht.

R.Nr. 1807
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Adresse defg abc von den Empfängern (11) den zur Gruppe abc zugehörigen Empfänger defg anspricht.