DE4103689A1 - Schaltungsanordnung mit einem zentralen rechner zur steuerung und ueberwachung mehrerer elektronischer geraete - Google Patents
Schaltungsanordnung mit einem zentralen rechner zur steuerung und ueberwachung mehrerer elektronischer geraeteInfo
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Description
Die Erfindung geht von einer Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 aus.
Es ist eine derartige Schaltungsanordnung bekannt, bei der der zentrale
Rechner für jedes elektronische Gerät eine serielle Schnittstelle auf
weisen muß. Derartige Rechner setzen einen hohen technischen und wirt
schaftlichen Aufwand voraus. Wird als zentraler Rechner ein handelsübli
cher Personal Computer eingesetzt, der nur eine frei verfügbare serielle
Schnittstelle für den Anschluß eines Telefonmodems oder eines digitalen
Eingabegerätes hat, so sind allenfalls durch interne Umschaltungen im
Rechner drei weitere serielle Schnittstellen realisierbar, so daß der
Rechner maximal vier elektronische Geräte steuern und überwachen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß an einen zen
tralen Rechner bei geringstem Aufwand eine Vielzahl von zu steuernden
und zu überwachenden elektronischen Geräten angeschlossen werden kann,
ohne daß es dazu eines Eingriffs in den zentralen Rechner bedarf.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 durch die im kennzeichenden Teil dieses Anspruchs ange
gebenen Merkmale gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist der Vorteil verbunden, daß an dem zentralen Rechner, das heißt also
zum Beispiel an einem Personal Computer, keinerlei Eingriffe vorgenommen
zu werden brauchen. So ist es ohne weiteres möglich, mit dem zentralen
Rechner nahezu unbegrenzt viele elektronische Geräte zu steuern und zu
überwachen.
Eine bevorzugte Anwendung der Schaltungsanordnung bilden zum Beispiel
von zu trainierenden oder rehabilitierenden Sportlern gleichzeitig be
triebene Ergometer, die mittels eines in dem zentralen Rechner gespei
cherten Programms automatisch nacheinander abgefragt und durch eine
einzige Fachkraft, das ist vorzugsweise ein Sportmediziner, überwacht
werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schal
tungsanordnung weist der Meßstellenumschalter eine elektronische Zähl
schaltung mit vorgeschaltetem Impulsformer auf. Damit ist der Vorteil
verbunden, daß die Steuerung statisch erfolgt, das heißt ohne einen
Taktgenerator auskommt, der zu Funkstörungen Anlaß geben könnte.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand
zweier Figuren dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung
und
Fig. 2 ein ausführliches Schaltbild des Meßstellen
umschalters.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 bezeichnet 10 einen zentralen
Rechner mit einer Ausgabeeinheit 11, das ist vorzugsweise ein Monitor,
einer Eingabeeinheit 19 und einer seriellen Schnittstelle 12. Die
serielle Schnittstelle des zentralen Rechners, das ist vorzugsweise
ein Personal Computer (PC), steht über Leitungen 13 mit einem elektro
nischen Meßstellenumschalter 14 in Verbindung, an dessen Ausgängen 15
elektronische Geräte, das sind zum Beispiel Tret-Ergometer, von denen
in der Fig. 1 nur drei Ergometer 16, 17 und 18 dargestellt sind, mit
ihren seriellen Schnittstellen 20, 21 und 22 angeschlossen sind. An
den zentralen Rechner 10 ist vorzugsweise ein Drucker 23 angeschlossen.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist folgende.
Trainiert zum Beispiel eine Gruppe von zehn Sportlern auf Tret-Ergometern,
so werden mit dem Meßstellenumschalter 14, durch den zentralen Rechner 10
gesteuert, die Schnittstellen 20, 21, 22 der Ergometer nacheinander bezüg
lich der aktuellen Ergometer- und Probandendaten abgefragt, wie zum Bei
spiel der Ergometernummer, der am Ergometer eingestellten Belastung, der
Drehzahl des Ergometers sowie der Versuchszeit und des Pulses des Pro
banden. Alle Daten eines Ergometers bzw. Probanden werden über den Meß
stellenumschalter 14 der seriellen Schnittstelle 12 des zentralen Rech
ners 10 zugeführt und auf der Ausgabeeinheit 11 übersichtlich dargestellt.
Für einen Probanden gesundheitlich kritische Situationen können dabei,
durch den zentralen Rechner gesteuert, mittels farblicher Hervorhebung
der Anzeige oder durch automatisches Auslösen optischer oder akustischer
Alarmsignale für den überwachenden Sportmediziner hervorgehoben werden.
Eine Dokumentation der Belastungsvorgänge und Daten sowie der Uhrzeit
kann mittels des Druckers 23 erfolgen. Weiterhin kann von dem zentralen
Rechner 10 aus jederzeit der Meßstellenumschalter 14 so gesteuert werden,
daß bei einer kritischen Situation an einem Ergometer, zum Beispiel 16,
dieses Ergometer automatisch oder durch den Sportmediziner manuell ange
steuert wird und in den Belastungsablauf dieses Ergometers eingegriffen
wird, zum Beispiel durch Herabsetzung oder völligen Abbruch der Belastung
für den Probanden.
Für die Datenübertragung zwischen zentralem Rechner 10 und den elektro
nischen Geräten 16, 17 und 18 werden, wie weiter unten näher erläutert,
nur je drei Leitungen benötigt.
In dem Schaltbild nach Fig. 2 bezeichnet 12 die Schnittstelle des zentra
len Rechners 10 nach Fig. 1. Die in dem Schnittstellensymbol angegebenen
Bezeichnungen entsprechen den für Personal Computer üblichen Bezeich
nungen, wie FG = Geräteerde, RD = Empfangsdaten, DTR = Endgerät betriebs
bereit, RTS = Sendebereitschaft, GND = Masse, CTS = Sendebereitschaft,
CD = Datenträger empfangen, TD = Sendedaten.
Für die Datenübertragung zwischen dem zentralen Rechner 10 und dem Meß
stellenumschalter 14 werden nur drei Anschlüsse, nämlich RD, TD und GND,
benötigt. Alle anderen Anschlüsse, über die normalerweise Steuersignale
für die Datenübertragungsgeräte für Telefonleitungen übertragen werden,
werden durch eine entsprechende Programmierung des zentralen Rechners 10
derart umfunktioniert, daß über diese Anschlüsse die für die Steuerung
und Überwachung des elektronischen Meßstellenumschalters 14 benötigten
Signale geführt werden. In dem Meßstellenumschalter 14 sind mit den
Anschlüssen FG und GND die Geräteerde bzw. das Massepotential, mit dem
Anschluß RD ein Ausgang eines ersten, zweiten und dritten Umsetzers 25,
26, 27 und mit dem Anschluß TD die Eingänge eines vierten, fünften und
sechsten Umsetzers 28, 29, 30 verbunden. Die Umsetzer dienen zur Tren
nung und Umsetzung der Spannungspegel auf den zugehörigen Leitungen. Mit
dem Eingang des ersten Umsetzers 25 ist ein Datenausgang Ya eines ersten
Multiplexers 40 für die von den elektronischen Geräten 16, 17, 18 (Fig. 1)
zu dem zentralen Rechner 10 zu übertragenden Daten verbunden. Der Ausgang
des vierten Umsetzers 28 des Meßstellenumschalters 14 ist über ein RC-
Glied aus einem Längswiderstand 41 und einer Querkapazität 42 und über
einen Impulsformer 43 mit einem dynamischen Eingang 44 eines elektroni
schen Zählers 45 verbunden. Der Ausgang des fünften Umsetzers 29 steht
mit einem Eingang 46 zum Zurücksetzen des elektronischen Zählers 45,
der Ausgang des zweiten Umsetzers 26 mit dem Ausgang des vierten Umset
zers 28, der Eingang des dritten Umsetzers 27 mit einem Ausgang einer
logischen ODER-Schaltung 49 und der Ausgang des sechsten Umsetzers 30
mit einem Dateneingang Xe eines zweiten Multiplexers 47 in Verbindung.
Ausgänge 48 des elektronischen Zählers 45 stehen erstens mit Eingängen
der ODER-Schaltung 49, zweitens mit Eingängen 50 des ersten Multiplexers
40 und drittens mit Eingängen 51 des zweiten Multiplexers 47 in Verbin
dung. Eingänge Y1..., Ym...,Yn des ersten Multiplexers 40 sind über je
einen Umsetzer, von denen in Fig. 2 nur die Umsetzer 52, 53 und 54 gezeigt
sind, mit Anschlüssen RD1, RDm und RDn verbunden, wobei mit n die maximale
Zahl der über den Meßstellenumschalter 14 zu steuernden und zu überwachen
den elektronischen Geräte 16, 17 und 18 (Fig. 1) und mit m eine ganze Zahl
zwischen 1 und n bezeichnet ist.
Analog dazu sind Ausgänge X1 . . ., Xm . . ., Xn des zweiten Multiplexers 47,
die über je einen Umsetzer, von denen in Fig. 2 nur die Umsetzer 55, 56,
57 gezeigt sind, mit Anschlüssen TD1 . . .; TDm . . .,TDn verbunden sind.
Je ein Anschluß RD1, TD1 . . .; RDm, TDm, RDn, TDn bildet zusammen mit
je einem Anschluß GND1 . . ., GNDm . . ., GNn eine Anschlußeinheit A1
Am . . ., An, die mit der zugehörigen Schnittstelle 20, 21, 22 der elektro
nischen Geräte 16, 17, 18 verbunden ist. Zu dem Meßstellenumschalter 14
gehört noch ein Netzteil 60, dessen Anschluß 61 mit dem Wechselstromnetz
der Spannung U≈ und dessen gleichstromseitige Ausgänge 62 mit der Übersichtlichkeit
halber in Fig. 2 nicht gezeigten Stromversorgungsleitungen
für die Umsetzer 25 bis 30 und 52 bis 57, dem elektronischen Zähler 45
und dem ersten und zweiten Multiplexer 40, 47 verbunden sind.
Die Wirkungsweise des Meßstellenumschalters 14 gemäß Fig. 2 ist folgende.
Das Programm des zentralen Rechners 10 (Fig. 1) schaltet über die An
schlüsse RTS und DTR der Schnittstelle 12 den Meßstellenumschalter 14
weiter, wobei über die Anschlüsse CD und CTS die jeweiligen Umschaltungen
überwacht werden. Nach dem Einschalten des zentralen Rechners 10 und des
Schnittstellenumschalters 14 wird über den Anschluß RTS ein Rücksetz
impuls an den Eingang 46 des elektronischen Zählers 45 übertragen, der
dadurch in eine definierte Nullstellung überführt wird. Die ODER-Schal
tung 49 prüft, ob die logischen Zustände an den Ausgängen 48 der Null
stellung entsprechen. Nur wenn dies der Fall ist, gibt die ODER-Schal
tung 49 ein bestimmtes Quittungssignal an ihrem Ausgang ab, das über den
Umsetzer 27 und den Anschluß CD dem zentralen Rechner 10 mitgeteilt wird.
Der Rechner 10 kann nun durch programmbedingte oder durch den Sportmedi
ziner ausgelöste Impulsgabe über den Anschluß DTR der Schnittstelle 12
den elektronischen Zähler 45 über den Impulsformer 43, der zusammen mit
dem RC-Glied 41, 42 zur Störbefreiung dient, auf eine Zählerstellung
zwischen 1 und n schalten. Dabei werden die am Eingang 44 eintreffenden
Impulse zur Sicherheit über den Anschluß CTS an den Rechner 10 zurückge
meldet. Die jeweilige Stellung des Zählers 45 selektiert über seine Aus
gänge 48 und den ersten Multiplexer 40, der als Demultiplexer arbeitet,
und den parallel dazu angesteuerten zweiten Multilexer 47 jeweils einen
der geräteseitigen Anschlußeinheiten A1 . . ., Am . . ., An des Meßstellen
umschalters 14.
Durch zyklisches Weiterschalten kann der zentrale Rechner 10 nacheinander
mit jedem der angeschlossenen elektronischen Geräte, zum Beispiel mit den
Ergometern 16, 17 und 18, verbunden werden. Das Rechnerprogramm verwaltet
die von den elektronischen Geräten abgefragten Daten und ordnet sie in der
gewünschten Weise. Für das Abfragen von Daten der elektronischen Geräte
16, 17, 18 werden vorzugsweise vier Zeichen übertragen. Für das übertragen
der zum Beispiel der Drehzahl und der Last des Ergometers entsprechenden
Daten werden insgesamt acht Zeichen benötigt. Nimmt man eine vergleichs
weise niedrige Leistungsübertragungsgeschwindigkeit von 1200 Bund an, bei
der im allgemein üblichen Format von etwa 100 Zeichen pro Sekunde über
mittelt werden, so können in einer Sekunde acht Geräte zyklisch komplett
abgefragt werden. Eine Steigerung dieser Rate ist durch Verwendung höhe
rer Übertragungsraten jederzeit möglich, wobei die übliche Maximalrate
der PC-Rechner 9600 Baud ist. Die Umsetzer 25 bis 30 und 52 bis 57, der
elektronische Zähler 45, der erste und zweite Multiplexer 40 und 47, die
ODER-Schaltung 49 und der Impulsformer 43 sind vorzugsweise integrierte
Schaltungen.
Claims (7)
1. Schaltungsanordnung mit einem zentralen Rechner zur Steuerung und
Überwachung mehrerer elektronischer Geräte, die je eine serielle
Schnittstelle aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
einer seriellen Schnittstelle (12) des zentralen Rechners (10) und
den Schnittstellen (20, 21) der elektronischen Geräte (16, 17) ein
elektronischer Meßstellenumschalter (14) vorgesehen ist und daß
über die Steuerungs- und Überwachungsanschlüsse (DTR, RTS, CTS, CD)
der seriellen Schnittstelle (12) des Rechners (10) die zum Steuern
und Überwachen der Schaltstellungen des Meßstellenumschalters be
nötigten Signale und über die Datenanschlüsse (RD, TD) die zwischen
dem zentralen Rechner (10) und den elektronischen Geräten (16, 17)
wechselseitig zu übermittelnden Daten übertragen werden.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Meßstellenumschalter (14) für die Datenübertragung von den elektroni
schen Geräten (16, 17) zum zentralen Rechner (10) einen ersten Multi
plexer (40) und für die Datenübertragung von dem zentralen Rechner
(10) zu den elektronischen Geräten einen zweiten Multiplexer (47)
aufweist und daß die Multiplexer (40, 47) gemeinsam von einer elek
tronischen Zählschaltung (45) angesteuert werden.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Dateneingang (44) der elektronischen Zählschaltung (45) ein Impuls
former (43) vorgeschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Impulsformer (43) ein RC-Glied (41, 42) vorgeschaltet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Multiplexer (40, 47) und die elektronische Zähl
schaltung (45) integrierte Schaltungen sind.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die elektronischen Geräte (16, 17) medizinische Geräte
sind.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
medizinischen Geräte (16, 17) Ergometer sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914103689 DE4103689A1 (de) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | Schaltungsanordnung mit einem zentralen rechner zur steuerung und ueberwachung mehrerer elektronischer geraete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914103689 DE4103689A1 (de) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | Schaltungsanordnung mit einem zentralen rechner zur steuerung und ueberwachung mehrerer elektronischer geraete |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4103689A1 true DE4103689A1 (de) | 1992-08-13 |
Family
ID=6424560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914103689 Withdrawn DE4103689A1 (de) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | Schaltungsanordnung mit einem zentralen rechner zur steuerung und ueberwachung mehrerer elektronischer geraete |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4103689A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9303870U1 (de) * | 1993-03-17 | 1993-08-12 | Kettern, Christian, 54470 Bernkastel-Kues | Computergestützte Zentralsteuerung für Sonnenbänke in Bräunungsstudios |
-
1991
- 1991-02-07 DE DE19914103689 patent/DE4103689A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9303870U1 (de) * | 1993-03-17 | 1993-08-12 | Kettern, Christian, 54470 Bernkastel-Kues | Computergestützte Zentralsteuerung für Sonnenbänke in Bräunungsstudios |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: B.V. OPTISCHE INDUSTRIE "DE OUDE DELFT", DELFT, NL |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: GLEISS, A., DIPL.-ING. GROSSE, R., DIPL.-ING., 700 |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |