DE4114448C2 - Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen zwei Datengeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen zwei Datengeräten mittels Infrarotlicht oder anderem Licht, insbesondere zwischen einem tragbaren Datenverarbeitungsgerät und einem weiteren Datengerät, die mit je einem Sender und einem Empfänger ausgestattet sind.

Vor allem bei kleinen mobilen und in ihren Möglichkeiten einge­ schränkten Datenverarbeitungsgeräten besteht das Bedürfnis, die erfaßten Daten zur Auswertung einem größeren Datenverarbeitungs­ gerät bzw. einer stationären Datenverarbeitungsanlage zuzuführen oder externe Daten von Meß- bzw. Erfassungsgeräten zu empfangen bzw. aufzunehmen.

Beispielsweise ist aus der EP 0 204 008 B1 ein tragbares Datenerfassungsgerät für Forstzwecke bekannt, das zur Aufnahme von Holzdaten im Wald dient. Die aufgenommenen Holzdaten können dann anschließend drahtlos einem größeren stationären Datenerfassungsgerät, wie einem PC durch Infrarotsignale übertragen werden. Hierbei besteht z. B. das Problem, daß vom zweiten Datengerät Rückmeldesignale abgesandt und vom mobilen Datenverarbeitungsgerät empfangen werden müssen. Diese Rückmeldesignale bestätigen die korrekte Übertragung der Daten. Das Senden von Daten in der einen Richtung und das Absenden der Rückmeldesignale in der anderen Richtung erfolgt jeweils abwechselnd, um zu verhindern, daß beispielsweise durch Signalreflexionen abge­ sandte Daten wieder vom mobilen Gerät in reflektierter Form empfangen und als Rückmeldesignale interpretiert werden. Dies könnte zu Störungen und Fehleingaben führen. Andererseits ist der abwechselnde Datentransfer in den beiden Richtungen umständ­ lich und zeitaufwendig, da die Datenübertragung in bestimmten Abständen immer wieder unterbrochen werden muß, um die Rückmeldesignale abzuwarten. In umgekehrter Richtung besteht selbstver­ ständlich das gleiche Problem, wenn nämlich vom stationären Gerät Programmdaten o. dgl. zum mobilen Gerät übertragen werden sollen. Man könnte diesem Problem dadurch begegnen, daß die Infrarotübertragungsstrecken scharf gebündelt ausgebildet werden, um eine Vermischung zu vermeiden. Dies müßte jedoch mit dem Nachteil erkauft werden, daß die beiden Geräte in exakter räumlicher Position zueinander angeordnet werden müßten.

Aus der DE 38 06 463 A1 ist ebenfalls eine derartige Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung mittels Infrarotlicht bekannt, wobei zusätzlich Mittel zur induktiven Stromversorgung des tragbaren Datengerätes vorgesehen sind. Eine Verbesserung der Datenübertragung wird dadurch nicht erreicht, insbesondere nicht eine gleichzeitige Datenübertragung in beide Richtungen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen zwei Datengeräten der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Übertragung von Daten in beide Richtungen schneller und sicherer erfolgen kann, ohne daß Fehlsignale, Fehlübertragungen oder Fehlinterpretationen von übertragenen Daten zu befürchten sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch diese Anordnung ist eine gegenseitige Beeinflussung der Übertragungsstrecken völlig ausgeschlossen, so daß ein gleich­ zeitiger Datenfluß in beide Richtungen möglich ist, also eine Vollduplex-Übertragung. Hierdurch ist eine schnellere und einfachere Datenübertragung möglich. Sowohl die Datenübertragung mittels Infrarotlicht, wie auch die induktive Datenübertragung kann sehr breit gestreut erfolgen, so daß eine exakte Positionierung der beiden Datengeräte zueinander nicht erforderlich ist. Dies erleichtert die Handhabung. Alle Sender und Empfänger können innerhalb der jeweiligen Gehäuse angeordnet sein, so daß insbesondere beim tragbaren Datenverarbeitungsgerät auf einfache Weise eine wasserdichte Ausführung möglich ist. Im Hinblick auf die induktive Datenübertragung muß das Gehäuse aus Kunststoff oder einem anderen nichtmagnetischen Werkstoff bestehen und im Hin­ blick auf die Infrarotlicht-Über­ tragung muß ein entsprechendes durchsichtiges Fenster am Gehäuse vorhanden sein. Da eine gegenseitige Beeinflussung der in den beiden Richtungen übertragenen Signale nicht möglich ist, können auch Sender und Empfänger praktisch beliebig angeordnet sein, wodurch sich die konstruktive Ausbildung vereinfacht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.

Zur induktiven Datenübertragung sind vorzugsweise magnetische oder elektromagnetische Wellen oder Felder vorgesehen. Die Variationsmöglichkeiten sind hierbei vielfältig. So kann einerseits lediglich das Magnetfeld der Senderspule entsprechend den zu übertragenden Daten variiert werden, andererseits kann diese Spule auch Bestandteil eines Schwingkreises sein, und die Über­ tragung kann in weiten Frequenzbereichen erfolgen, vom Langwellen­ bereich bis zum UKW-Bereich. Der induktive Sender weist dabei eine Sendespule und der induktive Empfänger eine Empfangsspule auf.

Zur Datenübertragung mittels Licht weist der Sender zweckmäßiger­ weise eine Infrarot-Sendediode und der Empfänger ein entsprechen­ des Infrarot-Empfangselement auf. Andere Lichtwellenbereiche sind selbstverständlich für die Übertragung ebenfalls prinzipiell möglich.

Das jeweils empfangende Datengerät weist elektronische Mittel zur Prüfung der empfangenen Daten und zur Rücksendung entsprechen­ der Rückmeldesignale auf. Hierdurch ist eine sichere Datenübertragung möglich, und die Rückmeldesignale für bereits übertragene Daten können somit gleichzeitig übertragen werden.

Die Sender strahlen jeweils ihre Signale in einem großem Raum­ winkel ab, damit auf eine genaue Positionierung der beiden Daten­ geräte zueinander verzichtet werden kann. Die Übertragung erfolgt unsichtbar und geräuschlos und erfordert keinerlei Anschlüsse, so daß die Datenübertragung insgesamt sehr komfortabel ist und die Geräte leicht kapselbar ausgeführt werden können. Selbstver­ ständlich kann in Einzelfällen zusätzlich noch ein Steckanschluß beziehungsweise eine Schnittstelle vorgesehen sein, um eine Datenübertragung über Kabel alternativ oder für Spezialzwecke zu ermöglichen.

Der Sender und der Empfänger jedes Datengerätes kann mit Anschlüssen eines Prozessors in diesen Datenverarbeitungsgeräten verbunden sein, wobei der Prozessor den Datenfluß und die Betätigung der Empfänger und Sender steuert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Außenansicht eines mobilen Datenverarbeitungs­ gerätes und eines teilweise dargestellten stationären Datenverarbeitungsgerätes und

Fig. 2 ein prinzipielles Schaltbild der beiden in Fig. 1 dargestellten Datenverarbeitungsgeräte.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein mobiles, tragbares Datenverarbeitungsgerät 10 ein Display 11 und eine Bedienungstastatur 12 auf. Hierbei kann es sich beispiels­ weise um ein Datenerfassungsgerät handeln, wie es im eingangs angegebenen Stand der Technik beschrieben ist. Im oberen Bereich des Gehäuses des Datenverarbeitungsgerätes 10 sind ein Infrarot­ licht-Sender 13 und ein induktiver Empfänger 14 nebeneinander angeordnet.

Von einem stationären Datenverarbeitungsgerät 15 ist nur ein Teilbereich dargestellt. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen PC oder um ein mit diesem verbundenen Zusatzgerät handeln. Am Außenbereich dieses Datenverarbeitungsgerätes 15 sind neben­ einander ein Infrarotlicht-Empfänger 16 und ein induktiver Sender 17 angeordnet.

Die Datenübertragung vom mobilen Datenverarbeitungsgerät 10 zum stationären Datenverarbeitungsgerät 15 erfolgt über den Infra­ rotlicht-Sender 13 und den Infrarotlicht-Empfänger 16, während die Übertragung von Daten in der umgekehrten Richtung, also zum mobilen Datenverarbeitungsgerät 10, über den induktiven Sender 17 und den induktiven Empfänger 14 erfolgt. Durch die breite Abstrahlung der jeweils gesendeten Signale in einem großen Raum­ winkel kann der jeweilige Empfänger erreicht werden, ohne daß eine exakte Zuordnung der beiden Datenverarbeitungsgeräte 10, 15 zueinander erforderlich ist. Ebenso kann die Anordnung der Emp­ fänger und Sender weitgehend variiert werden. Eine Überlappung der gesendeten Signale ist infolge der völlig unterschiedlichen Signalarten unschädlich und eine gegenseitige Beeinflussung ausge­ schlossen.

Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei der die Datenübertragung vom mobilen Datenverarbeitungsgerät 10 zum stationären Datenverarbeitungsgerät 15 induktiv erfolgt, während die Übertragung in umgekehrter Richtung über Infrarotlichtsignale erfolgt.

Die Datenübertragung mittels Infrarotsignalen ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik oder durch ein entsprechend herge­ stelltes und vom Inhaber dieses Patentes vertriebenes Gerät EG-10 bekannt. Unter Hinweis auch auf Fig. 2 besteht der Infra­ rotlicht-Sender 13 im wesentlichen aus einer Infrarot-Sendediode 18, die von einer Senderschaltung 19 gesteuert wird. Die Sender­ schaltung 19 wandelt die digitalen Datensignale von einem zen­ tralen Prozessor 20 in entsprechende Sendesignale um und verstärkt diese für den Bedarf der Sendediode 18. Ein Infrarot-Empfangs­ element 21 im Infrarotlicht-Empfänger 16 empfängt das gesendete Infrarotlicht und eine nachgeschaltete Empfängerschaltung 22 wandelt sie wieder in digitale Datensignale für einen zentralen Prozessor 23 um.

Entsprechend weist der induktive Sender 17 eine Sendespule 24 auf, die in Abhängigkeit der zugeführten digitalen Daten durch eine Senderschaltung 25 entsprechend erregt wird. Hierbei kann es sich um eine einfache Erregung und eine Übertragung durch Variation des Magnetfeldes handeln, jedoch kann die Sendespule 24 auch Bestandteil eines Schwingkreises sein, und die Über­ tragung erfolgt durch elektromagnetische Wellen im Langwellen- bis UKW-Bereich. Die Variation des Magnetfeldes beziehungsweise die elektromagnetischen Wellen werden in einer Empfangsspule 26 erfaßt, die Bestandteile des induktiven Empfängers 14 ist. Dort werden die empfangenen Signale beispielsweise durch Demodulation in einer Empfängerschaltung 27 wieder in Datensignale umgewandelt und in digitaler Form dem zentralen Prozessor 20 zugeführt.

Der zentrale Prozessor 20 im mobilen Datenverarbeitungsgerät 10 ist außer mit dem Infrarotlicht-Sender 13 und dem induktiven Emp­ fänger 14 noch mit der in Fig. 1 dargestellten Bedienungstastatur 12 und dem Display 11 und außerdem mit einer digitalen Speicher­ einheit 28 verbunden, die die für den Betrieb des Prozessors erforderlichen Daten enthält und die erfaßten Daten aufnimmt beziehungsweise abgibt. Entsprechend ist der zentrale Prozessor 23 im stationären Datenverarbeitungsgerät 15 ebenfalls mit einer Bedienungstastatur 29, einem Bildschirm 30 und einer digitalen Speicheranordnung 31 verbunden.

Auf einen Sendebefehl hin überträgt das digitale Datenverarbei­ tungsgerät 10 zuvor aufgenommene Daten vom Prozessor gesteuert über den ersten Infrarotlicht-Sender 13 zum Infrarotlicht-Emp­ fänger 16 im stationären Datenverarbeitungsgerät 15. Dort können sie wiederum dem zentralen Prozessor 23 zugeführt und weiterver­ arbeitet und/oder gespeichert werden. Zusätzlich werden die empfangenen Daten auf Vollständigkeit und beispielsweise in Bezug auf ein korrektes Datenformat überprüft. Bei positiver Prüfung wird ein Bestätigungssignal dem induktiven Sender 17 zugeführt, der dieses zum induktiven Empfänger 14 überträgt und dem zentralen Prozessor 20 weiterleitet. Diese Rückübertragung erfolgt gleichzeitig mit der Übertragung weiterer Daten zum Datenverarbeitungsgerät 15, so daß die Datenübertragung in beide Richtungen kontinuierlich erfolgen kann. Eine Beeinflussung von gesendeten Daten und Rückmeldesignalen ist infolge der unter­ schiedlichen Übertragungssignale nicht möglich.

Bei nicht korrekter Datenübertragung kann gegebenenfalls die Übertragung wiederholt werden und/oder es wird eine Fehlermeldung auf dem Display 11 beziehungsweise auf dem Bildschirm 30 wieder­ gegeben.

Die Datenübertragung in umgekehrter Richtung, also vom Datenver­ arbeitungsgerät 15 zum Datenverarbeitungsgerät 10 erfolgt ent­ sprechend, wobei nunmehr die Daten in der einen Richtung induktiv und in der anderen Richtung durch Infrarotlicht übertragen werden. Rückmeldesignale sind dabei nicht in jedem Falle erforderlich. So können beispielsweise in der einen Richtung Programmdaten und in der anderen Richtung erfaßte oder ausgewertete Meßdaten gleich­ zeitig übertragen werden, so daß sich die Übertragungszeiten deut­ lich reduzieren.

Selbstverständlich kann es sich bei den beiden Geräten 10, 15 auch um zwei mobile Datengeräte handeln, wobei es unwesentlich ist, in welcher Richtung die Lichtübertragung und in welcher Richtung die induktive Übertragung erfolgt. Eines dieser Geräte kann ein mobiles Datenverarbeitungsgerät sein, während das andere Gerät zur automatischen Meßwerterfassung dient und die Meß­ werte dem mobilen Datenverarbeitungsgerät überträgt. Dieses andere Gerät kann z. B. als Meßkluppe zur Erfassung von Abmessungen von Baumstämmen ausgebildet sein.

Bei Bedarf können die Datenverarbeitungsgeräte selbstverständlich auch noch mit Anschlüssen beziehungsweise Schnittstellen versehen sein, um alternativ eine Datenübertragung durch Kabel vornehmen zu können.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen zwei Datengeräten mittels Infrarotlicht oder anderem Licht, zwischen einem tragbaren Datenverarbeitungsgerät und einem weiteren Datengerät, mit je einem Sender und einem Empfänger in den beiden Datengeräten und einer induktiven Koppeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Übertragungsrichtung das eine Sender/ Empfänger-Paar (13, 16) zur Datenübertragung mittels Infrarotlicht oder anderem Licht ausgebildet ist, und daß in der anderen Übertragungsrichtung das andere Sender/Empfänger- Paar (17, 14) zur induktiven Datenübertragung ausgebildet ist, wobei das Senden und Empfangen von Daten gleichzeitig erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur induktiven Datenübertragung magnetische oder elektromagnetische Wellen vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur induktiven Datenübertragung der Sender (25) eine Sendespule (24) und der Empfänger (14) eine Empfangsspule (26) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Datenübertragung mittels Licht der Sender (13) eine Infrarot-Sendediode (18) und der Empfänger (16) ein Infrarot-Empfangselement (21) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils empfangende Datengerät elektronische Mittel (23) zur Prüfung der empfangenen Daten und zur Rücksendung entsprechender Rückmeldesignale aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (13, 17) in einem großen Raumwinkel abstrahlen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (13, 17) und der Empfänger (16, 14) jedes Datengerätes (10, 15) mit Anschlüssen eines Prozessors (20, 23) oder einer Auswerte- und/oder Steuerschaltung in diesen Datenverarbeitungsgeräten verbunden ist.