DE4309422C1 - Datenübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einer ortsfesten Station und einer sich in einem Fahrzeug befindlichen Station sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Der Austausch von Daten zwischen einem Fahrzeug und einer ortsfesten Station hat insbesondere für den öffentlichen Personennahverkehr zunehmend an Bedeu­ tung gewonnen. Durch einen solchen Datenaustausch kann beispielsweise eine fahrzeugautonome Standort­ erfassung ohne die Mitwirkung des Fahrers erfolgen.

Zur Standorterfassung ist ein Infrarot-Übertragungssystem bekannt, welches aus Fahrzeugbaken und Orts­ baken besteht. Die Ortsbake sendet während der Vor­ überfahrt des Fahrzeugs ihren Ortscode mit Zusatzin­ formationen aus, welche von der Fahrzeugbake empfan­ gen und im Bordrechner ausgewertet werden.

Die Datenversorgung der Bordrechner erfolgt manuell über tragbare Rechner. Sollen die Daten der Bordrech­ ner geändert werden, muß der tragbare Rechner mit dem Bordrechner gekoppelt werden, woraufhin dann die Daten übertragen werden können. Der Aufwand für die Änderung der Daten von Bordrechnern beispielsweise bei einer Fahrplanänderung ist naturgemäß daher be­ trächtlich.

Eine Versorgung der Bordrechner mittels des bekannten Übertragungssystems scheidet wegen der großen Menge der zu übertragenden Daten aus, da die bekannten Systeme nur eine geringe Datenübertragungsrate haben. Ein Fahrzeug müßte somit während der erforderlichen Zeit an einer Ortsbake anhalten, um einen Datenaus­ tausch zu ermöglichen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Datenübertragung bei einem eingangs genannten System zu verbessern, wobei die Kompatibilität zu den bestehenden Systemen gewährleistet werden muß.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 9.

Durch die Ausbildung der im Fahrzeug befindlichen Station mit einem zweiten parallel geschalteten Empfangskanal können die von der ortsfesten Station ausgesendeten Daten gleichzeitig von beiden Kanälen empfangen werden. Durch den zeitgleichen Empfang der Daten können diese entsprechend der Funktionsweise der Kanäle ausgewertet werden. Wird ein Kanal so aus­ gelegt, daß er Daten von einer ortsfesten Station empfangen kann, welche ihre Daten mit einer hohen Datenübertragungsrate sendet, und der andere Kanal so ausgelegt, daß er Daten von einer ortsfesten Station empfangen kann, welche ihre Daten mit einer niedrige­ ren Datenübertragungsrate sendet, so liefert nur der Kanal an seinem Ausgang brauchbare Daten, der an den Sender der feststehenden Station angepaßt ist, der andere Kanal liefert an seinem Ausgang undefinierbare Signale. In Abhängigkeit der ortsfesten Station er­ hält man daher nur an dem Ausgang des angepaßten Kanals eine verwertbare Information. Die Information steht bereits zu der Zeit zur Verfügung, wie sie auch bei einer sich in einem Fahrzeug befindlichen Station zur Verfügung gestanden hätte, welche nur zu einer ortsfesten Station kompatibel wäre.

Kommt das Fahrzeug zu einer ortsfesten Station, wel­ che für eine andere Datenübertragungsrate ausgelegt ist als die vorher beschriebene, so liefert der ande­ re Kanal an seinem Ausgang brauchbare Daten, wohinge­ gen der zuerst genannte Kanal undefinierbare Signale an seinem Ausgang liefert.

In Abhängigkeit des Kanals, welcher brauchbare Daten liefert, werden Daten über einen entsprechend vorbe­ stimmten, an die jeweilige ortsfeste Station angepaß­ ten Sender der im Fahrzeug befindlichen Station ge­ sendet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, Daten, die von verschiedenen feststehenden Stationen mit unterschiedlichen Datenraten gesendet werden, zu empfangen und unverzögert zu verarbeiten. Hierdurch ist die sich in einem Fahrzeug befindliche Station zu ortsfesten Stationen mit unterschiedlichen Datenüber­ tragungsraten vollständig kompatibel. Es kann somit neben dem bestehenden System mit seiner langsamen Datenübertragungsgeschwindigkeit ein System aufgebaut werden, dessen Datenaustausch mit einer viel höheren Datenübertragungsrate stattfindet. Hierdurch ist es möglich, beispielsweise eine automatische Steuerung von Fahrgastinformatonsgeräten, eine automatische Steuerung der Entwerter, eine genaue Anzeige der Fahr­ planlage (zum Beispiel Verspätungen), die Steuerung von Abfahrtssignalen an Haltestellen sowie eine fahr­ zeugautonome Lichtsignalbeeinflussung ohne die Mitwir­ kung des Fahrers durchzuführen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Verwendung unterschiedlicher Modulations­ arten wird die Trennung zwischen den beiden Kanälen verbessert. Die Gefahr einer gegenseitigen Beeinflus­ sung der beiden Kanäle wird durch unterschiedliche Modulationsarten verringert. Wird ein Kanal mit Fre­ quenzmodulation betrieben und der andere Kanal mit Amplitudenmodulation, so erhält man neben dem Vorteil einer sicheren Trennung noch den weiteren Vorteil, daß auf Standardbauelemente der Unterhaltungselektro­ nik beziehungsweise der Telekommunikation zurückge­ griffen werden kann.

Durch die Verwendung von zwei Sendekanälen, welche mit unterschiedlichen Modulationsarten betrieben wer­ den, erreicht man auf der Sendeseite dieselben Vor­ teile wie auf der Empfangsseite. Obwohl es besonders vorteilhaft ist, mit Frequenz- und Amplitudenmodula­ tion zu arbeiten, können auch andere Modulationsar­ ten, wie beispielsweise Puls-Code-Modulation oder Puls-Phase-Modulation, verwendet werden. Beide Kanäle können aber auch mit derselben Modulationsart betrie­ ben werden.

Durch die Übertragung der Daten zwischen den Statio­ nen mittels Infrarotlicht ist es möglich ein System aufzubauen, bei dem die ortsfesten Stationen räumlich nicht weit voneinander getrennt sind, sich aber den­ noch nicht gegenseitig beeinflussen. Durch eine ent­ sprechende Wahl der Abstrahlwinkel und Einstellung der Abstrahlrichtung kann eine gegenseitige Beeinflus­ sung fast vollständig ausgeschlossen werden. Eine Restbeeinflussung kann gegebenenfalls durch Sichtblen­ den ausgeschaltet werden.

Obwohl die Übertragung der Daten zwischen den Statio­ nen mittels Infrarotlicht besonders vorteilhaft ist, können die Daten auch mittels Ultraschall oder Hoch­ frequenz übertragen werden.

Die Ausgänge der Demodulatoren sind mit einer Auswer­ teschaltung verbunden. In der Auswerteschaltung wird festgestellt, welcher Kanal gültige Daten empfangen hat. In Abhängigkeit des so bestimmten Empfangskanals wird die nachfolgende Weiterverarbeitung bestimmt.

Durch die Bestimmung eines Sendekanals in Abhängig­ keit des bestimmten Empfangskanals kann die Sendesei­ te der sich im Fahrzeug befindlichen Station eben­ falls an eine andere Datenübertragungsrate angepaßt werden. Es ist somit möglich, daß der Sender mit der­ selben Datenübertragungsrate sendet, wie der Empfän­ ger Daten empfangen hat. Auch ist es möglich, durch empfangene zusätzliche Informationen die Auswahl des bestimmten Sendekanals zu beeinflussen.

Durch die Erfindung wird eine Lehre zum schnellen Er­ kennen eines Übertragungsweges ohne Datenverluste zur Verfügung gestellt. Obwohl die Erfindung im Zusammen­ hang mit einer im Fahrzeug befindlichen Station be­ schrieben wurde, gilt sie auch für eine ortsfeste Station. Das heißt, auch die ortsfesten Stationen können erfindungsgemäß ausgebildet werden. Oder beide Stationen können erfindungsgemäß ausgebildet werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vor­ liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen­ den Beschreibung eines besonderen Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild einer sich in einem Fahrzeug befindlichen Station für die erfindungsgemäße Datenübertragung.

In der Station 1 sind zwei Empfangskanäle 2 und 3 so­ wie zwei Sendekanäle 4 und 5 vorhanden. Die Empfangs­ kanäle 2, 3 sind parallel geschaltet und empfangen ihre Signale von einem Infrarotempfänger 7. Die vom Infrarotempfänger 7 empfangenen Signale gelangen zu­ nächst über Bandfilter 11 und 12. Das Bandfilter 11 des Eingangskanals 2 ist auf eine Mittelfrequenz von 48 kHz ausgelegt und gibt sein Signal an einen AM- Demodulator weiter. Das Bandfilter 12 des Eingangs­ kanals 3 ist auf eine Mittelfrequenz von 900 kHz aus­ gelegt und gibt sein Signal an einen FM-Demodulator 10 weiter. Die Ausgänge der Demodulatoren 9 und 10 ge­ langen auf je einen getrennten Eingang (R1, R2) eines seriellen Schnittstellenbausteins (DNSC, Dual Multi­ protocol Serial Controller). Dieser kann auf beiden Eingängen (R1, R2) gleichzeitig empfangen.

Fährt das Fahrzeug an einer herkömmlichen ortsfesten Station vorbei, empfängt der Infrarotempfänger 7 ein langsames IR-Signal, welches mit einer Trägerfrequenz von 48 kHz gesendet wird und amplitudenmoduliert ist. Das Signal kann das Bandfilter 11 passieren und wird vom Demodulator 9 demoduliert. Das Bandfilter 12 des Eingangskanals 3 bildet für das empfangene Signal eine Sperre. Zudem kann der FM-Demodulator 10 das amplitudenmodulierte Signal nicht verarbeiten. Am Aus­ gang des FM-Demodulators 10 entstehen somit allen­ falls undefinierbare Signale, wohingegen am Ausgang des AM-Demodulators 9 die im empfangenen Signal ent­ haltene NF, das heißt in diesem Falle die übertrage­ nen Daten, zur Verfügung stehen.

Somit erhält der Eingang (R1) des seriellen Schnitt­ stellenbausteins 13 keine verwertbaren Signale, wohin­ gegen der Eingang (R2) auswertbare Signale erhält. Der Schnittstellenbaustein 13 erkennt, ob es sich um eine herkömmliche, das heißt langsame, Datenübertra­ gungsrate handelt oder ob es sich um eine neue, das heißt schnelle, Datenübertragungsrate handelt. Je nach empfangener Datenübertragungsrate wird die zu sendende Datenübertragungsrate sowie der Modulator eingestellt. Der Schnittstellenbaustein 13 gibt eine schnelle Datenübertragungsrate auf seinen Ausgang T1 aus, wohingegen er eine langsame Datenübertragungs­ rate auf seinem Ausgang T2 ausgibt. Die Ausgänge T1 und T2 sind mit Sendekanälen 4 und 5 verbunden, die mit einem Modulator 8 verbunden sind. Je nach empfan­ gener Datenübertragungsrate gibt der Schnittstellen­ baustein 13 an den Modulator 8 ein Signal ab, worauf­ hin sich der Modulator 8 auf FM- oder AM-Modulation einstellt. Der Ausgang des Modulators 8 ist mit einem Infrarotsender 6 verbunden.

Da die Daten im Vollduplex-Betrieb übertragen werden sollen, sind die Filter 11 und 12 entsprechend schmal­ bandig.

Der serielle Schnittstellenbaustein 13 gibt die empfangenen Daten parallel an seinen Ausgang ab. Die Verarbeitung der ausgegebenen Daten erfolgt auf her­ kömmliche Art und Weise.

Claims (13)

1. Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einer ortsfesten Station und einer sich in einem Fahrzeug befindlichen Station (1) mit einem ersten Empfangs­ kanal (2),
dadurch gekennzeichnet, daß

• - mindestens ein zweiter Empfangskanal (3) vorgesehen ist, und
• - in den Empfangskanälen (2, 3) die empfangenen Daten gleichzeitig verarbeitet werden,
• - wobei festgestellt wird, für welchen Empfangskanal (2 oder 3) die empfangenen Daten bestimmt sind, und
• - worauf der bestimmte Empfangskanal (2 oder 3) die bereits von ihm empfangenen Daten weiterleitet und der nicht be­ stimmte Empfangskanal (3 oder 2) die von ihm empfangenen Daten unterdrückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Empfangskanäle (2, 3) in der Modulations­ art unterscheiden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Empfangskanal (2) mit Frequenz­ modulation arbeitet und mindestens ein Empfangskanal (3) mit Amplitudenmodulation arbeitet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sendekanäle (4, 5) vorgesehen sind, die sich in der Modulationsart unterscheiden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sendekanal (4) mit Frequenzmodula­ tion arbeitet und mindestens ein Sendekanal (5) mit Amplitudenmodulation arbeitet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten zwischen den Stationen mittels Infrarot­ licht übertragen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des bestimmten Empfangskanals (2, 3) die nachfolgende Weiterverarbeitung bestimmt ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des bestimmten Empfangskanals (2, 3) ein Sendekanal (4, 5) bestimmt ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Sender (6), welcher mit einem Modulator (8) verbunden ist, und einem Empfänger (7), welcher mit einem ersten Demodulator (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Demodulator (10) vorgese­ hen ist, welcher zum ersten Demodulator (9) parallel
geschaltet ist, wobei die Eingänge der Demodulatoren (9, 10) mit dem Empfänger (7) verbunden sind, und eine Auswerteschaltung (13) vorgesehen ist, welche mit den Ausgängen der Demodulatoren (9, 10) verbunden ist und die Daten eines Demodulators weiterleitet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Bandfilter (11, 12) vorgesehen sind, welche zwischen dem Empfänger (7) und den Eingängen der Demodulatoren (9, 10) geschaltet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Demodulator (9) ein AM-Demodulator ist und der weitere Demodulator (10) ein FM-Demodulator ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (6) und der Empfänger (7) Infrarotbauelemente sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator auf AM oder FM umschaltbar ist, wobei die Umschaltung in Abhängigkeit des empfangenen Signals erfolgt.