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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der
Verfügbarkeit
von Daten und/oder Steuerbefehlen in einem verteilten Steuersystem
für eine
oder mehrere Maschinen, Fahrzeuge und/oder Prozesse. Das Steuersystem
kann dadurch gesteuert werden durch oder umfasst mindestens einen
Sendeknoten oder eine Sendereinheit. Das Steuersystem umfasst außerdem zwei
oder mehr Empfangsknoten. Der Sendeknoten oder die Sendereinheit
und die Empfangsknoten können über drahtlose Übertragungsabschnitte,
womit hier grundsätzlich
Funkverbindungen gemeint sind, miteinander verbunden werden oder
sind über
diese verbunden. Die Empfangsknoten befinden sich geographisch voneinander
getrennt und sind mit einer Wenigdrahtdigitalverbindung in einem
drahtgebundenen System zur Weiterleitung der besagten Daten und/oder Steuerbefehle
an Ausführungsgeräte für die betreffenden
Funktionen, Messungen usw. verbunden.
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Die
Erfindung steht im Kontext der Erfindung entsprechend der
schwedischen Patentanmeldung 0001148-6 .
Auf diese Anmeldung und die in dieser Anmeldung erwähnten Referenzen
wird Bezug genommen. Ebenfalls wird auf
EP 513137 und
470199 Bezug genommen. Alle Referenzen
beziehen sich auf denselben Antragsteller wie die vorliegende Patentanmeldung.
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In
Verbindung mit so genannten Feldbussen, also Systemen des Typs CAN
(Controller Area Network) und CAN Kingdom (entwickelt vom Antragsteller
der vorliegenden Patentanmeldung), besteht die Notwendigkeit, die
Verfügbarkeit
in einer Reihe von Situationen in der Praxis erweitern oder vergrößern zu
können.
Bei drahtlosen Übertragungsabschnitten
und insbesondere bei Funkverbindungen, die in Verbindung mit Bluetooth
verwendet werden, können
Fälle auftreten,
in denen die Verbindung aus unterschiedlichen Gründen Störungen zwischen den Sendeknoten
oder Sendereinheiten und den Empfangsknoten oder Empfangseinheiten ausgesetzt
ist, vgl. das Dokument 'Opening
Bluetooth for Technical Tasks-Possibilities
and Challenges for Automotive Applications', Wunderlich et al., Bluetooth-Konferenz
in Monte Carlo, Juni 2000, XP02905413. Die Erfindung betrifft unter
anderem eine Lösung
dieses Problems.
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Es
ist von grundlegender Bedeutung, dass die vorgeschlagenen Maßnahmen
in die Funktionen der verwendeten Systeme eingebaut werden können, ohne
dass diese verändert
oder neue Funktionen hinzugefügt
werden müssen.
Die Erfindung löst
auch dieses Problem und schlägt
beispielsweise eine technisch einfache und auch ökonomisch vorteilhafte Lösung in
Verbindung mit Feldbussen des erwähnten Typs vor.
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Als
grundlegende Eigenschaft der neuen Erfindung kann unter anderem
betrachtet werden, dass der Steuerknoten oder die Steuereinheit
so ausgelegt ist, dass die betreffenden Daten und/oder Steuerbefehle
parallel und gleichzeitig in unterschiedliche Richtungen zu den
geographisch getrennten Empfangsknoten gesendet werden. Die Erfindung
ist außerdem
durch zwei unterschiedliche Verwendungsfälle grundlegend gekennzeichnet.
Im ersten Verwendungsfall sind die drahtlosen Übertragungsabschnitte zwischen
den Sendeknoten oder den Sendereinheiten und den Empfangsknoten
im Wesentlichen keinen Störungen
ausgesetzt. In diesem Fall sind die Empfangsknoten so angeordnet,
dass sie parallel und gleichzeitig mit der Wenigdrahtverbindung verbunden
sind. Mit Hilfe der parallelen und gleichzeitigen Verbindung übertragen
die Empfangseinheiten die besagten empfangenen Daten und/oder Steuerbefehle
parallel und gleichzeitig an die Wenigdrahtverbindung und damit
an das betreffende Ausführungsgerät oder die
betreffenden Ausführungsgeräte, wobei
letztere die betreffenden Funktionen im verteilten Steuersystem
ausführen.
Im zweiten Verwendungsfall ist oder sind der drahtlose Übertragungsabschnitt
oder die drahtlosen Übertragungsabschnitte
zwischen dem Sendeknoten oder der Sendereinheit und dem oder den
entsprechenden Empfangsknoten im Wesentlichen Störungen ausgesetzt. Es wird
dadurch verhindert, dass der oder die Empfangsknoten seine Verbindung
oder ihre Verbindungen mit der Wenigdrahtverbindung herstellt oder
herstellen. In diesem zweiten Verwendungsfall wird die Übertragung
der besagten Daten und/oder Steuerbefehle an die Wenigdrahtverbindung
und das jeweilige Ausführungsgerät ausschließlich durch
das Empfängergerät oder die
Empfängergeräte mit einem
drahtlosen Übertragungsabschnitt
oder drahtlosen Übertragungsabschnitten,
die im Wesentlichen keinen Störungen
ausgesetzt sind, bewirkt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sendet der Steuerknoten oder die Steuereinheit auf unterschiedlichen
Frequenzen an die besagten Empfangsknoten. Nachrichten mit den besagten
Daten und/oder Steuerbefehlen werden demzufolge auf den besagten
unterschiedlichen Frequenzen übertragen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht das verteilte Steuersystem aus einem oder mehreren Systemen
des Steuerbereichssystemtyps (= CAN), wobei die Steuerknoten miteinander
synchronisiert oder mit den Verbindungs- und Entscheidungsfunktionen
der Wenigdrahtverbindung koordiniert sind. Das bedeutet, dass sie
bei von dem Sendeknoten oder der Sendereinheit empfangenen Nachrichten,
die im Wesentlichen keinen Störungen
ausgesetzt sind, gleichzeitig Zugriff auf die Wenigdrahtverbindung
erhalten. Im Falle von nicht vorhandenen koordinierten Verbindungen
aufgrund von Nachrichten von dem Sendeknoten oder der Sendereinheit,
die im Wesentlichen Störungen
ausgesetzt oder nicht vorhanden sind, erhält der jeweilige Empfangsknoten
von der Wenigdrahtverbindung Informationen hinsichtlich des Abbruchs
weiterer Versuche der Verbindungsaufnahme mit der Wenigdrahtverbindung,
nachdem der Emp fangsknoten mit einem Übertragungsabschnitt, der im
Wesentlichen keinen Störungen
ausgesetzt ist, die Übertragung
der Nachricht über
die Wenigdrahtverbindung abgeschlossen hat.
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Die
jeweilige Empfängereinheit
ist daher vorzugsweise so angeordnet, dass sie, falls eine Nachricht von
dem Sendeknoten oder der Sendereinheit im Wesentlichen Störungen ausgesetzt
oder nicht vorhanden ist, die Nachricht, die über die Wenigdrahtverbindung übertragen
wurde, vollständig
oder teilweise von der Empfangseinheit oder den Empfangseinheiten,
deren empfangene Nachricht oder Nachrichten im Wesentlichen keinen
Störungen
ausgesetzt ist/sind, empfängt
oder erfasst. Die jeweilige Empfängereinheit
mit Nachrichten, die im Wesentlichen Störungen ausgesetzt oder nicht
vorhanden sind, wird daher nach dem Empfang des übertragenen Teils der Nachricht
oder nach dem Empfang der übertragenen
Nachricht weitere Versuche des Zugriffs auf die Wenigdrahtverbindung
verhindern.
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Die
besagten Daten und/oder Steuerbefehle können in Nachrichten mit Steuersystemkennung,
Daten und Datenlängencodes
und Steuercodes integriert sein oder solche Nachrichten bilden.
Der jeweilige Empfangsknoten kann im Falle eines vorgegebenen Störpegels
in seiner empfangenen Nachricht so angeordnet sein, dass er ein
internes Abbruchsignal generiert, das die Verbindungsaufnahme des
Empfangsknotens mit der Wenigdrahtverbindung verhindert. Der Empfangsknoten
kann auch so angeordnet sein, dass er, falls die Störungen in
den Nachrichten einen vorgegebenen Wert überschreiten, eine Anordnung
zwischen den Empfangsknoten bewirkt, die den Empfangsknoten auswählt, der
zum Zeitpunkt des Empfangs den am wenigsten gestörten Empfang hat, und kann
so angeordnet sein, dass nur der dadurch ausgewählte Empfangsknoten Zugriff
auf die Wenigdrahtverbindung erhält,
um seine empfangene Nachricht über
diese Verbindung zu übertragen.
Weiterentwicklungen der Erfindung werden durch die folgenden ergänzenden
Patentansprüche
deutlich werden.
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Vorteile
des obigen Vorschlags ergeben sich beispielsweise in Verbindung
mit Dienstleistungsfunktionen und Dienstleistungsinstallationen
für Autos,
wenn das Auto oder das entsprechende Fahrzeug in Innenräumen oder
im Freien benutzt oder abgestellt wird, wobei verschiedene Störungsphänomene,
beispielsweise bedingt durch Bewegungen von benachbarten Fahrzeugen,
Bewegungen von Bearbeitungsgeräten,
Bewegungen von Personal usw., auftreten können. In Verbindung mit CAN-Systemen
können
die existierenden Verbindungs- und Entscheidungsfunktionen verwendet
werden. Existierende Nachrichtentypen können ebenfalls verwendet werden.
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Eine
aktuell bevorzugte Ausführungsform
einer Anordnung, die die signifikanten Eigenschaften der Erfindung
aufweist, wird im weiteren in Bezug auf die im folgenden erläuterten
Figuren der Anlage beschrieben:
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1 zeigt
schematisch und in Form eines Prinzipdiagramms einen Sendeknoten
oder eine Sendereinheit, der oder die die betreffenden Informationen
an Empfangseinheiten in einem CAN-System überträgt, wobei die Empfangsknoten
die empfangene Information vollständig oder teilweise an das
verteilte Steuersystem (CAN) übertragen
oder weiterleiten,
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2 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
der parallel arbeitenden Empfangsknoten, die im Falle von drahtlosen Übertragungsabschnitten,
die keinen Störungen
ausgesetzt sind, die von dem Sendeknoten oder der Sendereinheit
empfangenen Nachrichten parallel und auf koordinierte Weise empfangen,
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3 zeigt
in Form eines Prinzipdiagramms die koordinierte und gleichzeitige Übertragung
der in den Empfängereinheiten
an der Wenigdrahtverbindung oder dem Bus des Systems empfangenen
Nachrichten und die Weiterleitung an das in einen oder mehrere Knoten
des CAN-Systems
integrierte oder mit diesen verbundene Ausführungsgerät,
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4 zeigt
in Form eines Prinzipdiagramms das System nach 1,
wobei aber die drahtlosen Übermittlungen
an die Empfangsknoten an einem oder mehreren Empfangsknoten teilweise
oder vollständig
keinen Störungen
ausgesetzt sind und an anderen Knoten teilweise Störungen ausgesetzt
oder nicht vorhanden sind,
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5 zeigt
vergrößert und
in Form eines Prinzipdiagramms die Empfangsknoten in einem System nach 4,
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6 zeigt
in Form eines Prinzipdiagramms, dass nur Empfangsknoten mit von
dem Sendeknoten oder der Sendereinheit ausgehenden störungsfreien
Funkverbindungen eine Verbindung mit der Wenigdrahtverbindung zur
Weiterleitung an das fragliche mit einem mit der Wenigdrahtverbindung
verbundenen Knoten verbundene Ausführungsgerät eingehen,
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7 zeigt
in Form eines vergrößerten Prinzipdiagramms
einen Empfangsknoten mit einer drahtlosen von dem betreffenden Sendeknoten
oder der betreffenden Sendereinheit ausgehenden Funkverbindung,
die Störungen
ausgesetzt ist,
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8 zeigt in Form eines Diagramms ein konkretes
Beispiel der Zusammensetzung einer Nachricht, die über einen
SSI-Wert, einen g-Knoten-Identifikator,
einen PC-Nachrichtenknoten und Daten verfügt,
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9 zeigt
im Prinzip und von oben in horizontaler Ansicht Fahrzeuge/Autos
in einer Garage, und
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10 zeigt
in schematischer Form in einer Bluetooth-Anordnung angeordnete Einheiten.
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In
das System können
zwei Arten von Übertragungsabschnitten
integriert sein, nämlich
drahtlose Übertragungsabschnitte
und drahtgebundene Übertragungsabschnitte.
Drahtgebundene Übertragungsabschnitte
schließen
auch optische Verbindungen über
Opto-Links ein. Die Übertragung
von Nachrichten kann in zwei Schritten (a) oder drei Schritten (b)
ausgeführt
werden:
- a) 1. Vom drahtlosen Sender zu drahtlosen
Empfängern
- 2. Von drahtlosen Empfängern
zum drahtgebundenen Übertragungsabschnitt
- b) 1. Vom drahtgebundenen Übertragungsabschnitt
zum drahtlosen Sender oder zu den drahtlosen Sendern
- 2. Vom drahtlosen Sender zu den drahtlosen Empfängern pro
Kanal
- 3. Von drahtlosen Empfängern
zum drahtgebundenen Übertragungsabschnitt.
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Die
drahtlosen Sender senden jeweils auf ihrem eigenen „Kanal". Ein Kanal ist dadurch
gekennzeichnet, dass jeder Sender während des Sendens Zugriff auf
einen für
das System exklusiven Teil der verfügbaren Bandbreite im Äther hat.
Die Exklusivität
kann eine zugewiesene Frequenz in einem Zeitintervall, zum Beispiel wie
im bekannten Bluetooth-Protokoll oder IEEE 802.11 für Sprungfrequenz
oder ein Korrelationscode wie in IEEE 802.11 Direct Sequence Spread
Spectrum sein. Ein Sender und ein oder mehrere Empfänger können auf
ein und demselben Kanal während
eines und desselben Zeitintervalls arbeiten.
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Knoten,
die sowohl mit dem drahtlosen Netz als auch mit dem drahtgebundenen
Netz verbunden sind, werden hier als g-Knoten bezeichnet. Sie arbeiten
als „Gateways", das heißt, sie
empfangen über
den drahtlosen Übertragungsabschnitt
eine vollständige
Nachricht und stellen auf eine bekannte Weise mittels Prüfcodes,
Fehlerkorrekturcodes usw. fest, dass sie korrekt empfangen worden
ist. Danach wird die Nachricht über den
drahtgebundenen Übertragungsabschnitt
gesendet. Jede Nachricht hat im jeweiligen Medium eine Identität, die zumindest
zum Zeitpunkt der jeweiligen Übertragung
eindeutig ist. Die Identität
kann ein Bitcode sein oder aus einem bestimmten Zeitschlitz in einem
geplanten System oder aus einer Kombination dieser Methoden bestehen.
Die Identität
kann in den beiden Medien gleich oder unterschiedlich sein. Im Falle
von unterschiedlichen Identitäten
kennt der jeweilige g-Knoten die Verknüpfung zwischen den Identitäten. Diese
Verknüpfung
kann auf eine Vielzahl von Arten hergestellt werden, von denen einige
im oben erwähnten
Patent beschrieben werden.
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In
einer Ausführungsform
kann das Bluetooth-Protokoll so modifiziert werden, dass mehreren
Slaves derselbe Zeitschlitz für
den Empfang zugewiesen ist. Eine CAN-Nachricht (hier in Form eines
LLC-Datenframes) wird in einem mit einer Funkschnittstelle des Bluetooth-Typs
ausgerüsteten
PC (Computer/Mikrocomputer/Prozessor) generiert. Die CAN-Nachricht wird als
Daten in eine Bluetooth-Nachricht gepackt, die durch den PC gesendet
und von zwei oder mehr g-Knoten empfangen wird. Die g-Knoten, die
die CAN-Nachricht fehlerfrei gemäß den Fehlererkennungsmechanismen
des Bluetooth-Protokolls empfangen haben, senden die CAN-Nachricht
anschließend über den
CAN-Bus. Wenn mehrere g-Knoten
ihre Übertragung
synchronisiert auf denselben Start of Frame (SOF) beginnen, senden
die g-Knoten die Nachricht gleichzeitig Bit für Bit, was möglich ist,
da die Nachrichten identisch sind. Wenn einer der oder mehrere der
g-Knoten keine Synchronität
mit der Nachricht, die der erste g-Knoten überträgt, herstellen kann bzw. können, stellen
sie auf Empfangsknoten gemäß dem CAN-Protokoll
um. Sie empfangen dann eine Nachricht, die identisch mit der ist,
die sie gerade zu senden im Begriff waren. Wenn sie festgestellt
haben, dass das der Fall ist, können
sie auf das Senden der Nachricht verzichten. Auf diese Art wird
eine Parallelredundanz für
die Signalisierung vom PC zum CAN-Netz gesichert. In der Gegenrichtung
kann serielle Redundanz hergestellt werden. Jedem g-Knoten ist jeweils
ein Zeitschlitz für
die Übertragung
und Informationen darüber
zugewiesen, welcher CAN-Identifikator die CAN-Nachrichten, die an
den PC gesendet werden, identifiziert. Gleichzeitig erhalten sie
die Nachrichten über den
CAN-Bus gemäß dem CAN-Protokoll.
Die an den PC zu sendenden Nachrichten werden als Daten in eine Bluetooth-Nachricht gepackt,
die im jeweiligen Zeitschlitz gesendet wird. Der PC empfängt daraufhin
eine oder mehrere identische Nachrichten vom CAN-System. Diese Methode wird hier als „P-Darstellung" bezeichnet.
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Falls
Informationen darüber,
welcher Empfänger
das stärkste
Signal empfangen hat, benötigt
werden, kann das folgende Verfahren angewandt werden. Dabei wird
davon ausgegangen, dass der Funkteil der g-Knoten einen Wert für die Signalstärke (Signalstärke-Indikator,
SSI), zum Beispiel einen Messwert 0–255, bereitstellt. Der CAN-Identifikator
wird dann in mindestens drei Felder unterteilt: Ein Feld enthält den Wert
255 abzüglich
des SSI-Werts, ein Feld zeigt an, welcher g-Knoten die Nachricht
sendet, und ein Feld zeigt an, dass sie eine (von mehreren) Nachrichten
vom PC ist. Wenn nun der SSI-Wert –255 als erster in den CAN-Identifikator
eingesetzt wird, erhält
der g-Knoten, der die größte Signalstärke hat,
Zugriff auf den Bus, falls alle g-Knoten gleichzeitig zu signalisieren
beginnen. Die Information darüber,
welcher g-Knoten das stärkste
Signal hat, und der aktuelle Wert dieses Signals kann somit im CAN-Identifikator
aufgefunden werden und steht allen Knoten, die diese Information
benötigen,
zur Verfügung.
In einem Beispiel für
die Organisation von CAN-Identifikatoren nach ihrer Signalstärke kann
die Identität
von bis zu 16 g-Knoten und die Identität von bis zu 64 Nachrichten
vom PC verwendet werden. Weitere Informationen über mögliche Zusammensetzungen von CAN-Identifikatoren zur
Bereitstellung der erforderlichen Eigenschaften finden sich in der
Spezifikation für
das dem Fachmann bekannte CAN-Kingdom-Protokoll. Diese Methode wird als „SSI-Darstellung" bezeichnet.
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Im
Falle einer so genannten Mehrwegesituation können trotz hoher Signalstärke fehlerhafte
Nachrichten erhalten werden. Die fehlerhaften Nachrichten können durch
den Fehlererkennungsmechanismus des Protokolls als Bitfehler in
der Nachricht erkannt werden. Wenn der Fehler anhaltend besteht,
kann geschlussfolgert werden, dass eine Mehrwegesituation vorliegt,
und entsprechende Maßnahmen,
zum Beispiel Wechsel des Senders oder der Senderposition, geändertes
Ausbreitungsdiagramm usw., können
implementiert werden.
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Die
Erfindung kann in Verbindung mit mobilen Sendern verwendet werden.
In der ersten Position hat ein Sender Kontakt mit zwei Empfängern, danach
mit drei Empfängern,
danach mit zwei Empfängern.
Eine maximale Übertragungszuverlässigkeit
wird auf einfache Weise durch P-Darstellung
gewährleistet.
Mittels SSI-Darstellung ist es außerdem möglich, einen guten Anhaltspunkt
dafür zu
erhalten, wo sich der mobile Sender befindet. Beispiele für Kombinationen
aus einem mobilen Sender und einem stationären Netz sind ein Auto in einer
Garage, ein Auto in einer Reparaturwerkstatt oder ein Zündschlüssel (oder
ein entsprechender Gegenstand, der eine ähnliche Funktion umfassen kann,
beispielsweise ein Mobiltelefon, eine Identitätskarte usw.) für ein Fahrzeug.
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In 1 wird
ein verteiltes Steuersystem des Steuerbereichsnetwerktyps durch
CAN (oder CAN KINGDOM) bereitgestellt. Das System umfasst einen
Sendeknoten oder eine Sendereinheit 1 oder interagiert mit
einem oder einer solchen, wobei der Sendeknoten oder die Sendereinheit
aus einem rechnerbasierten Knoten oder einer rechnerbasierten Einheit
eines dem Fachmann bekannten Typs bestehen kann. Der Knoten oder
die Einheit 1 kann aus einer mobilen Einheit bestehen,
die auf eine dem Fachmann bekannte Weise mit einem mobilen System
verbunden oder in ein solches integriert ist, beispielsweise ein übliches
mobiles System, das in das allgemeine oder öffentliche Telekommunikationsnetz
integriert oder mit diesem verbunden ist. Der Knoten oder die Einheit 1 kann
stationär
angeordnet sein, beispielsweise im Falle von an Autoreparaturwerkstätten angegliederten
Dienstleistungseinheiten. Eine Installation in einer Autoreparaturwerkstatt
ist in 1 mit einer 2 gekennzeichnet. Der Sendeknoten
oder die Sendereinheit 1 kann auch mobil angeordnet sein,
wobei auf die Bewegung der mobilen Einheiten im besagten Telekommunikationssystem
und/oder Datensystem, das in 1 mit einer 3 gekennzeichnet
ist, Bezug genommen wird.
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Der
Sendeknoten oder die Sendereinheit
1 kann dementsprechend
die Übertragung
von Funknachrichten bewirken. Der Knoten oder die Einheit verfügt dementsprechend über eine
oder mehrere Antennen
4. Der Knoten oder die Einheit
1,
der oder die in
1 dargestellt ist, stellt drahtlose
Verbindungen her, in diesem Fall Funkverbindungen
5,
6,
4,
7,
8 usw.
Alternativ kann der Sendeknoten oder die Sendereinheit
1 aus
zwei oder mehr Sendeknoten oder Sendereinheiten bestehen. Die Übertragung
der jeweiligen Nachrichten oder Informationen auf den verschiedenen
Frequenzen erfolgt in unterschiedliche Richtungen, die in
1 als
9,
10,
11 und
12 gekennzeichnet
sind. Die Übertragung
erfolgt zu den Empfangseinheiten
13,
14,
15,
16 usw.
Diese Empfangseinheiten verfügen
jeweils über
Antennen
17,
18,
19 und
20.
Die Empfangseinheiten sind dementsprechend auf die Frequenzen des
jeweiligen Übertragungsabschnitts
abgestimmt, wobei die Frequenzen vorzugsweise aus dem freien ISM-Band
ausgewählt
werden, wobei das 2,45-GHz-Band oder das 5,8-GHz-Band verwendet
werden können.
Die Empfangseinheiten
13,
14,
15 und
16 sind
auf eine dem Fachmann bekannte Weise mit einer Wenigdrahtdigitalverbindung
verbunden, wie sie normalerweise im jeweiligen Steuerbereichs system
verwendet wird. Weitere Knoten
22,
23,
24,
25,
26,
usw. sind ebenfalls mit der Wenigdrahtverbindung oder dem Bus
21 verbunden.
Der Übertragungsabschnitt
21 kann
eine relativ große
Länge aufweisen,
und die verschiedenen Empfangsknoten
13,
14,
15 und
16 und
die erwähnten
zusätzlichen
Knoten
22,
23,
24,
25 und
26 sind
geographisch voneinander getrennt. Die Übertragung von dem Sendeknoten
oder der Sendereinheit zur Empfangseinheit ist in diesem Fall digital,
und die Übertragungsabschnitte
verwenden Schlitzfunktionen. Die jeweilige Nachricht kann Identifikationsbits
und Codebits in einem sogenannten „Header" sowie Datenbits D und Codebits und
Steuerbits in einem sogenannten „Tail" umfassen. Eie solche Nachricht ist
in
1 mit einer
27 gekennzeichnet. Die jeweilige
Nachricht wird über
den Übertragungsabschnitt
5 gesendet.
Entsprechende Nachrichten werden über die Übertragungsabschnitte
6,
7,
8,
usw. gesendet. Die Wenigdrahtverbindung
21 und die damit
verbundenen Knoten arbeiten auch digital. Die in das System integrierten
Knoten oder Einheiten sind wechselseitige Zeitfreigeber im vorliegenden
Antrag und in dem erwähnten
schwedischen Antrag 0001148-6 .
Ein Fahrzeug ist in
1 ebenfalls gekennzeichnet und
mit
2' beschriftet.
Der vorliegende Antrag bezieht sich dabei auf die erwähnten schwedischen
Patentanträge,
ebenso wie in Hinsicht auf die erwähnten Maschinen und/oder Prozesse.
Die in einen Prozess integrierten Einheiten oder Komponenten sind
in
1 mit
2'' gekennzeichnet.
Die geographischen Abstände
zwischen den Empfangseinheiten
13 und
14 und den
Empfangseinheiten
14 und
15 sind in
1 mit
A beziehungsweise B gekennzeichnet.
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2 zeigt,
wie die von den Empfangseinheiten 13, 14, 15 über die Übertragungsabschnitte 5, 6, 7 und 8 empfangenen
Nachrichten 27, 27', 27'' usw. parallel und gleichzeitig
in die Empfangseinheiten 13, 14, 15, 16,
usw. heruntergeladen werden. Im vorliegenden Fall wurde die Hälfte der
Downloadfunktion implementiert, das heißt, die ersten Teile 27a, 27'a, 27''a, usw. wurden bereits in die jeweiligen
Einheiten 13, 14, 15 usw. heruntergeladen.
Der weitere Download der Teile 27b, 27'b, 27''b der Nach richt erfolgt anschließend in
der Fortsetzung des Downloadvorgangs. Dieses Herunterladen der Nachricht
in den Empfangseinheiten 13, 14, 15, 16 usw.
erfolgt auf eine dem Fachmann bekannte Weise, in Bezug auf welche
unter anderem auf die oben aufgeführten Referenzen verwiesen
werden muss. Die koordinierte Downloadfunktion kann mittels der
Zeitfunktionen des Systems synchronisiert werden. Die Nachrichten
an die verschiedenen Empfangseinheiten sind auf eine entsprechende
oder ähnliche
Weise zusammengesetzt.
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3 zeigt
unter anderem, dass die parallel von dem Sendeknoten oder der Sendereinheit 1 (1) über die Übertragungsabschnitte 5, 6, 7, 8 usw. übertragenen
Nachrichten 27, 27', 27'' usw. an den Knoten 13, 14, 15, 16 usw.
vollständig
heruntergeladen wurden. Diese Knoten sind im Wesentlichen auf die
gleiche Art konstruiert, zumindest in Bezug auf die erwähnten Empfangsfunktionen
beziehungsweise Übertragungs-
und Interaktionsfunktionen über
die Wenigdrahtverbindung 21. In Übereinstimmung mit dem Konzept
der vorliegenden Erfindung besteht in dem in 1 dargestellten
Fall, bei dem die Übertragungsabschnitte
keinen Störungen
zwischen dem Sendeknoten oder der Sendereinheit und den Empfangsknoten 13, 14, 15, 16 ausgesetzt
sind, eine parallele Verbindung der Empfangseinheiten mit der Wenigdrahtverbindung.
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Unter
Verwendung dieser Verbindung werden die besagten Nachrichten 27, 27', 27'' oder Teile dieser Nachrichten
mit den dem Fachmann bekannten Mitteln 13a, 14a, 15a usw.
an die Wenigdrahtverbindung 21 übertragen. Die parallele und
gleichzeitige Verbindung zum Übertragungsabschnitt 21 ist
mit i1, i', i'' gekennzeichnet. Als ein Ergebnis der
parallelen und gleichzeitigen Übertragung
der Nachrichten an die Wenigdrahtverbindung 21 wird eine
Anzahl von Nachrichten, die im Wesentlichen übereinander liegend angeordnet
sind, an der Wenigdrahtverbindung empfangen. In 3 wird
dies durch die Frames oder Blöcke 28, 29, 30, 31 usw.,
die sich auf die jeweiligen Nachrichten 27, 27', 27'' und 27''' beziehen, symbo lisiert.
Im Sinne der Verdeutlichung sind in 3 die Blöcke oder
Frames 28, 29, 30 und 31 als
auf einer gemeinsamen Ebene (der Ebene des Papiers) übereinander
liegend dargestellt. Das gegenseitige Überlagern der Nachrichten wurde durch
die Pfeile 32, 33 und 34 symbolisiert.
Die den Übertragungsabschnitt 21 erreichenden
Frames oder Blöcke
sind außerdem
durch Referenzpfeile 35, 36, 37, 38 usw.
zu den verschiedenen Empfangseinheiten gekennzeichnet. Die dabei über die
Wenigdrahtverbindung übertragenen
Nachrichten werden in den zusätzlichen
Empfangsknoten empfangen, wobei einer dieser Empfangsknoten 39 in 3 dargestellt
wurde. Der erwähnte
zusätzliche
Empfangsknoten 39 empfängt
alle oder einige Teile 40 der erwähnten Nachricht, die auf den Übertragungsabschnitt 21 von
den Einheiten 13, 14, 15, 16 usw. übertragen
wurde. Der Knoten 39 verwendet die empfangenen Informationen
oder die empfangene Nachricht auf eine dem Fachmann bekannte Weise,
um das Ausführungsgerät 41 zu
steuern. Die Empfangsrichtung ist mit 42 gekennzeichnet
und die Empfangssignale sind mit i''' gekennzeichnet.
Die Einheit 39 umfasst ein Verarbeitungsgerät 43,
welches Informationsinhalte aus der empfangenen Nachricht 40 oder
aus Teilen der Nachricht 40 verarbeitet oder auswählt, um
sie an das Ausführungsgerät 41 weiterzuvermitteln.
Die Nachricht kann dementsprechend auf eine solche Art zusammengesetzt
sein, dass sie einen Identifikationsabschnitt ID und einen Codeabschnitt
C umfasst. Zusätzlich
enthält
sie einen Datenabschnitt sowie die Code- und Steuerabschnitte CRC
beziehungsweise CH. Die Abschnitte ID und C bilden den „Header" und die Abschnitte
CRC und CH bilden den „Tail". In Übereinstimmung
mit den bisherigen Erläuterungen
besteht der Sendeknoten oder die Sendereinheit (siehe 1) aus
einer mobilen Einheit im mobilen System GSM, die mit Bluetooth-Funktionalität ausgestattet
ist, oder umfasst eine solche Einheit. Auf eine entsprechende Weise
arbeitet das verteilte Steuersystem mit zusammengesetzten Nachrichten,
die denen des erwähnten
mobilen Systems entsprechen oder aus ihnen gewonnen werden. Prinzipiell
können
Nachrichten auch in die entgegengesetzte Richtung gesendet werden,
allerdings betrifft dieses Zweiwegekonzept die vorliegende Erfindung
nicht und wird daher hier nicht detaillierter beschrieben.
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4 zeigt
den 1 entsprechenden Aufbau mit dem Sendeknoten oder
der Sendereinheit 1 und den Empfangsknoten 13, 14, 15 und 16 und
den zusätzlichen
Einheiten 22, 23, 24, 25 und 26.
In diesem Fall wurde nur der Übertragungsabschnitt 5 hergestellt,
so dass eine Funkverbindung besteht, die im Wesentlichen keinen
Störungen
zwischen dem Knoten oder der Einheit 1 und der Empfangseinheit 13 ausgesetzt
ist. Eine Sperre 44 blockiert die Funkverbindung 6,
so dass zum Knoten 14 keine Verbindung besteht. Die Funkverbindung 7 durchläuft die
Sperre 45, wodurch eine beträchtliche Störung in der betreffenden Funkverbindung
zum Knoten 15 hervorgerufen wird. Die Verbindung 8 wird
von einer Sperre 46 reflektiert, wodurch auch keine anderen
Funkverbindungen die Empfangseinheit oder Empfangseinheiten 16 erreichen
können.
Daher kann in diesem Fall nur der Empfangsknoten 13 die
Nachricht an die Wenigdrahtverbindung 21 und damit an die
Ausführungsgeräte in zusätzlichen
Empfangsknoten weiterleiten.
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5 zeigt,
dass der Empfangsknoten 13 die Nachricht 27 in Übereinstimmung
mit den bisherigen Erläuterungen
herunterladen kann. Die Knoten 14 und 16 verfügen in diesem
Fall über
keine Funkverbindung mit dem Sendeknoten oder der Sendereinheit 1,
wie in 4 dargestellt. Der Empfangsknoten 15 empfängt eine
Nachricht, die im Wesentlichen Störungen 27'' über die Funkverbindung 6 ausgesetzt
ist.
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6 zeigt,
dass nur die Empfangseinheit 13 die Nachricht 27 an
den Übertragungsabschnitt 21 überträgt. Andere
Empfangsknoten sind nicht mit der Wenigdrahtverbindung verbunden,
da die Schaltkreise 14a, 15a usw. nicht für den Zugang
zu dem und die Übertragung
auf den Übertragungsabschnitt 21 aktiviert
sind. Wie andere Empfangsknoten erkennen auch die erwähnten Empfangseinheiten 14, 15, 16 die
durch den Knoten 13 über
die Wenigdrahtverbindung 21 übermittelte Nachricht. Die
Entscheidungsfunktion des Systems kann hierbei so ausgewählt werden,
dass die Knoten 14, 15, 16, sobald sie
alle oder einige Teile der durch den Knoten 13 über die
Verbindung 21 übermittelten
Nachricht 27 erkannt haben, daran gehindert werden, weitere Verbindungsversuche
mit der Wenigdrahtverbindung aufzunehmen, nachdem die Einheit 13 die
Nachricht 27 übermittelt
hat. Der erkannte oder empfangene Teil der Nachricht oder die erkannte
oder empfangene Nachricht kann somit bewirken, dass ein Schaltkreis 14b, 15b usw.
in den Empfangsknoten 14, 15, 16 ein
Abbruchsignal generiert, das weitere Versuche der Verbindungsaufnahme
der erwähnten
Einheit 14, 15, 16 verhindert. 6 zeigt
außerdem
ein Signal i2, welches ein Auswahlsignal ist, das in dem Fall, dass
alle Empfangseinheiten 13, 14, 15, 16 usw.
Verbindungen haben, die Störungen
ausgesetzt sind, den Empfangsknoten mit der Verbindung, die den
geringsten Störungen
ausgesetzt ist, auswählt.
Dabei wird dementsprechend nur der ausgewählte Übertragungsabschnitt mit der
Wenigdrahtverbindung verbunden. Das Signal i2 ist nur symbolisch abgebildet
und wird in alles Empfangseinheiten 13, 14, 15, 16 usw.
generiert.
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7 zeigt,
dass der Knoten 15 eine Nachricht 27' empfangen hat,
die im Wesentlichen Störungen ausgesetzt
ist, und dass die Schaltkreise 15a die Übertragung dieser Nachricht über die
Verbindung 21 verhindern. 7 zeigt
außerdem
ein Abbruchsignal i1, welches beispielsweise in einem Schaltkreis 15b generiert
wird und verhindert, dass die Einheit 15 weitere Verbindungsversuche
mit der Verbindung 21 unternimmt, nachdem die Einheit 13 (siehe 6)
ihre erwähnte
Nachricht 27, die keinen Störungen ausgesetzt ist, über die
Verbindung 21 übermittelt
hat.
-
8 zeigt ein Beispiel einer konkreten Zusammensetzung
einer Nachricht. Die Zusammensetzung ist die im Vorangegangenen
beschriebene, bei der der SSI-Wert mit 28, der g-Knoten-Identifikator
mit 29, die PC-Nachrichtennummer
mit 30 und der darauf folgende Abschnitt (der Daten abschnitt)
mit 31 gekennzeichnet ist. In diesem Fall beträgt die Anzahl
der g-Knoten dementsprechend 16, und die Anzahl der PC-Nachrichtennummern
beträgt 64.
-
Im
Vorangegangenen wurde ein Fall beschrieben, in dem der Knoten 13 über eine
Funkverbindung, die keinen Störungen
ausgesetzt ist, Empfang hatte und die Einheiten 14, 15, 16 usw. über Funkverbindungen verfügten, die
im Wesentlichen Störungen
ausgesetzt oder nicht vorhanden waren. Natürlich können auch zwei oder mehr Empfangsknoten
parallel Funkverbindungen, die keinen Störungen ausgesetzt sind, aufnehmen, während ein
Knoten oder mehrere Knoten über
Funkverbindungen verfügt
oder verfügen,
die im Wesentlichen Störungen
ausgesetzt oder nicht vorhanden sind. Dadurch wird erkennbar, dass
das System äußerst unempfindlich
gegenüber
verschiedensten Störungsphänomenen
ist, die in Verbindung mit Funkverbindungen auftreten können.
-
Eine
noch nicht angeschlossene Einheit kann auf einer Festfrequenz hören, von
der bekannt ist, dass auf ihr Zeitnachrichten erscheinen werden.
Zusätzlich
zur Zeit können
diese Nachrichten auch einen Header enthalten, der das System identifiziert.
Auf diese Weise kann die noch nicht angeschlossene Einheit Synchronität zwischen
sich und dem Netz hinsichtlich der noch zu sendenden Nachrichten
herstellen, um die globale Zeit im System zu wahren.
-
9 zeigt,
dass ein mobiler Sender 32 in einem Auto in einer ersten
Position 33 des Sendebereichs mit zwei Empfängern 34 und 34a des
Garagenaufbaus in Kontakt ist oder diese abdeckt. In einer zweiten
Position 33' des
Sendebereichs deckt der Sender drei Empfänger 33, 35 und 36 ab.
In einer dritten Position 33'' deckt er zwei
Empfänger 35 und 36 ab.
Auf die gezeigte Weise kann der Sendebereich bei seiner Bewegung in
die Garage eine variable Anzahl von Empfängern abdecken. In den Parkpositionen
können
die Sendebereiche 37, 38 und 39 eine
variable Anzahl von Empfängern
abdecken. Dementsprechend deckt der Bereich 37 zwei Empfänger, der
Bereich 38 einen Empfänger
und der Bereich 39 drei Empfänger ab. Der jeweilige Bereich gerät demnach
bei der Bewegung des Autos und bei geparktem Auto jeweils auf unterschiedliche
Weise in Kontakt mit den Empfängern.
-
10 bezieht
sich auf die oben erwähnte
Ausführungsform
mit mehreren Slaves, denen derselbe Zeitschlitz zugewiesen ist.
Eine PC-Einheit 40 enthält
eine Anordnung (Tool/SW) für
CAN-Nachrichten oder CAN DATA und eine Anordnung 42 für CAN/Bluetooth
Wrapping und CAN Higher Lager Protocol. Über Glied 43 überträgt die omnidirektionale
Antennenanordnung 44 BT-Pakete 45, 45', 45'' im selben Zeitschlitz in unterschiedliche
Richtungen 46, 46', 46''. Die Einheiten oder Mobiltelefone 47, 47' und 47'' empfangen die BT-Pakete über ihre
Antennen, und jede Einheit ist für
Bluetooth-Empfang ausgelegt und verfügt über die entsprechende Anordnung
für Bluetooth/CAN
Wrapping, CAN Higher Layer Protocol, CAN sowie einen CAN-Treiber,
um CAN-Nachrichten mit einem Bus 49 auszutauschen, an den über Drähte 51 unterschiedliche
Einheiten 50 angeschlossen sind. In der offenbarten Ausführungsform
empfangen die Einheiten 47 und 47'' die
BT-Pakete 45 und 45''. Die Einheit 47 empfängt aufgrund
von Störungen
oder aus anderen Gründen
die BT-Pakete nicht. Das Bluetooth-System erzeugt seine Kommunikationsdaten,
und das CAN-System erzeugt seine eigenen Daten.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die oben als Beispiele beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
sondern kann im Umfang der folgenden Patentansprüche und des Konzepts der Erfindung
modifiziert werden. Figuren:
| Fig.
8 | |
| SSI-value: | SSI-Wert |
| G-nod
identifier | g-Knoten-Identifikator |
| PC
message number | PC-Nachrichtennummer |
| Data
part | Datenabschnitt |
| | |
| Fig.
10 | |
| BT
RF | BT
RF |
| Bluetooth | Bluetooth |
| Bluetooth/CAN
Unwrapping | Bluetooth/CAN
Unwrapping |
| CAN
Higher Layer Protocol | CAN
Higher Layer Protocol |
| CAN | CAN |
| CAN
driver | CAN-Treiber |
| CAN
message | CAN-Nachricht |
| BT
packet | BT-Paket |
| PC | PC |
| CAN/Bluetooth
wrapping | CAN/Bluetooth
Wrapping |
| Tool
SW | Tool
SW |
| CAN
message or CAN data | CAN-Nachricht
oder CAN-Daten |