DE602004011968T2

DE602004011968T2 - Verfahren und vorrichtung zur verwaltung von informationsaustauschvorgängen zwischen vorrichtungen an einem arbeitsort

Info

Publication number: DE602004011968T2
Application number: DE602004011968T
Authority: DE
Inventors: Clement Woon; Bernhard Marx; Peter Stegmaier; Klaus Schneider
Original assignee: Leica Geosystems AG
Current assignee: Leica Geosystems AG
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2024-10-22
Also published as: ATE387058T1; DE602004011968D1; JP2007509550A; CA2541572C; JP4546967B2; CN1871835B; EP1676424B1; CA2541572A1; US20070050137A1; US7984184B2; AU2004307528B2; CN1871835A; AU2004307528A1; EP1676424A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Verwaltung des Informationsaustauschs für die Kommunikation z. B. mit ortsfesten und/oder mobilen Geräten, die in Verbindung mit einem Arbeitsort betrieben werden, z. B. im Hoch- oder Tiefbau, Landschaftsbau, Strassenbau, bei lokalen Eingriffen in die Geografie, im Bergbau usw.
Heutzutage kann eine solche Verwaltung mit speziellen Rechnerwerkzeugen und ferngesteuerten Maschinen für Erdarbeiten weitgehend automatisiert werden. Die Automatisierung verlangt einen wirksamen Informationsaustausch auf allen Ebenen sowohl am Standort selbst als auch ausserhalb davon, vorzugsweise in Echtzeit.
Im Patentanmeldungsdokument US 2002/059 320 A1 (Masatake Tamaru) wird ein Arbeitsmaschinen-Verwaltungssystem für Arbeitsmaschinen beschrieben, die innerhalb eines gegebenen Arbeitsvorgangs mit mehreren Maschinen zusammen vorgeschriebene Arbeiten verrichten. Ein Server, der Daten in einer Datenbank für die Verwaltung der Maschinen speichert, steht über eine zweite Kommunikationsvorrichtung mit einer oder mehreren Hauptarbeitsmaschinen in Verbindung. Jede Hauptarbeitsmaschine steht darüber hinaus mit mehreren Arbeitsmaschinen über eine erste Kommunikationsvorrichtung in Verbindung. Wenn von den Maschinen im Zusammenhang mit dem von den Maschinen verrichteten Arbeitsprozess Daten erzeugt oder erkannt werden, werden diese Daten über die erste Kommunikationsvorrichtung an die entsprechende Hauptmaschine übermittelt, die ihrerseits diese Daten über die zweite Kommunikationsvorrichtung an den Server übermittelt. Aus den so übermittelten Daten erstellt der Server unter Verwendung der in der Datenbank gespeicherten Daten Verwaltungsdaten, die zu der/den entsprechenden Hauptmaschine(n) zurückübermittelt werden. Die Hauptmaschine(n) verwaltet (verwalten) die beigeordneten Maschinen mit Hilfe der vom Server empfangenen Verwaltungsdaten.
Im Patentdokument US 6 505 100 B1 (Matthias Stuempfle und Mitautoren) wird ein System für Fahrzeuginformationsverarbeitung and Fahrzeugsteue rung beschrieben. Ein erster Systemteil befindet sich an Bord des Fahrzeugs, und zumindest ein zweiter Teil befindet sich ausserhalb des Fahrzeugs, wobei die beiden Teile miteinander über ein zugehöriges Datenübertragungsnetz kommunizieren. Die Systemteile besitzen einen auf Komponenten beruhenden Aufbau, der sich aus verschiedenen Komponenten zusammensetzt, die miteinander kommunizieren, um verschiedene Funktionen auszuführen.
Im Patentanmeldungsdokument EP 1 134 940 A1 (Lucent Technologies Inc.) wird ein mobiles Ad-hoc-Netzwerk beschrieben. Ein geometrisch begründetes Routingprotokoll (GRP) wird verwendet, um den Verkehr von einem Quellknoten zu einem Zielknoten zu leiten. Im GRP unterhält jeder Knoten eine Ortsliste, die Ortsinformationen für eine Anzahl von Knoten des mobilen Ad-hoc-Netzwerkes umfasst. Periodisch übermittelt jeder Knoten seinen Ort und seine Ortsliste an seine direkten Nachbarn. Jeder Knoten, der eine Ortsliste von einem benachbarten Knoten empfängt, mischt die empfangene Ortsliste in seine eigene Ortsliste, so dass Ortsinformationen für vorhandene Knoten und/oder neu identifizierte Knoten aktuell sind.
In den Patent Abstracts of Japan, Band 2000, Nr. 21, Seite 3 (August 2001) und in JP 2001 117 537 wird offenbart, eine unbemannte Arbeit, die von einer Mehrzahl von arbeitenden Maschinen verrichtet wird, integral zu verwalten und zu steuern und dieses System unter Verwendung eines beliebigen Netzwerks auszulegen, zu ändern oder zu überwachen. Daher wird eine arbeitende Maschine mit einem PLC und einer ersten NT-Servervorrichtung ausgerüstet, während ein Kontrollraum zur Steuerung der arbeitenden Maschine mit einer zweiten NT-Servervorrichtung und einer Fernsteuerung ausgerüstet ist. Die erste und zweite NT-Servervorrichtung sowie die Fernsteuerung sind über Funk-LAN verbunden, so dass unterschiedliche Daten über das Funk-LAN übertragen werden können und eine unbemannte Arbeit realisiert werden kann.
Im Patentanmeldungsdokument EP 1 178 458 A1 (Komatsu Ltd.) wird eine Vorrichtung zur Datendarbietung auf einem Mobil beschrieben, die Mobile und Endgeräte beinhaltet, die interkommunikativ durch Kommunikationsmittel miteinander verbunden sind.
In jedem Informationsverwaltungssystem wird typischerweise der Datenfluss durch einen oder mehrere Verwaltungspunkte weitervermittelt. Zum Beispiel können dreidimensionale Standortmodelle an einer Quelle ausserhalb des Standortes erzeugt und aktualisiert werden und als strategische oder operative Standortsdaten an ein Standortbüro geschickt werden, das als lokales Verwaltungszentrum dient. Als Reaktion darauf werden in letzterem Büro standortsbezogene operative Daten und Befehle für die automatisierten Maschinen und die Mann-Maschine-Schnittstellen abgeleitet und verwaltet und Rückmeldungen an die Quelle ausserhalb des Standorts geschickt.
1 veranschaulicht in Gestalt eines Blockdiagramms einige mögliche Datenaustauschpunkte, die in der Verwaltung eines Arbeitsortes verwendet werden.
Das Büro 2 ausserhalb des Standorts stellt die Hauptzentrale für den strategischen und operativen Standortsdatenaustausch dar, möglicherweise in Verbindung mit einer oder mehreren peripheren Abteilungen 3 oder Unterauftragnehmerbüros ausserhalb des Standorts. Diese Informationen der oberen Ebene werden mit dem Arbeitsort über ein Standort-Hauptbüro 4 ausgetauscht, das als eine zentralisierte Relaisstation dient. Der Standort kann mehrere Standortbüros umfassen, von denen jedes direkt mit dem Büro ausserhalb des Standorts kommuniziert. Das Standortbüro funktioniert ferner als ein Verwaltungszentrum für Kommunikationen, Personal und Ausrüstungen am Standort, mit denen es operative Daten austauscht. Im Beispiel tauscht das Standort-Hauptbüro Daten aus mit:

– Vermessungsausrüstungen 6, die speziell der geometrischen Datenerfassung gewidmet sind, z. B. Totalstationen, Theodolithen, Laserentfernungsmesser usw.,
– Ausrüstungen 6a für die Beurteilung geographischer Informationen (GIS) für die Standorte spezieller Objekte und ihrer Eigenschaften,
– Positioniervorrichtungen 8 für mobile Einheiten, z. B. GPS-(globale Satellitenortungs-)Empfänger, um die augenblickliche Position mobiler Maschinen wie Bagger, Planierraupen, Lastwagen, Kräne usw. zu bestimmen,
– Aktuatoren oder Servos 10 für mobile Einheiten, und zwar allgemein über funkgesteuerte Bordeinheiten, die die Maschinen entweder zu ihrer Fortbe wegung am Arbeitsort (Antriebsmotoren) oder zur Betätigung eines Werkzeugs wie eines Kübels, eines Druckluftbohrers, einer Ramme, einer Schaufel usw. veranlassen,
– Bordsensoren 12, um zum Beispiel die Betriebsparameter der Einheit wie das Treibstoffniveau, die Motorentemperatur, die aufgelaufene Gesamtbetriebszeit, die Leerlaufzeit, die Belastungszeit, Abnutzungsindikatoren usw. zu bestimmen,
– bodengebundenen Sensoren 14, zum Beispiel GPS-Bezugsstationen oder Geräten für die Bestimmung der lokalen Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, der Bodeneigenschaften usw., und
– Endgeräten 16 von menschlichen Arbeitskräften, d. h. Mann-Maschine-Schnittstellen wie Steuertafeln, Monitoren usw., die mitgetragen oder ortsfest sein können.

Zumindest einige der genannten Vorrichtungen können Daten über ein oder mehrere ortsfeste Standort-Nebenbüros 18 austauschen, die ortsfeste Hubs bilden, d. h. einem speziellen Teil des Standorts oder einem bestimmten Typ von Daten oder Maschinen zugeordnet sind.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Verwaltung des physischen Systems verwaltet das zentrale Standortbüro 4 auch einige administrative Aufgaben auf lokaler Ebene, zum Beispiel das Personal, Tätigkeitsberichte, Aufgaben- und Ressourcenplanung, Kontakte mit örtlichen Behörden, Unterauftragnehmer, Materialströme usw. Diese Aufgaben werden mit Rechnerprogrammen wie Gliederungsbögen, Datenbanken, spezieller Software usw. ausgeführt, die mit dem Büro 2 ausserhalb des Standorts routinemässig ausgetauscht und aktualisiert werden.
Im Zusammenhang mit dem Strassenbau ist ein offenes System für Strasseninformationshilfe vorgeschlagen worden, das unter dem Namen „Osyris" bekannt ist. Das Ziel dieses Systems besteht darin, Auftragnehmer und Strassenbesitzer in die Lage zu versetzen, ihre eigenen Wissensbanken und Qualitätssicherungssysteme zu schaffen, die über verschiedene Stadien des Baues und des Lebenszyklus der Strasse operativ bleiben.
Das Osyris-System baut auf drei Hauptkomponentenebenen auf: Büro, Bordrechner und Messsystem. Die Komponenten werden einer der drei Ebenen zugeordnet; nur die Rahmenkomponenten, d. h. das Produktmodell und die mobilen Dienste, residieren auf allen Ebenen, verbinden sie miteinander und bilden daher das Rückgrat des Systems.
Während dieses System des Standes der Technik den Datenfluss bis zu einem gewissen Grade rationalisiert, verbleibt Bedarf an einem Kommunikationssystem, das eine völlig autonome Kommunikation auf allen Ebenen mit nahtlosem Zugriff auf die verschiedenen Kommunikationsschnittstellen ermöglicht.
Zum Beispiel wäre es von Vorteil, wenn die verschiedenen, oben erwähnten Einheiten 6 bis 16 ebenso in der Lage wären, unter Verwendung eines strukturierten Adressenformats untereinander direkt zu kommunizieren, um eine natürlichere, dezentralisierte Verwaltung des Datenflusses zu ermöglichen. Es wäre des Weiteren von Vorteil, wenn das gleiche Kommunikationsprotokoll für alle Kommunikationsschnittstellen verwendet werden könnte.
Allgemeiner besteht ein Bedürfnis nach einem Kommunikationssystem, das es gestattet, die hierarchische Datenaustauschstruktur so flexibel wie möglich zu gestalten, wobei die Geräte in die Lage versetzt werden, ohne Einschränkungen auf ihren jeweiligen hierarchischen Ebenen mit anderen Geräten zu kommunizieren, und verschiedene Parteien am Standort und ausserhalb des Standorts in die Lage versetzt werden können, verschiedene Geräteeinheiten unter Verwendung eines einfachen, organisierten Adressenformats anzusprechen.
Ein Beispiel des Standes der Technik für Kommunikationen mit einer arbeitenden Maschine wird in Patents Abstracts of Japan, Band 2003, Nr. 03, 5. Mai 2003 und JP 2002 332 662 offenbart. Die Kommunikationen erfolgen über das IP-Netz, wobei jeder arbeitenden Maschine eine IP-Adresse zugewiesen wird, die durch einen Server verwaltet wird.
Eine IP-Adresse als solche liefert keinen direkten Hinweis auf eine mögliche hierarchische Ebene einer gegebenen Maschine. Das für die Erstellung von IP-Adressen verwendete Zählsystem beruht allgemein auf einer Folge von vier Dezimalzahlen, die durch einen Punkt voneinander getrennt sind. Die erste (am weitesten links stehende) Zahl zeigt die Netzwerkadresse an, während die vierte (am weitesten rechts stehende) Zahl die konkrete Netzwerkmaschine bzw. den Host anzeigt. Diese vierte Zahl wird je nach Verfügbarkeit zugeordnet und kann nicht dafür herangezogen werden, konkrete Eigenschaften ihrer Netzwerkmaschine wie ihr Unterstellungsverhältnis, d. h. ihre hierarchische Position bezüglich anderer Maschinen in einem gewählten hierarchischen System auszudrücken.
Dementsprechend kann ein Mensch oder eine Maschine, denen lediglich die IP-Nummer einer Maschine am Standort vorgelegt wird, das Umfeld dieser Maschine nicht unmittelbar identifizieren.
Auf dem Gebiet der Fahrzeugwartung offenbart das Patentdokument US-A-6 370 454 ein System verteilter Sensoren, die mit einer Bordrechnervorrichtung zusammenwirken, die dafür geeignet ist, über das Internet mit einer lokalen Rechnervorrichtung wie zum Beispiel einem persönlichen digitalen Assistenten zu kommunizieren. Das Internet wird für den Zugriff auf remote Server verwendet, um Daten z. B. bezüglich der Leistung und der Wartung des Fahrzeugs zu bekommen.
Einem ersten Aspekt zufolge stellt die Erfindung ein Verfahren zur Verfügung, um an einem Arbeitsort im Freien mit einem Büro an diesem Arbeitsort, der nach Belieben

i) eine Hoch- oder Tiefbaustelle,
ii) eine Landschaftsbaustelle,
iii) eine Baustelle für Strassen- oder Bahnverbindungen oder
iv) einen Bergbau, z. B. ein Tagebau

– die Geräteeinheiten mobile Einheiten und ortsfeste Einheiten umfassen,
– einige der Geräteeinheiten die Aufgaben bemannt, andere Einheiten die Aufgaben unbemannt ausführen,
– alle vernetzten Geräteeinheiten gemäss einem bestimmten Abhängigkeitsver hältnis am Arbeitsort in einer Mehrzahl hierarchischer Ebenen organisiert sind,
– die Verwaltungsmittel • eine Entsprechung zwischen jeder Geräteeinheit und einer Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der Geräteeinheit in dem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis am Arbeitsort widerspiegelt, in einer Datenbank speichern und

Auf diese Weise ist es zum Beispiel für eine Geräteeinheit oder eine Kommunikationsschnittstelle am Arbeitsort oder ausserhalb des Arbeitsorts möglich, durch ein Adressenfeld, in das die Adressenstruktur eingetragen wird, die die hierarchische Stellung der angesprochenen Geräteeinheit(en) widerspiegelt, eine ausgewählte Geräteeinheit oder Geräteklasse zu bezeichnen und mit ihr eine Kommunikation über das Netzwerk aufzubauen. Eine solche Adressenstruktur ist bequemer als eine IP-Nummer für sich genommen, da sie in einer Weise organisiert werden kann, die für Betriebspersonal unmittelbar verständlich ist oder die automatisch z. B. von einer elektronisch gespeicherten Verzeichnisstruktur abgeleitet werden kann, die ihrerseits die betrachtete Hierarchie ausdrückt, wie weiter unten in Verbindung mit den wahlfreien Ausführungsformen erklärt werden wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist jede der vernetzten Geräteeinheiten in Übereinstimmung mit den hierarchischen Ebenen organisiert und besitzt eine der zuvor erwähnten Adressenstruktur entsprechende Adresse, um mit den Verwaltungsmitteln, wie sie oben definiert wurden, zusammenzuwirken.
Die Form der für den Zugriff auf die Geräteeinheiten verwendeten Adressen ist somit für menschliche und maschinelle Betreiber aussagekräftig.
Darüber hinaus kann die vorliegende Adressstrukturierung so erfolgen, dass Änderungen im Zusammenhang mit Geräteeinheiten, die hinzugenommen oder weggenommen oder in eine andere Gruppe eingeordnet oder in eine andere hierarchische Struktur übernommen worden sind, automatisch berücksichtigt werden. Die entsprechende Änderung kann durch die neue Adressenstruktur deutlich widergespiegelt werden, so dass Bedienungspersonal oder ein elektronisches System, das über eine Adressenänderung einer Geräteeinheit informiert wird, die entsprechende Änderung ihrer hierarchischen Stellung unmittelbar ableiten kann. Umgekehrt kann Personal oder ein elektronisches System, das über eine Änderung der hierarchischen Stellung einer Geräteeinheit informiert worden ist, die neue Adresse ableiten, indem sie zum Beispiel den entsprechenden neuen Verzeichnispfad erzeugen.
Ferner kann, wenn eine neue Geräteeinheit z. B. zu einer Gruppe von Geräteeinheiten an einer bestimmten Stelle in der hierarchischen Struktur hinzugefügt wird, auf diese neue Einheit durch Personal oder ein elektronisches System de facto dadurch zugegriffen werden, dass z. B. der Verzeichnispfad für alle Einheiten in dieser Gruppe angegeben wird, ohne dass sie über die Hinzufügung informiert worden sind.
In einer bevorzugten Wahlmöglichkeit wird auf diese Weise auf die Kommunikationsschnittstellen unter Verwendung eines einheitlichen Quellenanzeigerformats (URL: uniform resource locator) zugegriffen, das einen Domänennamen (der zum Beispiel den konkreten Arbeitsort bezeichnen kann) und einen Verzeichnispfad zur Verbindung mit einer konkreten Kommunikationsschnittstelle (die zum Beispiel eine Hostvorrichtung oder ein Server sein kann) umfasst. Der Verzeichnispfad kann dann so gestaltet werden, dass er der zuvor erwähnten Adressenstruktur entspricht, wobei ein oder mehr als ein Vorwärts-Schrägstrich die Unterverzeichnisse abgrenzt, die die Ebene(n) der Hierarchie widerspiegeln, zu denen die Geräteeinheit gehört, die mit der betreffenden Kommunikationsschnittstelle verknüpft ist.
In einer Anwendung kann ein PC-Endgerät mit einem IP-Browser entweder von ausserhalb des Arbeitsortes oder vom Arbeitsort selbst aus mit dem zuvor erwähnten elektronischen Datennetzwerk verbunden werden. Bedienungspersonal oder ein elektronisches System kann somit eine konkrete Geräteeinheit oder -klasse an einem spezifischen Arbeitsort aufrufen, indem auf dem Browserbildschirm oder Rechnerfeld der entsprechende URL eingegeben wird, wobei der Domänenname den betreffenden Arbeitsort bezeichnet, während der Verzeichnispfad das Gerät in Übereinstimmung mit seiner hierarchischen Ebene vorgibt. Das Personal braucht die IP-Adresse dieser Geräteeinheit nicht zu kennen. In gleicher Weise kann eine Datenbank oder eine Steuervorrichtung Nachrichten an ausgewählte Geräteeinheiten senden, indem die entsprechenden URL unter Verwendung einer genormten Verzeichnispfadstruktur elektronisch erzeugt werden, wiederum ohne dass die entsprechenden IP-Adressen bekannt sein müssen.
Wie weiter unten genauer erklärt werden wird, können Hardware- oder Software-Umformungswerkzeuge, die zum Beispiel auf vorprogrammierten Nachschlagtabellen beruhen, zur Verfügung gestellt werden, um einen spezifischen Benutzer (Personal oder Maschine) in die Lage zu versetzen, für die Betrachtung der Geräteeinheiten eine speziell zugeschnittene hierarchische Organisation zu verwenden, die sich von derjenigen unterscheidet, die der Arbeitsortmanager verwendet, um die zuvor erwähnten Kommunikationsschnittstellen zu betreiben. Das Werkzeug gewährleistet die nahtlose Umwandlung von einer Adressenstruktur, die gemäss der speziell zugeschnittenen hierarchischen Organisation für die Vorgabe einer spezifischen Geräteeinheit oder -klasse ausgedrückt wird, zu einer Adresse mit dem Verzeichnispfad, der vom Netzwerkverwalter am Arbeitsort verwendet wird, um die gleiche Geräteeinheit oder -klasse zu bezeichnen. Das Umwandlungswerkzeug kann stattdessen auch den speziell zugeschnittenen Verzeichnispfad direkt in die IP-Adresse (oder gleichwertige Netzwerkadresse) der entsprechenden Kommunikationsschnittstelle umwandeln.
Die durch die Verwaltungsmittel gespeicherte Entsprechung kann zum Beispiel für jede Geräteeinheit eine Port- oder Bestimmungsadresse, mit der diese Geräteeinheit im Netzwerk über ihre Kommunikationsschnittstelle erreicht werden kann, mit der zuvor erwähnten Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der entsprechenden Geräteeinheit widerspiegelt, in Beziehung setzen.
Das Verfahren kann den Schritt umfassen, von ausserhalb des Arbeitsortes durch das elektronische Datennetzwerk auf eine ausgewählte Geräteeinheit zuzugreifen, indem eine Adresse verwendet wird, die die Adressenstruktur umfasst, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt.
Die Verwaltungsmittel können so funktionieren, dass sie die Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt, in eine entsprechende Vorrichtungsadresse für den Zugriff auf die ausgewählte Geräteeinheit im elektronischen Netzwerk umwandeln, zum Beispiel in die IP-(Internet-Protokoll-)Adresse, und diese Vorrichtungsadresse verwenden, um die Kommunikationsschnittstelle aufzurufen, zu der die ausgewählte Geräteeinheit eine Datenverbindung besitzt.
Die Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt, kann als ein Verzeichnispfad ausgedrückt werden.
Der Arbeitsort kann in der Adresse, die die Adressenstruktur umfasst, die die hierarchische Stellung einer ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt, durch einen Gattungsabschnitt identifiziert werden.
Die Adressenstruktur, die eine hierarchische Stellung einer Geräteeinheit widerspiegelt, kann ein einheitlicher Quellenanzeiger (URL) sein, der einen Verzeichnispfadabschnitt besitzt, der der Adressenstruktur entspricht, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt.
Der einheitliche Quellenanzeiger (URL) kann einen Hostnamenabschnitt besitzen, der für den Arbeitsort spezifisch ist.
Das Verfahren kann weiter einen Schritt umfassen, eine Adressenstruktur, die eine Geräteeinheit bezeichnet, auf die in Übereinstimmung mit einer zweiten Hierarchie zugegriffen werden soll, die sich von der Hierarchie unterscheidet, die von den Verwaltungsmitteln verwendet wird, um die hierarchischen Ebenen in Übereinstimmung mit dem festgelegten Abhängigkeitsverhältnis zu organisieren, in die Netzwerkadresse der bezeichneten Geräteeinheit umzuwandeln.
Das Verfahren kann weiter umfassen, den Geräteeinheiten in Abhängigkeit davon, ob sie am Arbeitsort ortsfest oder mobil sind, in der Beziehung für die hierarchische Stellung eine getrennte Klasse/Unterklasse zuzuweisen.
Zumindest einigen mobilen Geräteeinheiten kann die zusätzliche Funktion gegeben werden, Nachrichten über das elektronische Netzwerk weiterzuvermitteln.
Das Verfahren kann weiter einen Schritt umfassen, eine derzeitige Position von mobilen Geräteeinheiten zu bestimmen und die Verteilung von Nachrichten innerhalb des elektronischen Netzwerkes entsprechend zu verwalten.
Eine Klasse oder Unterklasse einer ersten Ebene von Geräteeinheiten in der Beziehung für die hierarchische Stellung kann mobile Einheiten umfassen, wobei eine zweite Ebene oder Unterklasse zumindest eine auf Befehle ansprechende Funktionalität innerhalb der mobilen Einheit ist.
Das Verfahren kann weiter einen Schritt umfassen, Kommunikationen abzusichern, indem technische Mittel zur Verfügung gestellt werden, um Zugriff auf das Netzwerk auf autorisierte Kommunikationsschnittstellen zu beschränken.
Das Verfahren kann weiter einen Schritt umfassen, Datenübertragungen zwischen Geräteeinheiten auf solche Einheiten zu beschränken, die miteinander verträglich sind oder von denen erwartet wird, dass sie miteinander über das elektronische Netzwerk kommunizieren.
Das Verfahren kann weiter den Schritt umfassen, eine zentralisierte Überwachung und/oder Verwaltung der Nachrichten zur Verfügung zu stellen, die über das elektronische Netzwerk ausgetauscht werden.
Das Verfahren kann weiter den Schritt umfassen, eine zentralisierte Verwaltung der Zuweisung von statischen oder dynamischen Identifikationen an die im Netzwerk funktionierenden Kommunikationsschnittstellen zur Verfügung zu stellen.
Das Verfahren kann weiter umfassen, automatisch einen Arbeitsplan auszuführen, der automatisch die Aufgaben der Geräteeinheiten programmiert, die am Arbeitsort erledigt werden sollen, wobei die Befehle des Arbeitsplans selektiv Geräteeinheiten bezeichnen, indem sie die Adressenstruktur verwenden, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit(en) widerspiegelt.
Die Geräteeinheiten können miteinander kommunizieren, wobei eine Geräteeinheit von einer anderen aufgerufen wird, indem die Adressenstruktur verwendet wird, die die hierarchische Stellung der gewählten Geräteeinheit widerspiegelt.
Einem zweiten Aspekt zufolge betrifft die Erfindung die Verwendung des Verfahrens gemäss dem ersten Gegenstand zur Verwaltung eines automatisierten Arbeitsortes, an dem Befehle über das definierte Protokoll an Geräteeinheiten, die die Geländeprofile verändern, sowie an Bordgeräte-Rechnereinheiten verschickt werden, wobei die Befehle von einem vorbestimmten Modell ausgehend erarbeitet werden.
Einem dritten Aspekt zufolge betrifft die Erfindung die Verwendung des Verfahrens gemäss dem ersten Aspekt zur Verwaltung eines automatisierten Arbeitsortes, an dem die physikalische und logische Adressierung der Kommunikationsschnittstellen durch eine andere eindeutige Identifizierung (ID) als die IP-Adresse getrennt werden, d. h. indem mehrfache/unterschiedliche IP- und/oder eindeutige ID-Adressierung zugelassen wird.
Einem vierten Aspekt zufolge bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Verwaltung von Informationsautauschvorgängen an einem Arbeitsort im Freien mit einem Standortbüro an diesem Arbeitsort, der nach Belieben

– die Geräteeinheiten mobile Einheiten und ortsfeste Einheiten umfassen,
– einige der Geräteeinheiten die Aufgaben bemannt, andere Einheiten die Aufgaben unbemannt ausführen,
– alle verbundenen Geräteeinheiten gemäss einem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis am Arbeitsort in einer Mehrzahl hierarchischer Ebenen organisiert sind, und dadurch, dass
– die Verwaltungsmittel • Mittel zur Speicherung einer Entsprechung zwischen jeder Geräteeinheit und einer Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der Geräteeinheit in dem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis am Arbeitsort widerspiegelt, in einer Datenbank sowie

Die gespeicherte Entsprechung kann zum Beispiel für jede Geräteeinheit eine Port- oder Bestimmungsadresse, mit der diese Geräteeinheit im Netzwerk über ihre Kommunikationsschnittstelle erreicht werden kann, mit der zuvor erwähnten Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der entsprechenden Geräteeinheit widerspiegelt, in Beziehung setzen.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren (erster bis dritter Gegenstand) dargelegten wahlfreien Aspekte der Erfindung sind mit den nötigen Abänderungen auch auf das System gemäss dem vierten Gegenstand anwendbar.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden deutlicher aus einer Lektüre der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen hervorgehen, die rein als nicht einschränkende Beispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben werden, in denen:
1, bereits beschrieben, ein vereinfachtes Blockdiagramm ist, das die verschiedenen Typen von Kommunikationsschnittstellen veranschaulicht, die typischerweise auf einer automatisierten Hoch- oder Tiefbaustelle vorhanden sind,
2 ein Konzeptdiagramm eines Teiles eines Arbeitsortes ist, wo eine Strasse gebaut wird, wobei die verschiedenen vernetzten Kommunikationsverbindungen gezeigt werden, die für den Datenaustausch verfügbar sind und die erfindungsgemäss verwendet werden können,
3 ein Blockdiagramm ist, das die funktionellen Einheiten zeigt, die beteiligt sind, durch IP-(Internet-Protokoll-)Nachrichten im Arbeitsort-Kommunikationssystem nach 2 Befehle an die Stellglieder einer Planierraupe auszugeben und Sensordaten auszusenden,
4 ein vereinfachtes Blockdiagramm ist, das die verschiedenen Typen von Kommunikationsschnittstellen veranschaulicht, die typischerweise auf einer Hoch- oder Tiefbaustelle vorhanden sind, und das zusätzlich die Zuweisung ihrer jeweiligen URLs zeigt, die als Adressen für sie verwendet werden können,
5 ein Blockdiagramm ist, das ein Beispiel von Unterebenen in dem in 4 veranschaulichten URL-Adressierschema zeigt,
6 ein vereinfachtes Diagramm ist, das zeigt, wie eine Datei für das Terrainmodell eines Arbeitsortes erstellt und unter Verwendung von IP-Nachrichten auf einem ausgewählten URL zum Handeln an ein Standortbüro übertragen wird,
7 ein Diagramm ist, das die Schritte zeigt, die als Reaktion auf Daten, die aus der Datei für das Terrainmodell eines Arbeitsortes herausgezogen worden sind, vom Standortbüro bei der Zuweisung konkreter Befehle an Standort-Kommunikationsschnittstellen ausgeführt werden,
8 ein Diagramm ist, das zeigt, wie IP-Nachrichten zwischen einem Absender und einem Empfänger innerhalb des Arbeitsortes in Abhängigkeit von ihrem URL-Format über dazwischen liegende Kommunikationsschnittstellen selektiv weitergeleitet werden,
9 ein Diagramm ist, das zeigt, wie ein URL, der von einer Firma zur Identifizierung von Geräteeinheiten nach ihrem eigenen (speziell zugeschnit tenen) Verzeichnispfad erstellt wurde, zu einem URL umgewandelt wird, der von der Verwaltung am Arbeitsort verwendet wird, um auf diese Informationseinheiten zuzugreifen,
10 ein Ablaufdiagramm ist, das die Schritte zeigt, die gemäss einer Ausführungsform mitbeteiligt sind, um für jede aktive Kommunikationsschnittstelle am Arbeitsort eine aktualisierte Positionstabelle aufzustellen, und
11 ein Ablaufdiagramm ist, das zeigt, wie eine Kommunikationsschnittstelle bestimmt, ob sie eine empfangene Nachricht weiterleitet oder nicht.
Das Beispiel des in 2 veranschaulichten Arbeitsortes 20 dient dazu, einige der Kommunikationsmittel zu zeigen, die zwischen den verschiedenen Kommunikationsschnittstellen verfügbar sind, die auf einem Hoch- oder Tiefbau funktionieren. Zu diesen Mitteln können je nach den Erfordernissen einige oder alle der oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Mittel 2 bis 18 ebenso wie weitere gehören. Diese Mittel werden mit den gleichen Bezugszahlen wie in 1 identifiziert, und ihre unter Bezugnahme auf diese Figur gegebene Beschreibung wird hier durch Bezugnahme einbezogen, um unnötige Wiederholung zu vermeiden.
Der veranschaulichte Teil des Arbeitsortes 20 betrifft den Bau einer Strasse 22 und beinhaltet daher eine Veränderung der örtlichen Geographie durch eine Modifizierung der lokalen Konturen.
Wie im einleitenden Abschnitt erklärt, gewährleistet das Standortbüro 18 das allgemeine örtliche Management des Arbeitsortes. In diesem Beispiel zerfällt dieses Management in drei Aufgabenklassen:

– Überwachung des Bauplatzes und Behandlung von Ausnahmen,
– Verwaltung der Ressourcen, Arbeitszuteilung, zeitliche Planung usw.,
– Integration der Daten für Auslegung, Vermessung, geographische Gegebenheiten und Arbeitsfortschritt,
– Verwaltung der Kommunikationen über das elektronische Kommunikationsnetzwerk sowohl mit Geräteeinheiten am Standort als auch mit externen Einheiten (Büro ausserhalb des Standorts, Kunden, Auftragnehmer usw.).

Das Standortbüro verwaltet sowohl die Personal- als auch die Maschinenressourcen. Zu ersteren gehören Ingenieure und Techniker, die mit End geräten 16 ausgerüstet sind, auf denen sie Daten eingeben oder überwachen können. Diese Endgeräte sind mit tragbaren Geräten wie Vermessungsinstrumenten, Positioniervorrichtungen, Sensoren usw. oder mit Bordgeräten wie denen im Bauplatz-Maschinenpark verbunden. Ein Beispiel für tragbare Schnittstellengeräte ist das von Leica Geosystems hergestellte Laser-Entfernungsmesser-TPS (terrestrial positioning system: terrestrisches Ortungssystem), für das eine Beschreibung unter der Webadresse http://www.leica-geosystems.com/surveying/product/totalstations/tcr300.htm zu finden ist.
Zu den maschinellen Ressourcen (Geräteeinheiten) gehören:

– eine bewegliche, die Geographie verändernde Einheit wie eine Planierraupe 24, die mit Werkzeugen für die Erdbewegung ausgerüstet ist. Die beweglichen Einheiten können sowohl bezüglich ihrer Bewegung am Arbeitsort als auch bezüglich der Arbeit ihrer Werkzeuge voll automatisiert sein; und
– ortsfeste Geräte wie Scheinwerfer, Signalleuchten 26 z. B. für das Personal oder für die Öffentlichkeit, ortsfeste Sensoreinheiten 28 z. B. für atmosphärische Bedingungen, Geräuschpegel usw., Lasermarker, drahtlose Relaisstationen usw.

Im Beispiel umfassen die drahtlosen Relaisstationen:

– einen Funkhauptmast 32, der einen Teil einer Kommunikations-Infrastruktur für ein drahtloses Lokalnetz (WLAN) bildet,
– einen drahtlosen Datenhub 34 beim Standort-Nebenbüro 18,
– ein drahtloses Datenkommunikations-Endgerät 36 beim Hauptbüro 2 ausserhalb des Standorts sowie
– einige oder alle Kommunikationsschnittstellen am Arbeitsort, wobei diesen die zusätzliche Funktion von Relaisstationen in einem dynamischen drahtlosen Netz zugewiesen ist, wie später näher erklärt werden wird. Tatsächlich ist jede Einheit oder Gruppe von Einheiten der Maschinenressourcen (hiernach als eine Kommunikationsschnittstelle CE bezeichnet) auch mit kommunizierenden Vorrichtungen ausgerüstet, die die drahtlose Kommunikations-Infrastruktur nutzen.

Auf allen Ebenen wird für die Kommunikation das Internet-Protokoll (IP) sowie ein Adressierschema verwendet, das auf einheitlichen Quellenanzeigern beruht, die an sich unter der Abkürzung URL (auch als universelle Quellenanzeiger) bekannt sind. Das wird dadurch erreicht, dass jeder Kommunikationsschnittstelle ein eigener URL zugeteilt wird, durch den sie identifiziert wird und über den man auf sie zugreifen kann, wobei der URL des Weiteren die hierarchische Ebene der Geräteeinheit(en) widerspiegelt, für die er eine Datenverbindung zur Verfügung stellt, wie später erklärt werden wird.
Es sei daran erinnert, dass ein URL allgemein ein Bezug auf bzw. eine Adresse für eine Quelle im Internet ist. Ein URL wird typischerweise z. B. dafür verwendet, auf eine Datei auf einer an das Internet angeschlossenen Vorrichtung zuzugreifen, und ermöglicht es, alle Quellen im Internet mit einem gemeinsamen Adressiersystem zu identifizieren. Ein URL hat typischerweise die folgende Form:
service://hostname: port/directory path.
Der „service" (Dienst) ist der Internet-Kommunikationsdienst wie z. B. Telnet, Datenübertragungsprotokoll (file transfer protocol), Gopher, Mailto usw.
Der „hostname" (Name des Hosts bzw. Wirts) ist entweder ein Zahlencode, der einem Serverrechner im Internet zugewiesen worden ist, oder der diesem Rechner zugeteilte Name. Dies ist ein eindeutiger Name bzw. eine eindeutige Zahl, die es ermöglicht, den konkreten Server im Internet aufzufinden.
Der „port" (Port) ist eine wahlfreie, den Namen des Hosts begleitende Bezeichnung, mit der bestimmt wird, über welchen Port auf den Rechner zugegriffen werden soll. Der Port-Teil eines URL wird oft weder verlangt noch verwendet, da viele Webdienste Standardports verwenden.
Der „directory path" (Verzeichnispfad) ist der Name des Verzeichnisses und eines möglichen Unterverzeichnisses (oder möglicher Unterverzeichnisse), an deren Ende der Name der Datei steht, auf die durch den URL zugegriffen werden soll. Jede der Ebenen von Verzeichnis, Unterverzeichnis und Datei wird durch ein Symbol „/" (Vorwärts-Schrägstrich) getrennt.
In der Ausführungsform wird der Abschnitt des Hostnamens verwendet, um den konkreten Arbeitsort 20 zu kennzeichnen.
3 veranschaulicht die hauptsächlichen funktionellen Elemente an Bord eines angetriebenen Geräts wie einer Planierraupe 24, die dem Austausch solcher IP-Befehle mit Kommunikationsschnittstellen unter Verwendung ihrer URL dienen. Im Beispiel werden die Befehle zu einer Servo-Einheit gelenkt, die Stellglieder steuert, z. B. die Rammen für den Löffelbagger.
Das angetriebene Gerät ist mit einer Antenne 40 ausgerüstet, die mit einer drahtlosen IP-Schnittstellen-Bordeinheit 42 verbunden ist, die die Funk- und Basisbandschichten zur Herstellung einer zweiseitig gerichteten Funkverbindung mit anderen Kommunikationsschnittstellen am Standort umfasst. Die drahtlose IP-Schnittstelle 42 kommuniziert intern durch eine Firmware-Einheit 44, die die erforderlichen IP-Protokollschichten enthält, um hereinkommende und hinausgehende Nachrichten zu formatieren. Die Nachrichten werden unter Verwendung von Standardtechniken vom Befehlsprozessor (CPU) 46 des Geräts über eine Befehlsdekodiereinheit 48 an die Schnittstellen geleitet.
Der Prozessor kommuniziert mit wenigstens einer fest zugeordneten Mikrocontrollereinheit 50, die speziell dafür ausgelegt ist, Befehle der unteren Ebene für das von ihr gesteuerte Stellglied zu verarbeiten, zum Beispiel für die hydraulischen Rammenantriebe. So schickt der Mikrocontroller Servo-Befehle an eine Servo-Einheit 52, die die Leistungskreise 54 steuert, die erforderlich sind, um die Stellglieder 56 anzutreiben. Weitere Mikrocontroller-Einheiten 50' und die betreffenden Untereinheiten sind in 3 durch gestrichelte Linien angedeutet.
Der Mikrocontroller 50 verarbeitet auch Rückkopplungsdaten von lokalen Sensoren-Bordeinheiten 58, die mit den Stellgliedern, Leistungskreisen bzw. der Servo-Einheit verbunden sind, z. B. Sensoren für den hydraulischen Druck, Dehnungsmesser usw.
Gemeinsam befähigen die IP-Protokollschichten 44 und die drahtlose Schnittstelle 42 das Gerät, mit der Aussenwelt wie ein Webserver zu kommunizieren. Dafür enthalten sie sämtliche Protokollschichten, die erforderlich sind, um einen autonomen Server mit einem speziellen URL-Verzeichnispfad darzustellen.
Der Webserver kann für alle die Planierraupe betreffenden Aufgaben zentral ausgelegt werden, in welchem Falle sämtliche hereinkommenden und hinausgehenden Nachrichten durch dieses Gerät geleitet werden. Wechselweise kann die Verwaltung innerhalb der Planierraupe in einer oder mehr als einer hierarchischen Unterebene dezentral ausgelegt werden, wobei jede Ebene und jede Unterebene durch ein Verzeichnis und ein Unterverzeichnis des URL-Ver zeichnispfades identifiziert wird, der mit einem Hostnamen für den Standort verbunden ist. Zum Beispiel kann der mit der Servoeinheit 52 eines Stellgliedes verbundene Mikrocontroller 50 seine eigene drahtlose IP-Schnittstelle, seine eigenen IP-Protokollschichten und seinen eigenen Befehlsdekodierer besitzen, um direkt mit den anderen Kommunikationsschnittstellen am Arbeitsort zu kommunizieren. Auf diese Weise können Befehle, die lediglich für die Stellglied-Servos bestimmt sind, über den dafür bestimmten Verzeichnispfad der URL-Nachrichten direkt auf dieser hierarchischen Unterebene behandelt werden, ohne andere Kommunikations- und IP-Ressourcen der Planierraupe beanspruchen zu müssen. Durch die universelle Verwendung des gleichen Nachrichtenverkehrsprotokolls, das in diesem Falle auf einem gemeinsamen Hostnamen im IP-Protokoll beruht, besteht ohne Rücksicht auf die Ebene der Kommunikationsschnittstellen und ohne Rücksicht auf ihre relative hierarchische Ebene eine völlige Freiheit für Überkreuz-Kommunikation zwischen zwei oder mehr als zwei Kommunikationsschnittstellen.
4 veranschaulicht ein Beispiel für die Zuordnung von URL und Verzeichnispfaden an die Kommunikationsschnittstellen von 1.
Dem gesamten Arbeitsort 20 wird im URL ein spezieller Hostname zugewiesen, im Beispiel „site4A723.ch". Der Hostname wird zur Hinterlegung bei einem Administrator für Domänennamen in Übereinstimmung mit deren Verfügbarkeit willkürlich durch den Hauptmanager des Arbeitsortes definiert, indem dieser sein eigenes Bezugssystem verwendet, um ihn von anderen Arbeitsorten zu unterscheiden.

Kommunikationsschnittstellen sind dann über ein Verzeichnis und eventuell ein oder mehr als ein Unterverzeichnis im Verzeichnispfadabschnitt des URL, der dem Hostnamen des Standorts folgt, individuell zugänglich. Das Verzeichnis (der nach dem ersten „/" im URL erscheinende Name) entspricht der höchsten hierarchischen Ebene unter dem zentralen Management des Standorts. Das erste Unterverzeichnis eines spezifischen Verzeichnisses bezeichnet eine erste Unterklassen-Ebene, ein Unter-Unterverzeichnis bezeichnet eine Unter-Unterklasse usw. So wird die hierarchische Organisation der Kommunikationsschnittstellen durch eine entsprechende Hierarchie des Verzeichnisses und der Ebenen von Unterverzeichnissen widergespiegelt, die im URL-Verzeichnispfad identifiziert werden. Ungeachtet ihrer Ebene kann jede kommunizierende Vorrichtung das IP-Protokoll auf diese Art und Weise verwenden, um direkt mit jeder beliebigen anderen kommunizierenden Vorrichtung zu kommunizieren, indem sie den URL und den Verzeichnispfad dieser Vorrichtung eingibt. Im veranschaulichten Beispiel ist jeder Klasse von am Arbeitsort funktionierenden Vorrichtungen ein entsprechendes Verzeichnis zugeordnet worden, das durch eine Gruppe oder Folge von Zeichen wie folgt identifiziert wird:

– Büro 2 ausserhalb des Standorts:	Verzeichnis = FSO
– periphere Abteilungen 3:	Verzeichnis = PRD
– Standortbüro 4:	Verzeichnis = OSO
– Vermessungsgerät 6:	Verzeichnis = SEQ
– Positioniervorrichtungen 8 für mobile Einheiten:	Verzeichnis = MPD
– Stellglieder 10 für mobile Einheiten:	Verzeichnis = MPA
– Bordsensoren 12:	Verzeichnis = OBS
– bodengebundene Sensoren 14:	Verzeichnis = GBS
– personalgebundene Endgeräte 16:	Verzeichnis = HOT
– Standort-Nebenbüro 18:	Verzeichnis = SSO

Eine beliebige Anzahl weiterer Verzeichnisse kann wie erforderlich zur Verfügung gestellt werden, indem die Ausführungsform zum Beispiel ein Verzeichnis für umherziehende Geräte besitzt, die durch die Zeichenfolge RA („roving apparatus") identifiziert werden (Verzeichnis = RA).
Die Unterverzeichnisse werden einer gegebenen Klasse gemäss einer hierarchischen oder Baumstruktur zugeteilt.
5 veranschaulicht zum Beispiel den Fall, wo die Kommunikationsschnittstelle das bewegliche Gerät von 3 ist. Die URL-Adresse wird daher in ihrem Verzeichnispfad den Klassenzusatz „RA" haben, der allen umherziehenden/mobilen Geräten am Standort gemein ist und einer Klasse entspricht. Der URL für diese Klasse RA ist daher: http://www.site4A723.ch/RA, was den unter Bezugnahme auf 4 gegebenen Beispielen analog ist.
Die Hierarchie liefert eine erste Unterklasse in Übereinstimmung mit dem Typ der mobilen Geräte, wobei jeder Typ durch eine Gruppe von Zeichen identifiziert wird, zum Beispiel „TT" für Kipper (tipper truck), „BD" für Planierraupe (bulldozer), „MS" für Löffelbagger (mechanical shovel) usw.
Entsprechend haben dann alle Planierraupen in ihrem URL einen Verzeichnispfad, der „RA/BD..." enthält. Jedem mobilen Gerät eines bestimmten Typs wird eine eindeutige Identifikationszahl N (N = 1, 2, 3, ...) zugeteilt, die unmittelbar auf ihre Typenidentifikation folgt. Wenn der betreffenden Planierraupe die Identifikationszahl „3" zugeteilt worden ist, kann sie im URL-Adressierschema eindeutig mit der Formel „RA/BD3/..." im Verzeichnispfad adressiert werden.
Eine zweite Unterklassenebene, die eine hierarchische Ebene unterhalb der vorangehenden Unterklasse liegt, dient dazu, die verschiedenen Gruppen zu identifizieren, die sich unter dem zentralen Befehl der Vorrichtung befinden, die zu dieser vorangehenden Unterklasse gehört. Diese Gruppen stellen daher jeweils die höchste hierarchische Ebene unter dem Befehl des Prozessors CPU 46 dar, wenn auf das Beispiel von 3 Bezug genommen wird. Für eine Planierraupe, z. B. BD3, würden die Gruppen z. B. jeweils die betreffenden Hauptfunktionen der Planierraupe zentral zusammenfassen: die Steuerung der Stellglieder, die Steuerung des Hauptantriebsmotors für die Fortbewegung usw. Jede Unterklasse der zweiten Ebene wird in gleicher Weise durch eine Gruppe von Zeichen identifiziert, und durch Einfügen der ihr entsprechenden Gruppe von Zeichen unmittelbar hinter der Zeichengruppe der nächsthöheren hierarchischen Ebene bei der Formulierung des URL-Verzeichnispfades kann auf sie zugegriffen werden.
Dem gleichen Schema folgend kann eine beliebige Anzahl von Unterklassen-Ebenen hinzugefügt werden, jede immer eine Ebene weiter unten in der Hierarchie und ausgedrückt durch eine entsprechend niedrigere Ebene im URL-Verzeichnispfad.
Im Beispiel von 5 wird ein Fall gezeigt, in dem drei Unterklassen-Ebenen verwendet werden. Konkret stellt die Planierraupe mit ihrer eindeutigen Identifikation die erste Unterklasse mobiler Geräte dar (RA/BD3...), für die der URL im Beispiel durch http://www.site4A723.ch/RA/BD3 gegeben ist. Zwei Unterklassen werden gezeigt, nämlich für die Gruppe von Stellgliedern (identifiziert durch „ACT" [actuator]) und für den Antriebsmotor für die Fortbewegung (identifiziert durch „DM" [drive motor]). Auf diese Weise kann zum Beispiel eine Kom munikation mit dem Stellglieder-Hauptsteuerzentrum der Planierraupe 3 aufgebaut werden, indem sein URL http://www.site4A723.ch/RA/BD3/ACT angesprochen wird.
Der Mikrocontroller 46 kann so programmiert werden, dass er die Geräteeinheit, z. B. ein Stellglied, aus diesem Verzeichnispfad heraus identifiziert. Er kann somit auf diese Geräteeinheit (z. B. ein Stellglied) zugreifen und die entsprechenden Software/Firmware-Moduln aktivieren, die konkret diese Geräteeinheit (z. B. das Stellglied) verwalten. In anderen Worten verteilt der Mikrocontroller auf der Grundlage des letzten Unterverzeichnisses im Verzeichnispfad, das gerade nach dem kommt, das die Gruppe bezeichnet, die der Mikrocontroller steuert, von seiner Kommunikationsschnittstelle 42–48 weitergeleitete Befehle und Daten selektiv an verschiedene Geräteeinheiten, die von ihm gesteuert werden.
Die Befehlsgruppe für den Fortbewegungsmotor ist in eine Anzahl von Befehls-Unterstrukturen unterteilt, die je einem konkreten Satz von Aufgaben zugeordnet und als eine Kommunikationsschnittstelle direkt zugänglich sind. Zu diesem Zweck bilden diese Befehls-Unterstrukturen eine dritte Unterklassen-Ebene. Das Beispiel zeigt, wie eine Servo-Einheit für die Geschwindigkeitssteuerung des Antriebsmotors (durch „SCS" identifiziert) mit dem URL http://www.site4A723.ch/RA/DB3/DM/SCS als eine dritte Unterklassen-Ebene zugänglich gemacht wird.
Da sie in einen URL mit einem gemeinsamen Hostnamen für den Standort eingegliedert ist, kann jede Kommunikationsschnittstelle ungeachtet ihrer hierarchischen Ebene mit der Servo-Befehlseinheit für die Geschwindigkeitssteuerung der Planierraupe 3 einfach z. B. dadurch in Kommunikation treten, dass sie deren URL http:/www.site4A723.ch/RA/DB3/DM/SCS in ihrem Browser erzeugt.
Nachdem auf den Empfänger beim URL zugegriffen worden ist, ist ein Kommunikationskanal zwischen diesem Empfänger und dem Absender, der z. B. eine remote Verkehrssteuereinheit für den Arbeitsort ist, aufgebaut. Der Kommunikationskanal kann mit einer beliebigen bekannten Technik aufgebaut werden, indem je nach den Eigenschaften des/der verwendeten Netzwerke genormte Protokolle verwendet werden. Sicherheit kann durch bekannte Verschlüsselungstechniken, Firewalls, virtuelle private Netze (VPN) usw. geschaffen werden.
Die ausgetauschten Nachrichten (Befehle, Daten usw.) stellen die Nutzlast der ausgetauschten Datenpakete dar. Der innere Aufbau der ausgetauschten Nachrichten kann wie erforderlich an jedes Protokoll angepasst werden, zum Beispiel an die Ebene der Schnittstellenanbindung des Empfängers, und ist daher vom IP-Protokoll unabhängig.
Das Schema erlaubt es dadurch jeder Kommunikationsschnittstelle am Arbeitsort und ausserhalb des Arbeitsorts, unter Verwendung der hierarchischen Adressenstruktur durch den URL auf jede andere Einheit über deren eindeutige Internetadresse zuzugreifen.
Der Datenaustausch kann zweiseitig gerichtet sein, wobei der Absender dem Empfänger seine eigene Adresse mitteilt, indem er die normalen Regeln des IP-Protokolls befolgt, zum Beispiel durch aufeinanderfolgende Identifikation der IP-Adressen des Empfängers und Absenders für den Austausch von Datenpaketen oder einfach durch Verwendung eines E-Mail-Austauschs, bei dem jeder kommunizierenden Vorrichtung ihre eigene E-Mail-Adresse zugeteilt wird.
Die E-Mail-Adresse kann der Gattungsform: device@hostname/directorypath folgen. Sie kann somit die Verzeichnis- und Unterverzeichnisstruktur berücksichtigen, wie sie oben für den URL erklärt worden ist. Zum Beispiel kann für die Servo-Einheit SCS für die Geschwindigkeitssteuerung des Antriebsmotors die E-Mail-Adresse: device@site4A723.ch/RA/BD3/DM/SCS verwendet werden. Andere Möglichkeiten der Erzeugung einer E-Mail-Adresse, die die Entsprechung zwischen Hierarchie und Verzeichnispfad berücksichtigt, sind vorstellbar, z. B. durch Einfügen des Verzeichnispfades als Kennung und Ersatz der Symbole „/" durch „–". Auf das vorangehende Beispiel zurückkommend, wäre dann die E-Mail-Adresse der Servo-Einheit SCS für die Geschwindigkeitssteuerung: RA-BD3-DM-SCS@site4A723.ch.
Unter bestimmten Umständen ist es nützlich, eine kollektive Adresse für Geräteeinheiten zu verwenden, die nicht notwendigerweise die gleichen Zwischenerkettungen in ihren Verzeichnispfaden besitzen, d. h. im hierarchischen Baum in Richtung auf die Wurzel einen oder mehrere voneinander verschiedene Knoten haben können.
Im Beispiel von 5 könnte zum Beispiel ein Auftragnehmer, der mit der Wartung der Planierraupen betraut ist, wünschen, eine gemeinsame Nachricht an alle Servo-Antriebe von Geschwindigkeitssteuerungen der Motoren in umherziehenden Geräten, die am Standort arbeiten, zu senden, wobei die Nachricht z. B. eine Aufforderung zur Aktualisierung der aufgelaufenen Betriebszeit sein kann. In einer Verzeichnispfad-Struktur hätte der Zugriff auf die oben bezeichneten Geräteeinheiten die Form: RA/*/DM/SCS, wobei „*" eine Wildcard ist. Diese Wildcard ersetzt effektiv jeden vom RA (umherziehende Geräte) einschliesslich der Planierraupe BD3 abhängigen Unterverzeichnisknoten.
Der für den Standort tätige Netzwerk-Kommunikationsverwalter ist so programmiert, dass er alle möglichen URL rekonstruiert, indem er in jedem rekonstruierten URL eine der Bezeichnungen für sämtliche Knoten einfügt, die einer von einer Wildcard identifizierten Position entlang des Verzeichnispfades entsprechen. Aus dem Verzeichnispfad RA/*/DM/SCS rekonstruiert er daher u. a. die URL: http://www.site4A723.ch/RA/BD1/DM/SCS, http://www.site4A723.ch/RA/BD2/DM/SCS, http://www.site4A723.ch/RA/BD3/DM/SCS usw.
Für Personal oder maschinelle Betreiber, die beabsichtigen, auf alle Servo-Antriebe für die Geschwindigkeitssteuerung von Motoren in umherziehenden Geräten, die am Standort arbeiten, zuzugreifen, hat das IP-Protokoll allgemein keinen Platz für eine Wildcard „*" im URL-Format. Um dies zu berücksichtigen, kündigt der Netzwerkverwalter allen Beteiligten eine Übereinkunft an, wonach eine bestimmte, bezeichnete Zeichenfolge, z. B. „WLDCRD", die formal im URL-Format akzeptabel ist, einer Wildcard entspricht. Der Netzwerk-Kommunikationsverwalter für den Arbeitsort ist so programmiert, dass er diese Folge „WLDCRD" an jeder beliebigen Stelle im URL-Verzeichnispfad identifiziert und sie nicht als ein spezielles Verzeichnis, sondern als die logische Wildcard „*" interpretiert. Er handelt dann entsprechend, indem er konkrete URL rekonstruiert, die die Bezeichnungen sämtlicher Knoten abdecken, die der Position von „WLDCRD" in der Baumstruktur entsprechen, und diese URL als Adressen für die entsprechenden, unterschiedlichen Geräteeinheiten verschickt, wie oben erklärt. Die gleiche Lehre ist mit den notwendigen Änderungen auf andere Wildcardtypen wie z. B. „?" zur Kennzeichnung eines beliebigen Zeichens anwendbar.
6 zeigt, wie die IP-Plattform verwendet wird, um Informationen von dem ausserhalb des Standorts gelegenen Büro 2 zum Standortbüro 4 zu übertragen. Im Beispiel sind die Informationen ein zu erreichendes, dreidimensionales Terrainmodell des Arbeitsorts, das durch den Hauptrechner 60 nach ausgewählten Parametereingaben 62 aufgestellt worden ist. Das Modell wird in Gestalt einer Rechnerdatendatei 64 erzeugt, die so formatiert ist, dass sie von einem Rechner beim Standortbüro 4 gelesen werden kann. Sie wird intern zu einem oder mehreren verteilten Webservern 66 des ausserhalb des Standorts gelegenen Büros übertragen, das über eine Telefonleitung mit dem Internet 68 verbunden ist. Der Server schliesst die Modelldatei in eine Standardnachricht 70 im IP-Format ein, die an das Standortbüro adressiert wird, d. h. mit der URL: „http:/www.site4A723.ch/OSO", und verschickt sie über das Internet 68. Die Nachricht 70 wird dem Standortbüro 4 über ein mit dem Internet verbundenes drahtloses Internet 72 zugestellt.
Nach ihrem Empfang wird die Nachricht 70 automatisch durch den Standorts-Webserver 74 des Standortbüros 4 verarbeitet, wobei die Modelldatei 64 für den Arbeitsort herausgezogen und intern an den Standortrechner 76 geschickt wird. Vorteilhafterweise ist der Server 74 mit einer Firewallfunktion ausgestattet.
Der Rechner kann dadurch sein derzeitiges Modell aktualisieren, z. B. Änderungen gegenüber den ursprünglichen Plänen oder neue Zeitplanungsforderungen einbauen.
Das Modell dient als eine Basis, um den Arbeitsplan auf verschiedenen Ebenen zu erstellen. Die Hauptaufgabe des Standortbüros besteht darin, auszuführende Aufgaben zu identifizieren, um die durch das Modell ausgedrückten Geländeprofildaten in die Realität umzusetzen.
Der/jeder Server 66 arbeitet mit einer (nicht gezeigten) Datenbank zusammen, in der sämtliche Informationen für die Erzeugung der URL gespeichert sind. Die Datenbank verzeichnet die Beziehungen zwischen der IP-Standardadresse jeder Kommunikationsschnittstelle und der entsprechenden URL- Adressenform, so dass sie, wie oben erklärt, in Beantwortung eines empfangenen URL, der dieses Kommunizieren bezeichnet, auf jede Kommunikationsschnittstelle durch deren verzeichnete IP-Adresse zugreifen kann.
Die Datenbank speichert auch die Informationen, um eine Wildcard in eine entsprechende, erschöpfende Liste von namentlich genannten Knoten des Verzeichnispfades umzuwandeln, in dem diese Wildcard vorhanden ist, wie oben erläutert.
7 veranschaulicht die Aufgaben bei der Erzeugung speziell adressierter Befehle aus den von der Modelldatei 64 herausgezogenen Modelldaten 78. Die Daten werden analysiert, um allgemeine Eigenschaften der auszuführenden Arbeit zu bestimmen, zum Beispiel die Mengen von Erde, die je Netzelement bewegt werden müssen, Veränderungen im Niveau, Reihenfolge der Arbeiten usw.
Aus diesen Daten der oberen Ebene wird eine Prozedur 80 der Aufgabenidentifikation aktiviert, mit der speziellere Aufgaben identifiziert werden, zum Beispiel die Anzahl und Typen der in Tätigkeit zu versetzenden Geräte, die anzubringenden Werkzeuge usw. Diese Aufgaben führen ihrerseits zu Unteraufgaben, z. B. Befehlen an Stellglieder, Motoren für die Fortbewegung usw.
Die so identifizierten Aufgaben werden dann einer Aufgabenzuweisungsprozedur 82 unterworfen, in der sie individuell den speziellen physischen Geräten oder Gruppen von Geräten zugewiesen werden.
Die Zuweisung beinhaltet somit, die zugewiesenen Aufgaben in Befehle umzuwandeln, die bei ihrer Ausführung diese Aufgaben erzeugen. Dabei wird eine Befehlsstrukturierung 84 verwendet, in der die Befehle in ein Format gebracht werden, das für die Geräte, für die sie bestimmt sind, verständlich ist.
Als Nächstes werden die strukturierten Befehle durch eine Adressier- und Formatierprozedur 86 dem URL-Verzeichnispfad der Kommunikationsschnittstelle zugewiesen, für die sie bestimmt sind. So erzeugt diese Prozedur den URL des Empfängers mit dem Verzeichnispfad, der in Übereinstimmung mit der hierarchischen Struktur erstellt wurde, wie im Beispiel von 5 erklärt.
Die Befehle an die Empfänger-URL werden als Nutzlast in eine Nachricht im IP-Format eingefügt und unter Verwendung des Webservers vermittels einer IP-Übermittlungsprozedur 88 zum drahtlosen Internet 72 geschickt.
Es wird bemerkt werden, dass das Standortbüro eine vollkommene Flexibilität besitzt, Befehle auf verschiedenen Ebenen direkt an die entsprechende hierarchische Ebene der Kommunikationsschnittstellen zu richten, und dadurch die Arbeitszuweisung im Wesentlichen auf der alleinigen Basis von Effizienzkriterien festlegen kann. In anderen Worten ist seine Kommunikation nicht an eine konkrete hierarchische Ebene gebunden.
Das drahtlose LAN, das zur Beförderung der IP-Nachrichten am Arbeitsort verwendet wird, verwendet den Hauptsendemast 32, der für optimale Kommunikationsbedingungen zwischen dem Standortbüro einerseits und dem Büro ausserhalb des Standorts sowie den nahe gelegenen Kommunikationsschnittstellen am Arbeitsort andererseits allgemein in der Nähe des Standortbüros 18 (2) steht. Ein Arbeitsort kann sich aber z. B. im Falle des Strassenbaus über ein grosses Gebiet oder eine grosse Entfernung hinweg erstrecken. Ausserdem kann der Standort Tunnel, Metallstrukturen usw. umfassen, die Funkübertragungen abschwächen können.
Um optimale Kommunikationsbedingungen selbst unter diesen Bedingungen zu gewährleisten, sieht die bevorzugte Ausführungsform vor, dass zumindest einige der Kommunikationsschnittstellen zusätzlich als Nachrichten-Relaisstationen dienen. Diese Relaisstationen werden wirksam als Knoten oder Hubs im drahtlosen Kommunikationsnetz organisiert, deren jeder Datenpakete empfängt und sie entweder zum Endbestimmungsort oder zu einer weiteren Relaisstation auf dem Übertragungspfad weiterschickt.
8 veranschaulicht schematisch das Konzept der Verwendung von Kommunikationsschnittstellen als Relaisstationen. Im Beispiel setzen sich letztere zusammen aus:

– ortsfesten Kommunikationsschnittstellen, als FCE bezeichnet, zum Beispiel Sensor-Bodenstationen, TPS-Einheiten 30, Signalmasten 26, Zementsilos, ortsfeste Kräne usw.; und
– mobile Kommunikationsschnittstellen, als MCE bezeichnet, zum Beispiel mobile Maschinen für Erdarbeiten (Planierraupen 24, Kipper, Löffelbagger, mobile Endgeräte usw.).

Typischerweise hätte das Standortbüro, unterstützt vom Funkhauptmast 32, eine grosse Kommunikationsreichweite, die ausser den am weitesten entfernten oder am kräftigsten abgeschirmten Kommunikationsschnittstellen alle Kommunikationsschnittstellen erfasst.
Andererseits brauchen die Kommunikationsschnittstellen selbst kraft ihrer zusätzlichen Relaisfunktionen keine grosse Reichweite, so dass sich Stromverbrauch und Kosten reduzieren.
Die Funktion des Netzwerkes für die Nachrichtenweiterleitung wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht. Eine Planierraupe 90 (MCE) muss nachgetankt werden, wie durch ihre Bordsensoren erkannt. Ihr Bordrechner erstellt automatisch eine Nachricht 92 im genormten IP-Format, mit der eine Tankfüllung angefordert wird.
Die Anforderungsnachricht 92 umfasst drei Hauptfelder:

– den Empfänger, nämlich einen Tanklastwagen 94. Entsprechend enthält das URL-Format „../RA/TA", wobei „TA" die den Tanklastwagen zugewiesene Unterklasse der mobilen Geräte RA definiert;
– den Nachrichteninhalt, der in eine vorbestimmte Form gefasst ist, die für den Bordrechner des Tanklastwagens verständlich ist und die Erfordernisse anzeigt, z. B. „1001 DIESEL" für 100 Liter Dieselsprit; und
– die derzeitige Position der Planierraupe im Netz der GPS-Koordinaten, die durch einen GPS-Bordempfänger erfasst worden sind.

Die Nachricht soll durch die IP-Serverschicht an Bord der Planierraupe erstellt und durch das drahtlose Funknetz verschickt werden.
Wenn sich der Tanklastwagen 94 ausserhalb der Reichweite einer direkten Funkverbindung befindet, erreicht die Nachricht dennoch ihren Empfänger, indem sie durch eine oder mehr als eine dazwischen liegende Standorts-Kommunikationsschnittstelle weitergeleitet wird. Im Beispiel wird die Nachricht zuerst von einer ersten, dazwischen liegenden Kommunikationsschnittstelle 96 vom ortsfesten Typ erkannt und abgefangen. Von dort aus wird sie zu einer zweiten Kommunikationsschnittstelle 98 geschickt, die vom mobilen Typ ist, und von dieser zum Treibstofftanker 94.
Bei Empfang der Nachricht 92 zieht der Bordrechner des Tankers den Nachrichteninhalt heraus und liest die GPS-Koordinaten, um die Position des Absenders zu bestimmen. Mit diesen Informationen wird er in der Lage sein, automatisch einen Fahrweg zu bestimmen, der zur Planierraupe führt, und dadurch das Auftanken ausführen.
Es wird gewürdigt werden, dass die Nachtankaufgabe im obigen Beispiel ausschliesslich auf einer Unterebene in der hierarchischen Struktur abgewickelt wird, d. h. zwischen Kommunikationsschnittstellen, die aus zwei mobilen Geräten bestehen (der Planierraupe und dem Tanklastwagen), ohne auf Verwaltungsressourcen auf der nächsthöheren hierarchischen Ebene zurückzugreifen, nämlich das Standortbüro. Allerdings kann das Standortbüro zum Zweck der Überwachung und Zeitplanung informiert werden.
Allgemeiner werden alle Aufgaben, die eine oder mehr als eine Unterebene tiefer in der Hierarchie angesiedelt sind (vgl. 5), direkt auf dieser Ebene abgewickelt, ohne dass die Ressourcen einer Unterklasse höheren Grades beansprucht werden.
Dies kann durch das folgende zusätzliche Beispiel veranschaulicht werden. Die Bewegungsgeschwindigkeit eines Lastwagens muss den Bodenverhältnissen und Klimabedingungen angepasst werden. Letztere werden lokal durch bodengebundene Sensoren 28 bestimmt, die in der Hierarchie gattungsgemäss zu einer ersten Ebene von Kommunikationsschnittstellen gehören. Bodengebundene Sensoren für das Klima gehören zu einer zweiten Ebene (gattungsgemäss Temperatursensoren, Windgeschwindigkeitssensoren, Regensensoren usw. umfassend), während der spezielle Fall von Sensoren, die in der Lage sind, potenzielle Vereisungsbedingungen zu erkennen, in der Hierarchie zu einer dritten Ebene gehören. Ein URL eines Vereisungssensors mit der Identifikationszahl 28 kann zum Beispiel http://www.site4A723.ch/SEN/CLIM/ICE28 lauten, wobei „SEN", „CLIM" und „ICE" verwendet werden, um die allgemeine Unterklasse von bodengebundenen Sensoren, die Unterklasse von Klimasensoren und die Unterklasse von Vereisungsbedingungen zu identifizieren. Der Vereisungssensor kann so programmiert werden, dass er Warnungsnachrichten ausgibt, wenn die Temperaturen unter eine definierte Grenze von z. B. 4°C fallen oder kritische Kombinationen von tiefen Temperaturen und Windgeschwindigkeiten auftreten. Die Nachrichten werden konkret nur an betroffene Kommunikationsschnittstellen gerichtet, darunter die Servo-Steuereinheiten der Fortbewegungsmotoren aller mobilen Geräte innerhalb eines bestimmten Bereichs, wie durch deren GPS-Koordinaten bestimmt.
Wenn der Fortbewegungsmotor gegenüber den anderen Teilen des mobilen Geräts dezentral behandelt wird, so dass er seine eigene Kommunikationsschnittstelle mit einem URL darstellt, dann kann auf diese Weise die zentrale Steuerung (die nächsthöhere Unterklassen-Ebene) dieses mobilen Geräts die nicht relevante Nachricht ignorieren und ist somit von Datenverarbeitungsaufgaben befreit. Die Adressenstruktur zeigt nämlich an, dass die Nachricht speziell an die Unterklassen-Ebene gerichtet ist, die den Fortbewegungsmotoren gehört. Die Webserverschicht dieser Unterklasse, die einen Teil ihrer Kommunikationsschnittstelle bildet, zieht den Inhalt der Nachricht heraus und handelt entsprechend, indem sie z. B. den Fahrer durch die MMI warnt oder sogar die Fahrgeschwindigkeit direkt verringert. Um dies zu tun, leitet die Kommunikationsschnittstelle der Antriebseinheit die Nachricht an den Geschwindigkeitssteuerservo weiter, der sich hierarchisch eine Ebene weiter unten befindet, da er in diesem Beispiel nicht seinen eigenen Webserver besitzt. Wenn allerdings der Geschwindigkeitssteuerservo einen Webserver besitzt, wäre er kraft des hierarchischen Adressenformats in der Lage festzustellen, dass er der beabsichtigte Empfänger dieser Nachricht ist, und ihren Inhalt autonom zu lesen. In diesem Falle müsste der Webserver für den Fortbewegungsmotor weder für den Empfang noch für die Verarbeitung der Nachricht herangezogen werden. In anderen Worten würde der Informationsaustausch vollständig auf der Ebene der Unterklasse erfolgen und – falls dies gewünscht wird – die Elemente einer höheren Ebene lokal informieren.
Um allgemeine Informationen zu erhalten, kann jede Kommunikationsschnittstelle so programmiert werden, dass sie auf den URL zugreift, der ihrem an verschiedenen Endpunkten entlang des Pfades abgebrochenen Verzeichnispfad entspricht, und bei jedem Abbruch die Nachrichten sucht, die die entsprechenden allgemeinen Informationen liefern. Zum Beispiel kann die Vorrichtung am URL http://www.site4A723.ch/RA/DB3/DM/SCS allgemeine Nachrichten aufeinander folgend an den folgenden URL aufsuchen: http://www.site4A723.ch/RA/DB3/DM, http://www.site4A723.ch/RA/DB3, http://www.site4A723.ch/RA und http://www.site4A723.ch.
Allgemein kann jede Unterklassen-Ebene jede andere Ebene einschliesslich der obersten Ebene des Büros ausserhalb des Arbeitsortes aufrufen und Zugriff von diesen erfahren.
Die Ausführungsform berücksichtigt verschiedene Sicherheitsmassnahmen in der Kommunikation zwischen den Einheiten wie z. B. die bekannte Vorkehrung von Firewalls. Auf einer allgemeinen Ebene stellt sie eine gesicherte Zugriffsschicht zur Verfügung, die den Zugriff auf die Kommunikationen auf Einheiten beschränkt, die als zum Arbeitsort gehörig erkannt werden oder die Berechtigung besitzen, Daten mit Einheiten des Arbeitsorts innerhalb und ausserhalb des Standorts auszutauschen, und ermöglicht es zu entscheiden, wer in der Lage ist, das Kommunikationssystem zu verwenden. Die gesicherte Zugriffsschicht kann mit bekannten Techniken implementiert werden, beispielsweise mit der Schaffung eines virtuellen privaten Netzes (VPN), das das Netzwerk darstellt, über das alle Einheiten kommunizieren; mit Datenverschlüsselung; durch Zuweisung von Passwörtern usw.
Durch solche Massnahmen werden zufällige Störungen durch andere Kommunikationen von aussen vermieden, die sich im Kommunikationsbereich des Standorts befinden könnten. Sie verhindern auch böswillige Manipulationen.
Eine bekannte alternative Massnahme wäre die Abriegelung gegen das Internet und Schaffung eines sicheren Intranets mit kontrolliertem Zugang.
Auf einer anderen Ebene können auch Sicherheitsmassnahmen implementiert werden, um Kommunikationen auf diejenigen Einheiten zu beschränken, die miteinander verträglich sind oder von denen erwartet wird, dass sie miteinander kommunizieren. Durch diese Massnahmen kann zum Beispiel verhindert werden, dass ein bodengebundener Sensor Datennachrichten aussendet, die die Adresse einer mobilen Einheit tragen, die nicht dafür bestimmt ist, solche Daten zu verarbeiten. Zu diesem Zweck kann einer Kommunikationsschnittstelle mit beschränkter Kommunikationsfähigkeit eine entsprechend beschränkte Liste von Empfängern zugewiesen werden, die sie aufrufen darf, wobei diese Liste unverträgliche Empfänger auslässt. Die hierarchische Adressenstruktur kann in dieser Sicherheitsmassnahme vorteilhaft verwendet werden, indem die Liste nach Klassen/Unterklassen von Kommunikationsschnittstellen definiert wird, die autorisierte Empfänger darstellen.
Während die Kommunikationsschnittstellen bezüglich der Zusammenstellung und des Versands von Nachrichten an andere Kommunikationsschnittstellen autonom sind und nicht über ein zentralisiertes Nachrichtenverkehrszentrum gehen müssen, sieht die Ausführungsform bevorzugt eine allgemeine Überwachung des Nachrichtenverkehrs vor. Die Überwachung erfolgt typischerweise am Standort-Hauptbüro und erfüllt eine Anzahl von Funktionen, darunter:

– die Identifikation von Überlastungen und Ausfällen im Kommunikationsnetz,
– die Festlegung einer optimalen Netzwerkkonfiguration für die Verkehrsdichte und die Nachrichtentypen, die zu einer gegebenen Zeit verschickt werden,
– die Analyse von Entwicklungsrichtungen und Mustern bei den Kommunikationen, z. B. der Aktivität von Kommunikationsschnittstellen in Abhängigkeit von ihrer Klasse, ihrer hierarchischen Ebene usw. für Auswertungen, Prüf- und Diagnosezwecke.

Die Ergebnisse der Überwachung können mit Grafikschnittstellen auf Bildschirmen dargeboten werden, wodurch das Personal in die Lage versetzt wird, das dynamische Netzwerk und die Datenaustauschvorgänge symbolhaft in Echtzeit zu betrachten.
Ausserdem können die URL oder gleichwertige durch ein zentrales System verwaltet werden. Dieses System hat die Funktion, den betreffenden Kommunikationsschnittstellen die verschiedenen Adressen zuzuweisen, die oben erwähnten eingeschränkten Listen zu erzeugen, Adressen zu aktualisieren, neue Kategorien oder Unterklassen in Übereinstimmung mit Entwicklungen bei den am Arbeitsort verwendeten Geräten zu erzeugen usw.
Die Hierarchie der Klassen wird in einer Datenbank am Standort oder ausserhalb des Standorts definiert und verwaltet. Die URL-Verzeichnispfade werden elektronisch in der Datenbank gespeichert, wo sie auch elektronisch mit ihren entsprechenden Klassen und hierarchischen Ebenen sowie mit der entsprechenden IP-Adresse der entsprechenden Kommunikationsschnittstelle indiziert werden. Die Datenbank arbeitet mit allen für den Arbeitsort tätigen Servern zusammen. Wenn eine neue Kommunikationsschnittstelle am Arbeitsort hinzukommt oder eine vorhandene Geräteeinheit einer anderen Kommunikationsschnittstelle zugeordnet wird, bestimmt der Datenbankmanager ihre neue Stellung in der Klassifikationshierarchie, erzeugt elektronisch den entsprechenden Verzeichnispfad, erzeugt den URL der Einheit, wobei dieser Verzeichnispfad wie oben erklärt an den Hostnamen angefügt wird, und zeigt z. B. durch Flooding-Techniken diesen URL allen anderen Kommunikationsschnittstellen im Netzwerk an.
Vom Standpunkt der Organisation des Hauptsystems her gesehen sind die URL-Verzeichnispfade und die entsprechende Hierarchie von Klassen und Unterklassen auf der Ebene des Büros ausserhalb oder innerhalb des Standorts organisiert und strukturiert. Eine solche Organisation entspricht nicht notwendigerweise dem Standpunkt anderer Organisations- oder Verwaltungsagenten, die sich an diese Einheiten wenden müssen. Zum Beispiel wäre es für einen Auftragnehmer von ausserhalb zu bevorzugen, die Verzeichnisstruktur nach seinen eigenen, am Standort funktionierenden Geräten aufzustellen, eine Wartungsfirma könnte die Hierarchie in Übereinstimmung mit dem zu liefernden Ersatzteiltyp, der Häufigkeit von Einsätzen usw. aufstellen usw. Die logische Definition und die Baumstruktur der Klassen und Unterklassen wären dann andere als die vom Netzwerk-Kommunikationsverwalter des Büros ausserhalb und innerhalb des Standorts verwendeten.
Um diesen Umständen Rechnung zu tragen, ist die Datenbank für den Netzwerk-Kommunikationsverwalter dafür ausgelegt, eine Anzahl unterschiedlicher logischer Definitionen und Baumstrukturen für die verwalteten Einheiten am Arbeitsort zu speichern und damit zu arbeiten. Jede logische Definition und Baumstruktur wird auf eine Entsprechungstabelle abgebildet, die bezüglich der logischen Definition und Baumstruktur, die für die Aufstellung der URL-Verzeichnispfade verwendet werden, indiziert ist, so dass jede gegebene Einheit, die unter Verwendung einer gegebenen logischen Definition und Baumstruktur aufgerufen wird, automatisch neu durch den Verzeichnispfad ausgedrückt wird, der für den URL durch den Netzwerk-Kommunikationsverwalter verwendet wird. Wechselweise kann sie auch durch die IP-Adresse der entsprechenden Kommunikationsschnittstelle neu ausgedrückt werden.
9 veranschaulicht dieses Prinzip mit einem einfachen Bespiel einer Firma, die auf Geschwindigkeits-Servosteuermechanismen für unterschiedliche Gerätearten spezialisiert ist, die am Standort arbeiten. Diese Firma würde natürlich Geschwindigkeits-Servomechanismen in ihr Hauptverzeichnis setzen. Unterverzeichnisse könnten Geschwindigkeits-Servosteuermechanismen enthalten, die auf der Grundlage der Produktelinien der Firma selbst aufgeführt sind, die nicht notwendigerweise alle eine Anwendung am Arbeitsort betreffen, indem sie zum Beispiel Geschwindigkeits-Steuerservomechanismen erfassen, die für Bohrgeräte, Strassenfahrzeuge, Schiffe und an Arbeitsorten umherziehende Geräte bestimmt sind. Die Firma verwendet ihre eigenen logischen Definitionen und ihr eigenes Benennungschema für diese Einheiten und Anwendungen, darunter „SpServ" als die allgemeine Abkürzung für Geschwindigkeits-Steuerservos und „RovApp" für umherziehende Geräte. Dementsprechend könnten die Daten und Aufzeichnungen in der firmeneigenen Datenbank für Geschwindigkeits-Steuerservos für umherziehende Geräte den folgenden Baumverzeichnispfad haben: SpServ/RovApp. Wenn diese Firma mit allen Geschwindigkeits-Steuerservos von umherziehenden Geräten kommunizieren muss, die von ihr an dem speziellen Arbeitsort mit dem Hostnamen „site4A723.ch" betrieben werden, kann sie ihren eigenen Verzeichnispfad an diesen Hostnamen anfügen, um den folgenden URL zu erzeugen: http://www.site4A723.ch/SpServ/RovApp".
Die Datenbank soll auf der Basis des Hostnamens auf diesen URL ansprechen. Sie zieht dann den Verzeichnispfad „/SpServ/RovApp" aus diesem URL heraus und wandelt ihn unter Verwendung einer gespeicherten elektronischen Entsprechungstabelle automatisch in den Verzeichnispfad „/RA/*/*/SCS" um, wobei „SCS" mit den Geschwindigkeits-Steuerservos in der Verzeichnisstruktur identifiziert wird, die dem Netzwerkverwalter eigen ist. Diese Tabelle kann in einem elektronischen Speicher vorhanden sein und wird zunächst auf der Grundlage von Informationen aufgestellt, die von der betreffenden Firma geliefert werden.
Der umgewandelte Verzeichnispfad, der in der Form angepasst ist, in der er elektronisch von den Geräten des Büros am Standort oder ausserhalb des Standorts genutzt werden kann, wird dann als der URL-Verzeichnispfad verwendet, um den verlangten URL zu bilden: http://www.site4A723.ch/RA/WLDCRD/WLDCRD/SCS, wo „WLDCRD" als dem Symbol „*" entsprechend eingeführt wurde, wie oben erwähnt. Vor ihrer Benutzung in Adressen der verschiedenen URL für den Zugriff auf die betreffenden Geräteeinheiten ersetzt der Netzwerk-Kommunikationsvrwalter die Folge „WLDCRD" mit der erschöpfenden Liste von Gliedern der entsprechenden Unterklasse, in der die Folge auftritt, wobei jedes Glied zu einem speziellen URL führt, der ins Netz geschickt wird.
Wenn die Datenbank die Quelle identifizieren muss, die den umzuwandelnden Verzeichnispfad geschickt hat, also wenn z. B. die im Verzeichnispfad auftretenden Namen (wie „SpServ" oder „RovApp") allein den Ursprung dessen, der Zugriff fordert (wie z. B. die vorerwähnte Firma), nicht offenbaren, dann kann die Identifikation dessen, der Zugriff fordert, direkt an einem vorgeschriebenen Abschnitt des URL eingefügt werden.
Es wird ersichtlich sein, dass das oben beschriebene hierarchische Adressenformat vorteilhaft sogenannte „fraktale Netzwerke" oder dergleichen berücksichtigt, in denen die hierarchische Ordnung eine oder mehr als eine Unterebene umfasst, die ihrerseits eine Wurzel für ein weiteres abhängiges Netzwerk darstellt.
Ein Tagebau kann beispielsweise als Ganzes das Primär- oder Quellennetzwerk darstellen, das wie oben erklärt mit einem kollektiven Domänennamen identifiziert wird. Dieses Primärnetzwerk kann in eine Anzahl von Sekundärnetzwerken zerlegt werden, von denen jedes einen Wurzelknoten besitzt, der hierarchisch eine Ebene unterhalb des Wurzelknotens des Primärnetzwerks liegt. Die Sekundärnetzwerke können z. B. einer im Gebiet des Bergwerks arbeitenden Fabrik, einem Tunnel, der gegraben wird, einem Cluster von Maschinen, die an einer gegebenen geographischen Stelle des Standorts arbeiten, einem Schleppschaufelbagger usw. entsprechen. Jedes Sekundärnetzwerk kann seinerseits einen Knoten besitzen, der die Wurzel eines Tertiärnetzwerkes darstellt, usw. Durch das hier erklärte, auf einer Verzeichnispfad-Adressenstruktur beruhende Vorgehen wird es eine einfache Sache, auf beliebigen hierarchischen Ebenen aller fraktalen Netzwerke mit einer beliebigen, gewählten Kommunikationsschnittstelle zu kommunizieren, die mit einer gegebenen Geräteeinheit verbunden ist.
Vorteilhafterweise werden die Relaisstationen 96 und 98 (8) wie in einem Mobiltelefonnetz verwaltet, wo nur entlang des direktesten Pfades zwischen den endständigen Kommunikationsschnittstellen 90 und 94 (8) liegende Kommunikationsschnittstellen aktiviert werden. Dies kann auf vielerlei Wegen erreicht werden, von denen einer unter Bezugnahme auf 10 und 11 angedeutet wird.
Im Beispiel werden die Kommunikations-Verwaltungsaufgaben beim Aufbau des Netzwerkes insgesamt dem Manager 100 eines dynamischen Netzes beim Standortsbüro zugewiesen.
Diejenigen von den mobilen Kommunikationsschnittstellen, die eine Relaisstation darstellen, werden mit einem GPS-Empfänger oder einer gleichwertigen Ortungsvorrichtung ausgerüstet, die in der Lage sind, Bezugs-Koordinatenaten zu liefern. Alle Relaisstationen, gleichviel ob in der Gestalt von mobilen oder ortsfesten Kommunikationsschnittstellen, besitzen eine Verwaltungsschicht für lokale Netzressourcen. Diese Schicht enthält aktualisierbare Tabellen der Positionskoordinaten jeder Relaisstation am Standort, gleichviel ob mobil oder ortsfest.
In einer Anfangsphase verzeichnet der Manager 100 des dynamischen Netzes die GPS-Koordinaten aller ortsfesten Kommunikationsschnittstellen, die zum Beispiel durch manuelle Eingabe in einer vorbereitenden Phase gewonnen wurden. Diese Daten werden in die Positionskoordinatentabellen jeder Relaisstation geladen.
Um die derzeitigen Positionskoordinaten der Relaisstationen in der Gestalt von mobilen Kommunikationsschnittstellen zu bestimmen, führt der Manager 100 des dynamischen Netzes in kurzen Abständen eine Abfrageroutine aus, deren hauptsächliche Schritte im Ablaufdiagramm von 10 gezeigt werden.
Die Routine begint mit einer Befehlsnachricht, die vom Funkhauptmast 32 ausgesendet wird und alle mobilen Kommunikationsschnittstellen, die als eine Relaisstation fungieren, auffordert, ihre augenblicklichen GPS-Positionskoordinaten zu schicken (Schritt S2). Jede Kommunikationsschnittstelle, die diese Nachricht empfängt, ist so programmiert, dass sie sie systematisch weitersendet (Schritt S4). Auf diese Weise wird sicher gestellt, dass die Nachricht alle möglichen Kommunikationsschnittstellen erreicht, die geeignet sind, das Kommunikationsnetzwerk zu bilden.
Nach Empfang des Befehls schickt jede mobile Kommunikationsschnittstelle eine Positionsnachricht, die ihre GPS-Koordinaten und ihre MCE-Identifiation enthält. Letztere kann ihre eindeutige Adresse sein.
Jede Kommunikationsschnittstelle, die eine solche Positionsnachricht empfängt, schickt sie systematisch weiter, so dass gewährleistet wird, dass die Positionsnachricht letztendlich den Manager 100 des dynamischen Netzwerkes erreicht.
Wenn der Manager des dynamischen Netzwerkes auf diese Weise alle derzeitigen Positionen der mobilen Kommunikationsschnittstellen erfasst hat, die als Relaisstationen dienen, lädt er die entsprechenden Koordinaten in die Positionstabelle (Schritt S8). Auf diese Weise ist diese Tabelle bezüglich der Koordinatendaten sowohl der ortfesten als auch der mobilen Kommunikationsschnittstellen, die als Relaisstationen dienen, vollständig und aktualisiert.
Der Manager des dynamischen Netzwerkes sendet dann die aktualisierte Positionstabelle über den Funkhauptmast 32 (Schritt S12) aus, und die Tabelle wird systematisch von allen Kommunikationsschnittstellen, die sie empfangen, weitergeleitet (Schritt S16). Gleichzeitig lädt jede Kommunikationsschnittstelle die aktualisierte Positionstabelle nach Empfang in ihre eigene lokale Verwaltungsschicht.
Auf diese Weise erfasst und speichert jede Kommunikationsschnittstelle die derzeitigen Positionskoordinaten aller anderen Kommunikationsschnittstellen, gleichviel ob ortsfest oder mobil. Die Tabelle wird daher zwei gegenüber gestellte Listen umfassen, die die IP-Adresse und/oder den URL jeder kommunizierenden Einheit sowie ihre entsprechenden GPS-Koordinatendaten enthalten.
Der Manager zählt dann ein Zeitintervall von einigen Sekunden ab (Schritt S18) und kehrt auf der Schleife zum ersten Schritt der Routine (Schritt S2) zurück, um die nächsten, aktualisierten derzeitigen Positionen der mobilen Kommunikationsschnittstellen zu erfassen.
11 zeigt einen einfachen Algorithmus, mit dem jede Relaisstation feststellen kann, ob sie eine von einer anderen Kommunikationsschnittstelle (ausserhalb der oben beschriebenen Routine, in der die Weiterleitung systematisch erfolgen muss) empfangene Nachricht weiterleiten sollte oder nicht.
Der Algorithmus wird von jeder Relaisstation nach Empfang einer Nachricht ausgeführt. Die Position der betreffenden Relaisstation wird als die „Ortsposition" bezeichnet. Die Relaisstation wartet zunächst auf eine empfangene Nachricht (S20). Nach Empfang einer Nachricht analysiert sie deren Format und Inhalt, um die Adresse des Absenders festzustellen (Schritt S22), von der sie dessen GPS-Koorinaten unter Verwendung ihrer aktualisierten Tabelle vermerkt (Schritt S24). Ferner bestimmt sie aus der Nachricht die Adresse des Empfängers (Schritt S26) und vermerkt dessen GPS-Koordinaten, indem sie die gleiche Tabelle verwendet (Schritt S28).
Mit einer Kenntnis der GPS-Koordinaten des Absenders und des Empfängers auf der einen Seite und ihrer eigenen lokalen GPS-Position auf der anderen Seite kann die Relaisstation jeden beliebigen, geeigneten Algorithmus anwenden, um festzustellen, ob sich ihre lokale Position auf dem allgemeinen Pfad zwischen dem Absender und dem Empfänger befindet oder nicht (Schritt S30). In einem sehr einfachen Fall besteht der Algorithmus darin festzustellen, ob der Abstand zwischen der lokalen Position und dem Empfänger kleiner als der Abstand zwischen dem Absender und dem Empfänger ist. Wenn ja, wird die Nachricht weitergeleitet (Schritt S32), da sie dann von einer dem Empfänger näher gelegenen Position übermittelt wird, also einem Pfad zum Empfänger folgend. Andernfalls wird die Nachricht nicht weitergeleitet (Schritt S34), da die lokale Position allgemein in der dem Pfad entgegengesetzten Richtung liegt. Daher kann erwartet werden, dass sich eine andere Relaisstation sowohl innerhalb des Bereichs der ursprünglichen Nachricht als auch auf dem allgemeinen Pfad zwischen dem Absender und dem Empfänger befindet, um an ihrer Stelle die Weiterleitung zu gewährleisten.
Die Adressen des Absenders und/oder des Empfängers (siehe Schritte S22 und S26) können als URL und/oder als IP-Adressen ausgedrückt werden.
Andere, kompliziertere Algorithmen können unter Verwendung bekannter Techniken auf der Grundlage der derzeitigen Positionen anderer Kommunikationsschnittstellen, einer Auswertung der Signalstärke usw. bestimmen, ob weitergeleitet werden sollte oder nicht.
Durch die Verwendung digitaler Terrainmodelle des Standorts und unter Berücksichtigung der Eigenschaften der verwendeten Frequenzen sind verfeinerte Algorithmen in der Lage, die Funkabdeckung dynamisch in Abhängigkeit von den verfügbaren ortsfesten und mobilen Kommunikationseinheiten zu bestimmen und dadurch Gebiete mit ungenügender Abdeckung aufzuzeigen. Wenn erforderlich, können diese Gebiete dann abgedeckt werden, indem ein Hilfsfahrzeug mit seiner Bord-MCE an eine geeignete Stelle geschickt wird, wobei das GPS-Navigationssystem des Fahrzeugs ausgenutzt und dadurch die Funkabdeckung geboten wird, die für die Arbeit mobiler Einheiten wie Planierraupen usw. erforderlich ist.
Der Vorteil einer selektiven Weiterleitung in der bevorzugten Ausführungsform liegt darin, dass nutzlose Weitersendungen von Nachrichten vermieden werden, wodurch der Verkehr im Netz und die Beanspruchung von Verwaltungsressourcen verringert werden.
Es wird aus dem vorstehend Gesagten verständlich sein, dass die Ausführungsformen eine wichtige Rolle bei der Verknüpfung der Realität mit Raummodellen für die Automatisierung von Arbeitsorten wie automatisierten Bergwerken und grossen Hoch- oder Tiefbauprojekten spielen können.
Sie verwendet und nutzt umsichtig die neuen Techniken in Echtzeitsystemen, eine dreidimensionalen Standortmodellierung, transparente Verwendung (nahtlose Kommunikation über hierarchische Ebenen hinweg), Integration mehrfacher Sensoren, neue Datenkommunikationssysteme sowie Informations- und Datenaustausch auf Webbasis über Client-Server-Verfahren und Verfahren einer direkten Verbindung.
Die beschriebene Ausführungsform beruht auf dem Vorgehen, wo jedes der beteiligten Geräte – oder zumindest ein wesentlicher Teil davon – Teil eines Netzwerkes bildet, das über drahtlose Kommunikationen verbunden ist und die Leistungsfähigkeit des Internets nutzt. Mit dieser Vorgehensweise können Daten von einem beliebigen Gerät ausserhalb oder innerhalb des Standorts für jede andere Vorrichtung innerhalb des Netzwerkes verfügbar gemacht werden.
Dadurch kann auf Auslegungsdaten, die in einem Bürosystem erstellt und gespeichert wurden, mit Techniken wie TPS, GPS oder MA-Vorrichtungen am Arbeitsort direkt zugegriffen werden. Umgekehrt kann auf innerhalb des Arbeitsortes beobachtete Daten direkt durch das Büro zugegriffen werden, gleichviel ob dies ein Gerät, Teil des Geräts (Kommunikationsschnittstelle), ein Standort–, Zweig– oder Hauptbüro ist.
Ferner kann auf die Daten an jeder Kommunikationsschnittstelle innerhalb des Arbeitsortes durch jede andere Kommunikationsschnittstelle innerhalb des Arbeitsortes oder sogar von einem anderen Arbeitsort oder Standort her zugegriffen werden. Durch Verwendung des Internets oder eines gleichwertigen Nachrichten-Kommunikationssystems wird jede Kommunikationsschnittstelle effektiv ein Webserver.
Die Anwendungen sind zahlreich. Die Lehren können zum Beispiel für einen Austausch von industriellen Daten im Bau- und Vermessungssektor verwendet werden. Die Daten können sich auf Arbeitsparameter von Vorrichtungen und Fahrzeugen wie Systemdiagnose und Fehleralarm, Motorenleistung, Reifendruck, Maschinenzustand usw. beziehen. Bei Überwachungsanwendungen können die Geräteeinheiten, die somit in die Lage versetzt werden, Daten auszutauschen, Dehnungsmesser, Beschleunigungsmesser, Druck- und Feuchtigkeitssensoren umfassen.
Die Fähigkeit, eine Vielfalt von Sensoren untereinander zu verbinden und diese Daten über einen vernetzten Standort hinweg verfügbar zu machen, liefert wesentliche Produktivitätsverbesserungen. Planung, Projektmanagement, Fahrzeug- und Vorrichtungsmanagement sind Beispiele für Anwendungen, in denen die vorliegenden Lehren verwendet werden können, um die Daten zwischen Einheiten der entsprechenden Geräte vorteilhaft auszutauschen.
Die vorliegenden Lehren können auch verwendet werden, um ferngesteuert die Firmware und Software der vernetzten Geräteeinheiten zu aktualisieren, z. B. Fehler zu beseitigen, neue Merkmale oder Verbesserungen einzubringen und somit für den Benutzer wesentliche Einsparungen bei der Logistik zu schaffen.
Die vorliegenden Lehren können auch für eine Ferndiagnose von Vorrichtungen verwendet werden, wobei die betreffenden Daten selektiv zwischen vernetzten Geräteeinheiten ausgetauscht werden, um es den Service-Ingenieuren zu ermöglichen, die Arbeit von Vorrichtungen auszuwerten, während sich diese weiter im Feldeinsatz befinden. Sie können auch in der Telemetrie und insbesondere der drahtlosen Telemetrie verwendet werden.
Die oben genannten Lehren lassen sich mit anderen Protokollen als dem IP-Protokoll und mit anderen Netzwerktechniken verwenden. Insbesondere kann der Standort gemäss einem Lokalnetz (LAN) organisiert und betrieben werden, in dem die Kommunikationsschnittstellen miteinander durch Fernzugriff kommunizieren.
In einer Ausführungsform liefert die Erfindung ein Verfahren/ein System für die Verwaltung von Operationen an einem Arbeitsort im Freien durch Datenaustauschvorgänge zwischen Geräteeinheiten, die auf dem Standort arbeiten, wobei die Operationen von einem Arbeitsplan ausgehend eingeleitet und Geräteeinheiten zugewiesen werden, die in zumindest einer Unterklassenebene relativ zur Ebene des Arbeitsplanes organisiert sind,
wobei die Datenaustauschvorgänge über ein Kommunikationsnetzwerk erfolgen, das an den Arbeitsorten betrieben wird, jede Geräteeinheit einer konkreten kommunizierenden Einheit zugewiesen wird, über die sie auf das Netzwerk zugreifen kann, und das Verfahren/das System weiter den Schritt/die Mittel umfasst, jeder kommunizierenden Einheit eine Adresse zur Verfügung zu stellen, die einem genormten Protokoll gehorcht und im Wesentlichen nahtlos direkte Austauschvorgänge zwischen kommunizierenden Absender- und Empfängereinheiten über das Netzwerk ermöglicht, und zwar unabhängig von ihren jeweiligen Unterklassen-Ebenen.

Claims

Verfahren zur Verwaltung von Informationsaustauschvorgängen an einem Arbeitsort (20) im Freien mit einem Büro am Arbeitsort (20), wobei der Arbeitsort (20) nach Belieben i) eine Hoch- oder Tiefbaustelle, ii) eine Landschaftsbaustelle, iii) eine Baustelle für Strassen- oder Bahnverbindungen oder iv) einen Bergbau, z. B. ein Tagebau umfasst, durch eine Vernetzung von Geräteeinheiten (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34), die Aufgaben in Verbindung mit dem Arbeitsort ausführen und Daten empfangen und/oder aussenden, wobei das Verfahren ein elektronisches Datennetz (32, 68, 72) mit Verwaltungsmitteln (74, 76, 66, 64) verwendet, die mit einer Mehrzahl von Kommunikationsschnittstellen (42–46) zusammenwirken, und eine gegebene Geräteeinheit eine Datenverbindung mit einer vorgegebenen Kommunikationsschnittstelle besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Geräteeinheiten mobile Einheiten und ortsfeste Einheiten umfassen, – einige der Geräteeinheiten die Aufgaben bemannt, andere Einheiten die Aufgaben unbemannt ausführen, – alle vernetzten Geräteeinheiten (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) gemäss einem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis am Arbeitsort in einer Mehrzahl hierarchischer Ebenen organisiert sind, – die Verwaltungsmittel (74, 76, 66, 64) • eine Beziehung zwischen jeder Geräteeinheit und einer Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der Geräteeinheit in dem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis am Arbeitsort widerspiegelt, in einer Datenbank speichern und • funktionieren, indem sie als Reaktion auf einen Aufruf, der mit einer Adressenstruktur adressiert ist, die die hierarchische Stellung der Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt, die Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der Geräteeinheit widerspiegelt, zu einer entsprechenden Geräteadresse umwandeln, um auf die ausgewählte Geräteeinheit im elektronischen Netz zuzugreifen, zum Beispiel zu einer Internetprotokoll-(IP-)Adresse, und indem sie diese Geräteadresse verwenden, um eine Kommunikationsverbindung mit einer ausgewählten Geräteeinheit über deren Kommunikationsschnittstelle aufzubauen.
Verfahren nach Anspruch 1, den Schritt umfassend, über das elektronische Datennetz (32, 68, 72) auf eine ausgewählte Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) zuzugreifen, die zu einer Gruppe von Geräteeinheiten in einer bestimmten Stellung in der hierarchischen Struktur gehört, indem eine Adresse verwendet wird, die die Adressenstruktur umfasst, die die hierarchische Stellung der Gruppe von Geräteeinheiten widerspiegelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, den Schritt umfassend, von einem Büro ausserhalb des Arbeitsortes (20) über das elektronische Datennetz (32, 68, 72) auf eine ausgewählte Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) zuzugreifen, indem eine Adresse verwendet wird, die die Adressenstruktur umfasst, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt, als ein Verzeichnispfad ausgedrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsort (20) durch einen Gattungsabschnitt der Adresse identifiziert wird, die die Adressenstruktur umfasst, die die hierarchische Stellung einer ausgewählten Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung einer Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt, ein Einheitlicher Quellenanzeiger URL (Uniform Resource Locator) ist, der einen Abschnitt im Verzeichnispfad besitzt, der der Adressenstruktur entspricht, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der einheitliche Quellenanzeiger einen Hostnamen-Abschnitt besitzt, der für den Arbeitsort (20) spezifisch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter einen Schritt umfassend, eine Adressenstruktur, die eine Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) bezeichnet, auf die gemäss einer zweiten Hierarchie zugegriffen werden soll, die sich von der Hierarchie unterscheidet, die von den Verwaltungsmitteln verwendet wird, um die hierarchischen Ebenen nach der bestimmten Abhängigkeitsbeziehung zu organisieren, zur Adresse der bezeichneten Geräteeinheit im elektronischen Netz (20) umzuwandeln.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einigen mobilen Geräteeinheiten (24, 98) die zusätzliche Funktion gegeben wird, Nachrichten über das elektronische Netz (32, 68, 72) weiterzuleiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter einen Schritt umfassend, eine derzeitige Position von mobilen Geräteeinheiten (24, 98) zu bestimmen und die Verteilung von Nachrichten innerhalb des elektronischen Netzes (32, 68, 72) entsprechend zu verwalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter einen Schritt umfassend, Kommunikationen abzusichern, indem technische Mittel bereitgestellt werden, um den Zugriff auf das Netz auf autorisierte Kommunikationsschnittstellen zu beschränken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, weiter einen Schritt umfassend, Datenübermittlungen auf solche zwischen denjenigen Geräteeinheiten (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) zu beschränken, die miteinander verträglich sind oder von denen erwartet wird, dass sie miteinander über das elektronische Netz (32, 68, 72) kommunizieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, weiter den Schritt umfassend, eine zentralisierte Überwachung und/oder Verwaltung von über das elektronische Netz (32, 68, 72) ausgetauschten Nachrichten zur Verfügung zu stellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, weiter einen Schritt umfassend, eine zentralisierte Verwaltung der Zuweisung statischer oder dynamischer Geräteadressen an die im Netz (32, 68, 72) arbeitenden Kommunikationsschnittstellen zur Verfügung zu stellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, weiter den Schritt umfassend, automatisch einen Arbeitsplan auszuführen, der die Aufgaben der Geräteeinheiten automatisch programmiert, um Operationen am Arbeitsort durchzuführen, wobei Befehle des Arbeitsplans Geräteeinheiten (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) selektiv bezeichnen, indem die Adressenstruktur verwendet wird, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit(en) widerspiegelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Geräteeinheiten (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) miteinander selektiv kommunizieren, indem ein Aufruf, der seitens einer Geräteeinheit an eine andere gerichtet wird, die Adressenstruktur verwendet, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Verwaltung eines automatisierten Arbeitsortes, bei dem durch das definierte Protokoll Befehle zu Kontouren verändernden Geräteeinheiten (24) und zu Bordgeräteeinheiten geschickt werden, wobei die Befehle von einem im Voraus festgelegten Modell ausgehend ausgearbeitet werden.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Verwaltung eines automatisierten Arbeitsortes (20), bei dem die physische und logische Adressierung der Kommunikationsschnittstellen mit einer anderen eindeutigen ID als der IP-Adresse voneinander getrennt werden, d. h. eine mehrfache/unterschiedliche IP-Adressierung und/oder eine eindeutige ID-Adressierung ermöglicht wird.
System für die Verwaltung von Informationsaustauschvorgängen an einem Arbeitsort (20) im Freien mit einem Büro am Arbeitsort (20), wobei der Arbeitsort (20) nach Belieben i) eine Hoch- oder Tiefbaustelle, ii) eine Landschaftsbaustelle, iii) eine Baustelle für Strassen- oder Bahnverbindungen oder iv) einen Bergbau, z. B. ein Tagebau umfasst und das System Geräteeinheiten (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34), die Aufgaben in Verbindung mit dem Arbeitsort ausführen und Daten empfangen und/oder aussenden, sowie ein elektronisches Datennetz (32, 68, 72) umfasst, das dafür geeignet ist, die Geräteeinheiten zu verbinden, und Verwaltungsmittel (74, 76, 66, 64) umfasst, die mit einer Mehrzahl von Kommunikationsschnittstellen (42–46) zusammenwirken, wobei eine gegebene Geräteeinheit eine Datenverbindung mit einer vorgegebenen Kommunikationsschnittstelle besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Geräteeinheiten mobile Einheiten und ortsfeste Einheiten umfassen, – einige der Geräteeinheiten die Aufgaben bemannt, andere Einheiten die Aufgaben unbemannt ausführen, – alle vernetzten Geräteeinheiten (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) gemäss einem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis am Arbeitsort (20) in einer Mehrzahl hierarchischer Ebenen organisiert sind und – die Verwaltungsmittel (74, 76, 66, 64) • Mittel zur Speicherung einer Beziehung zwischen jeder Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) und einer Adressenstruktur in einer Datenbank umfassen, die die hierarchische Stellung der Geräteeinheit in dem bestimmten Abhängigkeitsverhältnis am Arbeitsort widerspiegelt, sowie • Mittel umfassen, die funktionieren, indem sie als Reaktion auf einen Aufruf, der mit einer Adressenstruktur adressiert ist, die die hierarchische Stellung der Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt, die Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der Geräteeinheit widerspiegelt, zu einer entsprechenden Vorrichtungsadresse umwandeln, um auf die ausgewählte Geräteeinheit zuzugreifen und diese Vorrichtungsadresse im elektronischen Netz (32, 68, 72) zu verwenden, zum Beispiel die Internetprotokoll-(IP-)Adresse, um eine Kommunikationsverbindung mit einer ausgewählten Geräteeinheit über deren Kommunikationsschnittstelle aufzubauen.
System nach Anspruch 19 mit einem Terminal ausserhalb des Arbeitsortes (20), das wirksam ist, um über das elektronische Datennetz (32, 68, 72) auf eine ausgewählte Geräteeinheit zuzugreifen, wobei das Terminal Mittel besitzt, um eine Adresse zu erzeugen, die die Adressenstruktur umfasst, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt.
System nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt, als ein Verzeichnispfad ausgedrückt wird.
System nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsort (20) durch einen Gattungsabschnitt der Adresse identifiziert wird, die die Adressenstruktur umfasst, die die hierarchische Stellung einer ausgewählten Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt.
System nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressenstruktur, die die hierarchische Stellung einer Geräteeinheit (4, 16, 24, 26, 30, 28, 34) widerspiegelt, ein Einheitlicher Quellenanzeiger URL (Uniform Resource Locator) ist, der einen Abschnitt im Verzeichnispfad besitzt, der der Adressenstruktur entspricht, die die hierarchische Stellung der ausgewählten Geräteeinheit widerspiegelt.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der einheitliche Quellenanzeiger einen Hostnamen-Abschnitt besitzt, der für den Arbeitsort (20) spezifisch ist.