EP3931645A1 - System und verfahren zum datenaustausch zwischen steuer- oder auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden vorrichtungen, insbesondere werkzeugen, netzwerkfähiges modul und werkzeug mit einem netzwerkfähigen modul - Google Patents

System und verfahren zum datenaustausch zwischen steuer- oder auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden vorrichtungen, insbesondere werkzeugen, netzwerkfähiges modul und werkzeug mit einem netzwerkfähigen modul

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EP3931645A1
EP3931645A1 EP20706711.7A EP20706711A EP3931645A1 EP 3931645 A1 EP3931645 A1 EP 3931645A1 EP 20706711 A EP20706711 A EP 20706711A EP 3931645 A1 EP3931645 A1 EP 3931645A1
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EP
European Patent Office
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data
network
module
control
generating device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20706711.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
David SCHOENEN
Timo Schmidt
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Stahlwille Eduard Wille GmbH and Co KG
Original Assignee
Stahlwille Eduard Wille GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a system for data exchange between control and evaluation devices and data-generating devices such as tools, test systems, calibration systems or devices for auto-identification, comprising a control or evaluation device and at least one network-compatible module that can be or is connected to a data-generating device.
  • the present invention also relates to a network-compatible module, a tool with a network-compatible module and a method for data exchange between control or evaluation device and data-generating devices.
  • Data-generating devices such as tools, in particular torque wrenches, torque screwdrivers, test or calibration systems, but also RFID reading stations or barcode scanners, communicate with control or evaluation devices in the industrial environment, often wired using proprietary and individual protocol structures or communication protocols.
  • EP 1 902 817 A2 discloses a cordless power tool, the cordless power tool comprising a wireless transmission device for transmitting data, parameters or the like between the power tool and a higher-level control unit.
  • the transmission device has a module adapter detachably arranged on the power tool and an exchangeable radio module.
  • the module adapter is used to arrange various exchangeable radio modules.
  • the radio module can be a WLAN module.
  • EP 3 115 860 A1 discloses a tool system with a display in graphic form for an assembly plant.
  • the tool system and a display device are connected to one another via the Internet.
  • Radio standards in the sub-GHz range are often used.
  • the existing communication protocols usually have to be adapted to new protocol layers.
  • the present invention is based on the object of providing a system for data exchange between control or evaluation devices and data-generating devices such as tools, test systems, calibration systems or devices for auto-identification, with which the data-generating devices can be integrated into a standardized radio topology without adaptation effort.
  • a further object of the present invention is to provide a network-compatible module, a tool with a network-compatible module and a method for data exchange between control or evaluation devices and data-generating devices with which the aforementioned advantages are achieved.
  • a system for data exchange between control or evaluation devices and data-generating devices such as tools, test systems, calibration systems or devices for car identification
  • the system being a control or evaluation device and at least one that can be connected to a data-generating device comprises connected network-compatible module, wherein the control or evaluation device and the network-compatible module are designed to exchange data via a wireless data connection, wherein in a first Operating mode a communication protocol provided for data exchange between the control or evaluation device and the data generating device is tunneled over the wireless data connection.
  • the data generating devices can be designed as tools, test systems, calibration systems or as devices for auto identification. Furthermore, the data-generating devices can be designed as RFID reading stations or barcode scanners. The data-generating device can also be a mobile device, such as a tool, or a stationary device, such as a testing device or a testing system.
  • the control or evaluation device can be a computing unit, for example a personal computer, or some other configured controlling or evaluating system that preferably receives and evaluates data from the data-generating device or sends control commands or other data to the data-generating device.
  • the network-compatible module and the control or evaluation device are designed to exchange data via a wireless data connection.
  • the control or evaluation device and the network-compatible module can use an existing wireless data connection or set up a wireless data connection.
  • the data transmission does not have to be wireless over the entire transmission path.
  • the network-compatible module it is also possible for the network-compatible module to be connected to a first transmitting and receiving device via a wireless data connection, the first transmitting and receiving device having a wireless or wired Internet connection, so that part of the transmission path can also be wired via the Internet can be done.
  • a second transmitting and receiving device connected to the Internet can be provided, which is connected to the control or evaluation device via a further wireless data connection.
  • the network-compatible module can also be connected to the data-generating device via a wireless or wired data connection in order to transfer data from the control or evaluation device to the data-generating device forward or receive data from the data-generating devices and forward them to the control or evaluation device via the wireless data connection.
  • a tunneling or tunneling refers to the transmission of a communication protocol in a network, which is necessary for the transport in another
  • control or evaluation devices and the data-generating devices preferably use a specific and possibly proprietary one provided for data exchange
  • this intended communication protocol must be adapted to the network protocol used for data transmission between the data-generating devices and the control and evaluation devices.
  • the communication protocol provided between the data-generating device and the control or evaluation device is converted into the network protocol for the
  • Data transmission in particular in the network protocol used for the wireless data connection, embedded without the data to be exchanged having to be adapted to the network protocol.
  • the data-generating device and the control and evaluation device communicate upstream and downstream of the wireless data link with the originally intended communication protocol.
  • the data-generating device and the control or evaluation device are thus decoupled from the network protocol used for the wireless data connection.
  • the communication protocols already implemented and provided for example a USB protocol, can thus be adopted unchanged.
  • the use of a tunnel method results in the advantage of increased flexibility in everyday work and a simplified adjustment effort for the data exchange, also in the context of real-time communication.
  • the system according to the invention provides a so-called "plug-and-use” solution through which wireless communication between data-generating devices and control or evaluation devices can take place without laborious adaptation of the communication protocols .
  • the data-generating device is preferably a torque wrench, a torque screwdriver, a test system, in particular a test device, or a calibration system, in particular a calibration device or a calibration device.
  • the system can thus be used particularly advantageously with tools used in the industrial environment.
  • the data-generating device is configured as a torque wrench or torque screwdriver
  • the system offers advantages since a large number of such tools are usually used at the same time, so that the plug-and-use solution provided improves flexibility and workflows in a particularly positive manner.
  • the network-compatible module is or can be connected to the data-generating device, it can in particular be designed as a separate module.
  • the result is a modular system into which further or more data-generating devices can be easily integrated using further network-compatible modules.
  • the wireless data connection uses the Internet Protocol (TCP / IP) and / or that the network-compatible module can be or is connected to the data-generating device via a USB connection.
  • the communication protocol provided for data exchange between the control or evaluation device and the data-generating device is thus tunneled in particular via the Internet protocol.
  • a data exchange that takes place at least partially over the Internet is particularly advantageously facilitated.
  • the connection of the network-compatible module to the data-generating device by means of a USB connection provides a particularly high level of flexibility.
  • the USB protocol is also tunneled over the Internet protocol with particular advantage.
  • the network-compatible module generates a hotspot, in particular a WLAN hotspot, in a second operating mode.
  • the provision of a hotspot in the second operating mode by the network-compatible module enables further devices, such as notebooks or laptops, to be integrated into the system.
  • the network-capable module performs an access point function in the second operating mode.
  • a further device in particular a further network-compatible module, a mobile terminal or a computing unit, in particular a notebook or a laptop, can be or can be integrated into the system via the hotspot.
  • network-compatible module Via the network-compatible module, further network-compatible modules can thus be integrated into the system for data exchange with the control or evaluation unit.
  • a direct connection from the network-compatible module to a further device such as a mobile terminal device, for example a tablet, or a computing unit, in particular a laptop or a notebook, can be provided.
  • the network-compatible module is assigned a unique address, in particular a unique IP address, statically or dynamically, preferably via DHCP.
  • the module is therefore preferably part of a fixed network and can be clearly addressed and addressed from this.
  • the data-generating device is connected to the Internet via the wireless data connection and possibly a transmitting and receiving unit and / or that the data-generating device is connected to an "Internet of Things" via the wireless data connection, the network-compatible module preferably identifies the data-generating device to the Internet of Things.
  • connection to the Internet provides a decentralized structure for the system.
  • the data-generating device and the control or evaluation devices can be arranged spatially far apart from one another.
  • a data-generating device integrated into the system functions as a USB hub or as a smart hub and is preferably designed to connect further terminals or data-generating devices.
  • control or evaluation device is designed to run client software and / or that the control or evaluation device is designed to recognize network-compatible modules connected via the wireless data connection.
  • Client software can be provided on the control or evaluation device in particular for tunneling the communication protocol provided via the network protocol, in particular the Internet Protocol, of the wireless data connection.
  • the client software is preferably designed to pack and unpack the intended communication protocol in data packets of the network protocol, for example the Internet Protocol.
  • control or evaluation device is designed to automatically recognize network-compatible modules connected via the wireless data connection.
  • Another solution to the problem on which the invention is based is to provide a network-compatible module for a system described above.
  • the network-capable module can be designed in accordance with the configurations of the system described above and have the features provided for performing the functions performed by the system.
  • the network-compatible module preferably comprises a circuit board, at least one central processing unit (CPU), a WLAN chip and a WLAN antenna being arranged on the circuit board.
  • CPU central processing unit
  • WLAN chip a WLAN antenna
  • the components are arranged in the smallest possible space, so that the network-compatible module can be made particularly compact.
  • the circuit board comprises a USB interface and preferably an FTDI chip.
  • An FTDI chip is an interface chip that enables a serial interface to be made available via USB.
  • the data-generating device can be connected to the network-compatible module via a USB port, possibly using an FTDI chip, so that data from the data-generating device can be tunneled over the wireless data connection and sent to the control or evaluation device.
  • the module has an energy store, in particular a battery or an accumulator, or a connection for an external energy supply, in particular through a data generating device, or for a power supply unit.
  • the energy supply of the network-compatible module can thus be provided either by an integrated energy store or by an external energy supply.
  • an external power supply electrical power can be supplied from the data generating device, for example via a USB connection, to be provided.
  • the network-compatible module is connected to a power supply via a power supply unit.
  • the module has a switch for switching on, or that the module is triggered by a data generating device connected to the module.
  • the module can be designed such that when the data-generating device, in particular the tool, is switched on, the module is also switched on by being triggered by the data-generating device.
  • the network-compatible module then does not have to be switched on independently of the data-generating device.
  • the data exchange system described above can have a network-compatible module as described above.
  • Another solution to the problem on which the invention is based consists in providing a tool with a network-compatible module as described above.
  • Yet another solution to the problem on which the invention is based is to provide a method for data exchange between control or evaluation devices and data-generating devices such as tools, test systems, calibration systems or devices for auto-identification, with at least one network-compatible module being connected to a data-generating device, with a Wireless data connection is established between the network-compatible module and a control or evaluation device, with a communication protocol provided for communication between the control or evaluation device and the data-generating device being tunneled over the wireless data connection in a first operating mode.
  • the method can in particular be applied using a previously described system for data exchange.
  • the advantages, features and described for the above-described system, network-compatible module and tool Refinements can also be transferred in a corresponding manner to the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a system for data exchange between control or
  • Fig. 2 shows a system for data exchange between control or
  • FIG. 1 shows a known system 200 for data exchange between a control or evaluation device 210 and a data-generating device 211.
  • the data-generating device 211 is connected to the control or evaluation device 210 via a cable 212.
  • the communication protocol provided for the data exchange between the control or evaluation device 210 and the data generating device 211 must be converted into a network protocol provided for the transmission of the data via the cable 212.
  • the control or evaluation device 10 is designed as a personal computer 12 on which client software is executed.
  • the data-generating device 11 is designed as a tool 13, in particular as a torque wrench 14.
  • a network-compatible module 15 is connected to the data-generating device 11 via a cable connection 16, wherein the cable connection 16 can be designed as a USB connection 17.
  • the networkable module 15 and the control or Evaluation devices 10 are designed to establish a wireless data connection 18, the wireless data connection 18 being designed as a WLAN connection 19.
  • the network-compatible module 15 receives data from the data-generating device 11 and sends them via the WLAN connection 19 to the control or evaluation device 10, which is designed as a personal computer 12.
  • Control commands are also received from the control or evaluation device 10 via the WLAN connection 19, for example the data generating device 11 is sent.
  • the wireless data connection 18 is not provided over the entire transmission path between the data-generating device 11 and the control or evaluation device. Part of the transmission path can also take place via a network 20 or via the Internet 21 or cloud services 22. Transmitting and receiving devices 23 can be provided for the transition from the wireless data connection 18 to the network.
  • the wireless data connection 18 or the WLAN connection 19 uses the Internet Protocol.
  • This has the advantage that the data packets to be transmitted can be transmitted over the Internet 21 for part of the transmission path without further conversion effort.
  • a possibly proprietary communication protocol provided for this purpose is also used.
  • the communication protocol is tunneled over the Internet Protocol so that the communication protocol does not have to be converted into the Internet Protocol.
  • the data to be transmitted with the communication protocol are embedded in the Internet protocol together with the communication protocol.
  • the data-generating device 11 and the control or evaluation programs executed on the control or evaluation device 10 can only see the intended communication protocol and are shielded from the technical properties of the Internet Protocol.
  • a mobile terminal 24 can be integrated into the system 100.
  • the mobile terminal 24 can be a notebook or a laptop 25, for example.
  • the client software executed on the personal computer 12 enables the network-compatible module 15 integrated into the system 100 via the wireless data connection 18 and the mobile terminal 24 to be recognized and the data exchange within the system 100 to control.
  • the data-generating device 11 or the tool 13 and / or the mobile terminal 24 can be connected to an “Internet of Things”.
  • the network-compatible module 15 comprises a circuit board 26 on which a CPU 27, a WLAN chip 28 and a WLAN antenna 29 are arranged.
  • the network-compatible module 15 is connected to the data-generating device 11 via the cable connection 16 and is supplied with energy by the data-generating device 11. To switch on the network-compatible module 15, it is triggered by the data-generating device 11. Alternatively or additionally, a switch 30 for switching on the network-compatible module 15 can be provided. Furthermore, an FTDI chip 31 can be arranged on the circuit board 26 of the network-compatible module 15. Alternatively or additionally, a battery 32 can be arranged on the circuit board.
  • the network-compatible module 15 can generate a WLAN hotspot, via which further mobile terminals can be integrated into the system 100.

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Abstract

Es wird ein System (100) zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder Auswerteeinrichtungen (10) und datenerzeugenden Vorrichtungen (11) wie Werkzeuge (13), Prüfanlagen, Kalibieranlagen oder Geräte zur Autoidentifikation, vorgeschlagen, wobei das System (100) eine Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) und mindestens ein mit einer datenerzeugenden Vorrichtung (11) verbindbares oder verbundenes netzwerkfähiges Modul (15) umfasst, wobei die Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) und das netzwerkfähige Modul (15) ausgebildet sind, über eine drahtlose Datenverbindung (18) Daten auszutauschen, wobei in einem ersten Betriebsmodus ein zum Datenaustausch zwischen der Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) und der datenerzeugenden Vorrichtung (11) vorgesehenes Kommunikationsprotokoll über die drahtlose Datenverbindung (18) getunnelt wird.

Description

System und Verfahren zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder Auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden Vorrichtungen, insbesondere Werkzeugen, netzwerkfähiges Modul und Werkzeug mit einem netzwerkfähigen
Modul
Die vorliegenden Erfindung betrifft ein System zum Datenaustausch zwischen Steuer- und Auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden Vorrichtungen wie Werkzeuge, Prüfanlagen, Kalibieranlagen oder Geräte zur Autoidentifikation, umfassend eine Steuer- oder Auswerteeinrichtung und mindestens ein mit einer datenerzeugenden Vorrichtung verbindbares oder verbundenes netzwerkfähiges Modul. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein netzwerkfähiges Modul, ein Werkzeug mit einem netzwerkfähigen Modul und ein Verfahren zum Datenaustausch zwischen Steuer oder Auswerteeinrichtung und datenerzeugenden Vorrichtungen.
Technologischer Hintergrund
Datenerzeugende Vorrichtung, wie Werkzeuge, insbesondere Drehmomentschlüssel, Drehmomentschraubendreher, Prüf- oder Kalibrieranlagen, aber auch RFID- Lesestationen oder Barcodescanner, kommunizieren mit Steuer- oder Auswerteeinrichtungen im industriellen Umfeld oftmals kabelgebunden über proprietäre und individuelle Protokollstrukturen beziehungsweise Kommunikationsprotokolle.
Die EP 1 902 817 A2 offenbart ein kabelloses Elektrowerkzeug, wobei das kabellose Elektrowerkzeug eine drahtlose Übermittlungseinrichtung zur Übermittlung von Daten, Parametern oder dergleichen zwischen Elektrowerkzeug und einer übergeordneten Steuereinheit umfasst. Die Übermittlungseinrichtung weist einen lösbar am Elektrowerkzeug angeordneten Moduladapter und ein austauschbares Funkmodul auf. Der Moduladapter dient zur Anordnung verschiedener austauschbarer Funkmodule. Das Funkmodul kann ein WLAN-Modul sein.
Aus der DE 10 2011 108 963 Al ist ein industrielles und elektrisch angetriebenes Werkzeug mit zwei voneinander unabhängigen Funkmodulen bekannt, sodass eine redundante Kommunikationsverbindung mit einer Steuerung aufgebaut werden kann. Mittels einer Datenschnittstelle kann das Werkzeug unter Verwendung eines Access Points ferngesteuert werden.
Die EP 3 115 860 Al offenbart ein Werkzeugsystem mit einer Anzeige in grafischer Form für eine Montageanlage. Dabei sind das Werkzeugsystem und eine Anzeigeeinrichtung über das Internet miteinander verbunden.
Zur Erhöhung der Flexibilität im Arbeitsalltag wird eine Intensivierung eines kabellosen Datenaustausches bis hin zu einer Real-Time-Kommunikation angestrebt. Zum Einsatz kommen dabei oftmals Funkstandards im Sub-GHz-Bereich. Für diese Funkstandards müssen die bestehenden Kommunikationsprotokolle in der Regel an neue Protokollschichten angepasst werden.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder Auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden Vorrichtungen wie Werkzeuge, Prüfanlagen, Kalibieranlagen oder Geräte zur Autoidentifikation, bereitzustellen, mit dem die datenerzeugenden Vorrichtungen ohne Anpassungsaufwand in eine standardisierte Funktopologie eingebunden werden können. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein netzwerkfähiges Modul, ein Werkzeug mit einem netzwerkfähigen Modul und ein Verfahren zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder Auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden Vorrichtungen bereitzustellen, mit denen die vorgenannten Vorteile erzielt werden.
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein System zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder Auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden Vorrichtungen wie Werkzeuge, Prüfanlagen, Kalibieranlagen oder Geräte zur Autoidentifikation, vorgeschlagen, wobei das System eine Steuer- oder Auswerteeinrichtung und mindestens ein mit einer datenerzeugenden Vorrichtung verbindbares oder verbundenes netzwerkfähiges Modul umfasst, wobei die Steuer oder Auswerteeinrichtung und das netzwerkfähige Modul ausgebildet sind, über eine drahtlose Datenverbindung Daten auszutauschen, wobei in einem ersten Betriebsmodus ein zum Datenaustausch zwischen der Steuer- oder Auswerteeinrichtung und der datenerzeugenden Vorrichtung vorgesehenes Kommunikationsprotokoll über die drahtlose Datenverbindung getunnelt wird.
Die datenerzeugenden Vorrichtungen können als Werkzeuge, Prüfanlagen, Kalibieranlagen oder als Geräte zur Autoidentifikation ausgebildet sein. Ferner können die datenerzeugenden Vorrichtungen als RFID-Lesestationen oder Barcodescanner ausgebildet sein. Auch kann die datenerzeugende Vorrichtung eine mobile Vorrichtung, wie ein Werkzeug, oder eine stationäre Vorrichtung, wie beispielsweise ein Prüfgerät oder eine Prüfanlage, sein.
Die Steuer- oder Auswerteeinrichtung kann eine Recheneinheit, beispielsweise ein Personal Computer, oder ein anderweitig ausgestaltetes steuerndes beziehungsweise auswertendes System sein, welches bevorzugt Daten von der datenerzeugenden Vorrichtung empfängt und auswertet beziehungsweise Steuerbefehle oder sonstige Daten an die datenerzeugende Vorrichtung sendet.
Das netzwerkfähige Modul und die Steuer- oder Auswerteeinrichtung sind ausgebildet, über eine drahtlose Datenverbindung Daten auszutauschen. Dabei können die Steuer- oder Auswerteeinrichtung und das netzwerkfähige Modul eine bestehende drahtlose Datenverbindung nutzen oder eine drahtlose Datenverbindung aufbauen. Die Datenübertragung muss dabei nicht über den gesamten Übertragungsweg drahtlos erfolgen. So ist es auch möglich, dass das netzwerkfähige Modul über eine drahtlose Datenverbindung mit einer ersten Sende- und Empfangsvorrichtung in Verbindung steht, wobei die erste Sende- und Empfangsvorrichtung eine drahtlose oder kabelgebundene Internetverbindung aufweist, so dass ein Teil des Übertragungsweg auch kabelgebunden über das Internet erfolgen kann. Ferner kann eine zweite mit dem Internet verbundene Sende- und Empfangsvorrichtung vorgesehen sein, welche über eine weitere drahtlose Datenverbindung mit der Steuer- oder Auswerteeinrichtung verbunden ist.
Das netzwerkfähige Modul kann ferner über eine drahtlose oder kabelgebundene Datenverbindung mit der datenerzeugenden Vorrichtung verbunden sein, um Daten der Steuer- oder Auswerteeinrichtung zur datenerzeugenden Vorrichtung weiterzuleiten beziehungsweise Daten der datenerzeugenden Vorrichtungen entgegenzunehmen und über die drahtlose Datenverbindung an die Steuer- oder Auswerteeinrichtung zu leiten.
Wesentlich an dem erfindungsgemäßen System zum Datenaustausch ist, dass in einem ersten Betriebsmodus ein zum Datenaustausch zwischen der Steuer- oder Auswerteeinrichtung und der datenerzeugenden Vorrichtungen vorgesehenes Kommunikationsprotokoll über die drahtlose Datenverbindung getunnelt wird.
Ein Tunneln oder Tunneling bezeichnet in einem Netzwerk die Übertragung eines Kommunikationsprotokolls, das für den Transport in ein anderes
Kommunikationsprotokoll eingebettet wird. Die Steuer- oder Auswerteeinrichtungen und die datenerzeugenden Vorrichtungen verwenden bevorzugt ein spezifisches und gegebenenfalls proprietäres zum Datenaustausch vorgesehenes
Kommunikationsprotokoll. Im Stand der Technik muss dieses vorgesehene Kommunikationsprotokoll an das für die Datenübertragung zwischen den datenerzeugenden Vorrichtungen und den Steuer- und Auswerteeinrichtungen verwendete Netzwerkprotokoll angepasst werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird hingegen das zwischen der datenerzeugenden Vorrichtung und der Steuer- oder Auswerteeinrichtung vorgesehene Kommunikationsprotokoll in das Netzwerkprotokoll für die
Datenübertragung, insbesondere in das für die drahtlose Datenverbindung verwendete Netzwerkprotokoll, eingebettet, ohne dass die auszutauschenden Daten an das Netzwerkprotokoll angepasst werden müssen.
Mit anderen Worten kommunizieren die datenerzeugende Vorrichtung und die Steuer- und Auswerteeinrichtung vor und hinter der drahtlosen Datenverbindung mit dem ursprünglich vorgesehenen Kommunikationsprotokoll. Die datenerzeugende Vorrichtung und die Steuer- oder Auswerteeinrichtung sind somit von dem für die drahtlose Datenverbindung verwendeten Netzwerkprotokoll entkoppelt. Es können somit, anders als im Stand der Technik bekannt, die bereits implementierten und vorgesehenen Kommunikationsprotokolle, beispielsweise ein USB-Protokoll, unverändert übernommen werden. Durch die Verwendung eines Tunnel-Verfahrens ergibt sich der Vorteil einer erhöhten Flexibilität im Arbeitsalltag und einem vereinfachten Anpassungsaufwand für den Datenaustausch auch im Rahmen einer Real-Time-Kommunikation.
Dadurch, dass das vorgesehene Kommunikationsprotokoll über die drahtlose Datenverbindung getunnelt wird, stellt das erfindungsgemäße System eine sogenannte „Plug-and-Use"-Lösung bereit, durch welche die drahtlose Kommunikation zwischen datenerzeugenden Vorrichtungen und Steuer- oder Auswerteeinrichtungen ohne umständliche Anpassung der Kommunikationsprotokolle erfolgen kann.
Bevorzugt ist die datenerzeugende Vorrichtung ein Drehmomentschlüssel, ein Drehmomentschraubendreher, eine Prüfanlage, insbesondere ein Prüfgerät, oder eine Kalibrieranlage, insbesondere eine Kalibriereinrichtung oder ein Kalibriergerät.
Das System kann somit besonders vorteilhaft mit im industriellen Umfeld benutzten Werkzeugen verwendet werden. Insbesondere bei einer Ausgestaltung der datenerzeugenden Vorrichtung als Drehmomentschlüssel oder Drehmomentschraubendreher bietet das System Vorteile, da üblicherweise eine Vielzahl derartiger Werkzeuge gleichzeitig verwendet werden, so dass die bereitgestellte Plug-and-Use-Lösung die Flexibilität und die Arbeitsabläufe besonders positiv verbessert.
Da das netzwerkfähige Modul mit der datenerzeugenden Vorrichtung verbunden oder verbindbar ist, kann dieses insbesondere als separates Modul ausgebildet sein. Es ergibt sich somit ein modulares System, in das weitere oder mehrere datenerzeugende Vorrichtungen unter Verwendung weiterer netzwerkfähiger Module einfach integriert werden können.
Mit besonderem Vorteil ist vorgesehen, dass die drahtlose Datenverbindung das Internet Protocol (TCP/IP) benutzt, und/oder dass das netzwerkfähige Modul über eine USB-Verbindung mit der datenerzeugenden Vorrichtung verbindbar oder verbunden ist. Das zum Datenaustausch zwischen der Steuer- oder Auswerteeinrichtung und der datenerzeugenden Vorrichtung vorgesehene Kommunikationsprotokoll wird somit insbesondere über das Internet Protocol getunnelt. Hierdurch wird mit besonderem Vorteil ein Datenaustausch, welcher zumindest teilweise über das Internet erfolgt, erleichtert. Durch die Anbindung des netzwerkfähigen Moduls an die datenerzeugende Vorrichtung mittels einer USB-Verbindung wird eine besonders hohe Flexibilität bereitgestellt. Mit besonderem Vorteil wird ferner das USB-Protokoll über das Internet Protocol getunnelt.
Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das netzwerkfähige Modul in einem zweiten Betriebsmodus einen Hotspot, insbesondere einen WLAN-Hotspot, generiert.
Die Bereitstellung eines Hotspots in dem zweiten Betriebsmodus durch das netzwerkfähige Modul ermöglicht die Einbindung weiterer Vorrichtungen, wie beispielsweise Notebooks oder Laptops, in das System. Das netzwerkfähige Modul übt im zweiten Betriebsmodus eine Access Point-Funktion aus.
Bevorzugt kann daher vorgesehen sein, dass eine weitere Vorrichtung, insbesondere ein weiteres netzwerkfähiges Modul, ein mobiles Endgerät oder eine Recheneinheit, insbesondere ein Notebook oder ein Laptop, über den Hotspot in das System einbindbar oder eingebunden ist.
Über das netzwerkfähige Modul können somit weitere netzwerkfähige Module in das System zum Datenaustausch mit der Steuer- oder Auswerteeinheit eingebunden werden. Zudem kann auch eine direkte Verbindung von dem netzwerkfähigen Modul zu einer weiterer Vorrichtung wie einem mobilen Endgerät, beispielsweise einem Tablet, oder einer Recheneinheit, insbesondere einem Laptop oder einem Notebook, bereitgestellt werden.
Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass dem netzwerkfähigen Modul eine eindeutige Adresse, insbesondere eine eindeutige IP-Adresse, statisch oder dynamisch, bevorzugt über DHCP, zugewiesen wird. Das Modul wird somit bevorzugt Teil eines festen Netzwerks und kann aus diesem eindeutig adressiert und angesprochen werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die datenerzeugende Vorrichtung über die drahtlose Datenverbindung und ggf. eine Sende- und Empfangseinheit an das Internet angebunden ist und/oder dass die datenerzeugende Vorrichtung über die drahtlose Datenverbindung an ein „Internet der Dinge" angebunden ist, wobei das netzwerkfähige Modul bevorzugt die datenerzeugende Vorrichtung gegenüber dem Internet der Dinge identifiziert.
Durch die Anbindung an das Internet wird eine dezentrale Struktur für das System bereitgestellt. Insbesondere können die datenerzeugende Vorrichtung und die Steuer oder Auswertevorrichtungen räumlich weit voneinander getrennt angeordnet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass eine in das System eingebundene datenerzeugende Vorrichtung als USB-Hub beziehungsweise als Smart-Hub fungiert und bevorzugt zur Anbindung weiterer Endgeräte beziehungsweise datenerzeugender Vorrichtungen ausgebildet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, eine Client-Software auszuführen und/oder dass die Steuer- oder Auswerteeinrichtung ausgebildet ist über die drahtlose Datenverbindung angebundene netzwerkfähige Module zu erkennen.
Insbesondere für das Tunneln des vorgesehenen Kommunikationsprotokolls über das Netzwerkprotokoll, insbesondere das Internet Protocol, der drahtlosen Datenverbindung kann eine Client-Software auf der Steuer- oder Auswerteeinrichtung vorgesehen sein. Die Client-Software ist bevorzugt dafür ausgebildet, das vorgesehene Kommunikationsprotokoll in Datenpakete des Netzwerkprotokolls, beispielsweise des Internet Protocols, einzupacken und zu entpacken.
Ferner ist die Steuer- oder Auswerteeinrichtung ausgebildet, über die drahtlose Datenverbindung angebundene netzwerkfähige Module automatisch zu erkennen. Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines netzwerkfähigen Moduls für ein vorbeschriebenes System.
Das netzwerkfähige Modul kann entsprechend der Ausgestaltungen des vorbeschriebenen Systems ausgebildet sein und die für die Durchführung der vom System ausgeführten Funktionen vorgesehenen Merkmale aufweisen.
Bevorzugt umfasst das netzwerkfähige Modul eine Leiterplatte, wobei auf der Leiterplatte mindestens eine Central Processing Unit (CPU), ein WLAN-Chip und eine WLAN-Antenne angeordnet sind.
Durch die Integration der CPU, des WLAN-Chips und der WLAN-Antenne auf der Leiterplatte werden die Komponenten auf einem möglichst kleinen Raum angeordnet, sodass das netzwerkfähige Modul besonders kompakt ausgebildet sein kann.
Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Leiterplatte eine USB-Schnittstelle und bevorzugt einen FTDI-Chip umfasst. Ein FTDI-Chip ist ein Interface-Chip, der es ermöglicht, eine serielle Schnittstelle über USB verfügbar zu machen.
Die datenerzeugende Vorrichtung kann über einen USB-Port, gegebenenfalls unter Verwendung eines FTDI-Chips, mit dem netzwerkfähigen Modul verbunden werden, sodass Daten der datenerzeugenden Vorrichtung über die drahtlose Datenverbindung getunnelt und zu der Steuer- oder Auswerteeinrichtung gesendet werden können.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Modul einen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie oder einen Akkumulator, oder einen Anschluss für eine externe Energieversorgung, insbesondere durch eine datenerzeugende Vorrichtung, oder für ein Netzteil aufweist.
Somit kann die Energieversorgung des netzwerkfähigen Moduls entweder durch einen integrierten Energiespeicher oder durch eine externe Energieversorgung bereitgestellt werden. Im Falle einer externen Energieversorgung kann elektrische Leistung von der datenerzeugenden Vorrichtung, beispielsweise über eine USB-Verbindung, bereitgestellt werden. Alternativ ist es möglich, dass das netzwerkfähige Modul über ein Netzteil an ein Stromnetz angeschlossen wird.
Bevorzugt ist vorgesehen sein, dass das Modul einen Schalter zum Einschalten aufweist, oder dass das Modul von einer mit dem Modul verbundenen datenerzeugenden Vorrichtung getriggert wird.
Insbesondere kann das Modul derart ausgebildet sein, dass beim Einschalten der datenerzeugenden Vorrichtung, insbesondere des Werkzeuges, das Modul ebenfalls eingeschaltet wird, indem es von der datenerzeugenden Vorrichtung getriggert wird. Das netzwerkfähige Modul muss dann nicht unabhängig von der datenerzeugenden Vorrichtung eingeschaltet werden.
Das vorbeschriebene System zum Datenaustausch kann ein vorbeschriebenes netzwerkfähiges Modul aufweisen.
Eine weitere Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems besteht in der Bereitstellung eines Werkzeugs mit einem vorbeschriebenen netzwerkfähigen Modul.
Eine noch weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder Auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden Vorrichtungen wie Werkzeuge, Prüfanlagen, Kalibieranlagen oder Geräte zur Autoidentifikation, wobei mindestens ein netzwerkfähiges Modul mit einer datenerzeugenden Vorrichtung verbunden wird, wobei eine drahtlose Datenverbindung zwischen dem netzwerkfähigen Modul und einer Steuer- oder Auswerteeinrichtung hergestellt wird, wobei ferner in einem ersten Betriebsmodus ein zur Kommunikation zwischen der Steuer- oder Auswerteeinrichtung und der datenerzeugenden Vorrichtung vorgesehenes Kommunikationsprotokoll über die drahtlose Datenverbindung getunnelt wird.
Das Verfahren kann insbesondere unter Verwendung eines vorbeschriebenen Systems zum Datenaustausch angewendet werden. Die für das vorbeschriebene System, netzwerkfähige Modul und Werkzeug beschriebenen Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen sind in sinngemäßer Weise auch auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird näher anhand der Figuren erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein System zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder
Auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden Vorrichtungen aus dem Stand der Technik, und
Fig. 2 ein System zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder
Auswerteeinrichtungen und datenerzeugenden Vorrichtungen im Einklang mit der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt ein bekanntes System 200 zum Datenaustausch zwischen einer Steuer oder Auswerteeinrichtung 210 und einer datenerzeugenden Vorrichtung 211. Die datenerzeugende Vorrichtung 211 ist über ein Kabel 212 mit der Steuer- oder Auswerteeinrichtung 210 verbunden. Bei dem bekannten System 200 muss das für den Datenaustausch zwischen der Steuer- oder Auswerteeinrichtung 210 und der datenerzeugenden Vorrichtung 211 vorgesehene Kommunikationsprotokoll in ein für die Übertragung der Daten über das Kabel 212 vorgesehene Netzwerkprotokoll umgewandelt werden.
Fig. 2 zeigt ein System 100 zum Datenaustausch zwischen einer Steuer- oder Auswerteeinrichtung 10 und einer datenerzeugenden Vorrichtung 11. Die Steuer oder Auswerteeinrichtung 10 ist als ein Personal Computer 12 ausgebildet, auf der eine Client-Software ausgeführt wird. Die datenerzeugende Vorrichtung 11 ist als ein Werkzeug 13, insbesondere als ein Drehmomentschlüssel 14, ausgebildet. Ein netzwerkfähiges Modul 15 ist mit der datenerzeugenden Vorrichtung 11 über eine Kabelverbindung 16 verbunden, wobei die Kabelverbindung 16 als USB-Verbindung 17 ausgestaltet sein kann. Das netzwerkfähige Modul 15 und die Steuer- oder Auswerteeinrichtung 10 sind dazu ausgebildet, eine drahtlose Datenverbindung 18 herzustellen, wobei die drahtlose Datenverbindung 18 als WLAN-Verbindung 19 ausgebildet ist. Das netzwerkfähige Modul 15 nimmt Daten der datenerzeugenden Vorrichtung 11 entgegen und sendet diese über die WLAN-Verbindung 19 an die als Personal Computer 12 ausgebildete Steuer- oder Auswerteeinrichtung 10. Ebenso werden beispielsweise Steuerbefehle von der Steuer oder Auswerteeinrichtung 10 über die WLAN-Verbindung 19 an die datenerzeugende Vorrichtung 11 gesendet. Die drahtlose Datenverbindung 18 ist dabei nicht über den gesamten Übertragungsweg zwischen der datenerzeugenden Vorrichtung 11 und der Steuer- oder Auswerteeinrichtung vorgesehen. Ein Teil des Übertragungswegs kann auch über ein Netzwerk 20, bzw. über das Internet 21 oder Cloud-Services 22 erfolgen. Für den Übergang von der drahtlosen Datenverbindung 18 zu dem Netzwerk können Sende- und Empfangseinrichtungen 23 vorgesehen sein.
Die drahtlose Datenverbindung 18, bzw. die WLAN-Verbindung 19 nutzt das Internet Protocol. Dies hat den Vorteil, dass die zu übertragenden Datenpakete ohne weiteren Konvertierungsaufwand für einen Teil des Übertragungsweges über das Internet 21 übertragenden werden können. Für den Datenaustausch zwischen der datenerzeugenden Vorrichtung 11 und der Steuer- oder Auswerteeinrichtung 10 wird ferner ein dafür vorgesehenes, gegebenenfalls proprietäres Kommunikationsprotokoll verwendet. Das Kommunikationsprotokoll wird über das Internet Protocol getunnelt, so dass das Kommunikationsprotokoll nicht in das Internet Protocol umgewandelt werden muss. Mit anderen Worten werden die mit dem Kommunikationsprotokoll zu übersendenden Daten mitsamt dem Kommunikationsprotokoll in das Internet Protocol eingebettet. Die datenerzeugende Vorrichtung 11 und auf der Steuer- oder Auswerteeinrichtung 10 ausgeführte Steuer- oder Auswerteprogramme bekommen ausschließlich das vorgesehene Kommunikationsprotokoll zu sehen und sind von den technischen Eigenschaften des Internet Protocol abgeschirmt.
In das System 100 kann ein mobiles Endgerät 24 eingebunden werden. Das mobile Endgerät 24 kann beispielsweise ein Notebook oder ein Laptop 25 sein. Die auf dem Personal Computer 12 ausgeführte Client-Software ermöglicht es, das über die drahtlose Datenverbindung 18 in das System 100 eingebundene netzwerkfähige Modul 15 und das mobile Endgerät 24 zu erkennen und den Datenaustausch innerhalb des Systems 100 zu steuern. Ferner können die datenerzeugende Vorrichtung 11 beziehungsweise das Werkzeug 13 und/oder das mobile Endgerät 24 mit einem„Internet der Dinge" verbunden sein.
Das netzwerkfähige Modul 15 umfasst eine Leiterplatte 26, auf der eine CPU 27, ein WLAN-Chip 28 und eine WLAN-Antenne 29 angeordnet sind.
Das netzwerkfähige Modul 15 ist über die Kabelverbindung 16 mit der datenerzeugenden Vorrichtung 11 verbunden und wird von der datenerzeugenden Vorrichtung 11 mit Energie versorgt. Zum Einschalten des netzwerkfähigen Moduls 15 wird dieses von der datenerzeugenden Vorrichtung 11 getriggert. Alternativ oder zusätzlich kann ein Schalter 30 zum Einschalten des netzwerkfähigen Moduls 15 vorgesehen sein. Ferner kann ein FTDI-Chip 31 auf der Leiterplatte 26 des netzwerkfähigen Moduls 15 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auf der Leiterplatte eine Batterie 32 angeordnet sein.
Zudem kann das netzwerkfähige Modul 15 einen WLAN-Hotspot generieren, über den weitere mobile Endgerät in das System 100 eingebunden werden können.
Liste der Bezugszeichen
100 System
10 Steuer- oder Auswerteeinrichtung
11 Datenerzeugende Vorrichtung
12 Personal Computer
13 Werkzeug
14 Drehmomentschlüssel
15 Netzwerkfähiges Modul
16 Kabelverbindung
17 USB-Verbindung
18 Drahtlose Datenverbindung
19 WLAN-Verbindung
20 Netzwerk
21 Internet
22 Cloud-Services
23 Sende- und Empfangseinrichtung
24 Mobiles Endgerät
25 Laptop
26 Leiterplatte
27 CPU
28 WLAN-Chip
29 WLAN-Antenne
30 Schalter
31 FTDI-Chip
32 Batterie
200 System
210 Steuer- oder Auswerteeinrichtung
211 Datenerzeugende Vorrichtung
212 Kabel

Claims

Patentansprüche
1. System (100) zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder Auswerteeinrichtungen (10) und datenerzeugenden Vorrichtungen (11) wie Werkzeuge (13), Prüfanlagen, Kalibieranlagen oder Geräte zur Autoidentifikation, umfassend eine Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) und mindestens ein mit einer datenerzeugenden Vorrichtung (11) verbindbares oder verbundenes netzwerkfähiges Modul (15), wobei die Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) und das netzwerkfähige Modul (15) ausgebildet sind, über eine drahtlose Datenverbindung (18) Daten auszutauschen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebsmodus ein zum Datenaustausch zwischen der Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) und der datenerzeugenden Vorrichtung (11) vorgesehenes Kommunikationsprotokoll über die drahtlose Datenverbindung (18) getunnelt wird.
2. System (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die datenerzeugende Vorrichtung (11) ein Drehmomentschlüssel (14), ein Drehmomentschraubendreher, eine Prüfanlage oder eine Kalibrieranlage ist.
3. System (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Datenverbindung (18) das Internet Protocol (TCP/IP) nutzt, und/oder dass das netzwerkfähige Modul (15) über eine USB-Verbindung (17) mit der datenerzeugenden Vorrichtung (11) verbindbar oder verbunden ist.
4. System (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das netzwerkfähige Modul (15) in einem zweiten Betriebsmodus einen Hotspot, insbesondere einen WLAN-Hotspot, generiert.
5. System (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Vorrichtung, insbesondere ein weiteres netzwerkfähiges Modul (15), ein mobiles Endgerät (24) oder eine Recheneinheit, insbesondere ein Laptop (25), über den Hotspot in das System einbindbar oder eingebunden ist.
6. System (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem netzwerkfähigen Modul (15) eine eindeutige Adresse, insbesondere eine eindeutige IP Adresse, statisch oder dynamisch, bevorzugt über DHCP, zugewiesen wird.
7. System (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die datenerzeugende Vorrichtung (11) über die drahtlose Datenverbindung (18) an das Internet (21) angebunden ist, und/oder dass die datenerzeugende Vorrichtung (11) über die drahtlose Datenverbindung (18) an ein Internet der Dinge angebunden ist, wobei bevorzugt das netzwerkfähige Modul (15) die datenerzeugende Vorrichtung (11) gegenüber dem Internet der Dinge identifiziert.
8. System (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) ausgebildet ist, eine Clientsoftware auszuführen und/oder dass die Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) ausgebildet ist über die drahtlose Datenverbindung (18) angebundene netzwerkfähige Module (15) zu erkennen.
9. Netzwerkfähiges Modul (15) für ein System (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche.
10. Netzwerkfähiges Modul (15) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (15) eine Leiterplatte (26) umfasst, wobei auf der Leiterplatte (26) mindestens eine CPU (27), ein WLAN-Chip (28) und eine WLAN-Antenne (29) angeordnet sind.
11. Netzwerkfähiges Modul (15) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (26) eine USB-Schnittstelle umfasst.
12. Netzwerkfähiges Modul (15) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (15) einen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie (32) oder einen Akkumulator, oder einen Anschluss für eine externe Energieversorgung, insbesondere durch eine datenerzeugende Vorrichtung (11), oder für ein Netzteil aufweist.
13. Netzwerkfähiges Modul (15) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (15) einen Schalter (30) zum Einschalten aufweist, und/oder dass das Modul (15) von einer mit dem Modul (15) verbundenen datenerzeugende Vorrichtung (11) getriggert wird.
14. Werkzeug (13) mit einem netzwerkfähigen Modul (15) nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
15. Verfahren zum Datenaustausch zwischen Steuer- oder Auswerteeinrichtungen (10) und datenerzeugenden Vorrichtungen (11) wie Werkzeuge (13), Prüfanlagen, Kalibieranlagen oder Geräte zur Autoidentifikation, wobei mindestens ein netzwerkfähiges Modul (15) mit einer datenerzeugenden Vorrichtung (11) verbunden wird, wobei eine drahtlose Datenverbindung (18) zwischen dem netzwerkfähigen Modul (15) und einer Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebsmodus ein zur Kommunikation zwischen der Steuer- oder Auswerteeinrichtung (10) und der datenerzeugenden Vorrichtung (11) vorgesehenes Kommunikationsprotokoll über die drahtlose Datenverbindung (18) getunnelt wird.
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