WO2000007162A1 - Verfahren zur kontaktlosen übertragung von daten und vorrichtung zur durchführung desselben - Google Patents

Verfahren zur kontaktlosen übertragung von daten und vorrichtung zur durchführung desselben Download PDF

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Klaus Mechnich
Michael BÄUERLE
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Dornier Medtech Holding International Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for the contactless transmission of data between an operating unit and the device to be controlled by the operating unit in medical technology according to method claim 1 and a device for carrying out the method according to the device claim ⁇ .
  • a signal which contains the data to be transmitted is emitted by a transmitter and received by a receiver.
  • the data are decoded from the received signals.
  • a disadvantage of the known methods is the possibility of incorrect decoding of the data contained in the received signals, for example due to interference on the transmission path.
  • the object of the invention is achieved by the characterizing features of method claim 1 and device claim 6.
  • the combination of the redundancies for example two transmitters, of which the information is transmitted twice at intervals and then received by two different receivers, results in an increase in the probability of error detection.
  • the block diagram in FIG. 1 shows an input unit 1 for the information I to be transmitted. From the input unit 1, the information I passes to a controller 2. The controller I, if necessary, also encodes the information I and / or according to a data transmission protocol with additional information Z Mistake. Such additional information Z can include, for example, a device identifier and / or a checksum.
  • the controller now transmits the information I together with the additional information Z at least twice with a time interval to a transmission unit 3.
  • the elements input unit 1, controller 2 and transmitter 3 are summarized in the following transmission unit.
  • the information is then transmitted in a contactless manner from the transmitting unit to a receiving unit consisting of the components receiver 4 and controller 5, preferably serially.
  • the receiver 4 gives the received information I and the additional information Z to one
  • Controller 5 further.
  • a decoding and separation of information I and additional information Z is optionally carried out in controller 5. This is followed by a comparison of the information I transmitted at least twice, at different times. If the comparison results in a match, the information I is classified by the controller as error-free and passed on to subsequent components.
  • This method ensures that no information falsified on the transmission link is passed on to subsequent components.
  • Figure 2 shows this embodiment of the invention.
  • the signal emitted by the transmitter 3 is received by two independent receivers 4a and 4b and then further processed by two independent controllers 5a and 5b.
  • Each of the controllers 5a and 5b first carries out the steps described above decoding the received signals, comparing the decoded information and classifying them as "error-free”. Subsequently, the information la and Ib classified by the two controllers 5a and 5b as "error-free" checked again for agreement. Only when the information Ia and Ib match does the information I be classified as finally "error-free" and passed on to subsequent components.
  • the transmitters 3a and 3b are matched to the receivers 4a and 4b and do not interfere with each other.
  • the signals received by the receivers 4a and 4b are then further processed in the manner already described by two independent controllers 5a and 5b.
  • a further development of the invention according to the block diagram in FIG. 4 provides that the transmitter unit is even more redundant and not only two transmitters 3a and 3b are available, but also two controllers 2a and 2b, independently of one another, may also encode and / or according to the information I a data transmission protocol is provided with additional information Z.
  • the controller 2a passes the information on to the transmitter 3a at least twice and transmits it from it.
  • the controller Ib passes on the information I to the transmitter 3b.
  • the redundancies and plausibility checks carried out at various points in the transmission chain result in a transmission system in which it is to a high degree excluded that information which is falsified by errors in components of the transmission system and / or malfunctions on the transmission path remains undetected.
  • the present invention can be used wherever a secure transmission of data from a transmitter to a receiver is necessary.
  • therapy parameters e.g. X-ray dose
  • trigger therapy processes e.g. shock wave treatment

Abstract

Durch mehrmaliges nacheinander durchgeführtes Übertragen einer Information und anschließendes Vergleichen der zu unterschiedlichen Zeitpunkten übertragenen Informationen wird erkannt, ob mindestens eine der zu unterschiedlichen Zeitpunkten übertragenen Informationen gestört wurde.

Description

Verfahren zur kontaktlosen Übertragung von Daten und Vorrichtung zur Durchführung desselben.
Die Er indung betrifft ein Verfahren zur kontaktlosen Übertragung von Daten zwischen einer Bedieneinheit und dem durch die Bedieneinheit zu steuernden Gerät in der Medizintechnik gemäß dem Verfahrensanspruch 1 und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Vorrichtungsanspruch ό.
Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird ein Signal welches die zu übertragenden Daten enthält von einem Sender ausgestrahlt und von einem Empfänger empfangen Aus den empfangenen Signalen werden die Daten dekodiert.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist die Möglichkeit einer fehlerhaften Dekodierung der in den empfangenen Signalen enthaltenen Daten etwa durch Störungen auf dem Übertragungsweg.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen wodurch ein fehlerhaftes Dekodieren der empfangenen Signale vermieden wird.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 6.
Die jeweiligen Unteransprüche betreffen Weiterbildungen der Erfindung und/oder besonders vorteilhafte Ausgestaltungsformen.
Die Überlegungen die zu der vorliegenden Erfindung führten gingen davon aus, daß Störungen auf dem Übertragungsweg stochastisch auftreten. Daher ist die Wahrscheinlichkeit sehr gering, daß bei verschiedenen seriellen Übertragungsvorgängen die Störungen jedesmal dann auftreten wenn gerade der Informationsteil übertragen wird, der bei der zuvor erfolgten Übertragung gestört wurde.
Durch den Vergleich zweier an sich gleicher, jedoch zeitlich unterschiedlich übermittelter Informationen auf Übereinstimmung läßt sich ermitteln, ob beide Übertragungsvorgänge ungestört erfolgten oder ob mindestens einer der Übertragungsvorgänge gestört wurde: Bei einer Übereinstimmung ist davon auszugehen, daß beide übermittelten Informationen gleich sind.
Durch Verwendung unterschiedlicher Sender zum Aussenden der zu unterschiedlichen Zeiten ausgesandten Informationen wird das Risiko eines Fehlers im Sender vermieden. Durch Verwendung unterschiedlicher Empfänger zum Empfangen der zu unterschiedlichen Zeiten ausgesandten Informationen wird das Risiko eines Fehlers im Empfänger vermieden.
Durch die Kombination der Redundanzen, etwa zwei Sender, von denen die Information jeweils zweimal mit zeitlichem Abstand ausgesandt wird und anschließend von zwei verschiedenen Empfängern empfangen wird ergibt sich eine Potenzierung der Fehlererkennungswarscheinlichkeit.
Nachfolgend wird ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand dreier Blockschaltbilder näher erläutert.
Das Blockschaltbild in Figur 1 zeigt eine Eingabeeinheit 1 für die zu übertragende Information I. Von der Eingabeeinheit 1 gelangt die Information I an einen Controller 2. Durch den Controller 2 wird die Information I gegebenenfalls noch kodiert und/oder gemäß einem Datenübertragungsprotokoll mit einer Zusatzinformation Z versehen. Eine solche Zusatzinformation Z kann beispielsweise eine Gerätekennung und/oder eine Prüfsumme beinhalten.
Der Controller übermittelt nun die Information I zusammen mit der Zusatzinformation Z mindestens zweifach mit zeitlichem Abstand an eine Sendeeinheit 3. Die Elemente Eingabeeinheit 1 , Controller 2 und Sender 3 werden zusammengefaßt im folgenden Sendeeinheit genannt.
Von der Sendeeinheit wird die Information dann kontaktlos an eine Empfangseinheit bestehend aus den Komponenten Empfänger 4 und Controller 5 vorzugsweise seriell übertragen. Der Empfänger 4 gibt die empfangene Information I und die Zusatzinformation Z an einen
Controller 5 weiter. Im Controller 5 erfolgt gegebenenfalls eine Dekodierung und Trennen von Information I und Zusatzinformation Z . Anschließend folgt ein Vergleich der mindestens zweimal, zu unterschiedlichen Zeiten übermittelten Information I. Wenn der Vergleich eine Übereinstimmung ergibt, wird die Information I vom Controler als fehlerfrei eingestuft und an nachfolgende Komponenten weitergeleitet.
Falls die Information als fehlerhaft eingestuft wird, erfolgt die Aktivierung von hier nicht näher gezeigten Sicherheitseinrichtungen. Insbesondere im Bereich der Medizintechnik ist dies von großer Bedeutung, da hier automatisch Maßnahmen zum Schutz des Patienten eingeleitet werden.
Durch dieses Verfahren ist sichergestellt, daß keine auf der Übertragungsstrecke verfälschte Information an nachfolgende Komponenten weitergeleitet wird.
Eine gesteigerte Sicherheit hinsichtlich der Erkennung von Übertragungsfehlern ergibt sich, indem man die Empfangseinheit redundant aufbaut. Die Figur 2 zeigt diese Ausgestaltung der Erfindung.
Das vom Sender 3 ausgesandte Signal wird von zwei unabhängigen Empfängern 4a und 4b empfangen und anschließend von zwei unabhängigen Controllern 5a und 5b weiterverarbeitet. Jeder der Controller 5a und 5b führt zunächst die bereits weiter oben beschriebenen Schritte Dekodierung der empfangenen Signale, Vergleich der dekodierten Informationen und Einstufung als „fehlerfrei" durch. Anschließend werden die von den beiden Controllern 5a und 5b als „fehlerfrei" eingestuften Informationen la und Ib nochmals auf Übereinstimmung hin überprüft. Erst wenn die Informationen la und Ib übereinstimmen wird die Information I als endgültig „fehlerfrei" eingestuft und an nachfolgende Komponenten weitergeleitet.
Durch dieses Verfahren ist sichergestellt, daß durch einen Fehler im Empfänger 4 oder Controller 5 eine auf der Übertragungsstrecke verfälschte Information an nachfolgende Komponenten weitergeleitet wird. Um eine Fehlfunktion des Senders 3 erkennen zu können sieht eine Weitergestaltung der
Erfindung gemäß dem in Figur 3 gezeigten Blockschaltbild den Einsatz von zwei Sendern 3a und 3b vor. Die im Controller 2 verarbeitete und mit Zusatzinformation versehene Information wird an beide Sender 3a und 3b weitergegeben und von jedem der Sender 3a und 3b mindestens zweimal hintereinander übermittelt. Auf der Empfängerseite werden die gesendeten Signale von zwei Empfängern 4a und 4b empfangen.
Der weitere Ablauf der Fehlererkennung erfolgt wie zuvor beschrieben.
Die Sender 3a und 3b sind auf die Empfänger 4a und 4b jeweils abgestimmt und stören sich nicht gegenseitig. Anschließend werden die von den Empfängern 4a und 4b empfangenen Signale in der bereits beschriebenen Weise von zwei unabhängigen Controllern 5a und 5b weiterverarbeitet.
So werden Übertragungsfehler, die durch einen defekten Sender entstehen könnten vermieden.
Eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Blockschaltbild in Figur 4 sieht vor, daß die Sendeeinheit noch stärker redundant aufgebaut ist und nicht nur zwei Sender 3a und 3b vorhanden sind sondern auch durch zwei Controller 2a und 2b unabhängig voneinander die Information I gegebenenfalls noch kodiert und/oder gemäß einem Datenübertragungsprotokoll mit einer Zusatzinformation Z versehen wird. Vom Controler 2a werden die Informationen mindestens zweimal an den Sender 3a weitergegeben und von diesem übertragen. In gleicher weise wird vom Controler 2b die Information I an den Sender 3b weitergegeben.
Der weitere Ablauf der Fehlererkennung erfolgt wie zuvor beschrieben.
Die an den verschiedensten Stellen der Übertragungskette vorgenommenen Redundanzen und Plausibilitätskontrollen ergeben ein Übertragungssystem bei welchem es im hohen Maße ausgeschlossen ist, daß eine durch Fehler an Komponenten des Übertragungssystems und/oder Störungen auf dem Übertragungsweg verfälschte Information unerkannt bleibt. Die vorliegende Erfindung ist überall dort anzuwenden wo eine sichere Übertragung von Daten von einem Sender zu einem Empfänger notwendig ist. Insbesondere in der Medizintechnik, beim Einsatz von Fernbedienungen, mit denen das Bedienpersonal Therapieparameter (z.B. Röntgendosis) verändert oder Therapievorgänge (z.B. Stoßwellenbehandlung) auslösen kann wird verhindert, daß aufgrund von Übertragungsfehlern und/oder Hardwarefehlern dem Patienten Schaden zugefügt werden kann. Durch das automatische Einleiten von Sicherheitseinstellungen und/oder Aktivieren von Sicherheitseinrichtungen wird immer dann wenn eine fehlerhafte Übertragung erkannt wurde ein Zustand eingestellt, der für den Patienten keine Gefährdung hervorrufen kann.

Claims

Schutzansprüche:Verfahren zur kontaktlosen Übertragung von Daten und Vorrichtung zur Durchführung desselben.
1 .Verfahren zur kontaktlosen Übertragung von Daten wobei von einer Sendeeinheit eine
Information I, welche die zu übertragenden Daten beinhaltet an eine Empfangseinheit übermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß - die zu übermittelnde Information l von der Sendeeinheit in Form von Information // bis
Information In mehrmals ausgesandt wird, die zu übermittelnden Informationen // bis In von der Empfangseinheit empfangen werden und an eine Datenverarbeitungseinheit weitergeleitet werden in der Datenverarbeitungseinheit jede empfangene Information I gespeichert und mit den anderen empfangenen Informationen I verglichen wird bei Übereinstimmung der einzelnen empfangenen Informationen // bis In die Übermittlung der Information I als fehlerfrei eingestuft wird .
2.Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die zu übermittelnden Informationen // bis In in der Empfangseinheit von mehreren unabhängigen Empfangselementen empfangen werden und an mehrere, jeweils einem Empfangselement zugeordneten Datenverarbeitungseinheiten weitergegeben werden durch jede Datenverarbeitungseinheit die Informationen // bis In auf Übereinstimmung verglichen werden und bei Übereinstimmung aller von den einzelnen Datenverarbeitungseinheiten verglichenen Informationen die Übermittlung als fehlerfrei eingestuft wird.
3.Verfahren, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu übermittelnde Information I von der Sendeeinheit in Form der Informationen // bis In jeweils von mehreren unabhängigen Sendeelementen ausgesendet wird die zu übermittelnden Informationen 11 bis In in der Empfangseinheit von mehreren jeweils einem der Senderelemente selektiv zugeordneten Empfangselementen empfangen werden und an mehrere, jeweils einem Empfangselement zugeordnete
Datenverarbeitungseinheiten weitergegeben werden durch jede Datenverarbeitungseinheit die Informationen // bis In auf Übereinstimmung verglichen werden und - bei Übereinstimmung aller von den einzelnen Datenverarbeitungseinheiten verglichenen Informationen die Übermittlung als fehlerfrei eingestuft wird
4.Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß - nachdem die übertragene Information I als fehlerfrei eingestuft wurde bei einem der
Empfangseinheit nachfolgenden Gerät eine der übermittelten Information entsprechende Aktion ausgelöst wird.
5.Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß nachdem die übertragene Information I als fehlerhaft eingestuft wurde bei einem der Empfangseinheit nachfolgenden Gerät eine Sicherheitseinrichtung aktiviert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Information mittels infrarotem Licht erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Information mittels Funk erfolgt
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Sendeeinheit durch welche Information an eine Empfangseinheit übertragbar ist dadurch gekennzeichnet, daß - durch die Sendeeinheit die zu übermittelnde Information I in Form von Information // bis Information In mehrmals aussendbar ist, durch die Empfangseinheit die einzelnen, übermittelten Informationen // bis In von
Empfangselementen empfangbar sind, die empfangenen Informationen // bis In speicherbar sind, die gespeicherten Informationen // bis In von einer Datenverarbeitungseinheit auf
Übereinstimmung vergleichbar sind und
9.Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß bei Übereinstimmung der gespeicherten Informationen // bis In durch ein der Empfangseinheit nachfolgendes Gerät eine der üvbermittelten Information auslösbar ist.
10.Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit mehrere unabhängige Empfangselemente aufweist, durch welche die zu übermittenden Informationen // bis In empfangbar sind und die Empfangseinheit mehrere unabhängige Datenverarbeitungseinheiten aufweist, die jeweils einem Empfangselement zugeordnet sind und durch welche die von den einzelnen Empfangselementen empfangenen Informationen // bis In auf Übereinstimmung vergleichbar sind.
1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit mehrere unabhängige Sendeelemente ausweist und durch die Sendeelemente die übermittelnde Information I in Form von Information // bis In an die Empfangseinheit aussendbar ist.
1 2. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen ist, die beim Auftreten eines Übertragungsfehlers aktivierbar ist.
PCT/DE1999/002247 1998-07-24 1999-07-23 Verfahren zur kontaktlosen übertragung von daten und vorrichtung zur durchführung desselben WO2000007162A1 (de)

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