WO2004040857A2 - Verfahren zur datenübertragung von daten zur positionsbestimmung mit bluetooth-technologie - Google Patents

Verfahren zur datenübertragung von daten zur positionsbestimmung mit bluetooth-technologie Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for data transmission between at least one stationary base station working with Bluetooth technology and a plurality of mobile identification elements working with Bluetooth technology.
  • the invention has for its object to expand the possible uses of a stationary base station working with Bluetooth technology for data transmission.
  • the method according to the invention for data transmission between at least one stationary base station working with Bluetooth technology and a plurality of mobile identification elements working with Bluetooth technology provides for the transmission of a particularly characteristic identifier of the identification elements via Bluetooth technology to the base station.
  • the base station is also used for data transmission of control signals according to Bluetooth technology to a plurality of mobile read / write devices working with Bluetooth technology.
  • the base station which operates according to Bluetooth technology, therefore takes on the one hand a transmission of control signals and on the other hand a transmission of data for determining the position of the identification elements.
  • This double function of the base station makes it possible to save on existing, independent mobile HF identification systems in parallel to mobile read / write devices working with Bluetooth technology.
  • the identification elements work with Bluetooth technology and send their ID to the stationary base station via one of the mobile read / write devices.
  • the mobile read / write devices are located e.g. on board a train, e.g. an S-Bru, U-Bru or a suspension railway.
  • the stationary identification elements are used to determine the position of the respective train, e.g. when entering and stopping in a train station.
  • the identifier sent by the identification elements is recorded by at least one of the mobile read / write devices on board the train and passed on to the stationary base station (e.g. the train station).
  • the Bluetooth technology used by the base station is used to transmit position data of the train and also to transmit control data (e.g. travel speed, time of start, time of braking etc.) of the respective train.
  • the identification elements transmit their identification with reduced transmission power, as a result of which the energy consumption is limited.
  • the identification element can alternately emit the identifier on a small number of frequencies (for example on three frequencies), so that BT frequency hopping with a very restricted
  • Number of channels is operated to reduce the duration of the detection of the transmitted identifier.
  • the distance between adjacent identification marks must exceed the (reduced) radio range of the identification marks in order to enable the read / write device to unambiguously assign the transmitted identifications (in particular identical identifications).
  • the individual identification elements can also be clearly identified if identical identifiers are transmitted if, in addition to the identifier, additional data information is also transmitted from the identification element to the read / write device and the base station.
  • additional data information is also transmitted from the identification element to the read / write device and the base station.
  • the differentiation of individual identification marks with identically sent identifiers takes place by means of further transmitted data information, which can also be coded to increase data security.
  • the individual active identification elements can be supplied with voltage on the one hand via cable and on the other hand can be supplied with energy by inductive coupling with a busbar. In the latter case, no wiring of the identification elements is required.
  • the method according to the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in the drawing figure.
  • the control of two monorail trains 4 and 5 with carriages 6 - 8 and 9 - 11 via a stationary base station 1 is shown schematically as an example.
  • the mobile read / write devices 2a and 2b are located in the carriage 6 of the monorail train 4 and in the carriage 9 of the monorail train 5.
  • the levitation trains 4 and 5 moving in relation to the stationary base station 1 move on stationary e.g. identification marks 3 affixed in the station and platform area. Identifiers sent by the identification marks 3 are received by the read / write devices 2a and 2b and forwarded to the stationary base station 1.
  • the base station 1 works with Bluetooth technology and transmits control signals for the one hand
  • 3 passive transceiver identification marks have been used, which communicated with further high-frequency (HF) read / write devices in the carriages 6 - 8 and 9 - 11 (not shown). These additional read / write devices are no longer required.
  • the communication of the identification elements 3 with the base station 1 takes place in Bluetooth technology with the base station 1 already used for data transmission of control signals for the monorail trains 4 and 5.
  • the base station 1 can determine at which of the identification marks 3 the read / write devices 2a, 2b are located and the position of the suspension railway trains 4 and 5 can thus be determined.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen mindestens einer mit Bluetooth-Technologie arbeitenden stationaren Basisstation (1) und einer Mehrzahl von mit Bluetooth-Technologie arbeitenden mobilen Identifikations- elementen (3) zur Positionsbestimmung der Identifikationselemente (3) gegenüber der Basisstation (1), wobei die Identifikationselemente (3) eine Kennung an die Basisstation (1) übermitteln und die mit Bluetooth-Technologie arbeitende Basisstation (1) auch zur Datenübertragung von steuerungssignalen an eine Mehrzahl von mit Bluetooth-Technologie arbeitenden mobilen Schreib-/Lese-Geraten (2) dient.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Datenübertragung von Daten zur Positionsbestimmung mit Bluetooth-Technologie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen mindestens einer mit Bluetooth-Technologie arbeitenden stationären Basisstation und einer Mehrzahl von mit Bluetooth-Technologie arbeitenden mobilen Identifikationselementen.
Als Stand der Technik sind z.B. bei automatisierten industriellen Transportsystemen (z.B. Straßenbahnen, U-Bahnen, Schwebebahnen etc.) getrennte Systeme zur Datenübertragung von Steuerungssignalen sowie zur Datenübertragung von Positionsdaten bekannt. Die Positionsdaten werden dabei z.B. über HF-Identifikationssysteme von passiven Transceiver-Identi- fikationsmarken ermittelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendungsmöglichkeiten einer mit Bluetooth-Technologie arbeitenden stationären Basisstation für die Datenübertragung zu erweitern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Verfahrensvarianten werden in den Unteransprüchen 2 - 8 beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenübertragung zwischen mindestens einer mit Bluetooth-Technologie arbeitenden stationären Basisstation und einer Mehrzahl von mit Bluetooth- Technologie arbeitenden mobilen Identifikationselementen sieht eine Übermittlung einer insbesondere charakteristischen Kennung der Identifikationselemente über Bluetooth-Technolo- gie an die Basisstation vor. Die Basisstation dient ferner zur Datenübertragung von Steuerungssignalen nach der Bluetooth-Technologie an eine Mehrzahl von mit Bluetooth-Technologie arbeitenden mobilen Schreib- /Lese-Geräten.
Damit übernimmt die nach Bluetooth-Technologie arbeitende Basisstation zum einen eine Übertragung von Steuerungssignalen und zum anderen eine Übertragung von Daten zur Positionsbestimmung der Identifikationselemente. Diese Doppelfunktion der Basisstation ermöglicht es, bislang vorhandene eigenständige mobile HF-Identifikationssysteme parallel zu mit Bluetooth-Technologie arbeitenden mobilen Schreib-/Lese-Geräten einzusparen. Die Identifikationselemente arbeiten mit Bluetooth-Technologie und senden ihre Kennung über eines der mo- bilen Schreib-/Lese-Geräte an die stationäre Basisstation.
Dabei befinden sich die mobilen Schreib-/Lese-Geräte z.B. an Bord eines Zuges, z.B. einer S-Bahn, U-Bahn oder einer Schwebebahn. Die stationären Identifikationselemente dienen zur Positionsbestimmung des jeweiligen Zuges, z.B. beim Einfahren und Anhalten in einem Bahnhof. Die von den Identifikationselementen ausgesendete Kennung wird von mindestens einem der mobilen Schreib-/Lese-Geräte an Bord des Zuges erfasst und an die stationäre Basisstation (z.B. des Bahnhofs) weitergege- ben.
Damit wird die stationäre Basisstation über die aktuelle Halteposition des Zuges informiert. Die von der Basisstation verwendete Bluetooth-Technologie wird zur Übertragung von Po- sitionsdaten des Zuges und ferner zur Übertragung von Steuerungsdaten (z.B. Fahrtgeschwindigkeit, Zeitpunkt des Anfah- rens, Zeitpunkt des Abbremsens etc.) des jeweiligen Zuges verwendet .
Nach einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante übermitteln die Identifikationselemente ihre Kennung mit reduzierter Sendeleistung, wodurch der Energieverbrauch beschränkt wird. Um die Zeitdauer zur Erkennung der gesendeten Kennung durch das Schreib-/Lese-Gerät zu verkürzen, kann das Identifikationselement die Kennung abwechselnd auf einer geringen Anzahl von Frequenzen (z.B. auf drei Frequenzen) ausstrahlen, so dass ein BT-Frequency-Hopping mit stark eingeschränkter
Kanalzahl betrieben wird, um die Dauer der Erkennung der über mittelten Kennung zu reduzieren.
Damit ist eine Erkennung der Kennung innerhalb kürzester Zeit möglich, so daß auch bei sich mit einer Geschwindigkeit von einigen m/s bewegenden mobilen Schreib-/Lese-Geräten eine zuverlässige und schnelle Erkennung der übermittelten Kennung ermöglicht wird.
Wenn die Identifikationsmarken mit verringerter Sendeleistung ihre Kennung übermitteln, muß der Abstand zwischen benachbarten Identifikationsmarken die (reduzierte) Funkreichweite der Identifikationsmarken übersteigen, um eine eindeutige Zuordnung der gesendeten Kennungen (insbesondere identischen Kennungen) durch das Schreib-/Lese-Gerät zu ermöglichen.
Eine eindeutige Erkennung der einzelnen Identifikationselemente (und ihrer räumlichen Position) kann auch bei Übermittlung identischer Kennung erfolgen, wenn neben der Kennung vom Identifikationselement auch weitere Dateninformationen an das Schreib-/Lese-Gerät und die Basisstation übermittelt werden. Dabei erfolgt die Unterscheidung einzelner Identifikationsmarken mit identischer gesendeter Kennung durch weitere übermittelte Dateninformationen, welche zur Erhöhung der Datensicherheit auch codiert sein können.
Die einzelnen aktiven Identifikationselemente können zum einen über Kabel mit Spannung versorgt werden und zum anderen durch induktive Kopplung mit einer Stromschiene mit Energie versorgt werden. Im letztgenannten Fall ist keine Verkabelung der Identifikationselemente erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnungsfigur näher erläutert.
In der Zeichnungsfigur wird beispielhaft die Steuerung zweier Schwebebahnzüge 4 und 5 mit Wagen 6 - 8 sowie 9 - 11 über eine stationäre Basisstation 1 schematisch abgebildet. Dabei befinden sich im Wagen 6 des Schwebebahnzugs 4 und im Wagen 9 des Schwebebahnzugs 5 die mobilen Schreib-/Lese-Gerät 2a und 2b.
Die sich gegenüber der stationären Basisstation 1 bewegenden Schwebebahnzüge 4 und 5 bewegen sich an stationären z.B. im Bahnhofs- und Bahnsteigbereich angebrachten Identifikationsmarken 3 vorbei. Von den Identifikationsmarken 3 ausgesendete Kennungen werden von den Schreib-/Lese-Geräten 2a und 2b empfangen und an die stationäre Basisstation 1 weitergeleitet.
Die Basisstation 1 arbeitet mit Bluetooth-Technologie und überträgt einerseits Steuerungssignale für die
Schwebebahnzüge 4 und 5 an die Schreib-/Lese-Geräte 2a und 2b und kommuniziert ferner hinsichtlich der von den Identifikationselementen 3 übertragenen Kennung über die Schreib-/Le- se-Geräte 2a und 2b oder direkt (nicht abgebildet) mit den Identifikationselementen 3.
Bislang wurden statt der mit Bluetooth-Technologie arbeitenden aktiven Identifikationselemente 3 passive Transceiver- Identifikationsmarken verwendet, welche mit weiteren Hochfrequenz (HF) -Schreib-/Lese-Geräten in den Wagen 6 - 8 bzw. 9 - 11 kommunizierten (nicht abgebildet) . Diese weiteren Schreib-/Lese-Geräten sind nun nicht mehr erforderlich. Die Kommunikation der Identifikationselemente 3 mit der Basisstation 1 erfolgt in Bluetooth-Technologie mit der bereits zur Datenübertragung von Steuerungssignalen für die Schwebebahnzüge 4 und 5 verwendeten Basisstation 1. Wenn die Identifikationsmarken 3 ihre Kennung übersendet haben, kann von der Basisstation 1 festgestellt werden, an welcher der Identifikationsmarken 3 sich die Schreib-/Lese-Gerä- ten 2a, 2b befinden und kann somit die Standposition der Schwebebahnzüge 4 und 5 bestimmt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Datenübertragung zwischen mindestens einer mit Bluetooth-Technologie arbeitenden stationären Basisstation (1) und einer Mehrzahl von mit Bluetooth-Technologie arbeitenden mobilen Identifikationselementen (3) zur Positionsbestimmung der Identifikationselemente (3) gegenüber der Ba- sisstation (1) , wobei die Identifikationselemente (3) eine Kennung an die Basisstation (1) übermitteln und die mit Bluetooth-Technologie arbeitende Basisstation (1) auch zur Datenübertragung von Steuerungssignalen an eine Mehrzahl von mit Bluetooth-Technologie arbeitenden mobilen Schreib-/Lese- Geräten (2) dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Identifikationselemente (3) die Kennung an die Basisstation (1) über eines der Schreib-/Lese-Geräte (2)- übermitteln.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Identifikationselemente (3) die Kennung mit reduzierter Leistung aussenden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Identifikationselemente (3) die Kennung abwechselnd auf einer von drei Frequenzen aussenden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einzelnen Identifikationselemente (3) auf Anfrage identische Kennungen an die Basisstation (1) übermitteln und ferner weitere Dateninformationen zur Unterscheidung der einzelnen Identifikationselemente (3) übermittelt werden.
β. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die zusätzlich übermittelten Dateninformationen codiert sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Identifikationselemente (3) über Kabel mit Spannung versorgt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Identifikationselemente (3) über induktive Kopplung mit einer Stromschiene mit Spannung versorgt werden.
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