DE10058678C2 - Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (DE 196 00 791 A1).

Insbesondere betrifft die Gegenstand die Steuerung von industriellen Geräten, wie zum Beispiel Kränen, Robotern, Baumaschinen oder ähnlichem, aber auch von Kraftfahrzeu­ gen aller Art, insbesondere von Nutzfahrzeugen wie z. B. LKW oder landwirtschaftlichen Maschinen, mit deren Hilfe bestimmte Bearbeitungs- oder Arbeitsvorgänge durchgeführt werden. Es handelt sich hierbei oft um Geräte, bei denen sichergestellt werden muss, dass Arbeitsvorgänge nicht irrtümlich oder falsch durchgeführt werden, da hierdurch ein erhebliches Sicherheitsrisiko für Personen entstehen kann. Im hier interessierenden Zu­ sammenhang bedeutet dies, dass sichergestellt sein muss, das der Sender nicht unbe­ wusst oder irrtümlich aktiviert ist und dem Empfänger Steuerinformationen übermittelt werden, die unter Umständen zu erheblichen Fehlfunktionen und den damit verbundenen Risiken führen.

Die DE 196 00 791 A1 der Anmelderin schlägt zur Lösung dieses Problems eine perma­ nente Überwachung des sich mit dem Abstand des zu steuernden Geräts ändernden Winkels einer gedachten Verbindungslinie zwischen Sender und zusätzlich am zu steu­ ernden Gerät montierten Empfangsantennen vor. Diese Lösung erfordert zusätzliche Hardware zur Auswertung der als kritischer Parameter dienenden Phasenverschiebung des Sendesignals zwischen den beiden Empfangsantennen.

Die DE 44 37 490 A1 sieht ebenfalls Einrichtungen vor, um Fehlsteuerungen bei der Funk­ fernsteuerung von Baugeräten zu vermeiden. Diese Einrichtungen beruhen auf dem Prin­ zip des Mehrwegeempfangs, eine besondere Auslegung auf das Abstandsproblem ist nicht angesprochen.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Funkfernsteuerungsanlage so zu betreiben, dass dieses Sicherheitsrisiko erheblich reduziert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht grundsätzlich von der Erkenntnis aus, dass es nicht in allen Fällen er­ forderlich ist, die permanente Einhaltung eines Mindestabstands sicher zu stellen (wie dies mit dem Gegenstand der DE 196 00 791 A1 möglich ist), sondern, dass es in einer großen Zahl von Fällen ausreicht, den Zugang zur Aktivierung der Steuerung eines Indu­ striegeräts an die Bedingung zu knüpfen, dass eine Steuerung nur erfolgen kann, wenn beim Aufbau der Funkverbindung der Abstand zwischen Sender und Empfänger ein vor­ gegebenes Maß nicht überschreitet.

Dieser Abstand kann auf die jeweiligen individuellen Arbeitsbedingungen und Typen von Industriegeräten eingestellt werden, beispielsweise so, dass eine Funkverbindung nur hergestellt werden kann, wenn Sichtabstand zwischen der Bedienungsperson und dem zu bedienenden Gerät mit dem Empfänger besteht. Bei jedem Ausschalten des Senders wird eine Routine in Gang gesetzt, an deren Ende bspw. eine Reduzierung der Sendeleistung und/oder der Empfangsempfindlichkeit von Sender und/oder Empfänger steht, mit der Konsequenz, dass eine Aktivierung der Funkverbindung nur erfolgen kann, wenn das empfangene Signal eine vorgegebene Schwelle überschreitet oder auf andere Art und Weise vom Empfänger überhaupt als Signal "erkannt" wird. Dies wird nur dann der Fall sein, wenn der Abstand zwischen Sender und Empfänger das gewünschte Mindestmaß erreicht oder unterschreitet, womit dann im Einzelfall beispielsweise der Blickkontakt zwischen Bedienperson und zu steuerndem Ge­ rät gewährleistet ist. Ist diese Erkennung erfolgt, werden die modifizierten Parameter (bspw. Empfindlichkeit/Verstärkungsfaktoren) im Sender und/oder Empfänger wieder auf ihren Normalwert gesetzt, so dass von hier aus dann die übliche Auswertung der empfan­ genen Signale in Steuerinformationen des zu steuernden Gerätes erfolgen kann.

Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs­ gemässen Verfahrens ist in der Zeichnung erläutert:
Die Figur zeigt eine bekannte, aus Sender 10 und Empfänger 20 gebildete Funkfernsteu­ eranlage, bei der das die Steuerinformation enthaltende Sendesignal über eine Sende­ antenne 11 an eine Empfangsantenne 21 übermittelt wird und von dort zu einem HF- Empfänger 24 im Empfänger 20 gelangt.

Bei einer Vielzahl von Funkfernsteuerverfahren besteht die übersandte Information aus einer Folge von Telegrammen, von dem jeweils ein erster Abschnitt das Nutzsignal trans­ portiert, und das einen zweiten Abschnitt mit einigen Bits aufweist, die in der Regel ein bestimmtes Prüfmuster darstellen, das beim Empfänger für Bestätigungs- und Synchroni­ sierzwecke benutzt wird. Nach der Dekodierung des empfangenen Signals in einer Deko­ diereinheit 25 wird dieses einem Komparator 26 zugeleitet, wo das Bitmuster des ge­ nannten zweiten Abschnitts jedes Telegramms mit einem vorgegebenen Prüf-Bitmuster verglichen wird. Nur, wenn ein vorgegebener Grad der Übereinstimmung zwischen emp­ fangenem/dekodiertem Bitmuster einerseits und vorgegebenem Prüf-Bitmuster anderer­ seits festgestellt wird, erfolgt die Generierung eines Steuersignals S für das zu steuernde Industriegerät, wie dies durch den Pfeil dargestellt sein soll.

Zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzt die Erfindung die Tatsache aus, dass mit abnehmender Signalstärke die Erkennung des Bitmusters im Sendetelegramm immer unzuverlässiger wird und schließlich unter die vorgegebene "Erkennungsrate" fällt.

Bei der Beendigung einer Funkverbindung sieht das erfindungsgemäße Verfahren zu­ nächst vor, dass über eine Steuerleitung 28 ein Schalter 23, der ein Dämpfungsglied 22 vor dem HF-Empfangsteil 24 überbrückt, in den dargestellten Offen-Zustand gelegt wird.

In der Figur ist somit derjenige Zustand dargestellt, der vor dem Aufbau einer neuen Funkverbindung besteht.

Werden nun vom Sender 10 nach Einschalten der dort vorgesehenen Bauteile neue Tele­ gramme zum Empfänger 20 gesendet, so wird deren Qualität durch die einstellbare Dämpfung des Dämpfungsglieds 22 so "verschlechtert", dass beim nachfolgenden Ver­ gleich des erhaltenen Bitmusters mit dem vorgegebenen Bitmuster die Erkennungsrate nicht mehr erreicht wird und folglich das Telegramm als nicht gültig verworfen wird und demnach auch kein Steuersignal S für das zu steuernde Industriegerät generiert wird. Erst, wenn der Abstand A zwischen den beiden Antennen 11 und 21 ein bestimmtes Maß unterschreitet, ist die Empfangsamplitude des gesendeten Signals so stark, dass trotz der Dämpfung durch das Dämpfungsglied 22 das empfangene Bitmuster der Telegramme in den vorgegebenen Grenzen mit dem Prüf-Bitmuster übereinstimmt und somit als gültig erkannt wird. Nach einer vorgebbaren Anzahl von derart als gültig erkannten Telegram­ men wird der Schalter 23 über die Steuerleitung 28 geschlossen, wodurch das Dämp­ fungsglied 22 überbrückt und deaktiviert wird, und der normale Sendebetrieb etabliert wird.

Nach Beendigung der Funkverbindung, sei es durch Abschalten des Senders oder durch zu geringe Sendeleistung, wird die fehlende Bitmusterübereinstimmung im Komparator 26 wieder erkannt, über die Steuerleitung 28 der Schalter 23 wieder geöffnet und das Dämpfungsglied 22 aktiviert, womit ein Funkverbindungszyklus abgelaufen ist.

Die in der Figur dargestellten Bauteile dienen lediglich zur Veranschaulichung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens und können hardwaremäßig und softwaremäßig auf verschie­ dene Weise umgesetzt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage mit mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger, insbesondere zur Übermittlung von Steuersignalen an industrielle Geräte, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung einer Funkverbindung mindestens ein die Signalstärke des empfangenen Signals verringernder Parameter des Senders (10) oder des Empfängers (20) gegenüber seinem/ihrem Standardwert so modifiziert wird/werden, dass der Aufbau einer neuen Funkverbindung nur möglich ist, wenn der Abstand zwischen Sender und Empfänger ein vorgegebenes Maß nicht überschreitet, und dass nach Aufbau der neuen Funkverbindung unter dieser Bedingung der/die je­ weilige(n) Parameter wieder auf seinen Standardwert zurückgesetzt wird/werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sendeinformation aus einer Folge von Tele­ grammen besteht, die einen Abschnitt mit einer bestimmtem Bitfolge zu Prüfzwecken aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifizierung/Rücksetzung des Pa­ rameters danach erfolgt, ob das empfangene Bitmuster mit einem vorgegebenen Prüf- Bitmuster nicht übereinstimmt/übereinstimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als modifizierbarer Sende- oder Empfangsparameter die Sendeleistung des Senders (10) oder die Empfangs­ empfindlichkeit des Empfängers (20) gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Sendeleistung durch Herabsetzung der Verstärkung der Verstärkerstufe des Senders auf einen einstellbaren Wert erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Empfangsempfindlichkeit des Empfängers durch schaltbare Aktivierung eines Dämpfungsglieds oder Reduzierung des Verstärkungsfaktors in der Eingangsstufe des Empfängers erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Sendeleistung oder der Empfangsempfindlichkeit erfolgt, wenn die Sendeleistung einer bestehenden Funkverbindung über einen vorgebbaren Zeitraum eine erste Schaltschwelle (S1) unterschreitet.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rücksetzung von Sendeleistung oder Empfangsempfindlichkeit auf den Standardwert erfolgt, wenn die empfangene Sendeleistung eine zweite Schaltschwelle (S2) überschreitet.