DE19756631A1

DE19756631A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines automatischen Funknetzes für kommunale und betriebliche Anwendung in der Fernmeß- und Fernsteuerungstechnik mit Funksendern geringer Sendeleistung

Info

Publication number: DE19756631A1
Application number: DE1997156631
Authority: DE
Inventors: Detlev Uhle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1998-07-02

Description

Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines automatischen Funknetzes für die Fernmeß- und Fernsteuerungstechnik mit Funksendern geringer Sendeleistung.

Automatische Funknetze sind aus der Telefonie, der Flugsicherung und anderen Bereichen bekannt. Zunehmende Bedeutung erlangen sie im Zusammenhang mit der Umweltmeßtechnik und der Straßenverkehrssicherung.

Die bekannten Funknetze arbeiten mit mittleren bis großen Sendeleistungen, die sie für die kommunale oder betriebliche Anwendung als zu technikintensiv und kostspielig erscheinen lassen. Der Betrieb eines Funknetzes mit geringer Sendeleistung scheitert bisher an der begrenzten Reichweite der Funksender.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Umsetzung zu beschreiben, daß diese Schwierigkeiten umgeht.

Das Verfahren nach der Erfindung beruht darauf, daß viele Funkrelaisstationen mit geringer Sendeleistung so eng beieinander platziert werden, daß sie ein Funknetz bilden (z. B. < 1000 m). Die zwischen den Funkrelaisstationen ausgetauschten Funkbefehle können zur Erhöhung der Betriebssicherheit und zum Schutz vor unbefugtem Eingriff kodiert werden. Jede Funkrelaisstation dient einerseits, als Funkempfänger/Funksender- Kombination, der Weiterleitung von Funkbefehlen, die andere Funkrelaisstationen als Ziel haben. Andererseits ist jede Funkrelaisstation, als Funkempfänger, in der Lage, Funkbefehle, die über das Funknetz zu ihr gelangen, als Befehle (Schalt- und Steuerbefehle, etc.) an die an eine Schnittstelle der Funkrelaisstation angeschlossene Elektronik zu übergeben. Weiterhin kann jede Funkrelaisstation Befehle, die von der an der Schnittstelle angeschlossenen Elektronik erzeugt worden sind (Meßwerte, Statusinformationen, etc.), als Funkbefehle in das Funknetz senden. An die Schnittstelle können beliebige elektronische Baugruppen angeschlossen werden. So können die Funkrelaisstationen z. B. als Steuerungsglieder für die Straßenbeleuchtung, Ampeln oder kommunale Versorgungsstationen oder zur Daten- und Meßwerterfassung in der Umweltmeßtechnik dienen.

Die Vorrichtung zum Verfahren nach der Erfindung ist eine Funkrelaisstation. Sie besteht aus einem Funkempfänger 1 mit Dekodierer 2 und einem Funksender geringer Sendeleistung 5 mit vorgeschaltetem Kodierer 4. Der Funkempfänger nimmt alle Funkbefehle, die von anderen, benachbarten, Funkrelaisstationen ausgesandt werden, auf und entschlüsselt die in den Funkbefehlen enthaltene Information. Diese (digitale oder analoge) Information wird einer weiteren elektronischen Baugruppe, dem Prüfer 3, übergeben. Der Prüfer stellt fest, ob der Befehl an:

a) eine andere Funkrelaisstation,
b) die eigene Funkrelaisstation,
c) die eigene Funkrelaisstation und weitere Funkrelaisstationen adressiert ist.

Im Falle a) übergibt der Prüfer den Befehl an den Kodierer, der einen verschlüsselten Funkbefehl erzeugt und ihn über den Funksender wieder in das Funknetz einspeist. Auf diese Weise ist die Größe des Funknetzes nicht mehr durch die Reichweite der einzelnen Funksender der Funkrelaisstationen begrenzt, sondern wird bis an die Grenzen des Funknetzes von Funkrelaisstation zu Funkrelaisstation weitergeleitet.

Im Falle b) übergibt der Prüfer den Befehl an eine elektronische Baugruppe, die als Schnittstelle zur angeschlossenen Elektronik der Funkrelaisstation dient. Über diese Schnittstelle wird die angeschlossene Elektronik der Funkrelaisstation mit Schalt- und Steuerbefehlen versorgt.

Im Falle c) übergibt der Prüfer den Befehl sowohl an den Kodierer zur Weiterleitung des Befehls an andere Funkrelaisstationen als auch an die Schnittstelle zur Verarbeitung der Befehle in der an die Schnittstelle angeschlossenen Elektronik.

Wenn die an der Schnittstelle angeschlossene Elektronik der Funkrelaisstation einen Befehl in das Funknetz senden will, übergibt sie den Befehl an die Schnittstelle. Die Schnittstelle sendet den Befehl mit der Angabe der gewünschten Ziel-Funkrelaisstation an den Kodierer, der sie verschlüsselt und als Funkbefehl über den Funksender in das Funknetz ausstrahlt. Nun übernehmen andere Funkrelaisstationen die Weiterleitung des Funkbefehls, bis die Ziel-Funkrelaisstation erreicht ist.

Die Schnittstelle kann aus parallelen oder seriellen Datenkanälen bestehen. Bei Funkrelaisstationen, die lediglich dem Betrieb des Funknetzes (dem Schließen von Lücken) dienen und keine eigenen Schalt- oder Meßaufgaben haben, kann auf die Schnittstelle verzichten werden.

Die Größe des Funknetzes ist nur durch das Fehlen von Funkrelaisstationen begrenzt. Das Funknetz kann ständig erweitert werden, ohne daß der Betrieb des bestehenden Netzes eingeschränkt ist. Zu einer Funkrelaisstation kann jedes Objekt mit einem Stromanschluß umgebaut werden. Steuerungsleitungen zu einer Funkrelaisstation müssen nicht gelegt werden. Der Datenaustausch kann auf dem Funkweg erfolgen. Die Übertragungssicherheit ist hoch, da ein Funkbefehl bei genügend dichter Folge von Funkrelaisstationen auf verschiedenen Wegen vom ursprünglichen Funksender zum Ziel gelangen kann. Der Ausfall einer Funkrelaisstation gefährdet das Funknetz bei hinreichender Dichte von Funkrelaisstationen nicht. Die Sicherheit der Datenübertragung gegen Eingriffe Dritter kann durch die verwendete Form der Kodierung gewährleistet werden.

Der Aufbau einer Funkrelaisstation mit geringer Sendeleistung ist kostengünstig. Als Kriterium für die Größe der Sendeleistung kann die Sendeleistung dienen, ab der eine Funkanmeldung erfolgen muß. Mit dem beschriebenen Verfahren lohnt auch der Aufbau eines Funknetzes, das mit der herkömmlichen Technik nicht wirtschafflich wäre. Auf diese Weise ist der Aufbau eines Funknetzes nach der Erfindung sogar günstiger, als der Aufbau eines drahtgebundenen Steuerungs-/Meßsystems.

Beispiel, kommunale Anwendung

Das Straßenbeleuchtungsnetz wird auf Funkrelaissteuerung umgebaut. Damit ist eine genügend hohe Funknetzdichte erreicht. Alle weiteren Fernmeß- und Fernsteuerungsanwendungen, wie z. B. die Ampelsteuerung oder die Steuerung der Wasser-, Gas- und Stromversorgung können nach und nach auf das Funknetz übertragen werden. Neue Anschlüsse können sofort funkgebunden aufgebaut werden. Beim Anschluß eines Neubaugebietes entfällt die Verlegung von Steuerungsleitungen.

Claims

1. Verfahren zum Betrieb eines automatischen Funknetzes für kommunale und betriebliche Anwendung in der Fernmeß- und Fernsteuerungstechnik, dadurch gekennzeichnet, daß viele nahe (z. B. < 1000 m) beieinanderliegende Funkrelaisstationen geringer Sendeleistung von anderen Funkrelaisstationen gesendete Funkbefehle empfangen und weitersenden, sofern die Funkbefehle nicht ausschließlich die empfangende Funkrelaisstation zum Ziel haben und welches auf diese Weise, trotz der geringen Sendeleistung der einzelnen Funkrelaisstationen, eine beliebig große Ausdehnung einnehmen kann und störungssicher arbeitet.

2. Vorrichtung zum Betrieb eines automatischen Funknetzes nach Anspruch 1, Funkrelaisstation genannt, gekennzeichnet durch:

- einen Funkempfänger (1) zum Empfang von Funkbefehlen aus dem Funknetz,
- eine elektronische Baugruppe, genannt Dekodierer (2), die die vom Funkempfänger empfangenen Funkbefehle entschlüsselt,
- eine elektronische Baugruppe, genannt Prüfer (3), die die vom Dekodierer entschlüsselten Befehle daraufhin überprüft, ob sie die eigene Funkrelaisstation als Ziel haben und ob sie weitere Funkrelaisstationen als Ziel haben und die sie daraufhin an den Kodierer und/oder die Schnittstelle der Funkrelaisstation weiterleitet,
- eine elektronische Baugruppe, genannt Kodierer (4), die die zu sendenden Befehle des Prüfers oder der Schnittstelle verschlüsselt und an den Funksender weiterleitet,
- einen Funksender geringer Sendeleistung (5), der die vom Kodierer verschlüsselten Funkbefehle in das Funknetz sendet,
- eine elektronische Baugruppe, genannt Schnittstelle (6), die mit dem Dekodierer und dem Kodierer verbunden ist und an der beliebige elektronischen Baugruppen, die sich nach Art der Funkrelaisstation unterscheiden können, angeschlossen werden können und die es diesen Baugruppen ermöglicht, über die Schnittstelle Befehle aus dem Funknetz zu empfangen und auszuführen oder Befehle für andere Funkrelaisstationen in das Funknetz zu senden.