DE4220042A1 - Kommunikationssystem mit berührungsloser Übertragung von Daten - Google Patents
Kommunikationssystem mit berührungsloser Übertragung von DatenInfo
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Description
Bei der automatischen Bearbeitung von Werkstücken ist es
wünschenswert, wenn bestimmte Daten - die zum Beispiel Ausführungsformen
entsprechen können - vom Werkstück, beziehungsweise
von dem das Werkstück transportierenden Werkstückträger,
zu einer Bearbeitungsstation übertragen werden
können.
Weiter ist wünschenswert, daß beliebig oft der Inhalt des zu
übertragenden Datentelegramms an aktuelle Erfordernisse angepaßt
werden kann.
Es ist üblich, daß ein mobiler Datenträger am Werkstück
beziehungsweise am Werkstückträger befestigt wird und mit
Hilfe einer drahtlosen Kommunikation die gespeicherten Daten
überträgt.
Die Literatur, insbesondere die Patentliteratur (siehe DE 63 13 150
und DE-OS 32 34 345) beschreibt diesbezüglich technische
Lösungen.
Bekannt ist, daß die Daten elektromagnetisch übertragen
werden. Dabei bedienen sich die Verfahren der bekannten
Methoden, wobei die Daten einem Hochfrequenzträger aufmoduliert
sind. Die Verfahren sind technisch aufwendig und
bedürfen in jedem Fall der Zulassung durch einschlägige
Institutionen wie zum Beispiel der Deutschen Bundespost.
Überdies ist das Verfahren gegen elektromagnetische Störeinstrahlungen
empfindlich und bedarf diesbezüglich aufwendiger
Schutzmaßnahmen.
Weiter sind Gerätschaften bekannt, bei denen die Daten mit
Hilfe einer Infrarot-Lichtstrecke übertragen werden.
Wesentlich ist die Energieversorgung des am Werkstückträger
befestigten Datenspeichers. Bevorzugt werden selbstverständlich
Verfahren, bei denen insbesondere für die Sendeenergie
keine Batterie notwendig ist.
Die deutsche Patentanmeldung DE 36 13 150 beschreibt folgerichtig
eine Energieversorgung für Datenträger, die mit
Hilfe einer induktiven Ankopplung erfolgt. Nachteilig erscheint,
daß eine derartige Energieübertragung technisch
sehr aufwendig ist und nur sehr geringe Entfernungen
zwischen dem Datenträger und der lesenden Station erlaubt.
Auch hier werden elektromagnetische Felder erzeugt und eine
amtliche Prüfung - wie vorstehend bereits erwähnt - ist erforderlich.
Weitere Überlegungen beschäftigen sich mit dem Datenspeicher.
Bekannt ist, die Daten in einem elektrisch löschbaren
Halbleiterspeicher (EEPROM) zu speichern. (Siehe DE-OS
32 34 345 und DE 36 13 150.) Es liegt auf der Hand, daß ein
derartiges Gerät jedenfalls nicht sehr kostengünstig ist. Da
nach dem heutigen Stand der Technik EEPROM-Speicher nur eine
begrenzte Zahl von Schreib/Lesezyklus durchführen können,
ergibt sich eine begrenzte Lebensdauer. In Applikationen mit
sehr vielen Schreib-/Lesezyklen ist dies unvorteilhaft.
Weitere Arbeiten beschäftigen sich mit den Datenspeichern
und stellen Lösungen vor, bei denen der Datenspeicher sehr
groß ist und Daten in Segmenten oder nur komplett beschrieben
oder gelesen werden können. Ein derartiger Datenspeicher
hat erhebliche Kosten und hat relativ hohe Zugriffszeiten
durch die Adressierung beziehungsweise durch
das Lesen/Schreiben des gesamten Speicherinhaltes. Nicht in
jeder Applikation wird diese sehr umfangreiche Lösung mit
Erfolg eingesetzt werden können.
Weitere Verfahren beschäftigen sich mit einer mechanischen
Speicherung, wobei zum Betrieb Druckluft erforderlich ist.
Aus dem Vorgenannten ergibt sich, daß es sinnvoll ist, ein
einfach zu betreibendes, sicheres Kommunikationssystem mit
preiswerter Energieversorgung zu schaffen, wobei der zu
übertragende Datenumfang durchaus relativ begrenzt sein
kann.
Erfindungsgemäß wird daher ein Apparat und ein Verfahren beschrieben,
bei welchem insbesondere eine preiswerte und
sichere Energieversorgung den mechanischen Aufwand der Anordnung
erheblich reduziert.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild mit dem grundsätzlichen
Aufbau des Kommunikationssystems. Darin ist (1) die Schreib/
Lesestation und (2) der Datenträger, welcher vorzugsweise
dem Werkstück zugeordnet ist und zum Beispiel auf dem Werkstückträger
befestigt ist.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Energieversorgung
des Datenträgers über eine gerichtete Lichtquelle (3) zu
bewerkstelligen. Prinzipiell erfolgt das über eine Lampe mit
gebündeltem Licht (3), welche sich in der Schreib-/Lesestation
befindet und über eine Solarzelle (4), welche sich im
Datenträger befindet. Die sich ergebende Spannung aus der
Solarzelle wird in einer Spannungsregelung (5) aufbereitet
und dem Sender beziehungsweise einem Akkumulator oder einem
elektrischen Kondensator zugeführt.
Es ergibt sich folgendes Arbeitsprinzip:
Über die Datenschnittstellen (6) und die Steuerschnittstelle
(7) werden digitale Daten in die Schreib-/Lesestation eingegeben,
in einer Steuereinheit (8) verarbeitet und über eine
Infrarot-Sendediode (9) ausgesandt.
Im Datenträger werden die Signale mit einer Infrarot-Empfangseinrichtung
(10) empfangen und in einem Schieberegister
mit Schieberegister-Steuerung (11) eingelesen und
gespeichert. Die Daten im Schieberegister werden über eine
Batterie, welche vorzugsweise eine Lithiumbatterie mit
langer Lebensdauer ist (12) bepuffert.
Die Daten im Schieberegister werden stets dann permanent
gesendet, wenn die Solarzelle (4) Licht der Lichtquelle (3)
empfängt. Dabei sendet der Datenträger (2) die Daten über
die Infrarotsendediode (13) aus.
Die Daten werden in der Schreib-/Lesestation von einer
Infrarot-Empfangseinrichtung (14) empfangen und in der
Steuereinheit (8) aufbereitet, so daß sie an der Schnittstelle
(6) bereitgestellt werden können.
Fig. 1/15 stellt die Stromversorgung für die Schreib-/Lesestation
da.
Fig. 2a zeigt den Aufbau eines Datentelegramms und Fig. 2b
ein Diagramm des Datenaustausches zwischen Schreib-/Lesestation
und Datenträger. Das Datentelegramm ist grundsätzlich
gleich aufgebaut.
Es besteht aus vorzugsweise zwei zeitlich definierten Startimpulsen
zur Synchronisation der Datenübertragung (16) und
den eigentlichen Daten (17).
Erfindungsgemäß bedeutsam ist, daß die Lichtquelle in der
Schreib-/Lesestation ständig eingeschaltet ist. Der mobile
Datenträger dagegen befindet sich ständig in einer Bereitschaftsstellung,
wobei die Empfangseinrichtung aktiv ist,
die Sendeeinrichtung allerdings abgeschaltet ist. Fährt ein
Datenträger in den aktiven Bereich der Schreib-/Lesestation
ein, gelangt er in den Lichtkegel der Lichtquelle. Die
Solarzelle wandelt nunmehr das Licht in elektrische
Leistung, wodurch der Datenträger aktiviert wird und seine
gespeicherten Informationen kontinuierlich solange an die
Schreib-/Lesestation aussendet (18), solange sich der Datenträger
sich im Lichtkegel befindet (19). Die Schreib-/
Lesestation empfängt die Datentelegramme und stellt sie an
der Schnittstelle bereit.
Verläßt der Datenträger den aktiven Bereich der Schreib-/
Lesestation, wird keine Energie mehr übertragen und das Aussenden
der Daten wird eingestellt (22). Die im Schieberegister
gespeicherten Daten bleiben selbstverständlich erhalten.
Die elektronische Steuerung in der Schreib-/Lesestation
ist so eingerichtet, daß sie jeweils das letzte
vollständig übertragene Telegramm empfängt und dieses über
die Schnittstelle an eine weiterverarbeitende Datenverarbeitung
zur Verfügung stellt.
In einem flexiblen System ist es notwendig, die Daten im
Datenträger gelegentlich zu verändern oder anzupassen. Dies
erfolgt über eine in der Schreib-/Lesestation befindliche
Infrarot-Sendeeinrichtung, welche ein Signal aussendet,
welches der Datenträger als Schreibbefehl (23) interpretiert.
Die Ablaufsteuerung im Datenträger ist so eingerichtet,
daß bei Empfang eines solchen Befehls sofort die
Aussendung der gespeicherten Daten unterbrochen wird (20).
Die nunmehr neuen Daten werden entsprechend an den Datenträger
übertragen (21) und dort in das Schieberegister eingelesen
und wie vorstehend beschrieben gespeichert.
Sobald das erfolgt ist, sendet der Datenträger die nunmehr
gespeicherten Daten zurück zur Schreib-/Lesestation (18), in
der die so empfangenen Informationen mit den ausgesendeten
Informationen auf Übereinstimmung geprüft werden. Erfindungsgemäß
ist vorgesehen, die Übertragung zu wiederholen,
wenn Ungleichheiten festgestellt werden.
Die Erfindung weist, bezogen auf den vorstehend beschriebenen
Stand der Technik, erhebliche Vorteile auf.
So wird sowohl die Energie als auch jeweils die Daten mit
Hilfe von Licht übertragen. Von Licht können keine elektromagnetischen
Störungen oder andere Beeinflussungen ausgehen.
Weiter ergibt sich, daß auch die Datenübertragung aufgrund
der technischen Natur als Infrarot-Lichtstrecke gegen
elektromagnetische Einflüsse immun ist und insofern auch in
durch elektromagnetische Störungen "verseuchter" Umgebung
ohne Beeinträchtigung arbeiten kann.
Durch die sehr einfache und preiswerte erfindungsgemäße
Lösung, die Daten in einem Schieberegister zu speichern,
können unbegrenzt Schreib-/Lesezyklen einander abwechseln.
Von Bedeutung ist die Energieversorgung, die in der bevorzugten
Ausführung erfindungsgemäß durch die Wandlung von
Licht in Elektrizität innerhalb des Datenträgers erfolgt.
Die Tatsache, daß ein einfacher Scheinwerfer die Energieversorgung
sichern kann, bedeutet auch eine sehr einfache
Funktionsprüfung. In der Praxis wird dies als außerordentlich
vorteilhaft empfunden.
Zusammenfassend wird erfindungsgemäß ein System vorgestellt,
welches vergleichsweise preiswert, robust und flexibel eingesetzt
werden kann.
Fig. 3 zeigt den bevorzugten Aufbau der erfindungsgemäßen
Gerätschaft: Dabei ist (24) die stationär an einer Bearbeitungsstation
(29) angebaute Schreib-/Lesestation zur
Kommunikation mit dem Datenträger (25). Diese ist fest mit
dem Werkstückträger (26) verbunden, der das Werkstück (27)
trägt. Der Werkstückträger wird über das Transportsystem
(28) von einer Bearbeitungsstation zur nächsten gefahren,
bis die Bearbeitung des Werkstücks abgeschlossen ist.
Im Datenträger (25) ist (30) die Solarzelle zur Energieversorgung
des Datenträgers und (31)/(32) die Infrarot-Sende-
bzw. Empfangsdiode zur Kommunikation mit der Schreib-/Lesestation.
Claims (3)
1. Apparat und Verfahren zum Zwecke des Datenaustausches
(Kommunikation) zwischen einer stationären Einrichtung und
einer mobilen Einrichtung mit Hilfe einer bidirektionalen
Infrarot-Datenübertragung, welche aus einer stationären
Schreib-/Lesestation zum Anschluß an die stationäre Einrichtung
und einem an der mobilen Einrichtung befestigten
Datenträger besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufforderung zum Aussenden der im mobilen Datenträger
gespeicherten digitalen Information durch energiereiches
Licht ausgelöst wird, welches von der Schreib-/Lesestation
gebündelt auf den Datenträger ausgestrahlt wird und in
diesem fotovoltaisch in elektrische Energie umgesetzt wird,
welche zum Betrieb eines Infrarotsenders benutzt wird, wobei
eine Zwischenspeicherung der elektrischen Energie mit Hilfe
eines elektrischen Kondensators erfolgt.
2. Apparat und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Daten seriell in einem Schieberegister gespeichert
sind, wobei die Daten gegen Verlust mit Hilfe einer stets
angeschlossenen Pufferbatterie gesichert sind.
3. Apparat und Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß Schreib-/Leseoperationen stets über die volle Speicherbereiche
ausgeführt werden.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19924220042 DE4220042A1 (de) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Kommunikationssystem mit berührungsloser Übertragung von Daten |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4220042A1 true DE4220042A1 (de) | 1993-12-23 |
Family
ID=6461347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19924220042 Withdrawn DE4220042A1 (de) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Kommunikationssystem mit berührungsloser Übertragung von Daten |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4220042A1 (de) |
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