DieErfindung betrifft ein parametrierbares Kommunikationsendgerät und einVerfahren zur Parametrierung des Kommunikationsendgerätes.TheThe invention relates to a parameterizable communication terminal and aMethod for parameterizing the communication terminal.
DemFachmann sind aus der Kommunikationstechnologie, Netzwerktechnologieund Automatisierungstechnologie eine Vielzahl von Verfahren bekannt,wann und wie Kommunikationsendgeräte Zugriff auf das Datenübertragungsmediumerhalten. Der Zugriff wird in vielen Fällen von einem Koordinatorgerät, in derenglischsprachigen Literatur auch als Master bekannt, den Kommunikationsendgeräten, in derenglischen Literatur auch als Slaves bekannt, zugewiesen. Das Koordinatorgerät hat alseinziger Teilnehmer im Netzwerk das Recht unaufgefordert auf dasDatenübertragungsmediumzuzugreifen. Die Kommunikationsendgeräte müssen auf die Zuweisung vomKoordinatorgerätwarten, bevor sie auf das Datenübertragungsmediumzugreifen dürfen.Die aus der englischsprachigen Literatur auch als Master/Slawe-Verfahrenbekannte Lösungwird auch in vielen Bussystemen der Automatisierungstechnik eingesetzt.theSpecialists are from communication technology, network technologyand automation technology a variety of methods knownwhen and how communication terminals access the data transmission mediumreceive. Access is often provided by a coordinator device in theEnglish-language literature also known as master, the communication terminals, in theEnglish literature also known as slaves assigned. The coordinator device has asonly participant in the network the right unsolicited on theCommunications mediaaccess. The communication terminals must be assigned to the assignment fromcoordinator unitwait before going to the data transfer mediumallowed to access.The from the English literature also as master / Slawe procedureknown solutionis also used in many bus systems of automation technology.
Seitneuestem werden in der Automatisierungstechnik nicht nur „drahtgebundene" Bussysteme für die Datenkommunikationzwischen dem Koordinatorgerätund den Kommunikationsendgeräten eingesetzt,sondern es werden auch drahtlose Netzwerke aufgebaut, sogenannteWireless Sensor Actor Networks. Der Zugriff der einzelnen Kommunikationsendgeräte auf dieFunkressource wird wiederum vom Koordinatorgerät zugeteilt. Ein wichtigesVerfahren hinsichtlich des Zugriffs auf die Funkressource ist dassogenannte Zeitmultiplexverfahren, bei dem die Zeit in einzelneZeitrahmen einheitlicher Längeunterteilt ist, die wiederum in determinierte Zeitschlitze gleicherLänge unterteiltsind. Der Zugriff auf die Funkressource ist einem Kommunikationsendgerät nur innerhalbdes zugeteilten Zeitschlitzes oder der zugeteilten Zeitschlitzeinnerhalb eines Zeitrahmens möglich.Die zeitliche Position der einzelnen Zeitschlitze in aufeinanderfolgendenZeitrahmen ist in Bezug auf den Beginn des jeweiligen Zeitrahmens determiniert.sinceThe latest automation technology is not just "wired" bus systems for data communicationbetween the coordinator deviceand the communication terminals used,but it also wireless networks are built, so-calledWireless Sensor Actor Networks. The access of the individual communication terminals to theRadio resource is in turn assigned by the coordinator device. An importantMethod of access to the radio resource is theso-called time-division multiplexing, in which the time in individualTimeframe of uniform lengthis divided, which in turn in determinate time slots of the sameDivided lengthare. The access to the radio resource is a communication terminal only withinthe allocated timeslot or allocated timeslotswithin a time frame possible.The temporal position of the individual time slots in successiveTime frame is determined in relation to the beginning of the respective time frame.
DieZuweisung eines in aufeinanderfolgenden Zeitrahmen wiederkehrendenZeitschlitzes vom Koordinatorgerätan ein Kommunikationsendgerät erlaubteine deterministische Übertragungvon Daten. Deterministische Übertragungsoll so verstanden werden, dass die Daten innerhalb einer vorabbestimmten und bekannten Zeit von einer Datenquelle (dem Sender)zum Ziel, d. h. der Datensenke (dem Empfänger) transportiert werden.TheAssignment of a recurring in successive timeframesTime slot from the coordinator deviceallowed to a communication terminala deterministic transferof data. Deterministic transmissionshould be understood so that the data within a preliminaryspecific and known time from a data source (the sender)to the goal, d. H. the data sink (the receiver) are transported.
DieDatenübertragungder Daten soll zudem innerhalb einer kurzen Latenzzeit = Verzögerungszeit erfolgen.Das soll im Weiteren die Zeit sein, innerhalb der nach dem Auftreteneines Ereignisses, welches durch ein Kommunikationsendgerät registriertwird, dieses Ereignis dem Koordinatorgerät gemeldet wird. Bei dem beschriebenenZeitmultiplexverfahren mit Zeitrahmen und einem für ein Kommunikationsendgerät festgelegtenZeitschlitz wird die Latenzzeit wesentlich durch die Länge desfestgelegten Zeitschlitzes und die Länge des Zeitrahmens bestimmt.Heutige technische Anforderungen erfordern Latenzzeiten von wenigenMillisekunden.Thedata transferThe data should also be within a short latency = delay time.This should be the time, within the after the occurrencean event registered by a communication terminalThis event is reported to the coordinator device. In the describedTime-division multiplexing with time frame and one specified for a communication terminalTimeslot, the latency is significantly affected by the length of thedetermined time slot and the length of the time frame.Today's technical requirements require latency of a fewMilliseconds.
Kommunikationsendgeräte müssen bevor siein einem Funkkommunikationssystem mit einem Koordinatorgerät Datenaustauschen können,konfiguriert bzw. parametriert werden.Communication terminals must be before theyin a radio communication system with a coordinator device datacan exchangebe configured or parameterized.
Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kommunikationsendgerät für den Einsatzin einem Funkkommunikationssystem bereitzustellen, welches in verschiedenenBetriebszuständenauf vielfältigeWeise parametriert werden kann, ohne das andere Kommunikationsendgeräte des FunkkommunikationssystemsEinschränkungenin Bezug auf die Latenzzeit und deterministischer Übertragungerfahren.Itthe object of the present invention is a communication terminal for usein a radio communication system, which in differentoperating conditionson diverseCan be parameterized without the other communication terminals of the radio communication systemrestrictionsin terms of latency and deterministic transmissionExperienced.
DieAufgabe wird erfindungsgemäß durch einKommunikationsendgerätgelöst,
DieAufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Parametrierungeines Kommunikationsendgerätesgelöst,
Daserfindungsgemäße Kommunikationsendgerät kann inverschiedenen Betriebszuständen aufvielfältigeWeise parametriert werden, ohne das andere Kommunikationsendgeräte des FunkkommunikationssystemsEinschränkungenin Bezug auf die Latenzzeit und deterministischer Übertragungerfahren.TheCommunication terminal according to the invention can indifferent operating conditionsdiverseBe parameterized without the other communication terminals of the radio communication systemrestrictionsin terms of latency and deterministic transmissionExperienced.
Weiterbildungender Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.further developmentsThe invention will become apparent from the dependent claims.
Invorteilhafter Weise teilt in dem Funkkommunikationssystem das Koordinatorgerät dem Kommunikationsendgerät in einerNutzdatenübertragungsbetriebsartmittels einer im Synchronisierungszeitschlitz übertragenen Synchronisierungsmeldung mit,dass als Kommunikationsrichtung die Abwärtsrichtung vom Koordinatorgerät zu demKommunikationsendgerätdefiniert ist, und daraufhin wechselt das Kommunikationsendgerät in eineKoordinatorparametrierbetriebsart, in der das Kommunikationsendgerät vom Koordinatorgerät parametrierbarist. Dadurch kann das Kommunikationsendgerät von einem weiteren Gerät, hierdem Koordinatorgerät,parametriert werden.InAdvantageously, in the radio communication system, the coordinator communicates with the communication terminal in oneNutzdatenübertragungsbetriebsartby means of a synchronization message transmitted in the synchronization time slot,as the direction of communication, the downward direction from the coordinator device to thecommunication terminalis defined, and then changes the communication terminal in aCoordinator parameterization mode in which the communication terminal can be parameterized by the coordinator deviceis. As a result, the communication terminal of another device, herethe coordinator device,be parameterized.
Invorteilhafter Weise wechselt das Kommunikationsendgerät nach Aufforderungdurch das Koordinatorgerätmittels der Synchronisierungsmeldung wieder in die Nutzdatenübertragungsbe triebsart.Dadurch kann das Kommunikationsendgerät wieder an der normalen Datenkommunikation,d. h. der Übertragungvon Prozessdaten zum Koordinatorgerät teilnehmen.InAdvantageously, the communication terminal changes as requestedthrough the coordinator deviceby means of the synchronization message again in the Nutzdatenübertragungsbe mode of operation.This allows the communication terminal to resume normal data communication,d. H. the transmissionfrom process data to the coordinator device.
Invorteilhafter Weise wechselt das Kommunikationsendgerät nach Aufforderungdurch das Koordinatorgerätmittels einer in einem Nutzdatenübertragungszeitschlitz übertragenenspeziellen Meldung oder der Synchronisierungsmeldung wieder in den Fabrikauslieferungszustand.Dadurch das Kommunikationsendgerätfür denEinsatz in anderen Funkkommunikationssystemen vorgesehen werden.InAdvantageously, the communication terminal changes as requestedthrough the coordinator deviceby means of a transmitted in a Nutzdatenübertragungszeitschlitzspecial message or the synchronization message back to the factory settings.As a result, the communication terminalfor theUse can be provided in other radio communication systems.
Invorteilhafter Weise wechselt das Kommunikationsendgerät nach Aufforderungdurch das Koordinatorgerätmittels einer in einem Nutzdatenübertragungszeitschlitz übertragenenspeziellen Meldung oder der Synchronisierungsmeldung zur Parametrierungdurch das Zusatzgerätin die Ad-hoc Parametrierbetriebsart. Dadurch kann das Kommunikationsendgerät wiederumflexibel auch durch ein anderes Gerät als das Koordinatorgerät, nämlich dasZusatzgerät,parametriert werden.InAdvantageously, the communication terminal changes as requestedthrough the coordinator deviceby means of a transmitted in a Nutzdatenübertragungszeitschlitzspecial message or the synchronization message for parameterizationthrough the attachmentin the ad hoc parameterization mode. As a result, the communication terminal in turnflexible also by a device other than the coordinator, namely theAccessory,be parameterized.
Invorteilhafter Weise wechselt das Kommunikationsendgerät infolgedes Auslösenseiner Zurücksetzfunktionin den Fabrikauslieferungszustand. Dadurch kann das Kommunikationsendgerät aus demBetriebsbereitschaftszustand zum Beispiel durch Druck auf einenTaster füreine Neuparametrierung auf einfache Weise vorbereitet werden.InAdvantageously, the communication terminal changes as a resultof triggeringa reset functionin the factory delivery condition. This allows the communication terminal from theReady for operation state, for example, by pressing on oneButton fora reparameterization can be easily prepared.
Invorteilhafter Weise umfasst die Parametrierung durch das Zusatzgerät die Mitteilungeiner Funkkommunikationssystemidentifikation und das Kommunikationsendgerät baut aufgrunddieser Funkkommunikationssystemidentifikation die Kommunikationsverbindungzu dem diesem Funkkommunikationssystem zugehörigen Koordinatorgerät auf. Dadurchkann das Kommunikati onsendgerätdurch ein gängigesVerfahren zur Teilnahme an einer Datenkommunikation mit einem dazubestimmten Koordinatorgerätbzw. der Übertragungvon Prozesswerten zu diesem Koordinatorgerät veranlasst werden.InAdvantageously, the parameterization by the attachment includes the messagea radio communication system identification and the communication terminal is based onThis radio communication system identification the communication linkto the coordinator device associated with this radio communication system. TherebyCan the communication onsendgerätthrough a commonMethod for participation in a data communication with a theretocertain coordinator deviceor the transmissionof process values to this coordinator device.
WeitereVorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung,welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhandvon sechs Ausführungsbeispielenerläutert.FurtherAdvantages of the invention will become apparent from the following description,which, in conjunction with the accompanying drawings, the inventionof six embodimentsexplained.
Dabeizeigt in schematischer Darstellung diethereshows a schematic representation of the
Die
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DieParametrierung wird in großemMaße durchdie Auslegung des Funkkommunikationssystems FKS bestimmt und beispielsweisedurch folgende Größen beeinflusst.Anzahl der an der Datenkommunikation teilnehmenden Kommunikationsendgeräte KEG1,KEG2, KEG3, einzuhaltende maximale Latenzzeit, Größe der von/zuden KommunikationsendgerätenKEG1, KEG2, KEG3 zu übertragenenMeldungen, Anzahl der ZusatzgeräteZG etc.TheParameterization is in greatDimensionsthe design of the radio communication system FKS determines and for exampleinfluenced by the following quantities.Number of communication terminals KEG1 participating in the data communication,KEG2, KEG3, maximum latency to be respected, size of from / tothe communication terminalsKEG1, KEG2, KEG3 to transmitMessages, number of additional devicesZG etc.
Derdynamische Zeitschlitz DYNZS kann von weiteren Kommunikationsendgeräten benutztwerden, denen kein Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3 vondem KoordinatorgerätKG fürdie zyklische Datenkommunikation mit dem Koordi natorgerät KG zugeordnetwurde. Vor der Benutzung des dynamischen Zeitschlitzes DYNZS durchein Kommunikationsendgerätmuss sich dieses auf die Synchronisierungsmeldung SYNM im dem dynamischenZeitschlitz DYNZS vorangegangenen Synchronisierungszeitschlitz SYNZSsynchronisieren. Insbesondere kann der dynamische Zeitschlitz DYNZSauch benutzt werden, wenn die zu übertragenen Datenpakete zulang sind, um innerhalb eines Nutzdatenübertragungszeitschlitzes NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3 übertragenzu werden.The dynamic time slot DYNZS can be used by other communication terminals, which no Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3 has been assigned by the coordinator KG for the cyclic data communication with the Koordi natorgerät KG. Before the dynamic time slot DYNZS is used by a communication terminal, it must synchronize with the synchronization message SYNM in the synchronization time slot SYNZS preceding the dynamic time slot DYNZS. In particular, the dynamic time slot DYNZS can also be used if the data packets to be transmitted are too long to be internally transmitted half of a Nutzdatenübertragungszeitschlitzes NDÜZS1, NDÜZS2, NDÜZS3 to be transmitted.
Auchkann der dynamische Zeitschlitz DYNZS von einem Zusatzgerät ZG benutztwerden, welches zur Parametrierung der Kommunikationsendgeräte KEG1,KEG2, KEG3 dient, was in einem späteren Abschnitt eingehendererläutertwird.AlsoThe dynamic time slot DYNZS can be used by an accessory ZGwhich is used for the parameterization of the communication terminals KEG1,KEG2, KEG3 is used, which is discussed in more detail in a later sectionexplainedbecomes.
Datenkollisionenzwischen verschiedenen Kommunikationsendgeräten oder dem Zusatzgerät ZG indem dynamischen Zeitschlitz DYNZS werden durch dem Fachmann bekannteStauauflösungsmechanismen,in der englischsprachigen Literatur auch als Backoffmechanismenbekannt, gelöst,bei denen eine wiederholte Aussendung von Datenpaketen zu späteren zufällig gewählten Zeitpunktenerfolgt oder eine Priorisierung von Datenpaketen bestimmter Kommunikationsendgeräte vorgesehenist.data collisionsbetween different communication terminals or the additional device ZG inThe dynamic time slot DYNZS are known to those skilled in the artJam resolution mechanismsin English literature also as backoff mechanismsknown, solved,in which a repeated transmission of data packets to later randomly selected timestakes place or a prioritization of data packets of certain communication terminals providedis.
Die
Die
Zunächst wirddie Datenkommunikation zwischen dem Koordinatorgerät KG unddem ersten KommunikationsendgerätKEG1 nähererläutert.First, willthe data communication between the coordinator KG andthe first communication terminalKEG1 closerexplained.
Vordem ersten Zeitrahmen ZR1 findet ein Ereignis E1 statt, welchesvom ersten KommunikationsendgerätKEG1 registriert wird. Dieses Ereignis E1 könnte beispielsweise das Überschreiteneiner Temperaturschwelle, die Erkennung eines Brandes etc. sein,jedenfalls etwas was z. B. von einem als Sensor ausgebildeten Kommunikationsendgerät KEG1 erkanntwird und was infolge festgelegter Verarbeitungsrichtlinien im Sensordem KoordinatorgerätKG gemeldet werden muss.In frontthe first time frame ZR1 takes place an event E1, whichfrom the first communication terminalKEG1 is registered. For example, this event E1 could be exceedinga temperature threshold, the detection of a fire, etc.,Anyhow something z. B. detected by a trained as a sensor communication terminal KEG1and what happens as a result of set processing guidelines in the sensorthe coordinator deviceKG must be reported.
Damiteine Meldung an das Koordinatorgerät KG erfolgen kann, muss sichdas erste KommunikationsendgerätKEG1 auf die nächsteSynchronisierungsmeldung im Synchronisierungszeitschlitz SYNZS1aufsynchronisieren. Dazu stellt das erste Kommunikationsendgerät KEG1 durchAuswertung der Synchronisierungsmeldung fest, dass es sich in einerNutzdatenübertragungsbetriebsartbefindet, also im auf den Synchronisierungszeitschlitz folgendenvom KoordinatorgerätKG zugewiesenen NutzdatenübertragungszeitschlitzDaten an das KoordinatorgerätKG versenden kann. Dieses wird in der
ImNutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 desZeitrahmens ZR1 sendet also das Kommunikationsendgerät KEG1 eineMeldung an das KoordinatorgerätKG. Durch die Aufsynchronisierung des Kommunikationsendgerätes KEG1auf die Synchronisierungsmeldung im zweiten SynchronisierungszeitschlitzSYNZS2 des Zeitrahmens ZR2 erhältdas KommunikationsendgerätKEG1 die Mitteilung, dass es von der Nutzdatenübertragungsbetriebsart in dieKoordinatorparametrierbetriebsart wechseln soll, in der das Kommunikationsendgerät KEG1 vomKoordinatorgerätKG im NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS1des zweiten Zeitrah mens ZR2 eine Parametriermeldung empfängt. Die Übertragungder Parametriermeldung kann aufgrund der Datenmenge jedoch nichtin einem einzigen Nutzdatenübertragungszeitschlitzabgeschlossen werden. Wenn sich jetzt das Kommunikationsendgerät KEG1 aufdie Synchronisierungsmeldung im dritten SynchronisierungszeitschlitzSYNZS3 des dritten Zeitrahmens ZR3 aufsynchronisiert, erhält es dieMitteilung dass die Koordinatorparametrierbetriebsart aufrechterhaltenwerden soll. Das Kommunikationsendgerät KEG1 empfängt nun vom Koordinatorgerät KG imNutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS1 desdritten Zeitrahmens ZR3 den zweiten Teil der Parametriermeldung,die jetzt im NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS1des dritten Zeitrahmens ZR3 vollständig übertragen werden konnte.In Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 the time frame ZR1 so the communication terminal KEG1 sends a message to the coordinator KG. By the synchronization of the communication terminal KEG1 to the synchronization message in the second synchronization slot SYNZS2 of the time frame ZR2 receives the communication terminal KEG1 the message that it should switch from the Nutzdatenübertragungsbetriebsart in the Koordinators parameterization mode in which the communication terminal KEG1 from the coordinator KG in the Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 the second Zeitrah ZR2 receives a parameterization message. However, due to the amount of data, the transmission of the parameterization message can not be completed in a single user data transmission time slot. If now the communication end If KEG1 advises to synchronize to the synchronization message in the third synchronization time slot SYNZS3 of the third time frame ZR3, it receives the message that the coordinator parameterization mode is to be maintained. The communication terminal KEG1 now receives from the coordinator unit KG in Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 the third time frame ZR3 the second part of the parameterization message, which could now be completely transferred in Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 the third time frame ZR3.
Parametriermeldungen,die das KommunikationsendgerätKEG1 in der Koordinatorparametrierbetriebsart vom Koordinatorgerät KG erhält, werden vomKommunikationsendgerätKEG1 optional in einem darauffolgenden zugewiesenen Nutzdatenübertragungszeitschlitzdurch eine Bestätigungsmeldung BMbestätigt.Es ist parametrierbar, wie viele vom ersten Kommunikationsendgerät KEG1 korrektempfangene Parametriermeldungen mit einer Bestätigungsmeldung BM bestätigt werden.Dadurch ist es möglich,sowohl jede Parametriermeldung separat als auch Blöcke vonParametriermeldungen mit einer Bestätigungsmeldung BM zu bestätigen. Bestätigungsmeldungen(BM), die jeweils einen Block von Parametriermeldungen bestätigen, reduzierenbei guter Datenverbindung nur minimal den Datendurchsatz.Parametriermeldungen,the communication terminalKEG1 in the coordinator parameterization mode of the coordinator unit KG, are received from thecommunication terminalKEG1 optional in a subsequent assigned payload transmission time slotby a confirmation message BMapproved.It is parameterizable how many of the first communication terminal KEG1 correctreceived parameterization messages are confirmed with a confirmation message BM.This makes it possibleeach parameterization message separately as well as blocks ofConfirm parameterization messages with a confirmation message BM. confirmation messages(BM), each confirming one block of parameterization messageswith good data connection only minimal data throughput.
Wennsich jetzt das Kommunikationsendgerät KEG1 auf die Synchronisierungsmeldungim vierten Synchronisierungszeitschlitz SYNZS4 des vierten Zeitrahmensaufsynchronisiert, erhältes die Mitteilung dass es von der Koordinatorparametrierbetriebsartwieder in die Nutzdatenübertragungsbetriebsartwechseln soll. Das Kommunikationsendgerät KEG1 sendet nun im NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS1des vierten Zeitrahmens Meldungen (Nutzdaten) an das Koordinatorgerät KG.IfNow the communication terminal KEG1 on the synchronization messagein the fourth synchronization time slot SYNZS4 of the fourth time framesynchronized, receivesit the message that it from the coordinator parameterization modeback to the payload transfer modeshould change. The communication terminal KEG1 now transmits in NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS1the fourth time frame messages (user data) to the coordinator KG.
Jetztwird die Datenkommunikation zwischen dem Koordinatorgerät KG unddem zweiten KommunikationsendgerätKEG2 nähererläutert.Nowis the data communication between the coordinator KG andthe second communication terminalKEG2 closerexplained.
Infolgeeines Ereignisses E2 vor dem ersten Zeitrahmen ZR1 und nach erfolgterAufsynchronisierung des zweiten Kommunikationsendgerätes KEG2 aufdie Synchronisierungsmeldung SYNM im ersten SynchronisierungszeitschlitzSYNZS1 des ersten Zeitrahmens ZR1 sendet das zweite Kommunikationsendgerät KEG2 imNutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS2des Zeitrahmens ZR1 eine Meldung an das Koordinatorgerät KG, diein diesem NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS2des ersten Zeitrahmens ZR1 vollständig übertragen werden konnte.As a resultan event E2 before the first time frame ZR1 and afterSynchronization of the second communication terminal KEG2the synchronization message SYNM in the first synchronization slotSYNZS1 of the first time frame ZR1 sends the second communication terminal KEG2 inuseful data transmissionNDÜZS2the time frame ZR1 a message to the coordinator KG, thein this payload transmission time slotNDÜZS2of the first time frame ZR1 could be completely transferred.
Damitdas Funkkommunikationssystem FKS energiesparsam betrieben werdenkann und wenn dem zweiten Synchronisierungszeitschlitz SYNZS2 deszweiten Zeitrahmens ZR2 kein erneutes Ereignis vorangeht, betreibtdas zweite KommunikationsendgerätKEG2 keine Aufsynchronisierung auf die SynchronisierungsmeldungSYNM des zweiten Synchronisierungszeitschlitzes SYNZS2 des zweitenZeitrahmens ZR2 sondern verweilt im energiesparenden Schlafmodus.Konnte jedoch, was in der
Nachdem zweiten Synchronisierungszeitschlitz SYNZS2 des zweiten ZeitrahmensZR2 findet jedoch wiederum ein Ereignis E3 statt, welches vom zweitenKommunikationsendgerätKEG2 registriert wird und an das Koordinatorgerät KG gemeldet werden muss.Um dieses zu realisieren, synchronisiert sich das zweite Kommunikationsendgerät KEG2 auf dieSynchronisierungsmeldung SYNM des dritten SynchronisierungszeitschlitzesSYNZS3 im dritten Zeitrahmen ZR3 auf und überträgt im zweiten NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS2des dritten Zeitrahmens ZR3 eine Meldung (Nutzdaten) an das Koordinatorgerät KG, diewiederum im zweiten NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS2des dritten Zeitrahmens ZR3 vollständig übertragen werden konnte.Tothe second synchronization time slot SYNZS2 of the second time frameHowever, ZR2 again takes place an event E3, which of the secondcommunication terminalKEG2 is registered and must be reported to the coordinator KG.To realize this, the second communication terminal KEG2 synchronizes to theSynchronization message SYNM of the third synchronization time slotSYNZS3 in the third time frame ZR3 and transmits in the second NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS2the third time frame ZR3 a message (payload) to the coordinator KG, theagain in the second payload transmission time slotNDÜZS2of the third time frame ZR3 could be completely transferred.
Danachverweilt das zweite Kommunikationsendgerät KEG2 wiederum im energiesparenden Schlafmodus,wie er bereits im Hinblick auf den zweiten Zeitrahmen ZR2 beschriebenwurde, bis erneut ein Ereignis auftritt.After thatthe second communication terminal KEG2 again lingers in the energy-saving sleep mode,as he already described in terms of the second time frame ZR2until another event occurs.
Zwischendem KoordinatorgerätKG und dem dritten Kommunikationsendgerät KEG3 findet keine Datenkommunikationstatt. Das dritte Kommunikationsendgerät KEG3 verweilt im energiesparendenSchlafmodus.Betweenthe coordinator deviceKG and the third communication terminal KEG3 finds no data communicationinstead of. The third communication terminal KEG3 lingers in energy-savingSleep mode.
Die
Infolgeeines Ereignisses E4 vor dem ersten Zeitrahmen ZR1 und nach erfolgterAufsynchronisierung des ersten Kommunikationsendgerätes KEG1 aufdie Synchronisierungsmeldung SYNM im ersten SynchronisierungszeitschlitzSYNZS1 des ersten Zeitrahmens ZR1 sendet das erste Kommunikationsendgerät KEG1 imNutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 desZeitrahmens ZR1 eine Meldung an das Koordinatorgerät KG, diein diesem NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS1des ersten Zeitrahmens ZR1 vollständig übertragen werden konnte.As a result of an event E4 before the first time frame ZR1 and after the synchronization of the first communication terminal KEG1 to the synchronization message SYNM in the first Synchronization time slot SYNZS1 the first time frame ZR1 sends the first communication terminal KEG1 in Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 the time frame ZR1 a message to the coordinator KG, which could be completely transferred in this Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 the first time frame ZR1.
Demzweiten Synchronisierungszeitschlitz SYNZS2 des zweiten ZeitrahmensZR2 geht kein erneutes Ereignis voran. Das erste Kommunikationsendgerät KEG1 betreibtdeshalb keine Aufsynchronisierung auf die SynchronisierungsmeldungSYNM des zweiten Synchronisierungszeitschlitzes SYNZS2 des zweitenZeitrahmens ZR2 sondern verweilt im energiesparenden Schlafmodus.thesecond synchronization time slot SYNZS2 the second time frameZR2 does not proceed with a new event. The first communication terminal KEG1 operatestherefore no synchronization to the synchronization messageSYNM of the second synchronization time slot SYNZS2 of the secondTimeframe ZR2 but dwells in the energy-saving sleep mode.
Imdynamischen Zeitschlitz DYNZS des ersten Zeitrahmens ZR1 signalisiertjedoch das ZusatzgerätZG, dem kein Nutzdatenübertragungszeitschlitzzugewiesen ist, dem Koordinatorgerät KG mittels einer Zusatzgerätparametrierungsmeldung,dass es das erste Kommunikationsendgerät KEG1 in einer Ad-hoc-Parametrierbetriebsartparametrieren will. Das Koordinatorgerät KG zwingt daraufhin das erste Kommunikationsendgerät KEG1 mittelsder Synchronisierungsmeldung SYNM im zweiten SynchronisierungszeitschlitzSYNZS2 des zweiten Zeitrahmens ZR2 in die Ad-hoc-Parametrierbetriebsartzu wechseln. Der erste Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 deszweiten Zeitrahmens ZR2 im Koordinatorgerät KG wird deshalb für den Empfangvon Meldungen nicht verwendet, was durch die 0 in der
DasZusatzgerätZG sendet daraufhin eine Parametriermeldung an das erste Kommunikationsendgerät KEG1 über einenFunkkanal, der die Datenkommunikation zwischen dem Koordinatorgerät KG undden nicht vom ZusatzgerätZG parametrierten Kommunikationsendgeräten nicht stört.TheattachmentZG then sends a parameterization message to the first communication terminal KEG1 via aRadio channel, the data communication between the coordinator KG andnot from the attachmentZG parameterized communication terminals does not bother.
Daserste KommunikationsendgerätKEG1 sendet daraufhin eine Antwortmeldung an das Zusatzgerät ZG. DasZusatzgerätZG signalisiert dem ersten Kommunikationsendgerät KEG1 mittels einer Zusatzgerätparametrierungsbeendigungsmeldung, dassdas erste KommunikationsendgerätKEG1 die Ad-hoc-Parametrierbetriebsartwieder verlassen soll. Der erste Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 desdritten Zeitrahmens ZR3 wird jedoch im Koordinatorgerät KG für den Empfangvon Meldungen nicht verwendet.Thefirst communication terminalKEG1 then sends a response message to the accessory ZG. TheattachmentZG signals to the first communication terminal KEG1 by means of an attachment parameterization completion message thatthe first communication terminalKEG1 the ad hoc parameterization modeshould leave again. The first Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS1 ofthird time frame ZR3, however, is in the coordinator unit KG for the receptionnot used by messages.
Infolgeeines Ereignisses E5 vor dem vierten SynchronisierungszeitschlitzSYNZS4 synchronisiert sich das erste Kommunikationsendgerät KEG1 wiederauf die Synchronisierungsmeldung SYNM im vierten SynchronisierungszeitschlitzSYNZS4 auf und das erste Kommunikationsendgerät KEG1 sendet im NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS1 desvierten Zeitrahmens (nicht in der
Selbstverständlich (wasin der
Inden
DemKoordinatorgerätKG bleibt dann über einenlängerenZeitraum unbekannt, ob ein Kommunikationsendgerät noch einwandfrei im Betriebist bzw. bereits ausgefallen ist. So ein ausgefallenes Kommunikationsendgerät wäre für die Parametrierungoder Diagnose nicht erreichbar. Das Funkkommunikationssystem FKSkann daher auch so parametriert sein, dass die Kommunikationsendgeräte unabhängig vomAuftreten eines Ereignisses in vorbestimmten Zeitabständen inzugewiesenen Nutzdatenübertragungszeitschlitzeneine Statusmeldung an das Koordinatorgerät KG versenden müssen. Das Ausbleibender Statusmeldung zeigt den Ausfall des Kommunikationsendgerätes an.In der Statusmeldung könnenauch Diagnoseinformationen enthalten sein.thecoordinator unitKG then stays over onelongerPeriod unknown, if a communication terminal is still working properlyis or has already failed. Such a failed communication terminal would be for the parameterizationor diagnosis unreachable. The radio communication system FKScan therefore also be parameterized so that the communication terminals are independent ofOccurrence of an event at predetermined time intervals inassigned payload transmission time slotsSend a status message to the coordinator KG. The absencethe status message indicates the failure of the communication terminal.In the status message you canalso contain diagnostic information.
Die
Imeinfachsten Fall ist fürjeden Teil BM, RM, BAM der Steuermeldung ein Bit vorgesehen, also insgesamt3 Bit. Der Bitwert 0 des ersten Teils BM zeigt dem ersten Kommunikationsendgerät KEG1 an,dass eine vorangegangene vom ersten Kommunikationsendgerät KEG1 gesendeteMeldung oder auch eine Vielzahl davon korrekt vom Koordinatorgerät KG empfangenwurde, der Bitwert 0 des zweiten Teils fordert einen Sendebetriebdurch das erste Kommunikationsendgerät KEG1 und einen Empfangsbetriebdurch das KoordinatorgerätKG und der Bitwert 0 des dritten Teils fordert den Betrieb des erstenKommunikationsendgerätesKEG1 in der Nutzdatenübertragungsbetriebsartbzw. Koordinatorparametrierbetriebsart. Umgekehrt zeigt der Bitwert1 des ersten Teils BM dem ersten Kommunikationsendgerät KEG1 an,dass keine vorangegangene vom ersten Kommunikationsendgerät KEG1 gesendeteMeldung oder auch eine Vielzahl davon korrekt vom Koordinatorgerät KG empfangenwurde, der Bitwert 1 des zweiten Teils fordert einen Empfangsbetrieb durchdas erste KommunikationsendgerätKEG1 und einen Sendebetrieb durch das Koordinatorgerät KG undder Bitwert 1 des dritten Teils fordert den Wechsel des ersten Kommunikationsendgerätes KEG1in eine Ad-hoc-Parametrierbetriebsart.in thethe simplest case is foreach part BM, RM, BAM of the control message one bit provided, so in total3 bits. The bit value 0 of the first part BM indicates the first communication terminal KEG1,a previous one sent by the first communication terminal KEG1Message or a variety of them correctly received from the coordinator KGthe bit value 0 of the second part requests a send operationby the first communication terminal KEG1 and a receiving operationthrough the coordinator deviceKG and the bit value 0 of the third part requests the operation of the firstcommunication terminalKEG1 in the payload transmission modeor coordinator parameterization mode. Conversely, the bit value shows1 of the first part BM to the first communication terminal KEG1,that no previous one sent by the first communication terminal KEG1Message or a variety of them correctly received from the coordinator KGthe bit value 1 of the second part requests a receive operationthe first communication terminalKEG1 and a transmission mode by the coordinator KG andthe bit value 1 of the third part requests the change of the first communication terminal KEG1in an ad hoc parameterization mode.
Obder korrekte Empfang von Meldungen des ersten Kommunikationsendgerätes KEG1durch das KoordinatorgerätKG bestätigtwerden muss, ist vorab in der Koordinatorparametrierbetriebsartfestzulegen. Um die Latenzzeit in der Nutzdatenübertragungsbetriebsart zu minimieren,wird vom KoordinatorgerätKG jede im vorangegangenen Nutzdatenübertragungszeitschlitz vomersten KommunikationsendgerätKEG1 versendete und vom Koordinatorgerät korrekt empfangene Meldung,im nachfolgenden Synchronisierungszeitschlitz in der SynchronisierungsmeldungSYNM bestätigt.Wenn diese Meldung jedoch nicht korrekt vom Koordinatorgerät KG empfangenwurde, erfolgt keine Bestätigungsmeldung BMdurch das KoordinatorgerätKG.Ifthe correct reception of messages of the first communication terminal KEG1through the coordinator deviceKG confirmedmust be in advance in the coordinator parameterization modeset. To minimize latency in the payload transfer mode,is from the coordinator deviceKG each in the previous user data transmission time slot offirst communication terminalKEG1 sent and correctly received message from the coordinator device,in the subsequent synchronization time slot in the synchronization messageSYNM confirmed.However, if this message is not received correctly by the coordinator unit KGIf there is no confirmation message BMthrough the coordinator deviceKG.
Wenndas KoordinatorgerätKG in diesem Fall keine BestätigungsmeldungBM versendet, muss das erste Kommunikationsendgerät KEG1,die zuletzt gesendete Meldung im folgenden Nutzdatenübertragungszeitschlitzerneut an das KoordinatorgerätKG versenden.Ifthe coordinator deviceKG in this case no confirmation messageBM, the first communication terminal KEG1,the last message sent in the following payload transmission time slotagain to the coordinator deviceKG ship.
Wievorstehend beschrieben könneneinzelne Meldungen im Funkkommunikationssystem FKS durch Anweisungenan die KommunikationsendgeräteKEG1, KEG2, KEG3 in den Synchronisierungsmeldungen verschlüsselt werden.Alternativ dazu könnenauch alle Meldungen verschlüsseltwerden. Da jedes Funkkommunikationssystem FKS einen eigenen Schlüssel erhält, musskeine separate Netzwerkadresse verwendet werden. Kann eine Meldung entschlüsselt werden,stammt sie von einem Kommunikationsendgerät KEG1, KEG2, KEG3 des FunkkommunikationssystemsFKS.Asdescribed aboveindividual messages in the radio communication system FKS by instructionsto the communication terminalsKEG1, KEG2, KEG3 in the synchronization messages are encrypted.Alternatively, you canalso all messages encryptedbecome. Since each radio communication system FKS receives its own key, mustno separate network address can be used. Can a message be decrypted?it comes from a communication terminal KEG1, KEG2, KEG3 of the radio communication systemFKS.
Zusammenfassendsollen nochmals die Vorteile des Funkkommunikationssystems FKS erläutert werden:
Die
DasKommunikationsendgerätKEG1 befindet sich zunächstunkonfiguriert im Fabrikauslieferungszustand FAZS. Um eine Parametrierungdes KommunikationsendgerätesKEG1 zu initiieren, wird das Kommunikationsendgerät KEG1 eingeschaltet unddas KommunikationsendgerätKEG1 baut selbständigeine Ad-hoc Kommunikationsverbindung mit dem Zusatzgerät ZG auf.In der
DasKommunikationsendgerätKEG1 kann vom Betriebsbereitschaftszustand BBZS über das Auslösen einesZurücksetzmechanismus,wie einem Druck auf eine entsprechende Taste, wieder in den FabrikauslieferungszustandFAZS versetzt werden, was in der
DasKommunikationsendgerätKEG1 kann direkt oder nach seinem Ausschalten und seinem erneutemWiedereinschalten vom Betriebsbereitschaftszustand BBZS in die NutzdatenübertragungsbetriebsartNDÜBA wechseln,was in der
Solldas KommunikationsendgerätKEG1 vom KoordinatorgerätKG umparametriert werden, was in der
Istdie Parametrierung des Kommunikationsendgerätes KEG1 durch das Koordinatorgerät KG abgeschlossen,teilt das KoordinatorgerätKG dem KommunikationsendgerätKEG1 mittels einer Synchronisierungsmeldung SYNM mit, dass das Kommunikationsendgerät KEG1 wiederProzessdaten zum KoordinatorgerätKG übertragensoll, woraufhin das Kommunikationsendgerät KEG1 wieder zurück in dieNutzdatenübertragungsbetriebsartNDÜBA wechselt,was in der
Alternativkann auch das sich in der Koordinatorparametrierbetriebsart KPBAbefindende KommunikationsendgerätKEG1 vom Koordinatorgerät KGmittels einer in einem NutzdatenübertragungszeitschlitzNDÜZS übertragenenspeziellen Meldung oder der Synchronisierungsmeldung SYNM angewiesenwerden in die Ad-hoc Parametrierbetriebsart AHPBA zu wechseln, wasin der
Alternativkann auch das sich in der Koordinatorparametrierbetriebsart KPBAbefindende KommunikationsendgerätKEG1 mittels einer in einem Nutzdatenübertragungszeitschlitz NDÜZS übertragenenspeziellen Meldung oder der Synchronisierungsmeldung SYNM angewiesenwerden, in den Fabrikauslieferungszustand FAZS zu wechseln, was inder
Danachkann das Kommunikationsendgerät KEG1wieder, wie vorstehend beschrieben, die anderen möglichenBetriebsarten, nämlichAd-hoc Parametrierbetriebsart AHPBA, Nutzdatenübertragungsbetriebsart NDÜBA, KoordinatorparametrierbetriebsartKPBA bzw. Zustände,nämlichden Betriebsbereitschaftszustand BBZS einnehmen.After thatcan the communication terminal KEG1again, as described above, the other possible onesOperating modes, namelyAd hoc parameterization mode AHPBA, user data transmission mode NDÜBA, coordinator parameterization modeKPBA or states,namelyassume the operational readiness state BBZS.
Durchdie entsprechenden Übergänge kann dasKommunikationsendgerätKEG1 auf vielfältige Weiseparametriert werden, wobei die Datenkommunikation, z. B. die Übertragungvon Prozessdaten, zwischen den anderen Kommunikationsendgeräten KEG2,KEG3 und dem KoordinatorgerätKG in der NutzdatenübertragungsbetriebsartNDÜBA nichtgestörtwird, und somit die Latenzzeit der Datenkommunikation zwischen demKoordinatorgerätKG und den anderen Kommunikationsendgeräten KEG2, KEG3 durch die Parametrierungdes in der
DieErfindung ist nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondernschließtweitere nicht explizit offenbarte Abwandlungen mit ein, solangevon dem Kern der Erfindung Gebrauch gemacht wird.TheThe invention is not limited to the specific embodiments, butincludesother not explicitly disclosed modifications, as long asis made use of the core of the invention.
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| DE200710052955DE102007052955A1 (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Communication terminal e.g. sensors, for radio communication system i.e. wireless sensor actor network, has coordinator device comprising user data time slots allocated to terminal, and time frames structured in radio communication system |
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| DE102007052955A1true DE102007052955A1 (en) | 2009-05-07 |
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| DE102004020393A1 (en)* | 2004-04-23 | 2005-11-10 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Radio module for field devices of automation technology |
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| IEEE 802.15.4-2003, Part 15.4: Wireless Medium Acc ess Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifi cations for Low-Rate Wireless Personal Area Networ ks (LR-WPANs), 1. Oktober 2003, S.1- 670, URL: htt ps://inst.eecs.berkeley.edu/~cs150/ProtectedDocs/ ieee-802.15.4-2003.pdf?bcsi_scan_1BCF1BFBAB29F959= PELpYRAW9jRr |
| IEEE 802.15.4-2003, Part 15.4: Wireless Medium Access Control … (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate … Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs), 1. Oktober 2003, S.1- … 670, URL: https://inst.eecs.berkeley.edu/~cs150/ProtectedDocs/ … ieee-802.15.4-2003.pdf?bcsi_scan_1BCF1BFBAB29F959=PELpYRAW9jRr* |
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