DE102006006803A1 - Mobile device, system and method for wireless communication - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein mobiles Gerät, ein System und ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation mit einer ersten und einer zweiten technischen Einrichtung sowie ein System, umfassend ein derartiges mobiles Gerät sowie eine erste und zweite technische Einrichtung. Um eine gezielte Kommunikation zwischen einem mobilen Gerät und einer oder mehreren von räumlich begrenzten Kommunikationsfeldern umgebenen technischen Einrichtungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass - ein erstes räumlich begrenztes Kommunikationsfeld (3) von einer ersten technischen Einrichtung (1) erzeugt wird, - ein zweites räumlich begrenztes Kommunikationsfeld (4), welches mit dem ersten Kommunikationsfeld (3) eine Überlappungsbereich (5) aufweist, von einer zweiten technischen Einrichtung (2) erzeugt wird, - das mobile Gerät (7) innerhalb des Überlappungsbereiches (5) positioniert wird und - mittels des mobilen Gerätes (7) mindestens eine der technischen Einrichtungen (1, 2) als Kommunikationspartner zum selektiven drahtlosen Datenaustausch gewählt wird.The invention relates to a mobile device, a system and a method for wireless communication with a first and a second technical device and a system comprising such a mobile device and a first and second technical device. In order to enable targeted communication between a mobile device and one or more technical devices surrounded by spatially limited communication fields, it is proposed that - a first spatially limited communication field (3) be generated by a first technical device (1), - a second spatially limited communication field (4), which has an overlap area (5) with the first communication field (3), is generated by a second technical device (2), - the mobile device (7) is positioned within the overlap area (5) and of the mobile device (7) at least one of the technical devices (1, 2) is selected as a communication partner for selective wireless data exchange.
Description
Die Erfindung betrifft ein mobiles Gerät, ein System und ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation mit einer ersten und einer zweiten technischen Einrichtung sowie ein System umfassend ein derartiges mobiles Gerät sowie erste und zweite technische Einrichtung.The The invention relates to a mobile device, a system and a method for wireless communication with a first and a second technical device and a system comprising such a mobile device as well as first and second technical equipment.
Die Erfindung kommt beispielsweise im Industrieumfeld bei verteilt angeordneten Produktions- und Werkzeugmaschinen sowie bei Diagnose- und Serviceunterstützungsthemen zum Einsatz. Darüber hinaus ist aber auch eine Anwendung der Erfindung im privaten Konsumerbereich denkbar, wie beispielsweise bei räumlich verteilten Hauhalts- oder Unterhaltungsgeräten.The For example, invention is distributed in the industrial environment Production and machine tools as well as diagnostic and service support topics for use. Furthermore but is also an application of the invention in the private consumer sector conceivable, for example, in spatially distributed household or entertainment devices.
In der Automatisierungstechnik gängige Maschinensteuerungen besitzen heute in der Regel Bedien- und Anzeigeschnittstellen, für die sich ein Anwender mittels Benutzername und Passwort authentifizieren kann, um Bedienhandlungen vorzunehmen oder Informationen abzufragen. Bedienhandlungen und Informationsanzeigen werden lokal an den Bedien- und Anzeigefeldern an der jeweiligen Maschine vorgenommen. Teilweise ist auch über ein in der Regel kabelgebundenes Netzwerk eine Remote-Bedienung und Remote-Beobachtung der Maschine möglich.In automation technology common Machine controls today usually have control and display interfaces, for the a user authenticates himself by username and password can to make operator actions or to request information. Operator actions and information displays are displayed locally at the operating and display fields made on the respective machine. Partially is also over a usually wired network remote operation and remote observation the machine possible.
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gezielte Kommunikation zwischen einem mobilen Gerät und einer oder mehreren von räumlich begrenzten Kommunikationsfeldern umgebenen technischen Einrichtungen zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object, a targeted communication between a mobile device and one or more of spatially limited communication fields surrounding technical facilities to enable.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein mobiles Gerät zur drahtlosen Kommunikation mit einer ersten technischen Einrichtung, welche eine Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines ersten räumlich begrenzten Kommunikationsfeldes aufweist, und einer zweiten technischen Einrichtung, welche eine Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines zweiten räumlich begrenzten Kommunikationsfeldes aufweist, das mit dem ersten Kommunikationsfeld einen Überlappungsbereich bildet, wobei das mobile Gerät umfasst:
- – eine Sende-/Empfangsvorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit der ersten und/oder zweiten technischen Einrichtung bei einer Positionierung des mobilen Gerätes innerhalb des Überlappungsbereiches und
- – Auswahlmittel zur Auswahl mindestens einer der technischen Einrichtungen als Kommunikationspartner zum selektiven drahtlosen Datenaustausch.
- A transmitting / receiving device for wireless communication with the first and / or second technical device in a positioning of the mobile device within the overlapping region and
- - Selection means for selecting at least one of the technical facilities as a communication partner for selective wireless data exchange.
Weiterhin wird die Aufgabe durch ein System gelöst mit
- – einer ersten technischen Einrichtung mit einer Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines ersten räumlich begrenzten Kommunikationsfeldes,
- – einer zweiten technischen Einrichtung mit einer Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines zweiten räumlich begrenzten Kommunikationsfeldes, welches mit dem ersten Kommunikationsfeld einen Überlappungsbereich aufweist, und
- – einem mobilen Gerät mit den oben beschriebenen Merkmalen.
- A first technical device having a transmitting device for generating a first spatially limited communication field,
- - A second technical device with a transmitting device for generating a second spatially limited communication field, which has an overlap region with the first communication field, and
- - A mobile device with the features described above.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem mobilen Gerät und einer ersten und einer zweiten technischen Einrichtung gelöst, wobei
- – ein erstes räumlich begrenztes Kommunikationsfeld von der ersten technischen Einrichtung erzeugt wird,
- – ein zweites räumlich begrenztes Kommunikationsfeld, welches mit dem ersten Kommunikationsfeld einen Überlappungsbereich aufweist, von der zweiten technischen Einrichtung erzeugt wird,
- – das mobile Gerät innerhalb des Überlappungsbereiches positioniert wird, und
- – mittels des mobilen Gerätes mindestens eine der technischen Einrichtungen als Kommunikationspartner zum selektiven drahtlosen Datenaustausch gewählt wird.
- A first spatially limited communication field is generated by the first technical device,
- A second spatially limited communication field, which has an overlap area with the first communication field, is generated by the second technical device,
- - The mobile device is positioned within the overlap area, and
- - Is selected by means of the mobile device at least one of the technical facilities as a communication partner for selective wireless data exchange.
Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, über ein mobiles Gerät mit einer technischen Einrichtung drahtlos zu kommunizieren, sobald das mobile Gerät in ein von der technischen Einrichtung erzeugtes, die technische Einrichtung umgebendes Kommunikationsfeld eintritt. Das erfindungsgemäße mobile Gerät ist nun in der Lage, mit mehreren derartigen technischen Einrichtungen drahtlos zu kommunizieren. Die erfindungsgemäße Begrenzung des ersten und zweiten Kommunikationsfeldes ist hierbei durchaus gewünscht. Die Sendeeinrichtungen der ersten und zweiten technischen Einrichtung sind gezielt in Hinblick auf eine solche Begrenzung ausgelegt. Grund hierfür ist, dass nur in einem weitgehend scharf dimensionierten Bereich um die technischen Einrichtungen herum mit dem mobilen Gerät kommuniziert werden soll. Beispielsweise soll vermieden werden, dass ein Anwender des mobilen Gerätes auf eine der technischen Einrichtungen zugreift, obwohl er noch nicht einmal einen Sichtkontakt zu dieser technischen Einrichtung hat und so z. B. gewisse Gefahrensituationen nicht erkennen kann.It is already known from the prior art to communicate wirelessly with a technical device via a mobile device, as soon as the mobile device enters a communication field generated by the technical device and surrounding the technical device. The mobile device according to the invention is now able to communicate wirelessly with several such technical devices. The inventive limitation of the first and second communication field is quite desirable. The transmission devices of the first and second technical device are designed specifically with regard to such a limitation. The reason for this is that only in a largely sharply dimensioned area around the technical equipment should be communicated with the mobile device. For example, it should be avoided that a user of the mobile device accesses one of the technical devices, although he does not even have visual contact with this technical device has and so z. B. can not recognize certain dangerous situations.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, das schon bei zwei technischen Einrichtungen, die jeweils ein räumlich begrenztes Kommunikationsfeld erzeugen, ein Überlappungsbereich dieser beiden Kommunikationsfelder existieren werden kann, wenn die Einrichtungen entsprechende nahe benachbart aufgestellt sind. Innerhalb dieses Überlappungsbereiches sind die Signalstärken, die von der ersten und zweiten Sendeeinrich tung erzeugt werden, so groß, dass eine drahtlose Kommunikation des mobilen Gerätes sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten technischen Einrichtung möglich ist. Ein solcher Überlappungsbereich könnte zunächst einmal als Konflikt angesehen werden, da dem mobilen Gerät innerhalb des Überlappungsbereiches keine der technischen Einrichtungen eindeutig als Kommunikationspartner zugeordnet ist. Durch die Auswahlmittel kann jedoch eine derartige eindeutige Zuordnung eines der technischen Einrichtungen als Kommunikationspartner z.B. durch einen Anwender durchgeführt werden. Mit Hilfe der Auswahlmittel kann bestimmt werden, ob eine drahtlose Kommunikation zu der ersten technischen Einrichtung, zu der zweiten technischen Einrichtung oder auch zur insbesondere synchronen Kommunikation sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten technischen Einrichtung aufgebaut werden soll. Mit Hilfe dieser Auswahlmittel wird die zunächst als Konflikt erscheinende Situation eines Überlappungsbereiches der beiden Kommunikationsfelder einfach gelöst bzw. sogar noch genutzt, um im Bedarfsfall mit dem mobilen Gerät beide technischen Einrichtungen gleichzeitig ansprechen zu können.Of the The invention is based on the knowledge already at two technical Facilities, each one spatially create a limited communication field, an overlap area of these two communication fields can exist if the facilities are close to it are placed adjacent. Within this overlap area are the Signal strengths, which are generated by the first and second transmitting device, so big that wireless communication of the mobile device with both the first and also possible with the second technical device. Such an overlap area could first once considered conflict, since the mobile device within of the overlap area none of the technical facilities clearly as communication partners assigned. However, by the selection means such clear assignment of one of the technical facilities as a communication partner e.g. be performed by a user. With the help of the selection means can be determined whether a wireless communication to the first technical equipment, to the second technical facility or for particular synchronous communication both with the first as well as with the second technical device shall be. With the help of this selection means is the first as Conflicting situation of an overlapping area of the two Communication fields simply solved or even used, if necessary, with the mobile device both be able to address technical facilities simultaneously.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das mobile Gerät als Bedien- und Beobachtungsgerät für die technischen Einrichtungen ausgeführt, wobei die technischen Einrichtungen insbesondere als Automatisierungsgeräte zur Steuerung von automatisierten industriellen Prozessen ausgeführt sind.In Advantageous embodiment of the invention is the mobile device as a control and observation device for the executed technical facilities, wherein the technical equipment in particular as automation equipment for control executed by automated industrial processes.
Allgemein wird hier sowie im gesamten Dokument unter den Begriff Automatisierungsgerät eine Komponente eines Automatisierungssystems verstanden. Unter einem Automatisierungssystem wird hier so wie im gesamten Dokument ein System verstanden, welches mit Hilfe technischer Mittel bestimmte Operationen ohne Einflussnahme des Menschen teilweise oder ganz nach vorgegebenen Programm durchführt. Operationen bezeichnen in diesem Zusammenhang z.B. Fertigungsprozesse, Montageprozesse, Transportprozesse, Prozesse zur Qualitätskontrolle etc., die insbesondere im industriellen Umfeld ablaufen.Generally is here and throughout the document under the term automation device a component understood an automation system. Under an automation system Here as in the entire document is understood a system which using technical means certain operations without influence of the human being partially or completely according to the prescribed program. operations in this context denote e.g. Manufacturing processes, assembly processes, Transport processes, quality control processes, etc., in particular Expire in the industrial environment.
Insbesondere dann, wenn mit Hilfe des mobilen Gerätes die technischen Einrichtungen bedient und beobachtet werden sollen, sind die Auswahlmittel zur Auswahl eines oder beider technischen Einrichtungen als Kommunikationspartner von besonderem Vorteil. Ohne die Auswahlmittel würde ein Anwender des mobilen Gerätes nicht in der Lage sein, gezielt mit einem oder beiden technischen Einrichtungen zu Bedien- und Beobachtungszwecken zu kommunizieren. Er könnte nicht sichergestellt werden, ob eine mit Hilfe des mobilen Gerätes durchgeführte Bedienhandlung die erste oder zweite technische Einrichtung erreicht. Dies hätte insbesondere in der Automatisierungstechnik, bei der ein derartiges mobiles Gerät beispielsweise als mobiles Bedienpanel zur Bedienung komplexer automatisierungstechnischer Anlagen vorgesehen ist, fatale Folgen. Daher ist hier in besonderem Maße die Ausgestaltung des mobilen Gerätes mit Auswahlmitteln zur Auswahl des entsprechenden Kommunikationspartners besonders vorteilhaft.Especially then, if with the help of the mobile device the technical equipment be operated and monitored are the means of selection for Selection of one or both technical facilities as communication partner of particular advantage. Without the selection means, a user of the mobile would equipment unable to be targeted with one or both technical Facilities for the purpose of operation and observation. He could it can not be ascertained whether an operator action carried out with the help of the mobile device achieved the first or second technical device. This would be special in automation technology, in which such a mobile device, for example as a mobile control panel for the operation of complex automation technology Equipment is provided, fatal consequences. Therefore, here is in particular Measures the Design of the mobile device with selection means for selecting the appropriate communication partner especially advantageous.
Insbesondere bei einer Ausführung des mobilen Gerätes als Bedien- und Beobachtungsgerät ist die Möglichkeit besonders vorteilhaft, sowohl die erste als auch die zweite technische Einrichtung als Kommunikationspartner zu wählen. Soll z.B. mit Hilfe des mobilen Gerätes eine Parametrisierung sowohl der ersten als auch der zweiten technischen Einrichtung mit den gleichen Parametern durchgeführt werden, so muss ein Anwender des mobilen Gerätes sich nur mit dem Gerät in den Überlappungsbereich des ersten und zweiten Kommunikationsfeldes positionieren, sowohl die erste als auch die zweite technische Einrichtung mit Hilfe der Auswahlmittel als Kommunikationspartner anwählen, um anschließend die Parametrisierung der technischen Einrichtungen in nur einem Schritt mittels des mobilen Gerätes durchzuführen.Especially in one execution of the mobile device as a control and observation device is the possibility particularly advantageous, both the first and the second technical Institution as communication partner. Should e.g. with the help of mobile device a parameterization of both the first and the second technical Setup can be done with the same parameters, so a user needs of the mobile device itself only with the device in the overlapping area of the position the first and second communication field, both the first and second technical equipment using the selection means as communication partner, afterwards the parameterization of the technical equipment in only one Step by means of the mobile device perform.
Für die Ausgestaltung der Auswahlmittel existieren verschiedene Möglichkeiten. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das mobile Gerät eine Messeinrichtung zur Messung einer durch eine Positionsänderung des mobilen Gerä tes verursachte Änderung der Signalstärke des ersten und/oder zweiten Kommunikationsfeldes auf, wobei die Auswahlmittel zur Auswahl des Kommunikationspartners auf Basis der Messung vorgesehen sind. Befindet sich also ein Anwender des mobilen Gerätes mit dem mobilen Gerät im Überlappungsbereich, so wird bei dieser Ausgestaltung der Erfindung die erste technische Einrichtung als Kommunikationspartner gewählt, sobald der Anwender seine Position innerhalb des Überlappungsbereiches derart verändert, dass die Signalstärke des ersten Kommunikationsfeldes zunimmt. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Auswahlmittel kann insbesondere auf eine explizite Auswahl einer der technischen Einrichtungen als Kommunikationspartner durch eine Benutzereingabe verzichtet werden.For the design The selection means exist various possibilities. In an advantageous embodiment According to the invention, the mobile device has a measuring device Measurement of a change caused by a change in position of the mobile device the signal strength of the first and / or second communication field, wherein the Selection means for selecting the communication partner on the basis of Measurement are provided. So there is a user of the mobile Device with the mobile device in the overlapping area, Thus, in this embodiment of the invention, the first technical Device selected as the communication partner as soon as the user Position within the overlap area changed so much that the signal strength of the first communication field increases. In such an embodiment The selection means may in particular be based on an explicit selection of a the technical facilities as a communication partner through a User input can be omitted.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung weist das mobile Gerät ein Display zur Anzeige eines Auswahlmenüs bestehend aus den verfügbaren Kommunikationspartnern und einer Eingabevorrichtung zur Erfassung einer von einem Anwender des mobilen Gerätes getätigten Eingabe zur Auswahl des gewünschten Kommunikationspartners auf. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Anwender in der Lage, über das auf dem Display angezeigte Menü sowohl die erste technische Einrichtung als Kommunikationspartner zu wählen als auch die zweite oder auch beide technischen Einrichtungen als Kommunikationspartner anzuwählen.In a further advantageous embodiment of the invention the mobile device a display for displaying a selection menu consisting of the available communication partners and an input device for detecting one of a user of the mobile device transacted Enter to select the desired Communication partner on. In this embodiment of the invention the user is able to over the menu displayed on the display is both the first technical Institution as a communication partner to choose as well as the second or also to select both technical facilities as communication partners.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Auswahlmittel zur Auswahl des Kommunikationspartners nach einem Anwenderzugriff auf den Kommunikationspartner vorgesehen. Ein derartiger Anwenderzugriff kann beispielsweise direkt über das mobile Gerät geschehen, beispielsweise dadurch, dass dem Anwender über ein Display des mobilen Gerätes verschiedene Bedienmöglichkeiten angezeigt werden. Hierbei ist z.B. denkbar, dass die angezeigten Bedienmöglichkeiten direkt auf dem Display eindeutig den zur Auswahl stehenden Kommunikationspartnern zugeordnet sind. Wählt der Anwender nun eine dieser Bedienmöglichkeiten an, so ist auch festge legt, zu welcher technischen Einrichtung eine drahtlose Kommunikation aufgebaut werden soll. Es ist aber auch möglich, dass die Bedienhandlung nicht durch das mobile Gerät selbst aktiviert wird sondern über einen an der jeweiligen technischen Einrichtung angebrachten Sensor, der beispielsweise durch einen Lichtstrahl aktiviert wird.In a further advantageous embodiment of the invention the selection means for selecting the communication partner after a User access to the communication partner provided. Such a For example, user access can be done directly via the mobile device, for example in that the user has a Display of the mobile device different operating options are displayed. Here, e.g. conceivable that the displayed Operating options directly clearly on the display the available communication partners assigned. Chooses the user now has one of these operating options, so too determines the technical equipment for wireless communication should be built. But it is also possible that the operator action not through the mobile device itself is activated but over a sensor attached to the respective technical device, which is activated for example by a light beam.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die sich im besonderen Maße den genannten Überlappungsbereich zu Nutzen macht, weist das mobile Geräte Mittel zum Aufbau einer drahtlosen Kommunikation zwischen der ersten und zweiten technischen Einrichtung auf. In einer derartigen Ausführungsform der Erfindung fungiert das mobile Gerät in erster Linie als Gateway, welches die beiden räumlich begrenzten Kommunikationsfelder der ersten und zweiten technischen Einrichtungen miteinander verbindet. Beispielsweise werden von der ersten technischen Einrichtung Daten an das im Überlappungsbereich positionierte mobile Gerät gesendet, die anschließend von der zweiten technischen Einrichtung ausgelesen werden. Auf diese Art und Weise kann gezielt mit Hilfe des mobilen Gerätes eine drahtlose Kommunikation zwischen der ersten und zweiten technischen Einrichtung etabliert werden.at an embodiment of the invention, in particular the said overlap area makes use of the mobile devices means to build a wireless communication between the first and second technical device on. In such an embodiment of the Invention, the mobile device acts primarily as a gateway, which the two spatially limited communication fields of the first and second technical Connecting facilities together. For example, from the first technical device data to the positioned in the overlap area mobile device sent, which subsequently be read from the second technical device. To this Way can be targeted with the help of the mobile device wireless communication between the first and second technical Establishment will be established.
Für die Realisierung der räumlich begrenzten Kommunikationsfelder stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Sende-/Empfangsvorrichtung zur drahtlosen Kommunikation über Wireless-LAN, DECT oder Bluetooth ausgebildet.For the realization the spatially limited communication fields have different possibilities to disposal. In an advantageous embodiment of the invention, the transmitting / receiving device for wireless communication via Wireless LAN, DECT or Bluetooth trained.
Konkrete vorteilhafte Ausgestaltungen des mobilen Gerätes sind Ausführungen des mobilen Gerätes als Web Pad, PDA oder Mobiltelefon.concrete advantageous embodiments of the mobile device are embodiments of the mobile device as a web pad, PDA or mobile phone.
Mit einem mobilen Gerät nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, einer ersten technischen Einrichtung mit einer Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines ersten räumlich begrenzten Kommunikationsfeldes und einer zweiten technischen Einrichtung mit einer Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines zweiten räumlich begrenzten Kommunikationsfeldes, welches mit dem ersten Kommunikationsfeld einen Überlappungsbereich aufweist, kann in sehr vorteilhafter Weise ein drahtloser Datenaustausch zwischen den Komponenten des Systems realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung eines derartigen Systems als Automatisierungssystem, wobei erste und zweite technische Einrichtung als Automatisierungsgeräte zur Steuerung eines industriellen Automatisierungsprozesses ausgeführt werden können und eine Realisierung des mobilen Gerätes als drahtloses Bedien- und Beobachtungsgerät für derartige Automatisierungsgeräte denkbar ist.With a mobile device according to one of the embodiments described above, a first technical Device with a transmitting device for generating a first spatial limited communication field and a second technical device with a transmitting device for generating a second spatially limited Communication field, which with the first communication field an overlap area has, in a very advantageous manner, a wireless data exchange be realized between the components of the system. Especially an embodiment of such a system is advantageous as Automation system, with first and second technical device as automation devices to control an industrial automation process can and a realization of the mobile device as a wireless operating and observation device for such Automation devices conceivable is.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.in the The invention will be described below with reference to the FIG embodiment described in more detail and explained.
Die
Figur zeigt eine Ausführungsform
eines Systems zur drahtlosen Kommunikation eines mobilen Gerätes (
Beim
dem dargestellten System handelt es sich um ein Automatisierungssystem,
mit dem industrielle Fertigungs- und Montageprozesse gesteuert werden
können.
Das Automatisierungssystem umfasst eine erste technische Einrichtung
Innerhalb
des Überlappungsbereiches
Da
sich der Anwender
Z.B. über eine
Tastatur des als Laptop ausgeführten
mobilen Gerätes
Der
Anwender
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