EP1209641B1

EP1209641B1 - Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage

Info

Publication number: EP1209641B1
Application number: EP01126642A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Bredow; Thomas Burchard; Thomas Haug
Original assignee: Integrated Electronic Systems !SYS Consulting GmbH
Current assignee: Integrated Electronic Systems !SYS Consulting GmbH
Priority date: 2000-11-25
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: US6980121B2; DE10058678A1; US20020063634A1; DE50113856D1; EP1209641A3; EP1209641A2; ES2303824T3; DK1209641T3; ATE392688T1; DE10058678C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Insbesondere betrifft der Gegenstand die Steuerung von industriellen Geräten, wie zum Beispiel Kränen, Robotern, Baumaschinen oder ähnlichem, aber auch von Kraftfahrzeugen 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 Zusammenhang bedeutet dies, dass sichergestellt sein muss, dass der Sender nicht unbewusst oder irrtümlich aktiviert ist und dem Empfänger Steuerinformationen übermittelt werden, die unter Umständen zu erheblichen Fehlfunktionen und den damit verbundenen Risiken führen.
Die EP 0 930 409 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage mit einem Empfänger und einem Sender, bei der nach Beendigung einer Funkverbindung die Ansprechschwelle des Empfängers so erhöht wird, dass der Neuaufbau einer Funkverbindung nur dann möglich ist, wenn der Abstand zwischen dem Sender und dem Empfänger ein vorgegebenes Maß nicht überschreitet. Nach dem Aufbau der neuen Funkverbindung wird die Ansprechschwelle des Empfängers wieder auf einen Standardwert herabgesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Funkfernsteuerungsanlage so zu betreiben, dass ein Sicherheitsrisiko erheblich reduziert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung ist also darin zu sehen, dass eine Steuerung nur dann erfolgen kann, wenn beim Aufbau der Funkverbindung ein Mindestabstand zwischen Sender und Empfänger eingehalten wird. Dieser Mindestabstand 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 Gerät 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 empfangenen 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 erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung erläutert:
Die Figur zeigt eine bekannte, aus Sender 10 und Empfänger 20 gebildete Funkfemsteueranlage, bei der das die Steuerinformation enthaltende Sendesignal über eine Sendeantenne 11 an eine Empfangsantenne 21 übermittelt wird und von dort zu einem HF-Empfänger 24 im Empfänger 20 gelangt.
Bei einer Vielzahl von Funkfemsteuerverfahren besteht die übersandte Information aus einer Folge von Telegrammen, von dem jeweils ein erster Abschnitt das Nutzsignal transportiert, und das einen zweiten Abschnitt mit einigen Bits aufweist, die in der Regel ein bestimmtes Prüfmuster darstellen, das beim Empfänger für Bestätigungs- und Synchronisierzwecke benutzt wird. Nach der Dekodierung des empfangenen Signals in einer Dekodiereinheit 25 wird dieses einem Komparator 26 zugeleitet, wo das Bitmuster des genannten zweiten Abschnitts jedes Telegramms mit einem vorgegebenen Prüf-Bitmuster verglichen wird. Nur, wenn ein vorgegebener Grad der Übereinstimmung zwischen empfangenem/dekodiertem Bitmuster einerseits und vorgegebenem Prüf-Bitmuster andererseits 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 zunächst 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 Telegramme zum Empfänger 20 gesendet, so wird deren Qualität durch die einstellbare Dämpfung des Dämpfungsglieds 22 so "verschlechtert", dass beim nachfolgenden Vergleich 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 Telegrammen wird der Schalter 23 über die Steuerleitung 28 geschlossen, wodurch das Dämpfungsglied 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 erfindungsgemäßen Verfahrens und können hardwaremäßig und softwaremäßig auf verschiedene Weise umgesetzt werden.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage mit mindestens einem Sender (10) und mindestens einem Empfänger (20), insbesondere zur Übermittlung von Steuersignalen an industrielle Geräte, wobei nach Beendigung einer Funkverbindung mindestens einer der Sende- oder Empfangsparameter des Senders (10) oder des Empfängers (20) gegenüber ihrem Standardwert so modifiziert wird/werden, dass der Aufbau einer neuen Funkverbindung nur möglich ist, wenn der Abstand zwischen Sender (10) und Empfänger (20) ein vorgegebenes Maß nicht überschreitet, und wobei nach Aufbau der neuen Funkverbindung unter dieser Bedingung der/die jeweilige(n) Parameter wieder auf seinen Standardwert zurückgesetzt wird/werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeinformation aus einer Folge von Telegrammen besteht, die einen Abschnitt mit einer bestimmten Bitfolge zu Prüfzwecken aufweisen und dass die Modifizierung / Rücksetzung eines Sende- oder Empfangsparameters danach erfolgt, ob das empfangene Bitmuster mit einem vorgegebenen Prüf-Bitmuster (27) nicht übereinstimmt / übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als modifizierbarer Sende- oder Empfangsparameter die Sendeleistung des Senders (10) oder die Empfangsempfindlichkeit des Empfängers (20) geWählt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Sendeleistung durch Herabsetzung der Verstärkung der Verstärkerstufe des Senders (10) auf einen einstellbaren Wert erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Empfangsempfindlichkeit des Empfängers (20) durch schaltbare Aktivierung eines Dämpfungsglieds (22) oder Reduzierung des Verstärkungsfaktors in der Eingangsstufe des Empfängers (20) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, 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.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rücksetzung von Sendeleistung oder Empfangsempfindlichkeit auf den Standardwert erfolgt, wenn die empfangene Sendeleistung eine zweite Schaltschwelle (S2) überschreitet.