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Dokumentenidentifikation DE102006028909A1 27.12.2007
Titel Kommunikationsnetz und Betriebsverfahren dafür
Anmelder CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH, 33428 Harsewinkel, DE
Vertreter Heuer, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 82335 Berg
DE-Anmeldedatum 21.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006028909
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse H04L 12/24(2006.01)A, F, I, 20060621, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H04L 12/28(2006.01)A, L, I, 20060621, B, H, DE   H04L 29/14(2006.01)A, L, I, 20060621, B, H, DE   A01B 69/00(2006.01)A, L, I, 20060621, B, H, DE   A01C 17/00(2006.01)A, L, I, 20060621, B, H, DE   A01D 41/127(2006.01)A, L, I, 20060621, B, H, DE   A01D 91/00(2006.01)A, L, I, 20060621, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Kommunikationsnetz umfasst eine Mehrzahl von Knoten, die mit Sender-Empfängereinheiten (16) für leitungsgebundene Kommunikation ausgestattet sind, darunter als mobile Knoten (1) bezeichnete Knoten, die auf mobilen Maschinen installiert sind. Um dezentrale Entscheidungen über den Einsatz der mobilen Maschinen jeweils am Ort der Maschinen treffen zu können, ist jedem Knoten ein Speicher (11) für Betriebsparameterprofile (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) mehrerer der mobilen Maschinen zugeordnet, und jeder Knoten ist eingerichtet, in dem ihm zugeordneten Speicher gespeicherte Profile über seine Sender-Empfängereinheit (16) auszustrahlen und anhand eines von einem anderen Knoten her empfangenen Profils einer der mobilen Maschinen das in dem ihm zugeordneten Speicher (11) gespeicherte Profil dieser Maschine zu aktualisieren.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsnetz vom Typ mit einer Mehrzahl von Knoten, die mit Sender-Empfängereinheiten für leitungsungebundene Kommunikation ausgestattet sind, wobei wenigstens einige dieser Knoten, als mobile Knoten bezeichnet, auf mobilen Maschinen installiert sind, sowie ein Betriebsverfahren für ein solches Kommunikationsnetz.

Ein Kommunikationsnetz dieses Typs, das auf dem Gebiet der Landwirtschaft eingesetzt wird, ist zum Beispiel aus DE 43 22 293 A1 bekannt.

Leitungsungebundene Kommunikationsnetze sind in einer großen Vielfalt von Typen allgemein bekannt. Ein Großteil der bewohnten Erdoberfläche ist abgedeckt von zellularen Mobilfunk-Kommunikationsnetzen, doch ist diese Abdeckung lückenhaft, vor allem in ländlichen Gebieten, und es ist nicht damit zu rechnen, dass sich dieses Problem grundlegend ändern wird. Vielmehr wird erwartet, dass die Flächenabdeckung moderner breitbandiger Mobilfunknetze der vierten Generation, wie etwa der UMTS-Netze, noch auf lange Zeit geringer sein wird als die der etablierten Netze der dritten Generation, etwa nach dem GSM-Standard. Ein Kommunikationsnetz, das an einem beliebigen Ort der Erdoberfläche funktionieren soll, muss daher so beschaffen sein, dass es nicht oder zumindest nicht ständig auf die Verfügbarkeit von zellularer Mobilfunk-Kommunikationsinfrastruktur angewiesen ist.

Ein weitere bekannter Typ von Kommunikationsnetzen für leitungsungebundene Kommunikation sind die sogenannten WLANs (Wireless Local Area Networks, kabellose lokale Netzwerke) oder WIMAX-Netze, die meist nach einem Standard der IEEE 802.11- bzw. 802.16-Familie arbeiten. Die Reichweite einer Funkverbindung in einem solchen Netzwerk liegt typischerweise in einer Größenordnung von 30 bis 100 m, bestenfalls bis zu 300 m im Falle von WLAN bzw. bei ein paar Kilometern im Falle von WIMAX, und sie kann nicht ohne weiteres erhöht werden, da die zulässige Sendeleistung eines solchen Netzes in vielen Ländern durch Gesetz begrenzt ist. Da außerdem in diesen Netzen eine Weiterreichung von Daten zwischen Ursprungs- und Zielknoten über intermediäre Knoten nicht vorgesehen ist, ist eine Kommunikation zwischen zwei Knoten nicht möglich, wenn ihr Abstand voneinander größer als die Reichweite einer Funkverbindung ist, selbst wenn zwischen diesen zwei Knoten weitere Knoten des Netzwerkes vorhanden sind und der Abstand zwischen zwei nächstbenachbarten Knoten niemals größer ist als diese Reichweite.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kommunikationsnetz vom eingangs angegebenen Typ zu schaffen, das es erlaubt, an einem gegebenen Knoten des Netzes den Betriebszustand einer entfernten mobilen Maschine auch dann abzuschätzen, wenn momentan keine direkte Kommunikation mit einem Knoten der entfernten Maschine möglich ist.

Die Aufgabe wird bei einem Kommunikationsnetz mit einer Mehrzahl von Knoten, die mit Sender-Empfängereinheiten für leitungsungebundene Kommunikation ausgestattet sind, darunter als mobile Knoten bezeichnete Knoten, die auf mobilen Maschinen installiert sind, dadurch gelöst, dass jedem Knoten ein Speicher für Betriebsparameterprofile mehrerer der mobilen Maschinen zugeordnet ist und dass jeder Knoten eingerichtet ist, in dem ihm zugeordneten Speicher gespeicherte Betriebsparameterprofile über seine Sender-Empfängereinheiten auszustrahlen und anhand eines von einem anderen Knoten her empfangenen Betriebsparameterprofils einer der mobilen Maschinen das in dem ihm zugeordneten Speicher gespeicherte Profil dieser Maschine zu aktualisieren. Durch die in den Speichern gespeicherten Betriebsparameterprofile hat jeder Knoten Kenntnis vom Betriebszustand mehrerer, vorzugsweise aller in dem Netzwerk zusammenarbeitenden Maschinen. Diese Kenntnis ist zwar nicht zwangsläufig immer auf dem letzten Stand, sie ist aber dennoch hilfreich, um es einem Benutzer oder einem Dienstprogramm zu ermöglichen, den weiteren Einsatz der Maschinen sinnvoll und wirtschaftlich zu planen.

Indem die Knoten diese Betriebsparameterprofile ausstrahlen, wird die Möglichkeit geschaffen, dass die Knoten die Kenntnis von den Betriebszuständen der Maschinen untereinander austauschen und dabei jeweils nur das aktuellste Betriebsparameterprofil jeder Maschine gespeichert halten. So kann sich die Kenntnis vom Betriebszustand einer Maschine von deren eigenem Knoten aus – eventuell in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten – in dem Kommunikationsnetz ausbreiten. Entscheidungen, die zum Beispiel den wirtschaftlichsten Einsatz der mobilen Maschinen betreffen, können an jedem Knoten des Netzwerkes anhand der dort verfügbaren Profilinformationen getroffen werden.

Einem bevorzugten Anwendungsbeispiel zufolge umfassen die mobilen Maschinen landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen und/oder Transportmaschinen, zum Beispiel Erntemaschinen, die sich zum Einbringen eines Erntegutes fortlaufend bewegen, sowie Transportfahrzeuge, die Erntegut von den Erntemaschinen abholen, um es zu einem Lager- oder Weiterverarbeitungsort zu befördern.

Um die Erntemaschinen und die Transportfahrzeuge wirtschaftlich zu nutzen, ist es zweckmäßig, wenn unter den in den Profilen gespeicherten Betriebsparametern jeder Maschine unter anderem der Füllstand eines Ernteguttanks der Maschine sowie ihr Standort angegeben ist. Anhand dieser Parameter kann z.B. ein Transportfahrzeug (oder ein Fahrer desselben) eine Entscheidung darüber treffen, welche von mehreren Erntemaschinen am zweckmäßigsten und wirtschaftlichsten als nächste zu entladen ist, um zum Beispiel Fahrstrecken der Transportfahrzeuge und/oder Totzeiten der Erntemaschinen aufgrund eines vollen Vorratsbehälters zu minimieren.

Um eine solche Entscheidung optimal zu treffen, ist es ferner zweckmäßig, wenn einer der in den Profilen gespeicherten Betriebsparameter eine Angabe über die Leistungsfähigkeit der Maschine beinhaltet. Je höher diese ist, um so wichtiger ist es im Allgemeinen auch für einen wirtschaftlichen Betrieb, dass die Maschine kontinuierlich mit voller Leistung arbeiten kann, weswegen der Vorratstank einer leistungsfähigeren Maschine zweckmäßigerweise mit höherer Priorität entladen wird als der einer weniger leistungsfähigen.

Um die Aktualisierung der Betriebsparameterprofile in den den verschiedenen Knoten zugeordneten Speichern korrekt durchführen zu können, ist zweckmäßigerweise jedem gespeicherten Betriebsparameterprofil eine Zeitangabe zugeordnet, und die Knoten sind vorzugsweise eingerichtet, bei der Aktualisierung der Betriebsparameterprofile von zwei eine gleiche mobile Maschine betreffenden Profilen (das heißt im Allgemeinen einem im Speicher des Knotens gespeicherten Profil und einem von einem anderen Knoten her empfangenen Profil) zu ermitteln, welches der beiden Profile das ältere ist, und dieses ältere Profil zu überschreiben.

Eine erste Ausgestaltung einer von einem ersten Knoten bei einer Aktualisierung eines Profils ausgeführten Prozedur hat die Schritte:

  • a) Empfangen eines Satzes von Zeitangaben, von denen jede jeweils einem Profil einer Maschine in einem einem zweiten Knoten zugeordneten Speicher zugeordnet ist, von dem zweiten Knoten,
  • b) durch Vergleichen mit den entsprechenden Zeitangaben im dem ersten Knoten zugeordneten Speicher, Ermitteln der Maschinen, deren Profile in dem dem ersten Knoten zugeordneten Speicher überschrieben werden müssen,
  • c) Auffordern des zweiten Knotens zur Übermittlung der Profile dieser Maschinen, und
  • d) Speichern der von dem zweiten Knoten auf die Aufforderung hin übermittelten Profile anstelle der zu überschreibenden Profile.

Indem zunächst nur die Zeitangaben übermittelt werden, kann der erste Knoten beurteilen, welches die Profile sind, die er von dem zweiten Knoten benötigt, und kann speziell diese anfordern. Durch eine solche Vorgehensweise wird die zwischen den Knoten zu übertragende Datenmenge gering gehalten, was insbesondere dann wichtig ist, wenn Übertragungsbandbreite knapp ist oder die Übertragung, wie bei Nutzung eines zellularen Mobilfunknetzes normalerweise der Fall, von der übertragenen Datenmenge oder der benötigten Übertragungszeit abhängige Kosten verursacht.

Die in Schritt a) empfangenen Zeitangaben können darüber hinaus dazu benutzt werden, in Schritt b) ferner zu ermitteln, welche Profile in dem Speicher des zweiten Knotens überschrieben werden müssen, so dass in einem weiteren Schritt e) diese Profile an den zweiten Knoten übermittelt werden können. So genügt die Übertragung der Zeitangaben vom zweiten an den ersten Knoten in Schritt a), um in beiden Knoten die Aktualisierung der Profile vornehmen zu können.

Alternativ kann der erste Knoten eine Aktualisierung durch folgende Schritte ausführen:

  • a') Empfangen eines in einem einem zweiten Knoten zugeordneten Speicher gespeicherten Profils und einer diesem Profil zugeordneten Zeitangabe von dem zweiten Knoten,
  • b') Vergleichen der empfangenen Zeitangabe mit der entsprechenden Zeitangabe im dem ersten Knoten zugeordneten Speicher und Überschreiben des Profils im dem ersten Knoten zugeordneten Speicher mit dem empfangenen Profil, wenn der Vergleich ergibt, dass die diesem letzteren Profil zugeordnete Zeitangabe die jüngere ist.

Bei dieser Vorgehensweise ist die von dem zweiten Knoten auszustrahlende Datenmenge zwar größer als bei der zuvor beschriebenen ersten Prozedur, da der zweite Knoten ein gespeichertes Profil auch dann überträgt, wenn es zur Aktualisierung am ersten Knoten nicht benötigt wird, doch hat diese letztere Vorgehensweise den Vorteil, dass sie einfach implementierbar ist, da der zweite Knoten keinerlei Rückmeldung vom ersten Knoten benötigt.

In Ermangelung einer solchen Rückmeldung ist es zweckmäßig, wenn der zweite Knoten eingerichtet ist, die im ihm zugeordneten Speicher gespeicherten Profile periodisch zu senden.

Vorzugsweise unterstützen die Knoten des erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzes einen ersten Betriebsmodus, in welchem die Sender-Empfängereinheiten wenigstens der mobilen Knoten direkt, ohne Einbeziehung eines die Profile weiterleitenden Zwischenknotens, miteinander kommunizieren.

Vorzugsweise kommunizieren die Sender-Empfängereinheiten im ersten Betriebsmodus gemäß einem unter WLAN, WIMAX und Bluetooth ausgewählten Standard.

Die Knoten können auch einen zweiten Betriebsmodus unterstützen, in welchem jeweils zwei der mobilen Knoten über einen ortsfesten Knoten miteinander kommunizieren. In diesem Fall umfasst der ortsfeste Knoten vorzugsweise als Sender-Empfängereinheit eine Basisstation eines zellularen Mobilfunknetzes, während die Sender-Empfängereinheiten der mobilen Knoten jeweils ein Endgerät des Mobilfunknetzes umfassen.

Einer besonders bevorzugten Ausgestaltung zufolge ist jeder mobile Knoten eingerichtet, vom ersten Betriebszustand zeitweilig in den zweiten Betriebszustand zu wechseln, wenn im ersten Betriebszustand während einer vorgegebenen Zeitspanne keine Kommunikation mit einem anderen Knoten zustande kommt. Auf diese Weise kann sich ein mobiler Knoten, wenn er sich außerhalb der Reichweite der Sender-Empfängereinheiten der anderen mobilen Knoten befindet, über den ortsfesten Knoten Aufschluss über die Betriebszustände der Maschinen verschaffen, soweit diese beim ortfesten Knoten bekannt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems;

2 ein Blockdiagramm eines mobilen Knotens; und

3 ein Flussdiagramm eines Betriebsverfahrens, das in einem mobilen Knoten des Kommunikationssystems aus 1 abläuft.

Das in 1 gezeigte Kommunikationssystem umfasst eine Mehrzahl von mobilen Knoten 1, die jeweils auf einem Fahrzeug 2a, 2b, 3a, 3b bzw. 3c installiert sind, sowie einen ortsfesten Knoten 4. In dem System der 1 sind zwei mobile Knoten 1 auf Transportfahrzeugen 2a, 2b, hier als LKWs dargestellt, installiert, und drei mobile Knoten 1 auf Erntemaschinen 3a bis 3c. Die auf den verschiedenen Fahrzeugtypen installierten Knoten 1 können im Aufbau identisch sein.

Bei der im Folgenden mit Bezug auf 2 gegebenen Beschreibung eines Knotens 1 wird angenommen, dass es sich um den Knoten des Fahrzeugs 2a handelt, doch trifft die Beschreibung in analoger Weise auch auf die Knoten der anderen Fahrzeuge zu.

Der Knoten 1 umfasst, wie in 2 gezeigt, einen Prozessor 11, einen Speicher 12 zum Speichern Betriebsparameterprofilen P2a, P2b, P3a, P3b, P3c aller Fahrzeuge 2a, 2b, ..., 3c des Systems. Das Profil P2a, welches das des Fahrzeug 2a beschreibt, auf dem der betreffende Knoten 1 installiert ist, wird im Folgenden auch als Selbstprofil bezeichnet, die anderen Profile P2b, P3a, P3b, P3c auch als Fremdprofile.

Der Prozessor 11 ist mit diversen Peripherieeinheiten verbunden, um von diesen Betriebsparameter abzufragen und in seinem Selbstprofil P2a im Speicher 12 zu speichern, so etwa mit einem GPS-Empfänger 13 zum Abfragen der aktuellen geografischen Position des Fahrzeuges, Füllstandssensoren 14 zum Erfassen einer gegenwärtig in einem Lagerraum des Fahrzeuges befindlichen Erntegutmenge oder des Füllstandes eines Kraftstofftanks des Fahrzeugs, u. dgl..

Zum in dem Speicher 12 gespeicherten Profil P2a, ..., P3c jedes Fahrzeuges können auch konstante Eigenschaften des betreffenden Fahrzeugs gehören, wie etwa das Fassungsvermögen des Vorratsbehälters des Fahrzeuges, im Falle einer Erntemaschine deren Ernteleistung, etc.

Eine Benutzerschnittstelle 15 ermöglicht es dem Fahrer des Fahrzeuges 2a, die in dem Speicher 12 von dessen Knoten 1 gespeicherten Profile abzufragen, um anhand von diesen eine Entscheidung über das weitere Vorgehen zu treffen. So kann z.B. der Fahrer des Fahrzeugs 1a, das ein Transportfahrzeug ist, aus den gespeicherten Fremdprofilen P3a, P3b, P3c die Füllstände der Enteguttanks der einzelnen Erntemaschinen 3a, 3b, 3c und deren Positionen abfragen, um dann diejenige Erntemaschine auszuwählen und anzusteuern, die als nächste einer Entladung bedarf, oder um im Falle von mehreren Erntemaschinen, die der Entladung bedürfen, die am besten zu erreichende anzusteuern oder diejenige, die die höchste Ernteleistung hat und deren Stillstand daher aus wirtschaftlichen Gründen am wichtigsten zu vermeiden ist. Anhand des Fremdprofils P2b kann der Fahrer ferner beurteilen, ob das Transportfahrzeug 2b möglicherweise besser als sein eigenes Fahrzeug 2a in der Lage ist, eine bestimmte entladebedürftige Erntemaschine zu entladen, so dass nicht mehrere Transportfahrzeuge diese Erntemaschine ansteuern.

Natürlich brauchen die Aufgaben des Prozessors 11 nicht auf das Zusammentragen und Anzeigen von Profilen der einzelnen Fahrzeuge beschränkt zu sein; er kann auch durch geeignete Aufbereitung der in den Profilen enthaltenen Informationen dem Fahrer die Entscheidungsfindung erleichtern oder unter bestimmten Umständen das Fällen einer Entscheidung sogar ganz abnehmen.

Um die im Speicher 12 gespeicherten Fremdprofile P2b, P3a, P3b, P3c aktuell zu halten, benötigt der Knoten 1 des Fahrzeugs 2a eine Sender-Empfängereinheit 16, die in der Lage ist, mit Sender-Empfängereinheiten der Knoten 1 der anderen Fahrzeuge zu kommunizieren. Im einfachsten Fall ist die Sender-Empfängereinheit eine Funkschnittstelle, die in der Lage ist, mit der Funkschnittstelle jedes anderen Knotens 1, der sich innerhalb ihrer Reichweite befindet, direkt zu kommunizieren. Die Funkschnittstelle kann z.B. nach dem WLAN-, WIMAX- oder Bluetooth-Standard oder einem beliebigen anderen eine Netzstruktur mit dynamisch wechselnden Teilnehmern unterstützenden Standard arbeiten; stellvertretend für diese verschiedenen Standards wird in der weiteren Beschreibung nur noch von WLAN die Rede sein.

Einer zweiten einfachen Ausgestaltung zufolge umfasst die Sender-Empfängereinheit 16 ein Endgerät für zellularen Mobilfunk, und der ortsfeste Knoten 4 umfasst eine mit den Endgeräten kompatible Basisstation 6, die einem stationären Server 5 als Sender-Empfängereinheit dient. Der Server 5 ist mit der Basisstation 6 über das Internet 7 und ortsfeste Infrastruktur 8 des zellularen Mobilfunksystems verbunden. Sowohl die ortsfeste Infrastruktur 8 als auch das Internet 7 sind für die zwischen dem Server 5 und den mobilen Knoten 1 übertragenen Daten transparent, so dass sie zusammen mit der Basisstation 6 und dem Server 5 als Netzknoten 4 aufgefasst werden können.

Bei der im Folgenden betrachteten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Sender-Empfängereinheit 16 sowohl eine WLAN-Funkschnittstelle als auch ein Endgerät für zellularen Mobilfunk und ist zwischen einem Betriebszustand, in dem sie über zellularen Mobilfunk kommuniziert, und einem WLAN-Kommunikationsbetriebszustand umschaltbar.

Die Arbeitsweise des in 1 gezeigten Netzwerkes wird anhand des Flussdiagramms von 3 erläutert, welches ein im Prozessor 11 eines mobilen Knotens 1 ausgeführtes Arbeitsverfahren zeigt.

Das Verfahren setzt bei Schritt S1 mit der Inbetriebnahme des Fahrzeuges 2a ein, an dem der Knoten 1 installiert ist. Es wird angenommen, dass vor Inbetriebnahme des Fahrzeuges 2a keine Daten zwischen dessen Knoten 1 und den anderen Knoten 1, 4 des Netzwerks übertragen werden. Der Speicher 12 des Fahrzeuges 2a enthält daher entweder außer dem Eigenprofil P2a des Fahrzeugs 2a keine weiteren Profile, oder darin vorhandene Fremdprofile sind höchstwahrscheinlich veraltet. Daher wird zunächst in dem Schritt S1 eine Verbindung des mobilen Knotens 1 zum Server 5 über das zellulare Mobilfunknetz 8 und das Internet 7 hergestellt.

Über die bestehende Verbindung meldet der Knoten 1 zunächst in Schritt S2 die Zeitwerte der eigenen Profile, das heißt des Selbstprofils und, wenn vorhanden, der in seinem Speicher 12 gespeicherten Fremdprofile an den Server 5. In einem Speicher des Servers sind Profile aller Fahrzeuge 2a, 2b, 3a, 3b, 3c jeweils in Verbindung mit einem den Zeitpunkt ihrer Erzeugung spezifierenden Zeitwert gespeichert. Der Server 5 vergleicht jeden in Schritt S2 übermittelten Zeitwert mit dem dem gleichen Fahrzeug zugeordneten Zeitwert in seinem Speicher, um festzustellen, welches Profil das aktuellere ist. Wenn der Zeitwert eines am Server gespeichertem Profils aktueller ist, sendet der Server 5 das entsprechende Profil an den mobilen Knoten 1 und dieser empfängt es in Schritt S3 und überschreibt damit das entsprechende Profil in seinem Speicher. Wenn der Server feststellt, dass das am mobilen Knoten 1a gespeicherte Profil das aktuellere ist, überträgt er statt dessen eine Sendeaufforderung an den mobilen Knoten 1a, und dieser sendet das angeforderte Profil in Schritt S4. Der Server 5 verwendet das empfangene Profil, um damit das bei ihm gespeicherte, ältere zu überschreiben. Somit verfügen nach Schritt S4 der Server 5 und der Knoten 1 über identische Profile. In Schritt S5 wird die Verbindung des mobilen Knotens 1a zum Server 4 beendet.

Die Initialisierung des mobilen Knotens 1a endet damit, dass in Schritt S6 zwei Zeitgeber ZG1, ZG2 auf Null gesetzt werden. Diese Zeitgeber werden im Folgenden im Laufe der Zeit kontinuierlich inkrementiert, was im Flussdiagramm nicht mehr dargestellt ist.

In Schritt S7 wird überprüft, ob seit Rücksetzen des Zeitgebers ZG1 eine Zeitspanne T1 verstrichen ist. Diese Zeitspanne kann einige Minuten bis Stunden betragen. Das Ergebnis ist daher zunächst, dass die Zeitspanne T1 nicht verstrichen ist, und das Verfahren geht weiter zu Schritt S8, in welchem überprüft wird, ob für den Zeitgeber ZG2 eine Zeitspanne T2 verstrichen ist, die deutlich kürzer als T1 ist. Wenn auch diese Zeitspanne noch nicht verstrichen ist, geht das Verfahren zu Schritt S9, in welchem überprüft wird, ob ein Betriebsparameter des Fahrzeugs einen kritischen Wert angenommen hat, der einem anderen Knoten 1 mitgeteilt werden sollte. Ein solcher kritischer Wert kann z.B. ein hoher Füllstand des Ernteguttanks sein, der eine alsbaldige Entladung erforderlich macht, um das Fahrzeug einsatzfähig zu erhalten, oder ein niedriger Füllstand des Kraftstofftanks, der ein alsbaldiges Betanken durch ein Versorgungsfahrzeug erforderlich macht. Wenn kein kritischer Wert vorliegt, geht das Verfahren weiter zu Schritt S10, in welchem überprüft wird, ob Daten per WLAN von den anderen Knoten 1b, 2a, ..., 2c zu empfangen sind. Wenn dies nicht der Fall ist, werden die Schritte S7, S8, S9, S10 so lange zyklisch wiederholt, bis entweder die Zeitspanne T2 verstrichen ist, ein kritischer Wert aufgetreten ist oder Daten per WLAN zu empfangen sind. In den ersteren zwei Fällen sendet der mobile Knoten 1a die in seinem Speicher gespeicherten eigenen Profile in Schritt S11 und setzt dann den Zeitgeber ZG2 auf Null zurück.

In letzterem Falle setzt der Knoten 1 des Fahrzeugs 2a in Schritt S12 den Zeitgeber ZG1 auf Null zurück und empfängt die von dem anderen mobilen Knoten 1gesendeten Profile der einzelnen Fahrzeuge 2a, ..., 3c in Schritt S13. In Schritt S14 wählt der Knoten 1 unter den empfangenen Profilen ein Fremdprofil aus. In Schritt S15 wird anhand eines mit dem ausgewählten Fremdprofil übertragenen Zeitwerts entschieden, ob das eigene, lokal gespeicherte Profil oder das in Schritt S13 empfangene Profil jünger ist. Wenn das empfangene Profil sich als jünger herausstellt, verzweigt das Verfahren von Schritt S15 nach S16, in welchem das lokal gespeicherte Profil mit dem empfangenen Profil überschrieben wird. Wenn sich hingegen unter den empfangenen Profilen eines befindet, das älter als das für das gleiche Fahrzeug im Knoten 1 des Fahrzeugs 2a gespeicherte Profil ist, wird dies in Schritt S17 durch Setzen eines Flags vermerkt.

Im Anschluss an Schritt S16 oder S17 kehrt das Verfahren zu S14 zurück, wo ggf. ein weiteres Fremdprofil ausgewählt und für dieses die Schritte S15–S17 wiederholt werden. Wenn kein zu verarbeitendes Fremdprofil übrig ist, geht das Verfahren von S14 zu S18 über, in dem der Status des Flags geprüft wird. Ist es nicht gesetzt, so geht das Verfahren direkt zu Schritt S7 zurück. Ist es gesetzt, so führt das Verfahren, bevor es zu S7 zurückkehrt, einen Schritt S19 aus, in welchem der Knoten 1 die in seinem eigenen Speicher 12 gespeicherten Profile per WLAN aussendet und anschließend den Zeitgeber ZG2 auf Null setzt und das Flag löscht. Es ist davon auszugehen, dass wenn der Knoten 1 des Fahrzeugs 2a in der Lage ist, Profile per WLAN von einem anderen Knoten zu empfangen, dieser andere Knoten auch in der Lage ist, vom Knoten 1 des Fahrzeugs 2a gesendete Profile zu empfangen, so dass es zweckmäßig ist, durch den Schritt S19 auch die Profile dieses anderen Knotens zu aktualisieren.

Wenn in Schritt S7 festgestellt wird, dass seit Rücksetzen des Zeitgebers ZG1 eine Zeitspanne T1 verstrichen ist, so bedeutet dies, dass die Fremdprofile im Knoten 1 des Fahrzeugs 2a seither nicht mehr aktualisiert worden sind, und dass wahrscheinlich das aktuelle Eigenprofil im gleichen Zeitraum an kein anderes Fahrzeug erfolgreich übermittelt wurde. Um einer Überalterung der Profile vorzubeugen, wiederholt der Knoten 1 des Fahrzeugs 2a daher die Initialisierungsschritte S1 bis S6.

Die kostenträchtige Nutzung des zellularen Mobilfunknetzes bleibt so auf Situationen beschränkt, in denen WLAN-Kommunikation nicht möglich ist. Dennoch verfügt jeder Knoten 1, 4 jederzeit über Profile aller Fahrzeuge, die eine zumindest näherungsweise Beurteilung des Zustandes des Gesamtsystems erlauben, so dass dezentral an jedem mobilen Knoten 1 entschieden werden kann, was das Fahrzeug 2a, 2b, 3a, 3b oder 3c, an dem dieser Knoten 1 installiert ist, am sinnvollsten als Nächstes unternimmt.

Um die Kommunikationskosten weiter zu begrenzen, kann einer weiterentwickelten Ausgestaltung zufolge der Server 5 an eine eigene WLAN-Funkschnittstelle angeschlossen sein, die in 1 mit 9 bezeichnet ist. Die Verbindung zwischen dem Server 5 und der WLAN-Funkschnittstelle 9 kann direkt oder z.B., wie in der Fig. dargestellt, über das Internet 7 hergestellt sein, so dass der räumliche Abstand zwischen Server 5 und WLAN-Funkschnittstelle 9 beliebig groß sein kann. Die WLAN-Funkschnittstelle 9 befindet sich stationär an einem Ort, der wenigstens von einigen der Fahrzeuge 2a, 2b, 3a, 3b, 3c regelmäßig aufgesucht wird, wie etwa eine Sammelstelle, an der die Transportfahrzeuge 2a, 2b das Erntegut zusammentragen, oder ein Schuppen, in dem die Fahrzeuge bei Nichtgebrauch abgestellt sind. Insbesondere letzterer Fall hat den Vorteil, dass alle Fahrzeuge bei Inbetriebnahme mit dem Server 5 per WLAN kommunizieren können. So können die Initialisierungsschritte S1 bis S5 des Verfahrens von 2 entfallen und das Betriebsverfahren eines mobilen Knotens 1 kann direkt mit Schritt S6 beginnen, wobei dann der Knoten 1 die Profile in Schritt S12 vom Server 5 über die Funkschnittstelle 9 empfängt.


Anspruch[de]
Kommunikationsnetz mit einer Mehrzahl von Knoten (1, 4), die mit Sender-Empfängereinheiten (16; 5, 9) für leitungsungebundene Kommunikation ausgestattet sind, darunter als mobile Knoten (1) bezeichnete Knoten, die auf mobilen Maschinen (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) installiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Knoten (1, 4) ein Speicher (11) für Betriebsparameterprofile (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) mehrerer der mobilen Maschinen (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) zugeordnet ist und dass jeder Knoten (1; 4) eingerichtet ist, in dem ihm zugeordneten Speicher gespeicherte Profile über seine Sender-Empfängereinheit (16; 5, 9) auszustrahlen und anhand eines von einem anderen Knoten (1; 4) her empfangenen Profils einer der mobilen Maschinen das in dem ihm zugeordneten Speicher (11) gespeicherte Profil dieser Maschine zu aktualisieren. Kommunikationsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem gespeicherten Betriebsparameterprofil (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) eine Zeitangabe zugeordnet ist und dass die Knoten (1; 4) eingerichtet sind, bei der Aktualisierung der Betriebsparameterprofile (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) von zwei eine gleiche mobile Maschine (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) betreffenden Profilen anhand der Zeitangabe zu ermitteln, welches der beiden Profile das ältere ist, und dieses ältere Profil mit dem jüngeren Profil zu überschreiben (S3; S4; S15). Kommunikationsnetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Knoten (4) eingerichtet ist, bei einer Aktualisierung eines Profils folgende Schritte auszuführen:

a) Empfangen (S2) eines Satzes von Zeitangaben, von denen jede jeweils einem Profil (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) einer Maschine (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) in einem einem zweiten Knoten (1) zugeordneten Speicher zugeordnet ist, von dem zweiten Knoten (1),

b) durch Vergleichen mit den entsprechenden Zeitangaben im dem ersten Knoten (4) zugeordneten Speicher, Ermitteln der Maschinen, deren Profile in dem dem ersten Knoten (4) zugeordneten Speicher überschrieben werden müssen,

c) Auffordern (S3) des zweiten Knotens (1) zur Übermittlung der Profile dieser Maschinen, und

d) Speichern der von diesem auf die Aufforderung hin übermittelten (S4) Profile anstelle der zu überschreibenden Profile.
Kommunikationsnetz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Knoten (4) ferner eingerichtet ist, in Schritt b) zu ermitteln, welche Profile in dem Speicher (11) des zweiten Knotens (1) überschrieben werden müssen, und in einem Schritt e) diese Profile an den zweiten Knoten zu übermitteln (S4). Kommunikationsnetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Knoten (1) eingerichtet ist, bei einer Aktualisierung eines Profils (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) folgende Schritte auszuführen:

a') Empfangen (S12) eines in einem einem zweiten Knoten (1; 4) zugeordneten Speicher (11) gespeicherten Profils (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) und einer diesem Profil zugeordneten Zeitangabe von dem zweiten Knoten (1; 4),

b') Vergleichen (S13) der empfangenen Zeitangabe mit der entsprechenden Zeitangabe im dem ersten Knoten (1) zugeordneten Speicher (11) und Überschreiben (S15) des Profils im dem ersten Knoten (1) zugeordneten Speicher (11) mit dem empfangenen Profil, wenn der Vergleich ergibt, dass die dem letzteren Profil zugeordnete Zeitangabe die jüngere ist.
Kommunikationsnetz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Knoten (1) eingerichtet ist, die im ihm zugeordneten Speicher gespeicherten Profile periodisch zu senden (S8, S10). Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knoten (1) einen ersten Betriebsmodus (S7–S16) unterstützen, in welchem die Sender-Empfängereinheiten (16) wenigstens der mobilen Knoten (1) direkt miteinander kommunizieren. Kommunikationsnetz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender-Empfängereinheiten (16) im ersten Betriebsmodus gemäß einem unter WLAN, WIMAX und Bluetooth ausgewählten Standard kommunizieren. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knoten (1) einen zweiten Betriebsmodus (S1–S5) unterstützen, in welchem jeweils zwei der mobilen Knoten mittelbar über einen ortsfesten Knoten (4) miteinander kommunizieren. Kommunikationsnetz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfeste Knoten (4) als Sender-Empfängereinheit (6, 9) eine Basisstation (6) eines zellularen Mobilfunknetzes umfasst und dass die Sender-Empfängereinheiten (16) der mobilen Knoten (1) jeweils ein Endgerät des Mobilfunknetzes umfassen. Kommunikationsnetz nach Anspruch 9 oder 10 und nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder mobile Knoten (1) eingerichtet ist, vom ersten Betriebszustand zeitweilig in den zweiten Betriebszustand zu wechseln, wenn im ersten Betriebszustand während einer vorgegebenen Zeitspanne (T1) keine Kommunikation mit einem anderen Knoten zustande kommt. Kommunikationsnetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mobilen Maschinen (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen (3a, 3b, 3c) und/oder Transportmaschinen (2a, 2b) umfassen. Kommunikationsnetz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mobilen Maschinen (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) einen Vorratsbehälter aufweisen und ausgelegt sind, Inhalt des Vorratsbehälters an eine andere der mobilen Maschinen (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) zu übergeben und/oder von dort zu übernehmen, und dass die in den Profilen (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) gespeicherten Betriebsparameter den Füllstand des Vorratsbehälters ist und den Standort der mobilen Maschine umfassen. Kommunikationsnetz nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass einer der in den Profilen (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) gespeicherten Betriebsparameter eine Angabe über die Leistungsfähigkeit der Maschine (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) beinhaltet. Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzes mit einer Mehrzahl von Knoten (1, 4), die mit Sender-Empfängereinheiten (16; 6, 9) für leitungsungebundene Kommunikation ausgestattet sind, darunter als mobile Knoten bezeichnete Knoten (1), die auf mobilen Maschinen (2a, 2b, 3a, 3b, 3c) installiert sind, wobei jedem Knoten (1, 4) ein Speicher für Betriebsparameterprofile (P2a, P2b, P3a, P3b, P3c) mehrerer der mobilen Maschinen zugeordnet ist, bei dem ein erster Knoten (1, 4) in dem ihm zugeordneten Speicher gespeicherte Profile über seine Sender-Empfängereinheit (16; 6, 9) ausstrahlt und anhand eines von einem anderen Knoten (1, 4) her empfangenen Profils einer der mobilen Maschinen das in dem ihm zugeordneten Speicher gespeicherte Profil dieser Maschine aktualisiert.






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