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Drahtlos - Gebunden

By Admin - Posted on 20 April 2010

Drahtlose Kommunikation ist aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Ob wir nun per Funk den Wagen schließen, Infrarot den Fernseher bedienen oder per Transponderkarte Tür und Tor der Firma öffnen. Selbst im Kinderzimmer ist „wireless“ längst angekommen und so ruft das Mobiltelefon per Bluetooth, vom Babyfon dazu aufgefordert, an, wenn das Kleine am anderen Ende der Wohnung einen Ton von sich gibt.

Auch wenn der Consumermarkt hier mit seinen Trends der industriellen Anwendung immer etwas voraus ist, so war in der Industrieautomation und der Gebäudetechnik abgesetzte Kommunikation mit feldnahen Steuergeräten immer ein wichtiges Thema.

In der Aufzugbranche ist das nicht anders. Wurde noch vor einigen Jahren das Für und Wider von festen Bedienpanels oder Handterminals diskutiert, so tragen wir heute alle ein mobiles Bediengerät mit uns – das Mobiltelefon. Diese Geräte bieten neben dem eigentlichen Telefonieren weitere Mehrwerte an, wie das Aufnehmen und Darstellen von Bildern und anderen multimedialen Inhalten, wozu Videos und auch das Ausführen von Programmen gehören.

In diesem Artikel wird nun die für das Steuerungssystem bp308 entwickelte Lösung vorgestellt, um drahtlos auf Display und Tasten des Steuergerätes via Bluetooth zugreifen zu können.

Bluetooth ist ein zu Beginn der 1990iger Jahre entwickelter Industriestandard gemäß IEEE 802.15.1, für die Funkübertragung zwischen Geräten über kurze Distanzen. Der Hauptzweck von Bluetooth ist das Ersetzen von Kabelverbindungen zwischen Geräten – in unserem Fall die Verbindung zwischen Steuergerät und Bedienteil.

Als plattformunabhängige Laufzeitumgebung hat sich bei mobilen Geräten längst Java™ durchgesetzt, da die in den Mobiltelefonen eingesetzte Hardware, von Gerät zu Gerät variiert. Zum Einsatz kommt hier die für mobile Endgeräte angepasste Version J2ME (Java 2 Micro Edition). Diese bietet neben Elementen zur Oberflächengestaltung und zur Speicherung von Anwendungsdaten auch eine Schnittstelle zur Kommunikation über ein ins Mobiltelefon integriertes Bluetooth-Modul.

Wichtig bei der Gestaltung der Anwendung ist es, geschickt auf die unterschiedlichen Eigenschaften der vielen Geräte einzugehen. Dazu zählen die unterschiedlichen Displayauflösungen, die Unterstützung von Hoch-/Querformat und Eigenheiten der jeweiligen Herstellerimplementierung der Java-API oder des spezifischen JSR 082, der Programmierschnittstelle für Bluetooth. Beim Entwurf von Oberflächen für mobile Endgeräte mit unterschiedlichen Auflösungen ist besonderer Wert auf die Einfachheit der Eingabeformulare zu legen. Die Dialogelemente sollten nach einfachen Regeln, wie zentrierter, links- oder rechtsbündiger Anordnung, einfachem Textumbruch oder durch Verwendung von skalierbaren Symbolen realisiert werden.

Die eigentliche Übertragung der Displaydaten und in umgekehrter Richtung der Eingabeelemente ist im konkreten Falle so realisiert, dass eine reine Abbildung von Display und Tasten durch das Mobiltelefon realisiert wird. Es erfolgt keine Nachbildung von Funktionalität, außer die zur Abbildung des Displays und der Tasten notwendige. Damit wird sichergestellt, dass keine versionsspezifischen Abhängigkeiten zwischen der Anwendung auf dem Mobiltelefon und der Steuergerätesoftware entstehen.

Der Schutz vor unbefugter Einwahl wird durch ein doppeltes MD5-Hash-Handshakeverfahren realisiert, beim dem sich sowohl die Anwendung als auch der Benutzer authentifizieren. Da das Modul auch mobil an dem vom Steuerungssystem bp308 bereitgestellten USB-Hostanschluss eingesteckt werden kann, ist eine bedarfsorientierte Aktivierung der Schnittstelle durch einfaches Ein-/Ausstecken ebenfalls möglich.

Die Verwendung des USB-Anschlusses bietet darüber hinaus die Möglichkeit, das Bluetooth-Modul aus dem Steuerungsschrank herauszuführen. Die Reichweite, ohne Hindernisse wie z. B. Wände, reicht von 1 m (Klasse 3) über 10 m (Klasse 2) bis 100 m (Klasse 1) – je nach vom Hersteller eingesetzter Hardware. Die meisten Mobiltelefone verfügen über Klasse 2 Einheiten. Die tatsächliche Reichweite von Klasse 2 Geräten wird jedoch erhöht, wenn sie sich mit einem Klasse 1 Gerät verbinden - verglichen mit einem reinen Klasse 2 Netzwerk. Dies wird durch die höhere Empfindlichkeit und Sendeleistung der Klasse 1 Geräte erreicht. Bei der hier vorgestellten Lösung wird am Steuerungssystem bp308 ein Klasse 1 Gerät eingesetzt.

Die Lösung kann überall da eingesetzt werden, wo die Steuerung aufgrund der Einbaulage nicht direkt zugänglich ist, aber der Einsatz eines Laptops oder festen PCs unpraktikabel erscheint. Als Beispiel können maschinenraumlose Aufzüge dienen.