ES2714506T3 - Método de radiocomunicación entre columnas de elevador y elevador asociado - Google Patents

Abstract

Método de radiocomunicación multicanal entre las columnas de un elevador de columna de vehículo para constituir y operar un elevador que consiste en al menos dos columnas de levantamiento seleccionadas en un entorno que comprende una pluralidad de columnas que se pueden usar simultáneamente para la constitución y operación de varios elevadores, en donde los canales de radio se seleccionan en una banda de frecuencia predeterminada, en donde el objetivo de la operación de los elevadores así constituidos es sincronizar las columnas durante las operaciones de elevación y, en caso de fallo en al menos una columna, o en caso de una parada de emergencia, hay tres fases distintas: - en el momento del encendido, las columnas escanean las emisiones del canal de radio para detectar su disponibilidad y su nivel de interferencia por emisiones externas; - una columna seleccionada por primera vez para la constitución de una elevación, mediante la asignación de un código ingresado por el operador y correspondiente a una elevación única, selecciona un canal libre, crea un canal de baliza y lo administra en modo de transmisión, lo que permite el registro de al menos otra columna N a la que se ha otorgado el mismo código, en donde cada columna N (N>=2) que pertenece al primer intervalo de tiempo disponible del canal de baliza, en donde todas las columnas que tienen el mismo código pueden cerrar el registro como cuándo se constituye el elevador; - cada columna de un elevador forma un diálogo con las otras columnas en modo de transmisión durante el funcionamiento del elevador, en el que la sincronización de las transmisiones de los cuadros que contienen los datos se lleva a cabo manteniendo los intervalos de tiempo ocupados durante el registro, con el mismo peso para todas las columnas.

Description

DESCRIPCION

Metodo de radiocomunicacion entre columnas de elevador y elevador asociado

[0001] La presente invencion se refiere al campo de la sincronizacion de un conjunto de equipos. Se relaciona mas particularmente con un sistema de elevacion de vehnculos, compuesto por ejemplo de 2 a 8 columnas autonomas alimentadas por batena, y que debe realizar la elevacion sincronizada de la carga.

[0002] El orden de elevacion dado en una columna debe transmitirse al conjunto de columnas que componen el puente. Durante la fase de elevacion, la velocidad de cada columna debe ser controlada y debe poder adaptarse para garantizar la funcion de sincronizacion: en cada momento, cada columna del puente debe estar al mismo nivel que las demas.

[0003] Ademas, los defectos que ocurren en una columna o una parada de emergencia accionada debe parar la elevacion inmediatamente.

[0004] El funcionamiento del puente se basa en la comunicacion entre las columnas.

[0005] Los intercambios comprenden tres tipos de informacion transmitida:

1. Cambios de configuracion y parametros,

2. Controles de elevacion sincronizados,

3. Fallos y comando de parada de emergencia.

[0006] La informacion del tipo 2 y especialmente del tipo 3 requiere transmisiones rapidas realizadas dentro de los plazos garantizados.

[0007] La puesta fuera de servicio de una columna debe detener o prohibir todas las operaciones de elevacion de todas las columnas en muy poco tiempo. Este evento solo puede ser detectado por una ausencia de la columna en el protocolo de comunicacion.

[0008] Varios puentes tienen que realizarse y utilizarse en la misma ubicacion, a poca distancia el uno del otro sin degradacion del rendimiento.

[0009] Varios puentes de elevacion se pueden utilizar en un solo lugar, deben compartir un entorno de radio sin interrupcion y sin degradacion del rendimiento. Solo un sistema multicanal puede proporcionar un entorno dedicado para cada puente.

[0010] El usuario debe poder constituir un puente, teniendo las columnas disponibles en el taller. La asignacion de los canales de radio debe hacerse de forma automatica y transparente para el usuario.

[0011] El sistema de informacion de parada de emergencia debe permitir la parada rapida de todas las columnas de un puente. Esta informacion debe transmitirse como una prioridad y dentro de un tiempo maximo especificado en la red de radio.

[0012] Los protocolos estandar acceden a los medios en modo "sin etiqueta" por el metodo CSMA que difiere de la transmision si el canal esta ocupado. En estos protocolos el acceso a los medios es indeterminado.

[0013] En el modo baliza, los intervalos de tiempo "ranuras" son creados por el coordinador y el acceso a los medios es entonces determinista para el equipo de "esclavo".

[0014] El documento US 2004/0026180 da a conocer una solucion de sincronizacion de varias columnas por comunicacion inalambrica, utilizando un tipo de protocolo maestro/esclavo.

[0015] Esta operacion no esta permitida durante el funcionamiento porque el protocolo depende de una columna, el coordinador, que es "maestro". El fallo del coordinador bloquea todos los intercambios, y resulta imposible detener a los "esclavos". El documento US 2013/240300 tambien describe un metodo que se basa en una columna de coordinacion, que opera en la practica con una logica maestro-esclavo que da como resultado la limitacion mencionada anteriormente.

[0016] El fallo de una columna no debe impedir los intercambios entre las columnas restantes.

[0017] Ademas, si todos los canales estan ocupados, es deseable poder reutilizar un canal que ya este en uso si el destanciamiento de los puentes es suficiente. Para optimizar este mecanismo, las columnas deben usar la potencia de transmision que solo se necesita para minimizar el rango y permitir la reutilizacion del canal si es necesario.

[0018] Las frecuencias y el protocolo utilizado deben permitirse preferiblemente en todos los continentes.

[0019] Los protocolos de radio estandar como ZigBee, XBee, WLAN, WiFi, MiWi, Bluetooth ... no responden a necesidades enumeradas en los parrafos anteriores. El mayor problema con estos protocolos es que utilizan la deteccion de portadora (CSMA) en modo no etiquetado como un metodo de acceso a los medios y, por lo tanto, no permiten el acceso determinista al canal de radio.

[0020] Ademas, estos protocolos estan disenados para satisfacer la mayona de las necesidades y son, para los estandares de la industria tales como ZigBee, adaptado a la recopilacion de informacion sobre redes de malla, lo que favorece la entrega mediante el enrutamiento de mecanismos en comparacion con los aspectos en tiempo real.

[0021] La presente invencion pretende superar al menos parcialmente estos inconvenientes. Para este fin, propone un metodo de radiocomunicacion entre columnas de un puente de elevacion para constituir y operar un puente que consiste en al menos dos columnas de elevacion seleccionadas en un entorno que comprende una pluralidad de columnas que pueden utilizarse para la constitucion y la operacion simultanea de varios puentes en multicanal, siendo los canales de radio seleccionados en una banda de frecuencia predeterminada, la operacion de los puentes asf formados tiene por objeto sincronizar las columnas durante las operaciones de elevacion y en caso de falla en al menos una columna o en caso de parada de emergencia. Este proceso tiene tres fases distintas:

- con la puesta en tension, las columnas escanean las emisiones del canal de radio para detectar su disponibilidad y su nivel de interferencia por transmisiones externas;

- una columna seleccionada primero para la constitucion de un puente, mediante la asignacion de una clave ingresada por el operador y correspondiente a un solo puente, selecciona un canal libre, crea un canal de baliza y lo administra en modo de transmision, lo que permite el registro de al menos otra columna N a la que se ha otorgado la misma clave, perteneciendo cada columna N (N > 2) al primer intervalo de tiempo disponible del canal de baliza, teniendo todas las columnas la misma clave y pudiendo cerrar la inscripcion, constituyendose entonces el puente;

- cada columna de un puente constituye un dialogo con los demas en el modo de transmision durante la operacion de dicho puente, la sincronizacion de las transmisiones de las tramas que contienen los datos que se estan efectuando mientras que se mantienen los intervalos de tiempo ocupados durante el registro, con un Igual peso para todas las columnas.

[0022] Gracias a estas disposiciones, el riesgo de fallas invisibles se vuelve significativamente menor.

[0023] Preferiblemente, la banda de frecuencia seleccionada esta entre 2,4 y 2,5 GHz que comprende una pluralidad de canales autorizados, numerados de una manera que se explicara con mas detalle mas adelante.

[0024] De hecho, el protocolo de comunicacion segun la presente invencion se basa en el modelo OSI de 7 capas, la capa de transporte 4, de sesion 5, y de presentacion 6 en este caso se combinan en una sola capa de presentacion entre las capas de red 3 y aplicacion 7, formateando dicha capa unica los datos para la gestion de las columnas.

[0025] Mas precisamente, la subcapa de control de enlace logico de la capa de enlace 2 comprende tres modulos activos por separado, correspondiente a la fase de exploracion de canales, el registro con el fin de constituir un puente y operando un puente construido.

[0026] El primer modulo, activo durante la fase de exploracion de la potencia del canal de una columna, una medicion de la potencia de recepcion de las senales recibidas de cada canal, identifica las tramas transmitidas en cada canal y muestra una tabla de estado del canal. Esta tabla de estado del canal almacena datos sobre:

- la posibilidad de utilizar cada canal de acuerdo con las regulaciones locales, la informacion almacenada correspondiente a: autorizado o prohibido;

- el tipo de trama transmitida, la informacion almacenada correspondiente a: trama de registro o trama operativa del puente;

- el numero de serie de la clave asignada a cada puente en cada canal;

- el numero de serie de la columna; y

- la tasa de ocupacion de cada canal, en forma de un porcentaje calculado despues de varias decenas de mediciones.

[0027] El segundo modulo, activado por la capa de red 3 durante las columnas de fase de inscripcion para constituir un puente, desactiva el primer modulo y busca si un canal esta en fase de registro con la misma clave con el fin de unirse a este canal para ingresar a la columna si este es el caso, o para elegir el canal con la tasa de ocupacion mas baja para crear una ruta de baliza iniciando un procedimiento de registro. De hecho, esto se basa en el llamado protocolo de acceso multiple por division de tiempo (TDMA), e incluye intervalos de tiempo de duracion predeterminada que se pueden usar de la siguiente manera:

- la columna que inicia el procedimiento de registro asigna el numero 0, las columnas que aparecen en el canal asignan los siguientes numeros en orden de llegada e insertan sus datos en los intervalos de tiempo correspondientes a su numero de serie, el numero de ranura disponible que aparece en el campo de datos de la columna 0;

- las columnas insertan sus marcos de presencia dclicamente en cada lanzamiento de los intervalos de tiempo por la columna 0, elevandose dichos marcos a la capa de red 3.

[0028] Segun la invencion, la presencia de la desaparicion de la estructura de una columna para ciclos consecutivos N es tratada como la cancelacion del registro de la columna y la liberacion de la ranura de tiempo correspondiente. De manera similar, la ausencia de transmision desde la columna 0 durante un penodo de N ciclos provoca la eliminacion del puente y la anulacion de la suscripcion de todas las columnas de este puente, la liberacion del canal correspondiente y la retroalimentacion de la informacion en la capa 3 de la red, que devuelve el control al segundo modulo.

[0029] En el metodo de la invencion, cada trama comprende la presencia de la fase de entrada de codigo, el numero de la columna de la transmision, el numero de tecla asignada al puente, el numero de serie en la columna 0, el numero de columnas y una tabla de indices de calidad que contienen datos respectivamente sobre la potencia y la calidad de recepcion de las senales recibidas de las otras columnas.

[0030] El tercer modulo es activado por la capa de red 3 cuando una columna se selecciona por medio de la clave de identificacion de un puente, desactiva el segundo modulo y gestiona las columnas en un acceso multiple basado en division de tiempo (T-TDMA) con "token" que implica el paso del control de una columna a la otra del puente en cada ciclo. Todas las columnas gestionan los tiempos de los intervalos de tiempo para respetar la duracion del ciclo incluso en el caso de que no se reciba la trama de datos operativos de una columna, conservando las asignaciones de los intervalos de tiempo y sus duraciones. Se eliminan las ranuras no utilizadas.

[0031] En caso de fallo de la columna de N, la columna N+1 pasa en emision a la expiracion de la duracion del intervalo de tiempo que fue asignado a la misma.

[0032] De acuerdo con una configuracion posible, cada trama de datos de retencion comprende el codigo de la fase de registro, el numero de la columna de la transmision, el numero de tecla asignada al puente, el numero de serie en la columna 0, el numero de las columnas enumeradas, la tabla de indices de calidad y datos operativos para operar la aplicacion particular, a saber, el puente elevador.

[0033] En la invencion, la capa de red 3 de cada columna almacena la tabla de indices de calidad de las tramas recepcionadas y calcula un mdice de calidad global IQG de la recepcion y un mdice de calidad IQP de la recepcion de sus tramas, tal como se percibe por las otras columnas. Esta capa de red 3 tambien calcula la potencia de transmision para obtener un nivel determinado por el mas bajo de los indices de calidad IQP.

[0034] La capa superior 4 de la presentacion unica transmite a/recibe de la capa de aplicacion 7, la siguiente informacion:

- Un byte que senala el estado/activacion de la columna, que puede tomar los valores: inactivo/parar, escaneo/exploracion de comandos, comando de registro/registro, comando de explotacion/operacion y falla de radio (solo para recepcion);

- El mdice de calidad general IQG, codificado entre 0 y 4 (calidad maxima); y

- La longitud y los datos de cada cuadro.

[0035] De acuerdo con una opcion seleccionada segun la invencion, los intervalos de tiempo de duracion de 1,5 ms, duracion de tramas es como maximo de 1 ms.

[0036] Finalmente, la invencion tambien se refiere a un puente de elevacion, en particular para la elevacion de vehuculos, que comprende al menos dos columnas de elevacion y medios de comunicacion por radio entre columnas que operan de acuerdo con el metodo de comunicacion de radio desarrollado anteriormente.

[0037] La ventaja proporcionada por la presente invencion reside principalmente en que el metodo es perfectamente determinista, y cualquier fallo en cualquiera de las columnas se recibe y gestiona por la otra de manera casi segura.

[0038] La presente invencion se comprendera mejor de la lectura de la siguiente descripcion detallada con referencia a las figuras adjuntas en las que:

- La figura 1 es un diagrama que muestra los estados de una columna.

- La figura 2 es una representacion esquematica de un protocolo del estado de la tecnica;

- La figura 3 es una representacion esquematica de un protocolo segun la invencion;

- La figura 4 es un diagrama de un modulo transmisor/receptor que puede usarse para implementar la invencion;

- La figura 5 es una vista esquematica de un cuadro generado por el modulo de la figura 4;

- La figura 6 muestra la encapsulacion de los datos transmitidos por el modulo de radio segun el estandar 802.15.4;

- La figura 7 muestra la extraccion de los datos recibidos por el modulo de radio segun el estandar 802.15.4; - La figura 8 ilustra un ejemplo de mediciones tomadas por el modulo de la figura 4;

- La figura 9 ilustra un ejemplo de codificacion de columna;

- La figura 10 ilustra un ejemplo de tener en cuenta los intercambios entre columnas.

[0039] La figura 1 representa los estados de una columna desde el encendido hasta la operacion.

[0040] Despues del encendido, la columna esta a la espera de la seleccion para construir un puente.

[0041] El cierre del puente finaliza la fase de registro de las columnas del puente. El puente se completa con todas las columnas seleccionadas.

[0042] La fase de operacion corresponde al uso del puente para realizar operaciones de elevacion.

[0043] La apertura del puente ya no permite el uso del puente, pero es posible recomponer una nueva

puente para eliminar, cambiar o agregar una columna.

[0044] El protocolo incluye tambien tres fases totalmente separadas:

Fase 0 = Fase de monitoreo del canal de radio:

[0045] Durante esta fase, las columnas disponibles supervisan todos los canales de radio para detectar los canales gratuitos, canales ya ocupados por un puente y los canales codificados por programas externos.

[0046] Esta fase es silenciosa. Las columnas no emiten, solo escuchan y evaluan la disponibilidad y la calidad de todos los canales de radio.

Fase 1 = Fase de constitucion del puente:

[0047] Durante esta fase, la primera columna seleccionada selecciona el canal inactivo que tiene el nivel de ruido mas bajo. Luego crea una ruta de "baliza" en este canal y la administra, para permitir el registro de las otras columnas en este puente. Cada columna presenta su solicitud de registro en la primera ranura libre del canal de baliza. El gestor de canal de baliza permite y registra las entradas de columna. Las ranuras se otorgan en el orden de llegada de las columnas.

Fase 2 = Fase de operacion del puente:

[0048] Cuando todas las columnas estan presentes en el canal de operacion, cualquier columna puede cerrar el puente. Transmite la orden de cierre a todas las demas columnas, que a su vez confirman la transicion a la fase de explotacion.

[0049] Para optimizar el tiempo de transmision, todas las emisiones se escuchan simultaneamente por todas las columnas del puente y se emiten "Broadcast".

[0050] La sincronizacion de las transmisiones por las ranuras, creada en fase de inscripcion, se mantiene durante la fase operativa. La nocion de administrador desaparece y todas las columnas tienen el mismo peso en el dialogo. Por otro lado, las ranuras vadas, que existfan para acomodar las nuevas columnas en la fase de registro, se eliminan.

[0051] El protocolo de la invencion ha sido desarrollado de acuerdo con el modelo OSI de la ISO 7498 a nivel mundial en "modelo de referencia basico de interconexion de sistemas abiertos (OSI Open System Interconnection)" [0052] Este modelo se basa en 7 capas ilustradas en la fig. 2.

[0053] Esta arquitectura general permite describir todo tipo de protocolos.

[0054] Las capas descritas suelen tener las siguientes funciones:

- Una capa de aplicacion, que no forma parte del protocolo. Esta es la aplicacion del sistema.

- Sesion de dos capas y Presentacion, que son las capas de interfaz del protocolo con la aplicacion.

[0055] La capa de presentacion adapta la forma de los datos entre la aplicacion y el protocolo.

[0056] La capa de sesion le permite administrar circuitos virtuales con diferentes modulos de la aplicacion y presenta una interfaz unica con el protocolo.

- La capa de transporte proporciona transporte de extremo a extremo entre el remitente y el receptor, independientemente del numero de saltos intermedios realizados por el enrutamiento.

- La capa de red gestiona la ruta de transmision para saltos intermedios. Gestiona el enrutamiento de las transmisiones en la red y las adquisiciones de salto a salto.

- La capa de enlace gestiona el acceso a los medios y garantiza que la transmision se realizo sin errores entre un transmisor y un receptor mediante mecanismos de deteccion de errores.

- La capa ffsica, que es la capa de hardware, y administra la transmision de bits en los medios.

[0057] Los protocolos como ZigBee estan disenados para permitir que un numero variable y no conocido de equipos transmitan al azar datos con adquisiciones de transmision y saltando toda la red.

[0058] Las caractensticas prioritarias en este caso son limitar el consumo de energfa de los equipos y encontrar una manera de encaminar los datos del emisor al receptor final. Reducir el retardo de transmision no es el objetivo prioritario.

[0059] El protocolo de la invencion puede transmitir rapidamente un tamano de mensaje fijo entre un numero de equipos limitado y conocido, todo ello sin transmision de confirmacion porque el mensaje se repite dclicamente.

[0060] Se deduce de ello logicamente que no hay en realidad tratamiento de la capa de transporte.

[0061] La Fig. 3 ilustra una representacion de acuerdo con un modelo de Interconexion de Sistema Abierto (OSI) de un protocolo de acuerdo con la invencion.

[0062] La capa ffsica (PHY) es responsable de la transmision real de las senales electricas en el medio de comunicacion. Es responsable de enviar y recibir bits de datos. Su servicio consiste en garantizar que un bit proporcionado por la capa mac del emisor se transmita correctamente a la capa mac del receptor.

[0063] Se sincroniza al nivel de bit mediante la adicion de un preambulo compuesto de una secuencia de bits predefinida y al nivel de tramo por una palabra de sincronizacion definida por un estandar IEEE 802.

[0064] La capa ffsica se realiza mediante un hardware dependiendo del medio de comunicacion y en este caso la frecuencia de la banda de retencion.

[0065] Los criterios para la seleccion de la banda de frecuencia son:

- La eleccion sera preferiblemente en una banda ISM (Industrial, Cienfffica y Medica) cuyo uso de las frecuencias es gratuito sin licencia.

- El equipo de elevacion se utilizara en todos los continentes, la banda elegida sera una banda autorizada por las distintas autoridades reguladoras (ETSI para Europa, FCC para los Estados Unidos, etc.).

- La banda de frecuencia debe permitir preferiblemente el uso de varios canales.

- La tasa bruta por canal sera alta para transmitir rapidamente informacion urgente.

- La eleccion de la banda debe permitir la disponibilidad de componentes, transmisores/receptores, de bajo costo.

[0066] Una posible red de columnas es una WPAN (Wireless Personal Area Network) de acuerdo con el estandar 802.15.4

[0067] Una banda preferida es la 2,4 hasta 2,5 GHz que cumple con todos los criterios anteriores. Esta banda incluye 16 canales numerados del 11 al 26. Dependiendo de las regulaciones, ciertos canales pueden estar prohibidos o la potencia de transmision limitada. Estas limitaciones seran tratadas como parametros por el protocolo de acuerdo con la invencion.

[0068] Por ejemplo, se puede utilizar un modulo transmisor/receptor de la comparffa Microchip. El MRF24J40 incorpora las capas 1 y 2 (PHY y MAC) del estandar 802.15.4 y permite una configuracion muy amplia de los modos de funcionamiento de los componentes.

[0069] La interfaz con el microcontrolador host puede realizarse mediante un bus SPI, como se muestra en la FIG.

4.

[0070] El formato del cuadro generado por la capa ffsica del modulo cumple con el estandar 802.15.4, y se ilustra en la Fig. 5.

[0071] Las funciones de la capa MAC son:

1. La medicion del nivel RSSI (Indicacion de intensidad de senal recibida) y la calidad de la senal LQI (Indicador de calidad de nivel) en cada transmision.

2. La composicion de los marcos para la capa 1.

3. CRC (Chequeo de redundancia dclica) verifica errores en la transmision de una trama.

4. La gestion del direccionamiento del marco.

5. Gestion del metodo de acceso a la red.

[0072] La capa MAC es procesada por el hardware.

[0073] El modulo MRF24J40M elegido respeta las especificaciones del estandar 802.15.4 para la capa MAC. Este estandar describe las caractensticas que son la base de los protocolos de red en malla que utilizan el modo de acceso de acceso multiple de deteccion de portadora (CSMA) o el modo de baliza.

[0074] El nivel de ruido se puede medir por un canal por una peticion del software de la capa MAC. Tambien se realiza una medicion automatica en cada recepcion de fotogramas. El valor resultante es proporcional al nivel en dBm (0 dBm = 1mW de 50 Q) de la senal medida.

[0075] El nivel de calidad se mide a cada dato de recepcion. El LQI se eleva a la capa superior con los datos. El valor de LQI es el resultado de un calculo que integra el nivel RSSI y el nivel de senal a ruido (SNR).

Transmision de datos:

[0076] Los datos proporcionados por la capa de red (MSDU para Mac Service Data Unit) se encapsulan antes de ser transferidos a la capa ffsica. Los datos de CRC (Secuencia de verificacion de cuadros) redundantes se agregan al cuadro mediante la capa mac para que la capa mac del receptor pueda verificar la validez de los datos (consulte la Fig. 6).

[0077] La capa MAC anade datos MHR de cabecera y el tamano de bloque MHR y MSDU.

Recepcion de datos:

[0078] La capa de hardware se monta con datos del campo de control FCS y el nivel RSSI y la calidad LQI de la senal.

[0079] La capa de software solo recibira datos si la verificacion de CRC (FCS) es correcta (ver Fig. 7).

[0080] La transmision de las tramas se realiza en diffusion ("Broadcast"), no hay un direccionamiento espedfico de una columna. Las tramas no se reconocen porque se retransmiten en cada ciclo, por lo que no importa la direccion del remitente 802.15.4 de las tramas.

[0081] El metodo de acceso a los medios CSMA-CA (CA por Collision Avoidance, o la evitacion de colisiones) o la moda "faro" con ranuras gestionadas por el coordinador, corresponde al estandar 802.15.4

[0082] Tambien es posible controlar completamente el acceso a los medios mediante la desactivacion del CSMA-CA no en modo "faro".

[0083] El modulo LL-SCAN esta activo durante la fase de espera de la columna.

[0084] Durante esta fase, el dispositivo de acuerdo con la invencion escanea todos los canales autorizados midiendo el nivel RSSI en cada canal. Tambien escucha las transmisiones para identificar los cuadros que fluyen en cada canal.

[0085] El dispositivo de la invencion puede detectar el canal en el que se forma un puente o en funcionamiento y la calidad de cada canal no utilizado por el dispositivo segun la invencion con el fin de elegir el mejor canal para los otros estados del protocolo.

[0086] No hay transmision en este estado, solo escucha.

[0087] Este estado se crea cuando pone en tension la columna. Se conserva hasta la seleccion de la columna para la constitucion del puente.

[0088] LL-SCAN gestiona esta fase de forma autonoma y completa la tabla de estado del canal.

[0089] Ejemplo de una serie de mediciones realizadas con el componente MRF24J40.

[0090] La disponibilidad del canal se evalua, por el promedio de los valores de medicion (-90dBm a -35dBm) del nivel de ruido y una tasa de ocupacion del canal (entre 0 y 100%) en comparacion con un umbral de -60 dBm en un penodo de 25 mediciones. Los resultados de las mediciones correspondientes a los graficos de la fig. 8 dan 7% para el canal libre y 26% para el ocupado por tramas de acuerdo con los estandares IEEE 802.11. Este valor tiene el unico proposito de poder evaluar la ocupacion de los canales de una manera sencilla.

[0091] La evaluacion de la tasa de ocupacion dura aproximadamente 500 ms para los 16 canales.

[0092] La evaluacion se realiza en todos los canales marcados como autorizados por las regulaciones locales.

[0093] Si se detecta una transmision del dispositivo de acuerdo con la invencion en el canal, LL-SCAN almacena el tipo de trama (trama de registro o trama operativa), el numero de serie de la columna que creo el puente y el numero de la clave que se uso para crear el puente. La tabla se actualiza cada ciclo de medicion.

[0094] Ejemplo de la estructura de la tabla de canales:

Para cada canal:

Eliquota Tamaflo or bytos Valores posiblos

autorizada 0 = Prohlbido. 1 - Permitido

m

Estado T - Registro. 'E1 = Explotacidr. 0 ■ Libre

m

Numero de clave Numero de serie de la clave

Numero de columna Numoro de serie de la columna

Nivel de ruido RSSI (0 a 255)

cn

Etiqueta Tamaflo on bytos Valores posibles

Tasa de ocupacidn % de ocupacidn del canal 0 a 100%

m

[0095] Esta tabla sera utilizada por LL-INSC en la fase de construccion del puente.

[0096] La capa LL-INSC es activada por la capa de red al seleccionar la columna con la clave. La activacion de LL-INSC deshabilita LL-SCAN.

[0097] La capa de LL-INSC busca en la tabla de canales si un canal ya esta en fase de inscripcion con la misma clave:

Si este es el caso, LL-INSC se unira a este canal para inscribir la columna.

[0098] Como alternativa, LL-INSC elegira el canal con la tasa de ocupacion y el nivel de RSSI mas bajo y creara el dialogo de registro en este canal.

Descripcion del protocolo de registro.

[0099] El dialogo de inscripcion de columnas se basa en el protocolo TDMA (Time Division Multiple Access) con 8 ranuras. La ventaja del protocolo TDMA es perfectamente determinista y optimiza el tiempo de respuesta al eliminar las colisiones y optimizar el flujo en el canal.

[0100] Las ranuras se definen por la capa de LL-ICSN de la columna creando el cuadro de dialogo que asigna 0 como el numero de columna puente. El numero de la columna puente corresponde al numero de ranura (de 0 a 7) en el protocolo.

[0101] Cada columna que aparece en el canal afecta a la ranura numero 1 disponible e inserta los datos en la ranura correspondiente. El numero de ranura disponible se indica en el campo de datos de la columna 0.

[0102] Durante esta fase, las columnas insertan su trama de presencia dclicamente a cada una de las ranuras de lanzamiento por la columna 0. Las tramas se vuelven a montar a la capa de red durante esta fase.

[0103] La desaparicion de esta trama de presencia, para una columna de 1 a 7, durante N ciclos consecutivos es tratada como la cancelacion del registro de la columna y la liberacion de la ranura correspondiente.

[0104] La ausencia del dialogo de columna 0 durante un tiempo que corresponde a N*8*T ms T que puede asumir un valor tfpicamente entre 3 y 10 ms, da lugar a la eliminacion del puente y anular el registro de todas las columnas. El canal se libera en la tabla de canales de cada columna y la informacion se envfa a la capa de red que le devuelve el control a LL-INSC.

[0105] La figura 9 ilustra el formato del dialogo.

[0106] Las funciones complementarias de la recopilacion de informacion de nivel y calidad asf como el ajuste automatico de la transmision de energfa se activa en la capa de red y se describe a continuacion.

[0107] La capa de LL-EXPL es activada por la capa de red durante la activacion de una columna con la llave. La activacion de LL-EXPL deshabilita la capa LL-INSC.

[0108] El dialogo operador de columnas se basa en un protocolo de acuerdo con la invencion de n ranuras. Como protocolo TDMA utilizado durante la fase de registro, se trata de un protocolo con intervalos de duracion constante asignados a las columnas. La ventaja del protocolo de acuerdo con la invencion es eliminar el rol particular de la columna 0. Cada columna pasa el control a la siguiente columna (paso de ficha). Todas las columnas gestionan los retrasos de las ranuras para respetar el ciclo en caso de no recepcion del marco de una columna. En caso de fallo de la columna N, la columna N+1 entrara en transmision una vez que finalice el retraso de supervision.

[0109] En cierto modo, cada columna se convierte en maestro a su vez. En una operacion maestro/esclavo, el maestro sabe perfectamente como detectar el fallo de un esclavo, pero no se detecta el fallo del maestro. Al cambiar el maestro, el error del maestro se detectara tan pronto como la siguiente columna se convierta en maestro. De acuerdo con una realizacion particular de la invencion, dos columnas separadas son maestras a su vez, con un cambio de maestro aproximadamente cada 7,5 ms. Este penodo de cambio es tal que un retardo de parada debido a la falla del maestro de 7,5 ms sigue siendo aceptable para la seguridad del puente. Esto reduce en gran medida la probabilidad de fallas no administradas: la probabilidad de que las dos columnas, maestras a su vez, fallen al mismo tiempo es mucho mas baja que una columna maestra defectuosa.

[0110] En una realizacion preferida de la invencion, todas las columnas a su vez se convierten en maestros. Por lo tanto, siempre que una de las columnas no sea defectuosa, dentro de un retardo maximo de N x 7,5 ms, sera maestra y detectara las fallas de las otras columnas. Si todas las columnas fallan al mismo tiempo, se detienen de todos modos y el puente se detiene en una situacion estable. La seguridad es por lo tanto maxima.

[0111] La duracion 7,5ms es un ejemplo de un valor adecuado, valores tales como 3 ms o 10 ms se pueden utilizar tambien.

[0112] En este tipo de protocolo TDMA con transmision de difusion, cada columna monitoriza las emisiones de otras columnas. La falla de una columna sera detectada por todas las demas columnas y causara que el bloqueo se detenga en una situacion estable despues de N fallas detectadas consecutivas. La seguridad es por lo tanto maxima.

[0113] En cuanto al protocolo LL-ICSN, la ventaja del protocolo de la invencion es para ser totalmente determinista y optimizar el tiempo de respuesta mediante la eliminacion de las colisiones y optimizar el rendimiento en el canal incluso en caso de fallo de transmision de cualquier columna.

[0114] Las asignaciones de ranuras hechas por el Protocolo de LL-ICSN son retenidas y los tiempos son identicos.

[0115] Las ranuras vacfas se eliminan ya que la adicion de columnas esta prohibida. El tiempo de ciclo es por lo tanto reducido en funcion del numero de columnas utilizadas.

[0116] La fig. 9 ilustra el formato de los marcos obtenidos.

[0117] La capa de red recibe informacion de la capa MAC. Extrae y procesa informacion de calidad y de nivel de senal y transfiere los datos utiles a la capa de presentacion. La capa de red no realiza ningun procesamiento en la carga util.

[0118] Tras la recepcion de una trama, la capa material MAC anade el nivel de RSSI y el nivel de calidad para esta recepcion.

[0119] La capa de red almacena toda esta informacion en una tabla y se deriva un mdice de calidad global IQG que va a la capa de presentacion para que la aplicacion pueda procesar la informacion.

[0120] Cada columna indicada en su trama envfa su nivel de transmision. Ademas de estos datos, las columnas de recepcion reciben el nivel con el que se recibio la trama. Asf, cada columna puede calcular la atenuacion de la senal entre esta y la columna emisora.

[0121] Con el fin de permitir su combinacion de dos puentes en el mismo canal, si es necesario, la potencia debe ser solo adecuada y no excesiva para una correcta calidad del enlace. La capa de red ajusta la potencia de transmision para obtener un nivel mmimo determinado para el enlace con la mayor atenuacion. Este tratamiento se realiza durante toda la fase de explotacion.

[0122] El papel de la capa de presentacion es dar formato a los datos desde y hacia la aplicacion.

[0123] Para la recepcion, el protocolo segun la invencion transmite tres piezas de informacion a la capa de aplicacion. Estos datos se depositan en ubicaciones de memoria global.

[0124] La informacion es:

- El estado del protocolo (1 byte) = Status_SWiP que toma los siguientes valores:

◦ 0 = Protocolo inactivo

◦ "S" = Fase de escaneo

◦ "I" = Fase de registro

◦ "E" = Fase de operacion

◦ "D" = Fallo de radio

- El mdice de calidad general = IQG_SWiP que toma los valores de 0 a 4 (siendo 4 la calidad maxima)

- Los datos utiles extrafdos de las tramas recibidas = DATA_REC_SWiP compuestas de:

◦ Longitud (1 byte)

◦ Datos (80 bytes maximo)

[0125] Para la transmision, los datos recibidos de la aplicacion son:

- La activacion de las fases del protocolo segun la invencion mediante la aplicacion (1 byte) que puede tomar los siguientes valores:

◦ 0 = Detencion de protocolo

◦ "S" = Activacion de la fase de escaneo

◦ "I" = Activacion de la fase de registro

◦ "E" = Activacion de la fase de operacion

- Datos utiles de la aplicacion compuesta por:

◦ Longitud (1 byte)

◦ Datos (80 bytes maximo)

[0126] El protocolo de acuerdo con la invencion difiere de los protocolos conocidos mediante el uso de mecanismos de TDMA con el traspaso, que dan un alto rendimiento en terminos de velocidad de flujo y tiempo de administracion.

[0127] El protocolo de la invencion es un protocolo simple y robusto librado de funciones de enrutamiento innecesarias para el tipo de aplicacion de un puente para vehuculo.

[0128] El protocolo de acuerdo con la invencion es completamente determinista y adecuado para transmitir informacion de emergencia.

[0129] Una ventaja de este protocolo es permitir la realizacion de la automatizacion del control de bucle cerrado a traves de su fuerte determinismo y sus retardos de transmision muy cortos.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Metodo de radiocomunicacion multicanal entre las columnas de un elevador de columna de vehuculo para constituir y operar un elevador que consiste en al menos dos columnas de levantamiento seleccionadas en un entorno que comprende una pluralidad de columnas que se pueden usar simultaneamente para la constitucion y operacion de varios elevadores, en donde los canales de radio se seleccionan en una banda de frecuencia predeterminada, en donde el objetivo de la operacion de los elevadores asf constituidos es sincronizar las columnas durante las operaciones de elevacion y, en caso de fallo en al menos una columna, o en caso de una parada de emergencia, hay tres fases distintas:

- en el momento del encendido, las columnas escanean las emisiones del canal de radio para detectar su disponibilidad y su nivel de interferencia por emisiones externas;

- una columna seleccionada por primera vez para la constitucion de una elevacion, mediante la asignacion de un codigo ingresado por el operador y correspondiente a una elevacion unica, selecciona un canal libre, crea un canal de baliza y lo administra en modo de transmision, lo que permite el registro de al menos otra columna N a la que se ha otorgado el mismo codigo, en donde cada columna N (N>2) que pertenece al primer intervalo de tiempo disponible del canal de baliza, en donde todas las columnas que tienen el mismo codigo pueden cerrar el registro como cuando se constituye el elevador;

- cada columna de un elevador forma un dialogo con las otras columnas en modo de transmision durante el funcionamiento del elevador, en el que la sincronizacion de las transmisiones de los cuadros que contienen los datos se lleva a cabo manteniendo los intervalos de tiempo ocupados durante el registro, con el mismo peso para todas las columnas.

2. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vehfculo de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque la banda de frecuencia esta entre 2,4 y 2,5 GHz y comprende una pluralidad de canales autorizados.

3. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vehfculo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se basa en el modelo OSI de 7 capas, en el que las capas de transporte 4, de sesion 5 y de presentacion 6 se agrupan en una sola capa de presentacion entre la capa de red 3 y la capa de aplicacion 7, donde la capa unica formatea los datos para administrar las columnas.

4. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vehuculo de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque la subcapa de control del enlace logico de la capa de enlace 2 comprende tres modulos (LL-SCAN; LL-INSC; LL-EXPL) que estan activos por separado, y respectivamente corresponden a las fases de exploracion de canales, el registro para la constitucion de un ascensor y el funcionamiento de un ascensor asf constituido.

5. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vehuculo de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque un primer modulo (LL-SCAN) que esta activo durante la fase de exploracion de los canales desde el encendido de una columna, realiza una medicion de la potencia al recibir las senales recibidas de cada canal, identifica las tramas transmitidas en cada canal y proporciona una tabla de estado de los canales.

6. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vehuculo de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque la tabla de estado del canal almacena datos sobre:

- la posibilidad de utilizar cada canal de acuerdo con las regulaciones locales, en donde la informacion almacenada corresponde a: informacion autorizada o prohibida;

- el tipo de cuadro transmitido, la informacion almacenada correspondiente a: el cuadro de registro o el cuadro operativo del elevador;

- el numero de serie del codigo asignado a cada elevacion en cada canal;

- el numero de serie de la columna; y

- la tasa de ocupacion de cada canal, en forma de un porcentaje calculado despues de varias docenas de mediciones.

7. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columnas de vehfculos de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque un segundo modulo (LL-INSC) que es activado por la capa de red 3 durante la fase de registro de las columnas para constituir una elevacion, desactiva el primer modulo (LL-SCAN) y determina si un canal esta en fase de registro con el mismo codigo para unirse a este canal para registrar la columna, si este es el caso, o elegir el canal con la tasa de ocupacion mas baja para crear un canal de baliza que comienza un proceso de registro.

8. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vehuculo de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque el procedimiento de registro se basa en el llamado protocolo de acceso multiple por division de tiempo (TDMA) y comprende intervalos de tiempo de duracion predeterminada que pueden ser utilizados de la siguiente manera:

- la columna que inicia el procedimiento de registro toma el numero 0, las columnas que aparecen en el canal toman los siguientes numeros en orden de llegada e insertan sus datos en los intervalos de tiempo correspondientes a su numero de pedido, en donde el numero de la ranura disponible aparece en el campo de datos de columna 0;

- las columnas insertan sus marcos de presencia dclicamente en cada lanzamiento de los intervalos de tiempo por la columna 0, en donde los marcos se elevan a la capa de red 3.

9. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vetuculo de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque la desaparicion de la presencia de una columna durante N ciclos consecutivos se trata como la anulacion del registro de la columna y la liberacion del intervalo de tiempo correspondiente.

10. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vetuculo de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado porque la ausencia de transmision desde la columna 0 durante un penodo de N ciclos provoca la eliminacion del elevador y el desregistro de todas las columnas de esta elevacion, luego la liberacion del canal correspondiente y la retroalimentacion de informacion a la capa de red 3, lo que le devuelve el control al segundo modulo (LL-SCAN).

11. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columnas de vetuculos de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque cada marco de presencia comprende el codigo de la fase de registro, el numero de la columna de transmision, el numero del codigo asignado al elevador, el numero de serie de la columna 0, el numero de columnas registradas y una tabla de indices de calidad que contienen datos, respectivamente, sobre la potencia y la calidad de recepcion de las senales recibidas de las otras columnas.

12. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vetuculo de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizado porque un tercer modulo (LL-EXPL) que es activado por la capa de red 3 cuando una columna es seleccionada por medio del codigo que identifica una elevacion, desactiva el segundo modulo (LL-INSC) y administra las columnas en una base de acceso multiple por division de tiempo (T-TDMA) con una "ficha" que implica la transferencia de control de una columna a la otra de la elevacion en cada ciclo, en donde todas las columnas gestionan las duraciones de los intervalos de tiempo para respetar la duracion del ciclo incluso en el caso de no recepcion del marco de datos de explotacion de una columna, en donde se mantienen las asignaciones de los intervalos de tiempo y sus duraciones, mientras que se eliminan los intervalos no utilizados.

13. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vetuculo de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque, en caso de falla de la columna N, la columna N 1 pasa a transmision al final de la duracion del intervalo de tiempo que le fue asignado.

14. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vetuculo de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 y 13, caracterizado porque cada trama de datos operativos comprende el codigo de la fase de registro, el numero de la columna de transmision, el numero del codigo asignado al elevador, el numero de serie de la columna 0, el numero de columnas registradas, la tabla de indices de calidad y los datos operativos.

15. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columnas de vetuculos de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque la capa de red 3 de cada columna almacena la tabla de indices de calidad de las tramas recibidas y calcula un mdice de calidad global IQG de la recepcion y un mdice de calidad IQP de la recepcion de sus cuadros segun lo percibido por las otras columnas.

16. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vetuculo de acuerdo con la reivindicacion precedente, caracterizado porque la capa de red 3 calcula la potencia de transmision para obtener un nivel determinado por el mdice de calidad iQp mas bajo.

17. Metodo de radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vetuculo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 16, caracterizado porque la capa de presentacion unica transmite/recibe desde la capa de aplicacion 7, la siguiente informacion:

- un byte que indica el estado/activacion de la columna, que puede tomar los valores: inactivo/parada, escaneo/control del escaneo, registro/control del registro, operacion/control de la operacion y defecto de radio (solo para recepcion);

- el mdice de calidad global IQG codificado entre 0 y 4 (calidad maxima); y

- la longitud y datos de cada marco.

18. Metodo para la radiocomunicacion entre las columnas de un elevador de columna de vetuculo de acuerdo con cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque los intervalos de tiempo duran 1,5 ms, mientras que la duracion de las tramas es de 1 ms como maximo.

19. Levantamiento de columnas, vetnculos para el levantamiento de vetnculos en particular, que comprende, al menos, columnas de levantamiento y medios de radiocomunicacion entre columnas que funcionan segun el metodo de las reivindicaciones anteriores.