Bluetooth im Auto:
Neue Fahrzeuggenerationen werden immer mehr Mikrocontroller haben, die über zwei oder mehr Netzwerke verbunden sind. Ein Vorteil davon ist, dass das Auto per Software individuell angepasst werden kann, ein anderer, dass das Auto weitgehend über Eigendiagnosefunktionen verfügen kann. Um diese Funktionen voll nutzen zu können, ist eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Fahrzeugsystem und den Produktionswerkzeugen sowie Servicewerkzeugen erforderlich, um neue Software und Einstellungen herunterzuladen und Status- und Diagnosemeldungen hochzuladen. Diese Produktions- und Servicetools werden weitgehend auf PC-Technologie basieren. Die Verbindung zwischen dem Fahrzeugsystem und dem Tool erfolgt über ein Kabel oder über ein Gateway direkt an den CAN-Bus (Controller Area Network). Der billigste Weg ist, den PC per Tropf direkt an den CAN-Bus anzuschließen, aber es muss kurz sein. Laut CAN-Standard sollte er bei einer Bitrate von 1 Mbit/s weniger als 39 cm betragen. Im Vergleich zu USB und Bluetooth ist die Mobilität und Vielseitigkeit von Bluetooth sehr gut.
Bluetooth in der Automobilproduktion:
In der Automobilproduktion wird viel Software als letzter Schritt in der Produktionskette heruntergeladen. Dies ist eine Anwendung, für die Bluetooth perfekt geeignet wäre. Die Bluetooth-Basisstation ist mit dem Produktionsfeldbus verbunden. Wenn sich das Online-Auto mit der Bluetooth-Basisstation verbindet, lädt es seine Seriennummer hoch. Der Produktionsrechner lädt dann die Software für dieses Auto über den Feldbus auf die Basisstation herunter, die sie wiederum an das Auto überträgt. Dies ist jedoch für den dedizierten Gebrauch und es sollten keine anderen Bluetooth-Geräte als die in Autos installierten mit der Zelle verbunden werden.
Bluetooth für Autoservice:
Ein Bluetooth-Nutzungsszenario könnte folgendermaßen aussehen:
1) Wenn das Auto in die Tankstelle einfährt, kontaktiert seine Bluetooth-Station den Hauptcomputer der Tankstelle. Dieser hat zuvor über das Mobilfunksystem Informationen mit dem Computer des Autos ausgetauscht.
2) Der Hauptcomputer der Servicestation alarmiert den mit der Aufgabe betrauten Servicemann, und sein PC stellt Kontakt mit dem Auto her und lädt alle erforderlichen Informationen herunter.
3) Der Techniker erhält alle notwendigen Arbeitsanweisungen auf seinem PC. Bei der Wartung des Autos kann es mehrere Funktionen über den PC steuern und einstellen, z. B. Lichter, Fenster, Klimaanlage, Motorparameter usw. Es kann auch die neuesten Softwareversionen auf jede elektronische Steuereinheit (ECU) herunterladen.
CAN/Bluetooth-Grundlagen:
CAN wurde entwickelt, um als Grundlage für eine hochzuverlässige Kommunikation über ein verdrilltes Adernpaar zu dienen, das von sehr einfachen Aufgaben bis hin zu fortschrittlicher Echtzeitsteuerung angewendet werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, basiert es auf dem Prinzip, dass jeder Knoten in einem System gleichzeitig jedes auf dem Bus übertragene Bit prüft. Durch dieses Prinzip werden eine Reihe von Problemen wie Buszugriff, Kollisionserkennung, Datenkonsistenz etc. sind elegant gelöst. Die Bedingung, dass jeder Knoten zur gleichen Zeit dasselbe Bit sehen muss, erfordert jedoch eine kontrollierte Wellenlaufzeit. Dies ist in einem verdrahteten System leicht zu erreichen, aber in einem drahtlosen System schwierig zu erreichen. Daher müssen alle drahtlosen Übertragungen in CAN-Systemen über Gateways erfolgen und Bluetooth bietet unter den verfügbaren Funkstandards die besten Möglichkeiten für diese Aufgabe.
Das ideale Bluetooth-Konzept für die Diagnose:
Das ideale Bluetooth-Konzept für die Diagnose sollte folgende Eigenschaften aufweisen:
1 Niedrige Kosten
2 Leistung nach Bedarf
3 Standards nach Bedarf
Um diese Ziele zu erreichen, benötigen wir eine kostengünstige, leistungsstarke Bluetooth-Einheit, die für jede Anwendung verwendet werden kann. Dann muss es von allem befreit werden, was nicht jeder braucht, also ein Konzept wie CAN. KANN die grundlegende Funktionalität bereitstellen, die von jedem Controller-Netzwerk benötigt wird, aber die verbleibende erforderliche Funktionalität muss von einem zusätzlichen Protokoll der oberen Schicht bereitgestellt werden. Der Basis-Bluetooth-Block muss sich um den HF-Teil und den wesentlichen Teil des Basisbandprotokolls kümmern, der für keine Anwendung von geringem oder keinem Interesse ist, aber für die Bluetooth-Funktionalität unerlässlich ist.
Kommunikation während der Produktion:
Der Einsatz von drahtloser Kommunikation zwischen Fahrzeug und Automatisierungssystem der Produktionslinie könnte völlig neue Funktionen im Produktionsprozess erschließen. Je nach Stadium des Prozesses, beispielsweise während der Endmontage, können die Fahrzeugsteuerung und die Steuerung der Produktionslinie sowohl Produkt- als auch Prozessstatusinformationen austauschen.
Kommunikation während des Gottesdienstes:
Potenzielle In-Service-Anwendungen lassen sich leicht aus dem oben beschriebenen Produktionsprozess-Szenario ableiten. Drahtlose Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem Computer an der Servicestation kann verwendet werden, um Statusinformationen und dienstspezifische Informationen auszutauschen. Dieser Schritt kann durch einen vorgeschalteten Datenaustausch per Telekommunikation unterstützt werden. Drahtlose Kommunikation in Kombination mit einem mobilen Servicecomputer bietet optimale Flexibilität für das Servicepersonal.
Vorteile und Nutzen:
Die wichtigsten Vorteile drahtloser Technologien für technische Aufgaben bleiben dem Fahrzeugkunden mehr oder weniger verborgen. Der Vorteil einer solchen Lösung ist die Steigerung der Flexibilität, Modularität und Zuverlässigkeit. Auch wenn der Nutzen für die Kunden nicht direkt spürbar ist, ist er für die Automobilindustrie dennoch bedeutsam. Darüber hinaus kann das Potenzial der drahtlosen Kommunikation auf technischer Aufgabenebene zwischen Smart Devices und Steuergeräten im Fahrzeuginneren sowie Steuergeräten und Mensch-Maschine-Schnittstellen im Umfeld des Autos zu neuen Features und erhöhter Flexibilität führen Produktion und Dienstleistung. Der Vorteil für den Kunden ist eine Erhöhung der Zuverlässigkeit. Für die Produktentwicklungsphasen ist die erhöhte Flexibilität ein großer Vorteil. Ein vereinfachter Kabelbaum und drahtlose Schnittstellen sind Fertigungsvorteile. Für Service, Wartung und Reparatur sind drahtlose Schnittstellen von Vorteil, wenn es um die Demontage und Montage von Teilen geht. Darüber hinaus eröffnet die drahtlose Kommunikation Möglichkeiten für flexible Verbindungen zu Mensch-Maschine-Schnittstellen und Diagnosesystemen. Obwohl im Allgemeinen ein elektronisches Bauteil für eine drahtlose Übertragungseinheit teurer ist als ein Kabel, gibt es mehrere Möglichkeiten, die Kosten des Produkts zu reduzieren, beispielsweise durch Standardisierung und durch Reduzierung des Montageaufwands.
Fazit:
Auf dem Markt der Automobilhersteller besteht ein Potenzial von bis zu Hunderten Millionen Bluetooth-Knoten pro Jahr, wenn Bluetooth für die Echtzeitsteuerung und andere technische Aufgaben verwendet werden kann. Ein wichtiger Trend in der Entwicklung von Fahrzeugen ist seit einigen Jahren die Verbreitung elektrischer und elektronischer Systeme. Viele dieser Systeme wurden eingeführt, um dem Kunden durch die Erhöhung von Funktionalität, Komfort und Sicherheit Innovationen zu bieten. Ein weiterer Grund ist der teilweise Ersatz mechanischer Komponenten durch elektrische Komponenten oder deren Integration in mechatronische Systeme.
Verweise
1) Bluetooth in Automobilanwendungen
Lars-Berno Fredriksson, KVASER AB
2) Das Potenzial von Bluetooth in Automobilanwendungen
Horst Wunderlich und Martin Schwab, DaimlerChrysler R&T, Deutschland Lars-Berno Fredriksson, Kvaser AB, Schweden
3) Optimierung der drahtlosen Bluetooth-Technologie
als ideale Schnittstelle für die Kfz-Diagnose -Lars-Berno Fredriksson, Kvaser AB, Schweden
