用于在控制或评估装置和数据产生设备之间交换数据的系统和方法，更具体地，在工具、带有网络能力的模块和具有带有网络能力的模块的工具之间交换数据的系统和方法与流程

1.本发明涉及一种用于在控制和评估装置与数据产生设备之间交换数据的系统，所述数据产生设备诸如是工具、测试设施、校准设施或用于自动识别的器具，所述系统包括控制或评估装置和可以连接或已连接到数据产生设备的至少一个带有网络能力的模块。本发明还涉及一种带有网络能力的模块、一种具有带有网络能力的模块的工具以及一种用于在控制或评估装置与数据产生设备之间交换数据的方法。


背景技术：

2.数据产生设备，诸如工具，特别是扭矩扳手、扭矩螺丝刀、测试或校准设施，以及rfid读取站或条形码扫描仪，通常经由专有和单独的协议结构或通信协议以有线方式与工业环境中的控制或评估装置通信。
3.ep1902817a2公开了一种无线电动工具，其中无线电动工具包括用于在电动工具和更高级控制单元之间传输数据、参数等的无线传输装置。该传输装置具有可拆卸地布置在电动工具上的模块适配器和可更换的无线电模块。模块适配器用于布置各种可更换的无线电模块。无线电模块可以是wlan模块。
4.从de102011108963a1中已知了一种具有两个独立的无线电模块的工业和电驱动工具，使得可以与控制器建立冗余通信链路。借助于数据接口，可以使用接入点远程控制工具。
5.ep3115860a1公开了一种工具系统，其具有用于组装安装的图形形式的显示器。这里，工具系统和显示装置经由互联网彼此连接。
6.为了增加日常工作的灵活性，目标是将无线数据交换加强到实时通信的程度。就此而言，通常使用亚ghz范围内的无线电标准。对于这些无线电标准，现有的通信协议通常必须适应新的协议层。


技术实现要素：

7.本发明的基本目的是提供一种用于在控制或评估装置与数据产生设备(诸如工具、测试设施、校准设施或用于自动识别的器具)之间交换数据的系统，利用该系统可以将数据产生设备集成到标准化无线电拓扑中而无需自适应工作。此外，本发明的一个目的是提供一种带有网络能力的模块、一种具有带有网络能力的模块的工具以及一种用于在控制或评估装置与数据产生设备之间交换数据的方法，利用其实现上述优点。
8.为了实现本发明的基本目的，提出了一种用于在控制或评估装置与数据产生设备(诸如工具、测试设施、校准设施或用于自动识别的器具)之间交换数据的系统，该系统包括控制或评估装置和至少一个带有网络能力的模块，该至少一个带有网络能力的模块可以连接或已连接到数据产生设备，其中控制或评估装置和带有网络能力的模块被设计为经由无
线数据链路交换数据，其中在第一操作模式中，为在控制或评估装置与数据产生设备之间交换数据提供的通信协议经由无线数据链路隧穿。
9.数据产生设备可以被设计为工具、测试设施、校准设施或用于自动识别的器具。此外，数据产生设备可以是rfid读取站或条形码扫描仪。另外，数据产生设备可以是移动设备(诸如工具)或固定设备(诸如测试器具或测试设施)。
10.控制或评估装置可以是计算单元，例如个人计算机，或以其他方式配置的控制或评估系统，其优选地接收和评估来自数据产生设备的数据或向数据产生设备发送控制命令或其他数据。
11.带有网络能力的模块和控制或评估装置被设计为经由无线数据链路交换数据。在这样做时，控制或评估装置和带有网络能力的模块可以使用现有的无线数据链路或建立无线数据链路。数据传输不必在整个传输路径上是无线的。因此，带有网络能力的模块也可以经由无线数据链路连接到第一发射和接收设备，其中第一发射和接收设备具有无线或有线互联网连接，使得传输路径的一部分也可以经由互联网以有线方式发生。此外，可以提供连接到互联网的第二发送和接收设备，其经由另外的无线数据链路连接到控制或评估装置。
12.带有网络能力的模块可以进一步经由无线或有线数据链路连接到数据产生设备，以便将数据从控制或评估装置转发到数据产生设备或从数据产生设备接收数据并经由无线数据连接将其转发到控制或评估装置。
13.根据本发明的数据交换系统的基本特征是，在第一操作模式中，为在控制或评估装置与数据产生设备之间交换数据而提供的通信协议经由无线数据链路隧穿。
14.在网络中，隧穿是指嵌入在用于传输的另一通信协议中的通信协议的传输。控制或评估装置和数据产生设备优选地使用为数据交换提供的特定且必要时专有的通信协议。在现有技术中，该提供的通信协议必须适用于用于数据产生设备与控制和评估装置之间的数据传输的网络协议。
15.然而，根据本发明，在数据产生设备与控制或评估装置之间提供的通信协议嵌入到用于数据传输的网络协议中，特别是在用于无线数据链路的网络协议中，而不需要使要交换的数据适应网络协议。
16.换句话说，数据产生设备与控制和评估装置使用最初提供的通信协议在无线数据链路的上游和下游进行通信。因此，数据产生设备和控制或评估装置与用于无线数据链路的网络协议解耦。因此，与现有技术中已知的不同，可以不改变地采用已经实现和提供的通信协议，例如usb协议。
17.即使在实时通信的范围内，使用隧穿方法也促使日常工作中增加的灵活性和简化的数据交换自适应工作的优点。
18.通过经由无线数据链路隧穿所提供的通信协议，根据本发明的系统提供了所谓的“即插即用”解决方案，通过该解决方案，可以发生数据产生设备与控制或评估装置之间的无线通信，而无需复杂地调整通信协议。
19.优选地，数据产生设备是扭矩扳手、扭矩螺丝刀、测试设施(特别是测试器具)或校准设施(特别是校准装置或校准器具)。
20.因此，该系统可以特别有利地与工业环境中使用的工具一起使用。特别地，当数据产生设备被配置为扭矩扳手或扭矩螺丝刀时，该系统提供了优点，因为通常同时使用多种
这样的工具，使得所提供的即插即用解决方案以特别积极的方式改善了灵活性和工作流程。
21.由于带有网络能力的模块被连接或可以被连接到数据产生设备，因此它可以特别地被设计为单独的模块。因此，这就形成了一种模块化系统，可以使用另外的带有网络能力的模块将另外的或更多的数据产生设备容易地集成到该模块化系统中。
22.特别有利的是，提供了无线数据链路使用互联网协议(tcp/ip)，和/或带有网络能力的模块经由usb连接可以被连接或被连接到数据产生设备。
23.因此，为在控制或评估装置与数据产生设备之间交换数据而提供的通信协议特别是经由互联网协议隧穿。这特别有利地促进了至少部分地经由互联网发生的数据交换。通过利用usb连接将带有网络能力的模块连接到数据产生设备，这提供了特别高的灵活性。此外，特别有利的是，usb协议经由互联网协议隧道隧穿。
24.此外，可以优选地提供的是，在第二操作模式中，带有网络能力的模块生成热点，特别是wlan热点。
25.由带有网络能力的模块在第二操作模式中提供热点使得能够将诸如笔记本电脑或膝上型电脑的其他设备集成到系统中。带有网络能力的模块在第二操作模式中执行接入点功能。
26.优选地，因此可以提供的是，另外的设备，特别是另外的带有网络能力的模块、移动终端或计算单元，特别是笔记本电脑或膝上型电脑，经由热点可以集成或集成到系统中。
27.因此，可以经由用于与控制或评估单元交换数据的带有网络能力的模块将另外的带有网络能力的模块集成到系统中。此外，还可以提供从带有网络能力的模块到另外的设备(诸如移动终端，例如平板电脑或计算单元，特别是膝上型电脑或笔记本电脑)的直接连接。
28.具有进一步的优点，提供了优选地经由dhcp静态地或动态地为带有网络能力的模块分配唯一的地址，特别是唯一的ip地址。
29.因此，模块优选地成为固定网络的一部分，并且可以从其唯一地寻址和激活。
30.优选地，提供了数据产生设备经由无线数据链路以及(如果适用的话)发送和接收单元连接到互联网，和/或数据产生设备经由无线数据链路连接到“物联网”，其中带有网络能力的模块相对于该物联网优选地识别数据产生设备。
31.到互联网的连接为系统提供了分散结构。特别地，数据产生设备和控制或评估设备可以在空间上彼此分离地布置。
32.可以提供的是，集成到系统中的数据产生设备充当usb集线器或智能集线器，并且优选地被设计用于连接另外的终端设备或数据产生设备。
33.此外，可以提供的是，控制或评估装置被设计为执行客户端软件，和/或控制或评估装置被设计为识别经由无线数据链路连接的带有网络能力的模块。
34.特别地，可以在控制或评估装置上提供客户端软件，用于经由无线数据链路的网络协议(特别是互联网协议)隧道传送所提供的通信协议。客户端软件优选地被设计为将所提供的通信协议打包成网络协议(例如互联网协议)的数据包，并将它们解包。
35.此外，控制或评估装置被设计为自动识别经由无线数据链路连接的带有网络能力的模块。
36.本发明的目的的另一个解决方案是提供一种用于上述系统的带有网络能力的模块。
37.带有网络能力的模块可以根据预先描述的系统的配置来设计，并且可以具有为执行由系统执行的功能而提供的特征。
38.优选地，可联网模块包括印刷电路板，其中至少一个中央处理单元(cpu)、一个wlan芯片和一个wlan天线被布置在印刷电路板上。
39.通过将cpu、wlan芯片和wlan天线集成在印刷电路板上，组件被布置在尽可能小的空间中，使得带有网络能力的模块可以具有特别紧凑的设计。
40.更优选地，提供的是，印刷电路板包括usb接口，并且优选地包括ftdi芯片。ftdi芯片是使串行接口能够经由usb可用的接口芯片。
41.数据产生设备可以经由usb端口连接到带有网络能力的模块，可选地使用ftdi芯片，使得来自数据产生设备的数据可以经由无线数据链路隧穿并传输到控制或评估装置。
42.具有进一步的优点，可以提供的是，模块具有能量存储装置，特别是电池或蓄电池，或具有用于外部能量供应(特别是通过数据产生设备)或用于电源单元的连接。
43.因此，可以通过集成能量存储设备或通过外部电源来提供对带有网络能力的模块的电力供应。在外部电源的情况下，可以由数据产生设备提供电力，例如经由usb连接。可替代地，带有网络能力的模块可以经由电源单元连接到电源。
44.优选地，可以提供的是，模块具有用于接通的开关，或者模块由连接到模块的数据产生设备触发。
45.特别地，模块可以被设计成使得当数据产生设备(特别是工具)被接通时，模块也通过由数据产生设备触发而被接通。在这种情况下，带有网络能力的模块不必独立于数据产生设备而被接通。
46.先前描述的用于交换数据的系统可以包括先前描述的带有网络能力的模块。
47.本发明所要解决的问题的另一个解决方案是提供一种具有前述可联网模块的工具。
48.本发明的目的的又一解决方案是提供一种用于在控制或评估装置与数据产生设备(诸如工具、测试设施、校准设施或用于自动识别的器具)之间交换数据的方法，其中至少一个带有网络能力的模块连接到数据产生设备，其中在带有网络能力的模块与控制或评估装置之间建立无线数据链路，其中进一步地，在第一操作模式中，为控制或评估装置与数据产生设备之间的通信而提供的通信协议经由无线数据链路隧穿。
49.特别地，可以使用先前描述的用于数据交换的系统来应用该方法。针对先前描述的系统、带有网络能力的模块和工具而描述的优点、特征和配置也可以类似地应用于根据本发明的方法。
附图说明
50.参考附图来更详细地解释本发明。在附图中：
51.图1示出了用于在现有技术的控制或评估装置与数据产生设备之间交换数据的系统；
52.图2示出了根据本发明的用于在控制或评估装置与数据产生设备之间交换数据的
系统。
具体实施方式
53.图1示出了用于在控制或评估装置210和数据产生设备211之间交换数据的已知系统200。数据产生设备211经由电缆212连接到控制或评估装置210。在已知系统200中，为在控制或评估装置210与数据产生设备211之间交换数据而提供的通信协议必须被转换为网络协议，该网络协议被提供用于经由电缆212而传输数据。
54.图2示出了用于在控制或评估装置10和数据产生设备11之间交换数据的系统100。控制或评估装置10被设计为在其上执行客户端软件的个人计算机12。数据产生设备11被设计为工具13，特别是扭矩扳手14。带有网络能力的模块15经由电缆连接16而被连接到数据产生设备11，其中电缆连接16可以被配置为usb连接17。带有网络能力的模块15和控制或评估装置10被设计为建立无线数据链路18，其中无线数据链路18被设计为wlan连接19。带有网络能力的模块15从数据产生设备11接收数据，并经由wlan连接19将其传输到控制或评估装置10，控制或评估装置10被设计为个人计算机12。同样地，控制命令例如经由wlan连接19从控制或评估装置10传输到数据产生设备11。在这种情况下，不在数据产生设备11与控制或评估装置之间的整个传输路径上提供无线数据链路18。传输路径的一部分也可以经由网络20，或者经由互联网21或云服务22。可以提供发射和接收设备23来用于从无线数据链路18到网络的转换。
55.无线数据链路18或wlan连接19使用互联网协议。这具有以下优点：待传输的数据包可以经由互联网21传输，而无需对传输路径的一部分进行任何进一步的转换工作。此外，对于在数据产生设备11与控制或评估装置10之间的数据交换，使用为此目的而提供的可以是专有的通信协议。通信协议通过互联网协议隧道传输，使得通信协议不需要转换为互联网协议。换句话说，将使用通信协议而发送的数据与通信协议一起嵌入到互联网协议中。数据产生设备11和在控制或评估装置10上执行的控制或评估程序仅看到所提供的通信协议，并且不受互联网协议的技术特性的影响。
56.移动终端24可以集成到系统100中。移动终端24可以是例如笔记本计算机或膝上型计算机25。在个人计算机12上执行的客户端软件使得经由无线数据链路18集成到系统100中的带有网络能力的模块15和移动终端设备24能够被识别，并控制系统100内的数据交换。此外，数据产生设备11和/或工具13和/或移动终端24可以连接到“物联网”。
57.带有网络能力的模块15包括印刷电路板26，印刷电路板26上布置有cpu27、wlan芯片28和wlan天线29。
58.带有网络能力的模块15经由电缆连接16连接到数据产生设备11，并且由数据产生设备11供电。为了接通带有网络能力的模块15，它由数据产生设备11触发。可替代地或另外地，可以提供开关30来用于接通带有网络能力的模块15。此外，ftdi芯片31可以设置在带有网络能力的模块15的印刷电路板26上。可替代地或另外地，电池32可以设置在印刷电路板上。
59.另外，带有网络能力的模块15可以生成wlan热点，经由该wlan热点可以将其他的移动终端设备集成到系统100中。
60.附图参考标记
61.100系统
62.10控制或评估装置
63.11数据产生设备
64.12个人计算机
65.13工具
66.14扭矩扳手
67.15网络兼容模块
68.16电缆连接
69.17usb连接
70.18无线数据链路
71.19wlan连接
72.20网络
73.21互联网
74.22云服务
75.23发送和接收设备
76.24移动终端
77.25膝上型计算机
78.26印刷电路板
79.27cpu
80.28wlan芯片
81.29wlan天线
82.30开关
83.31ftdi芯片
84.32电池
85.200系统
86.210控制或评估装置
87.211数据产生设备
88.212电缆