DE102004058940B4

DE102004058940B4 - Detektoreinheit und Verfahren zur Datenübertragung

Info

Publication number: DE102004058940B4
Application number: DE200410058940
Authority: DE
Inventors: Arno Mechler
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: DE102004058940A1

Abstract

Detektoreinheit (11) für ein Detektorsystem mit mehreren Detektoreinheiten,
wobei die Detektoreinheit einen Sensorabschnitt (23) aufweist, wobei die Detektoreinheit ferner an einer ersten Kopplungsseite (13) und an einer zweiten Kopplungsseite (15) jeweils zumindest einen seriellen Dateneingang (RxD) und einen seriellen Datenausgang (TxD) dergestalt aufweist, dass die Detektoreinheit an ihrer ersten Kopplungsseite mit der zweiten Kopplungsseite einer gleichartigen Detektoreinheit und an ihrer zweiten Kopplungsseite mit der ersten Kopplungsseite einer gleichartigen Detektoreinheit koppelbar ist, um hierdurch eine bidirektionale Kommunikation zwischen mehreren Detektoreinheiten in einer Reihenkopplung zu ermöglichen,
wobei die Detektoreinheit ferner eine Steuerschaltung (17) aufweist, die für das Absenden von Datenpaketen (41) an angekoppelte Detektoreinheiten und für das Empfangen von Datenpaketen (41) von angekoppelten Detektoreinheiten ausgebildet ist, wobei die Datenpakete zumindest eine Empfängeradresse (42), eine Absenderadresse (43) und eine Befehlskennung (45) enthalten und wobei die Steuerschaltung (17) zum Absenden von Datenpaketen (41) unabhängig von einem Taktsignal einer übergeordneten Master-Einheit und zum...

Description

Die Erfindung betrifft eine Detektoreinheit für ein Detektorsystem mit mehreren Detektoreinheiten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen mehreren Detektoreinheiten eines derartigen Detektorsystems.
Eine derartige Detektoreinheit besitzt einen Sensorabschnitt, bei dem es sich beispielsweise um einen vollständigen Sensor, einen Teil eines Sensors (z. B. Sender oder Empfänger) oder eine optische, elektronische oder elektrische Schnittstelle zu einem Sensor handeln kann. Beispielsweise kann als Sensor eine Lichtschranke, ein Reflexionslichttaster, ein induktiver Näherungssensor, ein kapazitiver Näherungssensor oder ein Ultraschallsensor vorgesehen sein. Die Detektoreinheit enthält im Übrigen eine Auswerte-, Steuerungs- und Kommunikationselektronik. Innerhalb eines Detektorsystems ist in dichter räumlicher Anordnung eine Kopplung von mehreren derartigen Detektoreinheiten miteinander vorgesehen, um beispielsweise den Austausch von Lesedaten oder Steuerdaten zu ermöglichen. Zu diesem Zweck hat sich eine Reihenkopplung der Detektoreinheiten bewährt, wobei die Detektoreinheiten an einer ersten Kopplungsseite und an einer zweiten Kopplungsseite jeweils einen seriellen Dateneingang und einen seriellen Datenausgang aufweisen. Die Detektoreinheiten werden derart in Reihe miteinander gekoppelt, dass die Detektoreinheiten an ihrer jeweiligen ersten und zweiten Kopplungsseite mit der jeweiligen zweiten bzw. ersten Kopplungsseite der benachbarten Detektoreinheiten verbunden sind. Über den jeweiligen Dateneingang und Datenausgang an jeder Kopplungsseite können die Detektoreinheiten somit bidirektional miteinander kommunizieren.
Bei den bekannten Detektoreinheiten kommt es bisweilen zu Kompatibilitätsproblemen, wenn mehrere Detektor- oder sonstige Einheiten miteinander gekoppelt werden, die hinsichtlich ihrer Kommunikationsstrukturen und -protokolle nicht vollständig baugleich sind.
Eine Detektoreinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der EP 1 223 710 A2 offenbart. Aus der DE 199 06 867 C1 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 23 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Kommunikation zwischen mehreren miteinander in Reihe gekoppelten Detektoreinheiten schneller und robuster zu gestalten.
Diese Aufgabe wird durch eine Detektoreinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst.
Es ist also vorgesehen, dass die Kommunikation zwischen einer Detektoreinheit und einer angekoppelten gleichartigen Detektoreinheit in Form von Datenpaketen erfolgt, wobei diese Datenpakete unabhängig von einem eventuellen Taktsignal einer übergeordneten Master-Einheit abgesendet und empfangen werden können. Die Datenpakete enthalten eine Empfängeradresse zur Kennzeichnung derjenigen Detektoreinheit innerhalb eines Detektorsystems, die das betreffende Datenpaket erhalten soll. Dabei muss es sich natürlich nicht unbedingt um eine Detektoreinheit handeln, die an die absendende Detektoreinheit unmittelbar benachbart angekoppelt ist, sondern es kann auch vorgesehen sein, dass das Datenpaket von mehreren in Reihe gekoppelten Detektor- oder sonstigen Einheiten bis zu dem endgültigen Empfänger weitergeleitet wird. Die Datenpakete enthalten ferner zumindest eine Absenderadresse zur Kennzeichnung der absendenden Detektoreinheit und eine Befehlskennung, in der beispielsweise eine Datenanforderung oder ein Steuerbefehl verschlüsselt ist. Durch den Einsatz von Datenpaketen mit Empfängeradresse, Absenderadresse und Befehlskennung ist eine dezentrale Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen verschiedenen Einheiten möglich. Unter einem Datenpaket ist in diesem Zusammenhang ein geschlossener Datensatz gemäß einer vorbestimmten Datenstruktur zu verstehen.
Indem jede Detektoreinheit unabhängig von einem globalen Synchronisationssignal Datenpakete absenden oder empfangen kann, müssen die Detektoreinheiten lediglich dafür ausgelegt sein, dass die jeweilige Steuerschaltung oder ein darin enthaltener Schnittstellentreiber an den seriellen Dateneingängen und Datenausgängen der Detektoreinheit mit Datenausgängen bzw. -eingängen einer gleichartigen Einheit zu kommunizieren vermag, so dass zwischen der betreffenden Detektoreinheit und einer unmittelbar angekoppelten Einheit ein Datenpaket ausgetauscht werden kann. Um ein System von mehreren Detektoreinheiten auszubauen, ist es also lediglich erforderlich, derartige gleichartige Detektoreinheiten miteinander zu koppeln. Hingegen ist es nicht erforderlich, eine "Master/Slave"-Hierarchie zu verwirklichen. Kompatibilitätsprobleme werden hierdurch vermieden, und auch das Anschließen von anderen Einheiten an das Detektorsystem, wie beispielsweise von externen Steuereinheiten oder Busadaptereinheiten, wird erleichtert.
Die Möglichkeit, Datenpakete unabhängig von der Steuerung des eigentlichen Sensors der betreffenden Detektoreinheit auszutauschen, kann zwar die Ansprechzeit des betreffenden Sensors erhöhen. Allerdings hat sich herausgestellt, dass hierfür akzeptable Grenzen definiert werden können. Demgegenüber ergibt sich der Vorteil, dass die Datenpakete besonders schnell und flexibel zwischen verschiedenen Detektoreinheiten ausgetauscht werden können, da die Kommunikation unabhängig von der Synchronisation der jeweiligen Sensorabschnitte der Detektoreinheiten erfolgt. Es ist somit lediglich erforderlich, dass die jeweiligen Detektoreinheiten die gleichen Schnittstellen besitzen.
Ein weiterer Vorteil des erläuterten Austauschs von Datenpaketen besteht darin, dass sowohl eine lokale Bedienung der Detektoreinheiten möglich ist als auch externe Befehle zugeführt und berücksichtigt werden können, da für beide Fälle die gleiche logische Schnittstelle vorgesehen ist. Durch Verwendung einer jeweiligen Nachrichtenkennung können verschiedene Datenpakete voneinander unterschieden werden.
Um die Kommunikation einer Detektoreinheit mit einer angekoppelten gleichartigen Detektoreinheit ohne zusätzliche Taktleitung zu ermöglichen, kann jede Detektoreinheit einen internen Taktgeber aufweisen, der einen Schreib-/Lesetakt erzeugt, wobei das Absenden und Empfangen von Datenpaketen oder Teilen hiervon gemäß diesem Schreib-/Lesetakt gesteuert wird. Selbstverständlich sollten sämtliche Detektoreinheiten eines Systems mit demselben Schreib-/Lesetakt arbeiten, wobei unvermeidbare geringfügige Abweichungen durch eine Selbstjustierung aufgrund der tatsächlich empfangenen Bitrate kompensiert werden können. Die Steuerschaltung bzw. ein hierin enthaltener Schnittstellentreiber übermittelt oder liest ein Datenpaket an dem Datenausgang bzw. -eingang beispielsweise byteweise gemäß dem internen Schreib-/Lesetakt, wobei eine Pause zwischen zwei aufeinander folgenden Datenpaketen durch eine Signallücke beispielsweise von wenigstens einem Byte gekennzeichnet wird bzw. anhand einer derartigen Signallücke erkannt wird.
Erfindungsgemäß ist für die abgesendeten bzw. empfangenen Datenpakete eine konstante Länge vorgesehen. Hierdurch kann nämlich eine dynamische Speicherverwaltung verwirklicht werden, bei der für das Speichern und Verarbeiten der Datenpakete lediglich Zeiger verändert werden müssen, die auf die Position des betreffenden Datenpakets innerhalb eines Speichers zeigen. Das Umkopieren von vollständigen Datenpaketen in verschiedene Bereiche des Speichers entfällt. Somit ist letztlich eine geringere Menge an physischem Speicherplatz erforderlich.
Die Detektoreinheit weist einen Datenpaketspeicher auf, in dem die empfangenen oder abzusendenden Datenpakete gespeichert werden. Es sind zwei Sende-Warteschlagenspeicher vorgesehen, die der ersten Kopplungsseite der Detektoreinheit bzw. der zweiten Kopplungsseite zugeordnet sind. Diese Sende-Warteschlangenspeicher sind in mehrere Warteschlangenabschnitte unterteilt, in denen jeweils ein Speicheradressenzeiger gespeichert ist, der auf ein solches Datenpaket in dem Datenpaketspeicher zeigt, das über den Datenausgang der betreffenden Kopplungsseite abgesendet werden soll. Somit können die empfangenen und abzusendenden Datenpakete in unveränderter Position innerhalb des Datenpaketspeichers gespeichert bleiben, während die Verwaltung der Datenpakete – beispielsweise mittels eines Nachrichtenmaklers oder eines Schnittstellentreibers der Steuerschaltung – über die Speicheradressenzeiger erfolgt, die in den Sende-Warteschlangenspeichern verwaltet werden. Ein Umkopieren des gesam ten jeweiligen Datenpakets innerhalb des Datenpaketspeichers ist hierfür nicht erforderlich.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Datenpakete – wie bereits erwähnt – zusätzlich eine Nachrichtenkennung enthalten, die von der Steuerschaltung derjenigen Detektoreinheit erzeugt wird, in der das Datenpaket erzeugt oder von der das Datenpaket abgesendet wird. Hierdurch kann ein Datenpaket, das von einer Detektoreinheit an eine angekoppelte Detektoreinheit abgesendet wird, von einem solchen Datenpaket unterschieden werden, das von der betreffenden Detektoreinheit an dieselbe angekoppelte Detektoreinheit abgesendet wird. Hierdurch werden Mehrdeutigkeiten vermieden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sendet die Steuerschaltung einer Detektoreinheit – nachdem an dieser Detektoreinheit ein Datenpaket empfangen worden ist, das gemäß Empfängeradresse für diese Detektoreinheit bestimmt war – ein entsprechendes Quittierungs-Datenpaket an den Absender des empfangenen Datenpakets. Hierdurch ist für den Absender eines Datenpakets eine Kontrolle möglich, ob der vorgesehene Empfänger das Datenpaket tatsächlich empfangen hat. Beispielsweise kann in der absendenden Detektoreinheit überprüft werden, ob innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach Absendung eines Datenpakets ein zugeordnetes Quittierungs-Datenpaket empfangen worden ist, wobei im Falle eines negativen Ergebnisses dieser Überprüfung das zuvor abgesendete Datenpaket erneut abgesendet wird. Dieses neuerliche Absenden des Datenpakets wird zumindest für eine vorbestimmte Anzahl von Versuchen wiederholt; danach wird die Verbindung zwischen der absendenden Detektoreinheit und dem vorgesehenen Empfänger beispielsweise als unterbrochen angesehen.
Eine derartige Empfangsquittierung ist besonders einfach, wenn die Anfragekennung des Quittierungs-Datenpakets der Anfragekennung des ursprünglich abgesendeten Datenpakets entspricht, wobei lediglich ein Teil – beispielsweise ein Bit – der Anfragekennung modifiziert wird, um das betreffende Datenpaket als Quittierungs-Datenpaket zu kennzeichnen. Dadurch kann der Absender des quittierten Datenpakets das Quittierungs-Datenpaket auch besonders leicht dem quittierten Datenpaket zuordnen.
Falls in der Befehlskennung des zu quittierenden Datenpakets eine Anfrage oder eine Datenanforderung enthalten ist, so enthält das zugeordnete Quittierungs-Datenpaket vorzugsweise einen entsprechenden Antwortwert. Mit anderen Worten dient das Quittierungs-Datenpaket zugleich als Antwort auf die betreffende Anfrage oder Anforderung, so dass nicht zwei separate Datenpakete an den Absender der Anfrage abgesendet werden müssen.
Es wurde bereits erläutert, dass das Absenden von Datenpaketen unabhängig von einem Taktsignal einer übergeordneten Master-Einheit erfolgt. Dennoch kann die Detektoreinheit zusätzlich zu den genannten Dateneingängen und Datenausgängen an der ersten und zweiten Kopplungsseite einen jeweiligen Synchronisationsanschluss zum Empfangen und Ausgeben eines Detektorsynchronisationssignals für den Sensorabschnitt der Detektoreinheit besitzen, wobei diese Synchronisationsanschlüsse direkt oder indirekt über die Steuerschaltung mit der Detektoreinheit verbunden sind. Ein derartiges Detektorsynchronisationssignal dient zur gegenseitigen Synchronisierung der Sensorabschnitte der verschiedenen Detektoreinheiten. Dies kann beispielsweise im Zusammenhang mit optoelektronischen Sensoren hilfreich sein, um eine gegenseitige optische Beeinflussung oder Störung zu vermeiden. Die Übertragung des Detektorsynchroni sationssignals erfolgt jedoch unabhängig von der (asynchronen) Übertragung der Datenpakete, und umgekehrt erfolgt das Absenden der Datenpakete – wie bereits erläutert – unabhängig von einem derartigen Detektorsynchronisationssignal. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Datenpakete ohne Rücksicht auf das Detektorsynchronisationssignal zeitlich flexibel abgesendet und empfangen werden können. Außerdem kann für die Datenkommunikation zwischen den Detektoreinheiten ein vergleichsweise einfaches Protokoll verwendet werden, das nicht auf die Abstimmung mit einem Detektorsynchronisationssignal angewiesen ist.
Die Erfindung bezieht sich schließlich auch auf ein Detektorsystem mit mehreren Detektoreinheiten der erläuterten Art, wobei dieses System zusätzlich auch weitere Einheiten, wie beispielsweise externe Steuereinheiten, Busanschlusseinheiten oder sonstige Kommunikations- oder Adaptereinheiten enthalten kann.
Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.
Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
1 zeigt den Aufbau einer Detektoreinheit.
2 zeigt ein Detektorsystem mit mehreren Detektoreinheiten gemäß 1.
3 zeigt ein Datenpaket.
4 zeigt einen Speicher mit einem Datenpaketspeicher und mehreren Warteschlagenspeichern.
Die in 1 gezeigte Detektoreinheit 11 besitzt eine erste Kopplungsseite 13 und eine hierzu gegenüberliegende zweite Kopplungsseite 15. Die beiden Kopplungsseiten 13, 15 werden auch als "Ost"-Seite und "West"-Seite der Detektoreinheit 11 bezeichnet.
Die Detektoreinheit 11 besitzt an beiden Kopplungsseiten 13, 15 jeweils einen optionalen Energieversorgungsanschluss Vcc, einen Masseanschluss GND, einen seriellen Dateneingang RxD, einen seriellen Datenausgang TxD und einen optionalen Synchronisationsanschluss INT. Die Energieversorgungsanschlüsse Vcc der beiden Kopplungsseiten 13, 15 sind unmittelbar miteinander verbunden und werden innerhalb der Detektoreinheit 11 lediglich abgegriffen. Entsprechendes gilt für die beiden Masseanschlüsse GND. Sämtliche der genannten Anschlüsse sind mit einer Steuerschaltung 17 verbunden. Die Anschlüsse der ersten Kopplungsseite 13 und die Anschlüsse der zweiten Kopplungsseite 15 sind – mit Ausnahme der Dateneingänge RxD und der Datenausgänge TxD – symmetrisch angeordnet. Letztere sind gegenseitig vertauscht. Dies bedeutet, dass die Detektoreinheit 11 beispielsweise an ihrer ersten Kopplungsseite 13 mit der zweiten Kopplungsseite einer gleichartigen Detektoreinheit dergestalt gekoppelt werden kann, dass der Dateneingang RxD der einen Detektoreinheit 11 mit einem Datenausgang der anderen Detektoreinheit und ein Datenausgang TxD der einen Detektoreinheit 11 mit einem Dateneingang der anderen Detektoreinheit verbunden ist. In entsprechender Weise kann die gezeigte Detektoreinheit 11 an ihrer zweiten Kopplungsseite mit einer ersten Kopplungsseite einer gleichartigen Detektoreinheit gekoppelt werden. Die Detektoreinheit 11 ist bezüglich der "Ost"-Richtung und der "West"-Richtung also komplementär ausgebildet, so dass mehrere Detektoreinheiten des gezeigten Typs in Reihe miteinander gekoppelt werden können.
Die Steuerschaltung 17 ist ferner mit einem Taktgeber 19 und einem Speicher 21 verbunden. Außerdem ist die Steuerschaltung 17 mit einem optoelektronischen Sensor 23 verbunden, der beispielsweise einen optischen Sender, einen optischen Empfänger, eine zugeordnete Verstärkerschaltung und eine Auswerteschaltung aufweist. Der genannte Sender und der genannte Empfänger müssen nicht unbedingt in dem Gehäuse der Detektoreinheit 11 enthalten sein, sondern können mit der Detektoreinheit 11 auch über Lichtleiter oder über Leitung galvanisch verbunden sein. Der optoelektronische Sensor 23 kann beispielsweise als Lichtschranke oder als Reflexionslichttaster dienen.
Die gezeigte Detektoreinheit erfüllt zum einen die Funktion, den darin enthaltenen optoelektronischen Sensor 23 mit Energie und mit den notwendigen Steuerbefehlen zu versorgen; zum anderen können Signale des optoelektronischen Sensors 23 – gegebenenfalls nach weiterer Verarbeitung wie beispielsweise einem Schwellenwertvergleich – über die Datenausgänge TxD ausgegeben werden. Ein besonderer Vorteil des gezeigten Aufbaus der Detektoreinheit 11 besteht darin, dass die Detektoreinheit 11 mit gleichartigen Detektoreinheiten oder sonstigen Einheiten zu einem Detektorsystem in Reihe gekoppelt werden kann, und dass zwischen den somit gekoppelten Einheiten eine besonders einfache und stabile Kommunikation möglich ist. Zu diesem Zweck erfolgt der Datenaustausch in Form von Datenpaketen, wobei die Übertragung eines Datenpakets von der Detektoreinheit 11 zu einer angekoppelten gleichartigen Einheit ohne Berücksichtigung eines Taktsignals einer eventuellen übergeordneten Master-Einheit erfolgt, d. h. eine derartige Master-Einheit ist nicht erforderlich, um die Kommunikation zwischen den Einheiten zu ermöglichen. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
Unter einer "gleichartigen" Einheit ist im Zusammenhang mit der Erfindung eine solche Einheit zu verstehen, die hinsichtlich der Kommunikationsstruktur baugleich oder zumindest ähnlich zu der Detektoreinheit 11 gemäß 1 ist.
2 zeigt ein Detektorsystem mit mehreren Detektoreinheiten 11 gemäß 1 sowie mit einer optionalen Busanschlusseinheit 31. Die Detektoreinheiten 11 sind in Reihe gekoppelt und dabei in Platz sparender Weise miteinander verbunden. Der Dateneingang und der Datenausgang der einen Detektoreinheit 11 sind mit dem Datenausgang bzw. dem Dateneingang der jeweils benachbarten Detektoreinheit 11 gekoppelt, wie bereits erläutert wurde. An der jeweiligen ersten Kopplungsseite 13 und zweiten Kopplungsseite 15 kann ein Verbindungsabschnitt – insbesondere ein Steckverbindungsabschnitt – für die unmittelbare Kopplung der Detektoreinheiten 11 vorgesehen sein.
An dem gemäß 2 äußersten rechten Ende der Reihenanordnung ist beispielhaft die Busanschlusseinheit 31 angekoppelt. Diese besitzt optional ein Energieversorgungsmodul 33, das für die Energieversorgungsanschlüsse Vcc und die Masseanschlüsse GND der Detektoreinheiten 11 die erforderliche elektrische Spannung liefert. Ferner besitzt die Busanschlusseinheit 31 ein Adaptermodul 35, das eine Schnittstelle bildet für die nachfolgend noch erläuterte Datenkommunikation zwischen den Detektoreinheiten 11 einerseits und extern anzuschließende Steuer- oder Auswertegeräte andererseits, wobei erforderlichenfalls eine Anpassung der elektrischen Signalpegel und eine Anpassung an unterschiedliche Busprotokolle erfolgt. Außerdem kann eine mechanische Anpassung an eine übliche Steckverbindung, z. B. die einer RS232-Schnittstelle erfolgen.
Abweichend von 2 kann eine Reihe von miteinander gekoppelten Detektoreinheiten 11 auch autonom – also ohne zusätzlich angekoppelten Bus – betrieben werden, wobei die Detektoreinheiten 11 untereinander kommunizieren können. Allerdings ist es stets erforderlich, an mindestens einem Ende der Reihenanordnung über die dort befindlichen Spannungsversorgungs- und Masseanschlüsse Vcc bzw. GND eine elektrische Spannung zuzuführen. Ein Vorteil der in 2 gezeigten Reihenkopplung besteht darin, dass für sämtliche Detektoreinheiten 11 nur an einer einzigen Stelle die Energieversorgung angeschlossen werden muss.
Zu der Detektoreinheit 11 gemäß 1 und dem Detektorsystem gemäß 2 ist noch anzumerken, dass die Dateneingänge RxD und Datenausgänge TxD als optische Schnittstellen oder als elektrische Verbindungen ausgebildet sein können.
3 zeigt ein mögliches Format des Datenpakets 41, wie es zwischen den Detektoreinheiten 11 ausgetauscht wird. Vorzugsweise ist für verschiedene Datenpakete 41 stets dieselbe Länge vorgesehen, beispielsweise neun Bytes. In dem Datenpaket 41 gemäß 3 sind eine Empfängeradresse 42 (ein Byte), eine Absenderadresse 43 (ein Byte), eine Nachrichtenkennung 44 (ein Byte), eine Befehlskennung 45 (ein Byte), Parameterwerte 46 (vier Bytes) und ein Prüfzifferwert 47 (ein Byte) enthalten. Die Empfängeradresse 42 und die Absenderadresse 43 bezeichnen den gewünschten Empfänger bzw. den Absender des Datenpakets 41. Die Nachrichtenkennung 44 dient zur eindeutigen Identifizierung des Datenpakets 41, beispielsweise für den Fall, dass eine Detektoreinheit 11 mehrere Datenpakete mit derselben Befehlskennung 45 an denselben Empfänger absendet. Die Befehlskennung 45 kennzeichnet nach einem vorbestimmten Schlüssel einen Steuerbefehl oder eine Anfrage bzw. eine Datenanforderung. Die Parameterwerte 46 werden beispielsweise entsprechend dem in der Be fehlskennung 45 verschlüsselten Steuerbefehl oder mit den angeforderten Daten belegt. Der Prüfzifferwert 47 dient zur Überprüfung, ob das Datenpaket 41 korrekt und vollständig empfangen worden ist.
4 zeigt den Aufbau von Teilen des Speichers 21 gemäß 1. Der Speicher 21 besitzt einen als Datenpaketspeicher 51 vorgesehenen Abschnitt. Dieser ist wiederum in mehrere Datenpaketspeicherabschnitte 53 unterteilt, deren Größe der Länge der Datenpakete 41 gemäß 3 entspricht (neun Bytes).
Ferner besitzt der Speicher 21 einen Sende-Warteschlangenspeicher 55 für die erste Kopplungsseite 13 der betreffenden Detektoreinheit 11, einen Sende-Warteschlangenspeicher 57 für die zweite Kopplungsseite 15, einen Sendeanforderungs-Warteschlangenspeicher 59, einen Empfangsbestätigungs-Warteschlangenspeicher 61, einen Empfangs-Warteschlangenspeicher 63 für die erste Kopplungsseite 13 und einen Empfangs-Warteschlangenspeicher 65 für die zweite Kopplungsseite 15. Jeder der genannten Warteschlangenspeicher 55, 57, 59, 61, 63, 65 ist in mehrere Warteschlangenabschnitte 67 unterteilt. In zumindest einigen der Warteschlangenabschnitte 67 sind Speicheradressenzeiger gespeichert, die auf einen Datenpaketspeicherabschnitt 53 des Datenpaketspeichers 51 bzw. ein darin gespeichertes Datenpaket 41 zeigen, wie in 4 durch Pfeile illustriert ist und wie nachfolgend noch erläutert wird.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Detektoreinheit 11 gemäß 1 und des Detektorsystems gemäß 2 erläutert.
Das Absenden und das Empfangen eines Datenpakets 41 erfolgt gemäß einem Schreib-/Lesetakt des Taktgebers 19 der betreffenden Detektoreinheit 11: Im Falle des Absendens eines Datenpakets 41 veranlasst die Steuerschaltung 17 bzw. ein hierin enthaltener Schnittstellentreiber, dass mit jedem Schreib-/Lesetakt ein Teil des Datenpakets 41, beispielsweise jeweils ein Byte, an einem Datenausgang TxD seriell ausgegeben wird. Das Empfangen eines Datenpakets 41 geschieht in entsprechender Weise, d. h. mit jedem Schreib-/Lesetakt des Taktgebers 19 liest die Steuerschaltung 17 bzw. ein darin enthaltener Schnittstellentreiber einen Teil des eingehenden Datenpakets 41 an dem betreffenden Dateneingang RxD seriell ein und setzt die empfangenen Daten zu dem vollständigen Datenpaket 41 zusammen. Zwischen zwei nacheinander abzusendenden Datenpaketen 41 werden für eine vorbestimmte Mindestanzahl von Schreib-/Lesetakten des Taktgebers 19 keine Daten an dem betreffenden Datenausgang TxD ausgegeben, so dass die Steuerschaltung 17 der angekoppelten empfangenden Detektoreinheit 11 das Ende einer Datenübertragung bzw. den Beginn einer neuen Datenübertragung erkennen kann.
Der Schreib-/Lesetakt ist für sämtliche Detektoreinheiten 11 eines Systems einheitlich festgelegt, so dass eine zusätzliche Taktleitung zwischen zwei gekoppelten Detektoreinheiten 11 nicht erforderlich ist. Insbesondere erfolgt das Absenden und Empfangen von Datenpaketen 41 auch unabhängig von einem Takt- oder Synchronisationssignal einer übergeordneten Master-Einheit; eine solche ist also nicht erforderlich.
Das Absenden und Empfangen von Datenpaketen 41 erfolgt auch unabhängig von Signalen, die über die Synchronisationsanschlüsse INT übermittelt werden. Über die Synchronisationsanschlüsse INT werden Detektorsynchronisationssignale übertragen, die zur Koordinierung der optoelektronischen Sensoren 23 der verschiedenen Detektoreinheiten 11 eines Detektorsystems dienen, um gegenseitige optische Beeinflussungen durch ausgesendete Lichtsignale zu vermeiden. Die Kommunikation der Detektoreinheiten 11 über die Datenpakete 41 ist hiervon jedoch unabhängig.
Die Kommunikation zwischen den Detektoreinheiten 11 ist somit zeitlich sehr flexibel, so dass ein schneller und störungsfreier Datenaustausch zwischen den Detektoreinheiten 11 möglich ist.
Die Steuerschaltung 17 besitzt jeweils einen Schnittstellentreiber für den seriellen Dateneingang RxD und für den seriellen Datenausgang TxD jeder Kopplungsseite 13, 15 sowie einen Nachrichtenmakler, der die empfangenen und abzusendenden Datenpakete 41 und deren Weiterleitung verwaltet. Sofern die bereits erwähnte Auswerteschaltung des optoelektronischen Sensors 23 nicht bereits in die Steuerschaltung 17 integriert ist, kann die Steuerschaltung 17 ferner einen Schnittstellentreiber für den optoelektronischen Sensor 23 besitzen. Die Steuerschaltung 17 oder ein Teil hiervon ist insbesondere auch für die lokale Parametrierung der betreffenden Detektoreinheit 11 zuständig.
Die Datenpakete 41 besitzen – wie bereits erwähnt – eine konstante Länge. Dadurch ist es möglich, dass empfangene oder abzusendende Datenpakete 41 innerhalb des Datenpaketspeichers 51 stets in den Datenpaketspeicherabschnitten 53 gespeichert werden, die ebenfalls eine konstante Länge besitzen. Zur Verwaltung der Datenpakete 41, beispielsweise wenn ein Datenpaket 41 endgültig abgesendet werden soll, ist es nicht erforderlich, die Datenpakete 41 innerhalb des Speichers 21 umzukopieren, sondern es genügt stattdessen, Speicheradressenzeiger entsprechend zu modifizieren, die auf das betreffende Datenpaket 41 in dem Datenpaketspeicher 51 zeigen und die in den Warteschlangenspeichern 55, 57, 59, 61, 63, 65 abgelegt sind.
Das Absenden eines Datenpakets 41 wird in der Steuerschaltung 17 beispielsweise wie folgt gehandhabt:
Auslöser für das Absenden eines Datenpakets 41 ist entweder eine entsprechende Anforderung des optoelektronischen Sensors 23 (beispielsweise um ein Empfangssignal weiterzuleiten), das Empfangen eines Datenpakets 41 von einer angekoppelten Detektoreinheit 11, wobei dieses empfangene Datenpaket 41 weitergeleitet oder quittiert werden muss, oder ein von einem Benutzer eingegebener Steuerbefehl.
Falls aufgrund entsprechender Anforderung durch den optoelektronischen Sensor 23 ein abzusendendes Datenpaket 41 neu erstellt wird, so werden die betreffenden Daten in einen freien Datenpaketspeicherabschnitt 53 geschrieben. Dabei zeigt ein Speicheradressenzeiger in dem Sendeanforderungs-Warteschlangenspeicher 59 auf den betreffenden Datenpaketspeicherabschnitt 53. Sobald das Datenpaket 41 fertig gestellt ist, sorgt die Steuerschaltung 17 bzw. der Nachrichtenmakler dafür, dass der Speicheradressenzeiger, der weiterhin auf das Datenpaket 41 bzw. den betreffenden (unveränderten) Datenpaketspeicherabschnitt 53 zeigt, aus dem Sendeanforderungs-Warteschlangenspeicher 59 entweder in den Sende-Warteschlangenspeicher 55 oder den Sende-Warteschlangenspeicher 57 verschoben wird. Die Auswahl des Speichers 55 oder des Speichers 57 erfolgt in Abhängigkeit von der Empfängeradresse 42 des Datenpakets 41, also je nachdem, ob das Datenpaket 41 an der ersten Kopplungsseite 13 oder an der zweiten Kopplungsseite 15 der Detektoreinheit 11 ausgegeben werden muss, um den vorgesehenen Empfänger zu erreichen.
Die Reihenfolge der Warteschlangenabschnitte 67 innerhalb der beiden Sende-Warteschlangenspeicher 55, 57 dient zugleich als jeweilige Prioritätskennung, d. h. zur Festlegung der Reihenfolge, in der die betreffenden Datenpakete von dem jeweiligen Schnittstellentreiber ausgegeben werden sollen. Dabei erhalten diejenigen Datenpakete 41 die höchste Prioritätskennung, die nicht auf Veranlassung des optoelektronischen Sensors 23 erzeugt, sondern an einem der Dateneingänge RxD der Detektoreinheit 11 empfangen worden sind und gemäß der jeweiligen Empfängeradresse 42 lediglich an eine andere Detektoreinheit 11 weitergeleitet werden sollen (so genanntes Routing). Für alle anderen Datenpakete 41 wird der betreffende Sende-Warteschlangenspeicher 55, 57 der Reihe nach aufgefüllt.
Jedem Warteschlangenabschnitt 67 der Sende-Warteschlangenspeicher 55, 57 kann auch eine Statuskennung zur Kennzeichnung des aktuellen Sendestatus des betreffenden Datenpakets 41 zugeordnet sein. Auf diese Weise kann dem Nachrichtenmakler beispielsweise angezeigt werden, ob ein Warteschlangenabschnitt 67 gerade leer ist, ob das betreffende Datenpaket bereit ist zum Absenden oder ob das betreffende Datenpaket 41 gerade gesendet wird.
Nachdem also auf Veranlassung des optoelektronischen Sensors 23 ein Datenpaket 41 abgesendet worden ist, veranlasst die Steuerschaltung 17 bzw. der Nachrichtenmakler, dass der zugeordnete Speicheradressenzeiger aus dem betreffenden Sende-Warteschlangenspeicher 55, 57 in den Empfangsbestätigungs-Warteschlangenspeicher 61 verschoben wird, wobei das betreffende Datenpaket 41 weiterhin in demselben Datenpaketspeicherabschnitt 53 des Datenpaketspeichers 51 gespeichert bleibt. In dem Empfangsbestätigungs-Warteschlangenspeicher 61 werden Speicheradressenzeiger gespeichert, die auf solche Datenpakete 41 zeigen, die bereits abgesendet worden sind und für die noch auf eine Quittierung durch den Empfänger gewartet wird. Für die in dem Empfangsbestätigungs-Warteschlangenspeicher 61 markierten Datenpakete 41 überprüft die Steuerschaltung 17, ob innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach Absendung des Datenpakets 41 ein zugeordnetes Quittierungs-Datenpaket empfangen wird. Falls dies nicht der Fall ist, wird das betreffende Datenpaket 41 erneut abgesendet.
Falls das Absenden eines Datenpakets 41 nicht von dem optoelektronischen Sensor 23 veranlasst worden ist, sondern durch den vorherigen Empfang dieses Datenpakets 41 ausgelöst wird und das Datenpaket 41 lediglich weitergeleitet werden soll (Routing), so wird ein Speicheradressenzeiger, der auf dieses Datenpaket 41 in dem Datenpaketspeicher 51 zeigt, in demjenigen Sende-Warteschlangenspeicher 55 oder 57 abgelegt, der der korrekten Senderichtung entspricht. Dabei wählt der Nachrichtenmakler die höchste Prioritätskennung für dieses Datenpaket 41, damit die Weiterleitung an den Empfänger möglichst umgehend erfolgt. Ein Verschieben des Speicheradressenzeigers in den Empfangsbestätigungs-Warteschlangenspeicher 61 erfolgt in diesem Fall nicht, d. h. es wird nicht überprüft, ob ein entsprechendes Quittierungs-Datenpaket erhalten wird.
In beiden Fällen – also unabhängig davon, ob das Absenden eines Datenpakets 41 durch den optoelektronischen Sensor 23 oder durch das vorherige Empfangen dieses Datenpakets 41 an einem Dateneingang RxD ausgelöst wird – sorgt die Steuerschaltung 17 bzw. der Nachrichtenmakler dafür, dass das Datenpaket 41 gemäß der darin enthaltenen Empfängeradresse 42 nur in einer Richtung abgesendet, d. h. nur an einer Kopplungsseite 13 oder 15 ausgegeben wird. Hierdurch ist gewährleistet, dass der durch die in Reihe gekoppelten Detektoreinheiten 11 gebildete Bus nicht unnötig mit Datenpaketen 41 belastet wird.
Das Empfangen eines Datenpakets 41 an einem Dateneingang RxD einer Detektoreinheit 11 wird beispielsweise wie folgt gehandhabt:
Das über den betreffenden Dateneingang RxD und den zugeordneten Schnittstellentreiber empfangene Datenpaket 41 wird in den Datenpaketspeicher 51 geschrieben, und in den der betreffenden Kopplungsseite 13 oder 15 zugeordneten Empfangs-Warteschlangenspeicher 63 oder 65 wird ein Speicheradressenzeiger gesetzt, der auf den Datenpaketspeicherabschnitt 53 zeigt, in dem das empfangene Datenpaket 41 gespeichert ist. Auch die Warteschlangenabschnitte 67 der Empfangs-Warteschlangenspeicher 63, 65 können eine Statuskennung enthalten, die den aktuellen Empfangsstatus des betreffenden Datenpakets für den Nachrichtenmakler kennzeichnet (z. B. Empfang läuft, Empfang abgeschlossen).
Nachdem das Datenpaket 41 vollständig empfangen worden ist, so prüft die Steuerschaltung 17 zunächst anhand eines vorbestimmten Rechenschemas, ob das empfangene Datenpaket 41 einen korrekten Prüfzifferwert 47 enthält und somit korrekt und vollständig empfangen worden ist. Im Falle eines negativen Ergebnisses dieser Überprüfung wird das Datenpaket 41 verworfen, d. h. der betreffende Speicheradressenzeiger wird gelöscht und das Datenpaket 41 wird nicht weitergeleitet oder weiterverarbeitet, und es wird auch kein "negatives" Quittierungs-Datenpaket an den Absender des unvollständig empfangenen Datenpakets 41 abgesendet.
Im Falle eines positiven Ergebnisses der Überprüfung des Prüfzifferwerts 47 wird zunächst anhand der Empfängeradresse 42 danach unterschieden, ob das Datenpaket 41 lediglich weitergeleitet werden soll (Routing) oder für die eigene Detektoreinheit 11 vorgesehen ist. In dem erstgenannten Fall wird das Datenpaket 41 umgehend mit höchster Prioritätskennung weitergeleitet, wie bereits erläutert wurde.
Falls dagegen das Datenpaket 41 für die eigene Detektoreinheit 11 bestimmt ist, so erfolgt gemäß der Befehlskennung 45 des Datenpakets 41 eine weitere Verarbeitung des Datenpakets 41, wobei beispielsweise ein entsprechender Steuerbefehl an den optoelektronischen Sensor 23 ausgegeben wird. Falls es sich gemäß der Befehlskennung 45 um eine Datenan forderung handelt, so werden die angeforderten Daten als Parameterwerte 46 in das Datenpaket 41 geschrieben bzw. überschrieben. Falls sich anhand der Befehlskennung ergibt, dass es sich bei dem empfangenen Datenpaket 41 um ein Quittierungs-Datenpaket handelt, so wird das entsprechende, zuvor abgesendete Datenpaket 41 im Datenpaketspeicher 51 identifiziert, und der zugeordnete Speicheradressenzeiger wird aus dem Empfangsbestätigungs-Warteschlangenspeicher 61 gelöscht.
Schließlich wird das empfangene Datenpaket 41 – sofern es sich nicht bereits um ein Quittierungs-Datenpaket handelt – als Quittierungs-Datenpaket zurück an den Absender gesendet. Hierfür werden die Empfängeradresse 42 und die Absenderadresse 43 vertauscht. Die Nachrichtenkennung 44 bleibt unverändert, um dem ursprünglichen Absender eine Identifizierung des Quittierungs-Datenpakets zu ermöglichen. Innerhalb der Befehlskennung 45 wird ein einziges Bit, beispielsweise das niedrigstwertige oder das höchstwertige Bit geändert, um das Datenpaket 41 als Quittierungs-Datenpaket zu kennzeichnen. Außerdem wird der Prüfzifferwert 47 neu berechnet und entsprechend überschrieben. Das Quittierungs-Datenpaket wird nun an den Absender des ursprünglichen Datenpakets 41 abgesendet. Zu diesem Zweck wird der entsprechende Speicheradressenzeiger in Abhängigkeit von der erforderlichen Senderichtung in den Sende-Warteschlangenspeicher 55 oder 57 verschoben. Mittels des betreffenden Schnittstellenspeichers kann das Quittierungs-Datenpaket nun ausgegeben werden.
Entlang ihrer Anordnungsrichtung besitzen die zu einem Detektorsystem gekoppelten Detektoreinheiten 11 gemäß 2 aufsteigende oder absteigende Adressen. Hierdurch kann eine Detektoreinheit 11 im Zusammenhang mit einer Empfängeradresse 42 oder einer Absenderadresse 43 eines Datenpakets 41 erkennen, ob ein abzusendendes Datenpaket 41 an der ersten Kopplungsseite 13 oder an der zweiten Kopplungsseite 15 auszugeben ist. Um eine entsprechende Adressenzuordnung zu erhalten, kann die Steuerschaltung 17 jeder Detektoreinheit 11 oder jeder sonstigen angekoppelten Einheit 31 zum Durchführen des folgenden Adressenzuordnungsbetriebs ausgebildet sein:
Zunächst wird nach dem Einschalten der betreffenden Detektoreinheit 11 geprüft, ob an einer vorbestimmten Kopplungsseite 13 oder 15 eine weitere Einheit 11, 31 angekoppelt ist. Diese Prüfung kann beispielsweise anhand eines vorbestimmten "Ping"-Signals überprüft werden. Im Falle eines negativen Ergebnisses weist die Steuerschaltung 17 der eigenen Detektoreinheit 11 eine vorbestimmte Adresse zu (z. B. 0000), und sie gibt an der jeweils anderen Kopplungsseite 15 bzw. 13 ein entsprechendes Adresssignal aus. Im Falle eines positiven Ergebnisses der erläuterten Prüfung empfängt die Steuerschaltung 17 an der vorbestimmten Kopplungsseite 13 oder 15 das genannte Adresssignal und weist der eigenen Detektoreinheit 11 eine (aufsteigend oder absteigend) benachbarte Adresse zu. An der jeweils anderen Kopplungsseite 15 bzw. 13 wird wiederum ein entsprechendes Adresssignal ausgegeben. Indem jede Detektoreinheit 11 nach diesem Schema verfährt, werden ausgehend von derjenigen Detektoreinheit 11, die an der genannten vorbestimmten Kopplungsseite 13 oder 15 keinen angekoppelten Nachbarn besitzt, der Reihe nach auf- oder absteigende Adressen vergeben.
Die unmittelbaren Nachbarn einer Detektoreinheit 11 können jedoch stets direkt adressiert werden, und zwar unabhängig von ihrer Adresse entlang der Reihenanordnung. Hierfür sind zusätzlich zwei spezielle Nachbaradressen definiert, die stets den jeweiligen Nachbarn an der ersten Kopplungsseite 13 und den jeweiligen Nachbarn an der zweiten Kopplungsseite 15 kennzeichnen. Vorzugsweise sind hierfür die kleinste und die größte Adresse im verwendeten Adressraum vorgesehen, beispielsweise die Adressen 0000 und 0xFF bei einem Adressraum von 0000 bis 0xFF. Diese speziellen Adressen werden vorzugsweise auch für das erläuterte "Ping"-Signal verwendet.

11: Detektoreinheit
13: erste Kopplungsseite
15: zweite Kopplungsseite
17: Steuerschaltung
19: Taktgeber
21: Speicher
23: optoelektronischer Sensor
31: Busanschlusseinheit
33: Energieversorgungsmodul
35: Adaptermodul
41: Datenpaket
42: Empfängeradresse
43: Absenderadresse
44: Nachrichtenkennung
45: Befehlskennung
46: Parameterwerte
47: Prüfzifferwert
51: Datenpaketspeicher
53: Datenpaketspeicherabschnitt
55: Sende-Warteschlangenspeicher für die erste Kopplungsseite
57: Sende-Warteschlangenspeicher für die zweite Kopplungsseite
59: Sendeanforderungs-Warteschlangenspeicher
61: Empfangsbestätigungs-Warteschlangenspeicher
63: Empfangs-Warteschlangenspeicher für die erste Kopplungsseite
65: Empfangs-Warteschlangenspeicher für die zweite Kopplungsseite
67: Warteschlangenabschnitt
Vcc: Energieversorgungsanschluss
GND: Masseanschluss
RxD: Dateneingang
TxD: Datenausgang
INT: Synchronisationsanschluss

Claims

Detektoreinheit (11) für ein Detektorsystem mit mehreren Detektoreinheiten, wobei die Detektoreinheit einen Sensorabschnitt (23) aufweist, wobei die Detektoreinheit ferner an einer ersten Kopplungsseite (13) und an einer zweiten Kopplungsseite (15) jeweils zumindest einen seriellen Dateneingang (RxD) und einen seriellen Datenausgang (TxD) dergestalt aufweist, dass die Detektoreinheit an ihrer ersten Kopplungsseite mit der zweiten Kopplungsseite einer gleichartigen Detektoreinheit und an ihrer zweiten Kopplungsseite mit der ersten Kopplungsseite einer gleichartigen Detektoreinheit koppelbar ist, um hierdurch eine bidirektionale Kommunikation zwischen mehreren Detektoreinheiten in einer Reihenkopplung zu ermöglichen, wobei die Detektoreinheit ferner eine Steuerschaltung (17) aufweist, die für das Absenden von Datenpaketen (41) an angekoppelte Detektoreinheiten und für das Empfangen von Datenpaketen (41) von angekoppelten Detektoreinheiten ausgebildet ist, wobei die Datenpakete zumindest eine Empfängeradresse (42), eine Absenderadresse (43) und eine Befehlskennung (45) enthalten und wobei die Steuerschaltung (17) zum Absenden von Datenpaketen (41) unabhängig von einem Taktsignal einer übergeordneten Master-Einheit und zum Ausgeben eines Datenpakets (41) gemäß der darin enthaltenen Empfängeradresse (42) jeweils nur an einer Kopplungsseite (13 oder 15) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (17) zum Empfangen und Absenden von Datenpaketen (41) konstanter Länge ausgebildet ist, dass die Steuerschaltung (17) mit einem Datenpaketspeicher (51) verbunden ist, in dem empfangene oder abzusendende Datenpakete (41) gespeichert sind, dass die Steuerschaltung zumindest mit einem der ersten Kopplungsseite (13) zugeordneten Sende-Warteschlangenspeicher (55) und einem der zweiten Kopplungsseite (15) zugeordneten Sende-Warteschlangenspeicher (57) verbunden ist, die in Warteschlangenabschnitte (67) unterteilt sind, wobei in jedem Warteschlangenabschnitt ein Speicheradressenzeiger speicherbar ist, der auf ein solches Datenpaket (41) in dem Datenpaketspeicher zeigt, das über den Datenausgang (TxD) der betreffenden Kopplungsseite (13, 15) abgesendet werden soll, und dass jedem in den Sende-Warteschlangenspeichern (55, 57) gespeicherten Speicheradressenzeiger eine Prioritätskennung zugeordnet ist, die die Reihenfolge festlegt, in der das dem Speicheradressenzeiger zugeordnete Datenpaket (41) abgesendet werden soll, wobei diejenigen Datenpakete (41) die höchste Prioritätskennung erhalten, die an einem der Dateneingänge (RxD) der Detektoreinheit (11) empfangen werden und gemäß der in dem Datenpaket enthaltenen Empfängeradresse (42) an eine andere Einheit (11) weitergeleitet werden sollen.
Detektoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (11) einen internen Taktgeber (19) zur Erzeugung eines Schreib-/Lesetakts aufweist, wobei mittels der Steu erschaltung (17) das Absenden und Empfangen von Datenpaketen (41) oder Teilen hiervon anhand des Schreib-/Lesetakts steuerbar ist.
Detektoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (17) dergestalt ausgebildet ist, dass zwischen zwei nacheinander abzusendenden Datenpaketen (41) für eine vorbestimmte Mindestanzahl von Schreib-/Lesetakten keine Daten abgesendet werden.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (17) dergestalt ausgebildet ist, dass die Steuerschaltung allein aufgrund entsprechender Anforderung des Sensorabschnitts (23), aufgrund des Empfangs eines Datenpakets (41) oder aufgrund eines von einem Benutzer ausgelösten Steuerbefehls mit dem Verarbeiten und/oder Absenden eines Datenpakets beginnt.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Warteschlangenabschnitt (67) eine Statuskennung zur Kennzeichnung des Sendestatus des betreffenden Datenpakets (41) zugeordnet ist.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (17) ferner mit einem Sendeanforderungs-Warteschlangenspeicher (59) verbunden ist, in denen Speicheradressenzeiger speicherbar sind, die auf solche Datenpakete (41) in dem Datenpaketspeicher (51) zeigen, die derzeit für das Absenden zu einer angekoppelten Einheit (11) vorbereitet werden.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (17) ferner mit einem Empfangsbestätigungs-Warteschlangenspeicher (61) verbunden ist, in denen Speicheradressenzeiger speicherbar sind, die auf solche Datenpakete (41) in dem Datenpaketspeicher (51) zeigen, die bereits abgesendet worden sind und für die jedoch noch kein Quittierungs-Datenpaket empfangen worden ist.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (17) ferner mit einem der ersten Kopplungsseite (13) zugeordneten Empfangs-Warteschlangenspeicher (63) und einem der zweiten Kopplungsseite (15) zugeordneten Empfangs-Warteschlangenspeicher (65) verbunden ist, in denen Speicheradressenzeiger speicherbar sind, die auf diejenigen Datenpakete (41) in dem Datenpaketspeicher (51) zeigen, die über den Dateneingang (RxD) der betreffenden Kopplungsseite empfangen und von der Steuerschaltung noch nicht weiter verarbeitet worden sind.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete (41) zusätzlich eine Nachrichtenkennung (44) enthalten, durch die ein Datenpaket, das von der Detektoreinheit an eine angekoppelte Detektoreinheit abgesendet wird, unterscheidbar ist von einem weiteren Datenpaket, das von der Detektoreinheit an dieselbe angekoppelte Detektoreinheit abgesendet wird.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete (41) zusätzlich wenigstens einen Parameterwert (46) enthalten.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Empfang eines Datenpakets (41), das gemäß Empfängeradresse (42) für die eigene Detektoreinheit (11) bestimmt war, mittels der Steuerschaltung (17) ein zugeordnetes Quittierungs-Datenpaket an den Absender des empfangenen Datenpakets absendbar ist.
Detektoreinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerschaltung (17) ein Teil der Befehlskennung (45) des Datenpakets (41) modifizierbar ist, um das abgesendete Datenpaket als Quittierungs-Datenpaket zu kennzeichnen.
Detektoreinheit nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass in dem empfangenen Datenpaket (41) eine Anfrage enthalten war, das Quittierungs-Datenpaket bereits einen Antwortwert enthält.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete zusätzlich einen Prüfzifferwert (47) enthalten, wobei mittels der Steuerschaltung (17) anhand eines vorbestimmten Rechenschemas überprüfbar ist, ob ein empfangenes Datenpaket (41) einen korrekten Prüfzifferwert enthält, und wobei lediglich im Falle eines positiven Ergebnisses dieser Überprüfung mittels der Steuerschaltung – ein zugeordnetes Quittierungs-Datenpaket an den Absender des empfangenen Datenpakets absendbar ist, – das empfangene Datenpaket an eine andere Detektoreinheit weiterleitbar ist, und/oder – das empfangene Datenpaket in der Detektoreinheit verarbeitbar ist.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerschaltung (17) überprüfbar ist, ob innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach Absendung eines Datenpakets (41) ein zugeordnetes Quittierungs-Datenpaket empfangen worden ist, wobei im Falle eines negativen Ergebnisses dieser Überprüfung das zuvor abgesendete Datenpaket mittels der Steuerschaltung erneut absendbar ist.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (11) an der ersten Kopplungsseite (13) und an der zweiten Kopplungsseite (15) ferner einen jeweiligen separaten Synchronisationsanschluss (INT) zum Empfangen und Ausgeben eines Detektorsynchronisationssignals aufweist, wobei die Synchronisationsanschlüsse mit dem Sensorabschnitt (23) der Detektoreinheit verbunden sind.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (17) zum Durchführen eines Adressenzuordnungsbetriebs ausgebildet ist, wobei nach dem Einschalten der Detektoreinheit (11) durch die Steuerschaltung prüfbar ist, ob an einer vorbestimmten Kopplungsseite (13, 15) eine weitere Einheit angekoppelt ist, wobei im Falle eines negativen Ergebnisses dieser Prüfung die Steuerschaltung der Detektoreinheit (11) eine vorbestimmte Adresse zuweist und an der jeweils anderen Kopplungsseite (15 bzw. 13) ein entsprechendes Adresssignal ausgibt, und wobei im Falle eines positiven Ergebnisses dieser Prüfung die Steuerschaltung an der vorbestimmten Kopplungsseite (13, 15) ein Adresssignal empfängt, der Detektoreinheit (11) eine benachbarte Adresse zuweist und an der jeweils anderen Kopplungsseite (15 bzw. 13) ein entsprechendes Adresssignal ausgibt.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (17) zur Verarbeitung von Nachbaradressen ausgebildet ist, die unabhängig von einer zugeordneten laufenden Adresse einer Detektoreinheit und zusätzlich zu einer solchen laufenden Adresse für jede Detektoreinheit (11) stets die beiden unmittelbar benachbarten Detektoreinheiten (11) kennzeichnen.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (11) an den beiden Kopplungsseiten (13, 15) jeweils einen Verbindungsabschnitt aufweist, der für eine unmittelbare Kopplung mit einem zugeordneten Verbindungsabschnitt einer gleichartigen Detektoreinheit ausgebildet ist.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (11) an ihrer ersten Kopplungsseite (13 ) mit der zweiten Kopplungsseite (15A einer gleichartigen Detektoreinheit (11) und an ihrer zweiten koppelseite mit der ersten koppelseite einer gleichartigen Detektor einheit dergestalt koppelbar ist, dass ein Dateneingang (RxD) der einen Detektoreinheit mit einem Datenausgang (TxD) der anderen Detektoreinheit und ein Datenausgang (TxD) der einen Detektoreinheit mit einem Dateneingang (RxD) der anderen Detektoreinheit verbunden ist.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorabschnitt einen Sensor (23), einen Teil eines Sensors oder eine optische, elektronische oder elektrische Schnittstelle zu einem Sensor aufweist.
Detektoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (11) an den beiden Kopplungsseiten (13, 15) ferner jeweils einen Energieversorgungsanschluss (Vcc) aufweist, wobei die beiden Energieversorgungsanschlüsse direkt miteinander verbunden sind, und dass die Detektoreinheit an den beiden Kopplungsseiten ferner jeweils einen Masseanschluss (GND) aufweist, wobei die beiden Masseanschlüsse direkt miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen mehreren Detektoreinheiten (11) eines Detektorsystems, wobei die Detektoreinheiten an einer ersten Kopplungsseite (13) und an einer zweiten Kopplungsseite (15) jeweils zumindest einen seriellen Dateneingang (RxD) und einen seriellen Datenausgang (TxD) aufweisen, wobei die Detektoreinheiten derart in Reihe miteinander gekoppelt werden, dass die Detektoreinheiten an ihrer jeweiligen ersten Kopplungsseite mit der zweiten Kopplungsseite einer benachbarten Detektoreinheit und an ihrer jeweiligen zweiten Kopplungsseite mit der ersten Kopplungsseite einer benachbarten Detektoreinheit verbunden sind, und wobei die Daten zwischen den Detektoreinheiten in Form von Datenpaketen (41) übertragen werden und die Datenpakete (41) von den Detektoreinheiten (11) unabhängig von einem Taktsignal einer übergeordneten Master-Einheit abgesendet werden, wobei die Datenpakete (41) zumindest eine Empfängeradresse (42), eine Absenderadresse (43) und eine Befehlskennung (45) enthalten und ein Datenpaket (41) gemäß der darin enthaltenen Empfängeradresse (42) jeweils nur an einer Kopplungsseite (13 oder 15) ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete (41) eine konstante Länge besitzen, dass empfangene oder abzusendende Datenpakete (41) innerhalb der Detektoreinheiten (11) in einem jeweiligen Datenpaketspeicher (51) gespeichert werden, wobei zur Verwaltung der Datenpakete (41) Speicheradressenzeiger verwendet werden, die jeweils in einem Warteschlangenabschnitt (67) eines der jeweiligen ersten Kopplungsseite (13) zugeordneten Sende-Warteschlangenspeichers (55) oder eines der jeweiligen zweiten Kopplungsseite (15) zugeordneten Sende-Warteschlangenspeichers (57) gespeichert werden und die jeweils auf ein Datenpaket (41) in dem Datenpaketspeicher (51) zeigen, und dass jedem Speicheradressenzeiger eine Prioritätskennung zugeordnet wird, die die Reihenfolge festlegt, in der das dem Speicheradressenzeiger zugeordnete Datenpaket (41) abgesendet werden soll, wobei diejenigen Datenpakete (41) die höchste Prioritätskennung erhalten, die an einem der Dateneingänge (RxD) der Detektoreinheit (11) empfangen werden und gemäß der in dem Datenpaket enthaltenen Empfängeradresse (42) an eine andere Einheit (11) weitergeleitet werden sollen.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektoreinheit (11) nach Empfang eines Datenpakets (41), das gemäß Empfängeradresse (42) für diese Detektoreinheit bestimmt war, ein zugeordnetes Quittierungs-Datenpaket an den Absender des empfangenen Datenpakets absendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete (41) lediglich an einer der beiden Kopplungsseiten (13, 15) der absendenden Detektoreinheit (11) ausgegeben werden, wobei diese Kopplungsseite in Abhängigkeit von der Empfängeradresse (42) gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Datenpakete (41), die von einer Detektoreinheit (11) an einer ihrer beiden Kopplungsseiten (13, 15) empfangen werden und gemäß Empfängeradresse (42) für eine andere Detektoreinheit bestimmt sind, an der jeweils anderen Kopplungsseite (15 bzw. 13) unverändert wieder ausgegeben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer äußersten der in Reihe miteinander gekoppelten Detektoreinheiten (11) ein Detektorsynchronisationssignal an die anderen Detektoreinheiten gesendet wird, das zur gegenseitigen Synchronisation von Sensorabschnitten (23) der Detektoreinhei ten verwendet wird und das unabhängig von den Datenpaketen (41) über separate Synchronisationsanschlüsse (INT) übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Datenpakete (41) Sensordaten übertragen werden, die von einem Sensor (23) stammen, der der jeweiligen Detektoreinheit (11) zugeordnet ist.