DE3736903A1 - Anordnung zur uebertragung von daten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Über­ tragung von digitalen Daten, die verschiedene, mit Meßinstru­ menten bestimmte physikalische oder chemische Meßwerte darstellen. Insbesondere betrifft sie eine Datenübertragungs­ anordnung, die aus derartigen Daten eine serielle Datenmeldung bildet, diese frequenzmoduliert und sie schließlich aussen­ det.

In einer Fabrik müssen die Produkte verschiedenen Prüfungen unterzogen werden. Hierzu ist ein Prüfband vorgesehen, ent­ lang dem Meßinstrumente unterschiedlicher Art angeordnet sind. Während des Vorbeilaufs der Produkte auf dem Prüfband werden an ihnen physikalische oder chemische Größen mittels der Meßinstrumente festgestellt. Die den aufgenommenen Meß­ werten entsprechenden Datenwerte werden in einer System- Haupteinheit erfaßt, um aus ihnen die Güte und die Produk­ tionsausbeute zu bestimmen.

An den Produkten lassen sich Prüfungen unterschiedlicher Art vornehmen. Bei einer handelt es sich um die Größenbestimmung. Sind die Produkte komplex gestaltet, müssen an jedem von ih­ nen zehn oder mehr Abmessungswerte genommen werden. Dies kann von einer einzigen Person unter Verwendung einer Schie­ belehre durchgeführt werden. Gewöhnlich werden aber mehrere Meßpersonen eingesetzt, die mit Schiebelehren od. dgl. Vorrichtungen jeweils wenige Abmessungswerte aufnehmen. Diese Vorgehensweise ist bevorzugt, da die Arbeitsleistung höher und die Fehlerrate niedriger ist als wenn eine einzige Person an einem Gegenstand sämtliche Abmessungswerte bestimmen wür­ de. Es sind also in den meisten Fällen mehrere Meßinstrumente des gleichen Typs erforderlich.

Die den mittels der Meßinstrumente abgenommenen Meßwerten entsprechenden Daten werden dem Hauptrechner des Systems über Kabel zugeführt und dort gesammelt. Die Daten müssen digital vorliegen, um im Rechner verarbeitet werden zu kön­ nen. Seit kurzem steht ein Meßinstrument zur Verfügung, das einen Analog/Digital-(A/D)-Wandler enthält, der den am Prüf­ ling abgenommenen Meßwert sofort digitalisiert. Der Digital­ wert läuft auf einem Kabel an den Systemrechner. Da die Da­ tensignale digital vorliegen, werden sie nicht gedämpft oder durch Störungen beeinträchtigt. Die Fehlerwahrscheinlichkeit ist bei solchen Daten also gering.

Die den von der Meßeinrichtung bestimmten Meßwerten entspre­ chenden digitalen Daten werden vor der Übertragung an den Systemrechner frequenzmoduliert. Insbesondere wird jedes digitale Datensignal mit "0"-Pegel zu einem Impulssignal einer Frequenz F 1, jedes digitale Datensignal mit "1"-Pegel zu einem Impulssignal einer Frequenz F 2 umgewandelt, wobei F 2 < F 1 gilt. Die Datenübertragungsanordnung in dem Datener­ fassungssystem gibt zum Senden des "0"-Pegels während eines Intervalls T n Impulse (bzw. zum Senden des "1"-Pegels m Im­ pulse) aus, wobei n < m gilt.

Zum Durchführen dieser Frequenzmodulation weist die Meßein­ richtung weiterhin zwei Oszillatoren auf, deren einer Impulse der Frequenz F 1 und der andere solche der Frequenz F 2 er­ zeugt. Die Ausgangsimpulse dieser Oszillatoren werden über einen Analogschalter übertragen, der entsprechend den Pegeln im digitalen Datensignal umgeschaltet wird.

Das Meßinstrument, daß eine Meßperson in der Hand hält und an einen Gegenstand ansetzt, um an diesem einen Meßwert abzuneh­ men, muß so klein und leicht sein wie möglich. Da die Ein­ richtung als Betriebsspannungsquelle eine Batterie enthält, muß auch der Leistungsverbrauch der Einrichtung auf ein Mini­ mum reduziert werden. Die Einrichtung sollte daher mit mög­ lichst wenig Bauteilen auskommen.

Jeder Oszillator enthält ein frequenzbestimmendes RC- oder LC- Glied. Ein mit zwei Oszillatoren arbeitendes Meßinstrument ist daher unvermeidlich groß und schwer und verbraucht auch zu viel Leistung.

Die genannte Meßeinrichtung hat einen weiteren Nachteil: die frequenzbestimmenden RC- oder LC-Glieder sind nicht frequenz­ stabil genug. Es besteht daher eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß die Daten verzerrt ausgesendet werden. Um diese Wahr­ scheinlichkeit zu verringern, lassen die Schwingfrequenzen der Oszillatoren sich in einem Phasenregelkreis stabilisie­ ren, der jedoch das Meßinstrument wiederum groß und schwer macht.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Datenübertragungs­ anordnung in einfacher Schaltungsweise anzugeben, die daher klein und leicht ist und einen minimalen Leistungsverbrauch hat.

Um dieses Ziel zu erreichen, weist die erfindungsgemäße Da­ tenübertragungsanordnung einen Analog/Digital-Wandler, der analoge zu digitalen Datenwerten aus digitalen Datensigna­ len eines ersten und eines zweiten Pegels umwandelt, wobei die analogen Werte mit Meßinstrumenten an Gegenständen ab­ genommene Meßwerte sind, weiterhin eine Mikrocomputer-Ein­ richtung, die aus den digitalen Datensignalen aus dem A/D- Wandler eine serielle Datenmeldung bildet, eine Einrichtung, die ein Taktsignal zum Ansteuern der Mikrocomputereinrich­ tung liefert, eine erste signalerzeugende Einrichtung, die ansprechend auf die digitalen Datensignale mit dem ersten Pegel aus dem Taktsignal aus der dieses erzeugenden Einrich­ tung ein Signal einer ersten Frequenz ableitet, eine zweite signalerzeugende Einrichtung, die ansprechend auf die digi­ talen Datensignale mit dem zweiten Pegel aus dem Taktsignal ein Signal einer zweiten Frequenz ableitet, und eine Sende­ einrichtung auf, die die von den beiden signalerzeugenden Einrichtungen erzeugten Signale der ersten und der zweiten Frequenz aussendet.

Fig. 1 zeigt schaubildlich ein Datenerfassungssystem, in dem die erfindungsgemäße Datenübertragungseinrichtung An­ wendung findet.

Fig. 2 zeigt in einer Perspektivdarstellung ein Produkt, des­ sen Abmessungswerte sich mit dem erfindungsgemäßen System übertragen lassen.

Fig. 3A ist eine Vorderansicht einer Schiebelehre mit zum Ab­ nehmen der Abmessungsdaten am in Fig. 2 gezeigten Pro­ dukt.

Fig. 3B ist eine Seitenansicht der Schiebelehre der Fig. 3A.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm der Datenübertragungsanordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der von der CPU ausgeführten Hauptroutine und der Arbeitsweise der Erfindung.

Fig. 6 zeigt schaubildlich das Format einer Datenmeldung zu den am Produkt der Fig. 2 abgenommenen Meßdaten.

Fig. 7 zeigt als Impulsdiagramm die Zuordnung der Datensi­ gnale der Fig. 6 zu dem die Datenmeldung darstellenden frequenzmodulierten Signal; und

Fig. 8 & 9 zeigen als Flußdiagramme die von der CPU ausge­ führte Unterbrechung sowie die Arbeitsweise der Aus­ führungsform der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt schaubildlich ein Datenerfassungssystem mit einer Datenübertragungseinrichtung als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Datenerfassungssystem ist dazu gedacht, Meßdaten von Produkten 12 aufzunehmen, die auf einem Prüfband 14 in der Pfeilrichtung durchlaufen. Die Produkte 12 haben bspw. die in Fig. 2 gezeigte Gestalt. Am Produkt 12 werden jeweils die Abmessungen A bis J abgenommen.

Entlang des Prüfbandes 14 ist eine Vielzahl von Tischen ange­ ordnet, an denen jeweils eine Person 18 steht. Auf jedem Tisch 16 befinden sich Meßinstrumente 20, bei denen es sich um Schiebelehren u. dgl. handelt. Jedem Meßinstrument 20 ist eine Kennummer (ID) zugeteilt. Die Aufgabe jeder Person 18 ist, mit dem Meßinstrument 20 die Abmessungen aufzunehmen. Zur Handhabung der Artikel 20 lassen sich auch Roboter ein­ setzen, so daß sich die Werte A bis J an jedem Produkt 12 au­ tomatisch feststellen lassen. Wie unten beschrieben, kann jedes Instrument 20 eine Datenmeldung in Form einer Funkmel­ dung abgeben, die den an jedem Produkt 12 abgenommenen Abmes­ sungswert enthält.

Vom Prüfband 14 abgesetzt ist eine System-Haupteinheit 22 an­ geordnet, die eine Antenne 24, einen Empfänger 26, eine Steu­ ereinheit 28, einen Summer 30, eine Warnlampe 32 sowie einen Hauptrechner 34 aufweist. Die Antenne 24 fängt die Funkmel­ dung aus einer der Meßeinrichtungen 20 auf und gibt sie an den Empfänger 26 weiter, der sie über die Steuerschaltung 28 an den Hauptrechner 34 weiterreicht. Der Rechner 34 bestimmt, ob die Funkmeldung fehlerbehaftet ist oder nicht. Falls ja, steuert die Steuerschaltung 28 zur Anzeige des Fehlerfalls den Summer 30 und die Warnlampe 32 an. Der Rechner 34 sammelt die in den dem Empfänger 26 zugeführten Funkmeldungen enthal­ tenen Abmessungsdaten und analysiert sie.

Die Fig. 3A & 3B zeigen eine Schiebelehre, die sich als Meß­ einrichtung 20 in dem oben beschriebenen Datenerfassungssys­ tem einsetzen läßt. Wie die Figuren zeigen, weist diese Meß­ einrichtung die eigentliche Schiebelehre 36 sowie eine Meß­ einheit 38 auf. Die Schiebelehre 36 hat die Hauptskala 40 und den Läufer 42 mit einer Anzeigeeinrichtung 54. Die Steu­ erung 38 ist hinten an den Läufer 42 angesetzt; ihre Be­ standteile sind weiter unten erläutert.

Die Hauptskala 40 der Schiebelehre 36 ist mit einer Skalen­ platte 44 versehen, in die ein Kapazitätsstreifen eingebet­ tet ist. An die Innenfläche des Läufers 42 ist eine Elektro­ de angesetzt und gleitet auf dem Kapazitätsstreifen, wenn der Läufer 42 auf der Hauptskala 40 verschoben wird. Wenn also der Läufer 42 sich bewegt, ändert sich die an der Elek­ trode feststellbare Kapazität. Die Kapazitätsänderung läßt sich in den Abstand zwischen den Innen- bzw. den Außenbacken 50, 52 bzw. 46, 48 an der Hauptskala 40 bzw. am Läufer 42 umrechnen. Dieser Abstand, d. h. der mit der Schiebelehre be­ stimmte Abmessungswert, wird mit der Anzeigeeinheit 54 ange­ zeigt, bei der es sich um eine Flüssigkristallanzeige han­ delt.

Wie die Fig. 3A zeigt, ist an der Fingerauflage des Läufers 42 ein Sendeknopf 56 angeordnet und eine Schraube 58 in ein Gewindeloch im Läufer 42 eingeschraubt. Mit der Schraube 58 läßt sich der Läufer 42 auf der Hauptskala 40 festlegen. Ein mehrstelliger DIP-Schalter 60 ist seitlich an der Steu­ ereinheit 38 befestigt und erlaubt die Eingabe der Kennummer ID der Schiebelehre. Auf der Rückseite der Steuereinheit 38 befindet sich weiterhin ein Schalter 62 für die Betriebs­ spannungszufuhr.

Die Fig. 4 zeigt als Flußdiagramm die Datenübertragungsein­ richtung nach einer Ausführungsform der Erfindung. Wie darge­ stellt, weist die Schiebelehre 36 den Ladungssensor 64 sowie einen Analog/Digital-(A/D)-Wandler 66 auf. Beim Ladungssensor 64 handelt es sich um den Kondensator in der Skalenplatte 44 der Hauptskala 40 mit der Elektrode am Läufer 42. Der Sensor 64 gibt ein Gleichspannungs-Analogsignal ab, das dem mittels der Schiebelehre 20 ermittelten Meßwert entspricht. Der A/D- Wandler 66 digitalisiert dieses Analogsignal; der digitale Wert wird auf der Anzeige 54 ausgegeben und gleichzeitig an die Eingabe/Ausgabe-(E/A)-Schnittstelle 68 der Steuereinheit 38 gelegt.

In der Steuereinheit 38 befindet sich ein Zentralprozessor CPU 70, der mit einem 8 Bits breiten Datenwort arbeitet. Die CPU 70 hat die Taktanschlüsse X 1, X 2, an die ein Quarz­ oszillator 72 mit einer Schwingfrequenz von bspw. 6 MHz ge­ legt ist. Die CPU 70 enthält einen (nicht gezeigten) Fre­ quenzteiler, der die Ausgangsfrequenz des Oszillators 72 zu einem Taktsignal mit einer Frequenz von 3 MHz halbiert, mit dem die CPU 70 gesteuert wird.

Weiterhin weist die CPU 70 die Adreßanschlüsse A 0-A 7 und die Datenanschlüsse D 0-D 7 auf. Der Adreßbus 74 ist an die Adreßanschlüsse A 0-A 7, der Datenbus 76 an die Datenan­ schlüsse D 0-D 7 gelegt. An den Daten- und den Adreßbus 76, 74 ist ein ROM-Speicher 78 mit Festdaten wie den Steuerpro­ grammen gelegt, desgl. ein RAM-Speicher 80 zur Aufnahme variabler Daten wie bspw. der mittels der Schiebelehren 20 ermittelten Meßdaten. Die E/A-Schnittstelle 68 ist an den Datenbus 76 gelegt, der 8 Bits breit ist. Von diesen acht Datenleitungen ist nur die achte, die einseitig am Daten­ anschluß D 7 liegt, an den Dateneinang der E/A-Schnittstelle 82 geführt, die ebenfalls in der Steuereinheit 38 enthalten ist. An diese E/A-Schnittstelle 82 ist der Sender 84 ange­ schlossen.

Die CPU 70 hat weiterhin einen Lese-Anschluß RD und einen Schreib-Anschluß WR. Sie liefert, wenn erforderlich, ein Lese-Steuersignal über den Lese-Anschluß RD an die ROM- und RAM-Speicher 78 bzw. 80 und an die Schnittstelle 68 sowie ein Schreib-Steuersignal über den Schreib-Anschluß WR an den RAM-Speicher 80 und die E/A-Schnittstelle 82.

Weiterhin hat die CPU 70 einen Taktausgang CLK(OUT) sowie die Unterbrechungseingänge INT 1, INT 2. Vom Anschluß CLK (OUT) geht das 3-MHz-Taktsignal an einen ersten und einen zweiten Frequenzteiler 86, 88, die beide in der Steuerein­ heit 38 enthalten sind. Der erste Frequenzteiler 86 teilt die Taktfrequenz zu einer Frequenz F 1, der zweite Frequenz­ teiler 88 zu einer Frequenz F 2; in der dargestellten Aus­ führungsform gilt F 1 = 1300 Hz und F 2 = 1700 Hz. Das Aus­ gangssignal des ersten Frequenzteilers 86 geht an den Un­ terbrechungseingang INT 1, das des zweiten Frequenzteilers 88 an den Unterbrechungseingang INT 2 der CPU 70.

Der erste und der zweite Frequenzteiler 86, 88 können in der CPU selbst enthalten sein, um ihre Ausgangssignale zum Ein­ leiten von Unterbrechungsvorgängen ausnutzen zu können.

Wie die Fig. 4 zeigt, enthält der RAM-Speicher 80 einen Zäh­ ler 90, einen Flaggenbereich 92 und einen Sendepuffer 94. Der Zähler 90 dient zum Zählen der Anzahl CN der während der Dau­ er T zum Sender einer 0 oder einer 1 erzeugten Impulse. Im Flaggenbereich 92 wird eine Ausgangspegel-Flagge abgelegt, die den Pegel eines von der Datenübertragungseinrichtung ge­ sendeten Datensignals zeigt. Im Sendepuffer 94 wird eine Da­ tenmeldung zwischengespeichert, die den an einem Produkt 12 abgenommenen Meßwert darstellt.

Obgleich in der Fig. 4 nicht gezeigt, sind der Sendeknopf 56 und der DIP-Schalter 60 an die CPU 70 angeschlossen. Die mit dem DIP-Schalter 60 eingestellte Kennummer ID wird ebenfalls in den RAM-Speicher 80 eingelesen. Die Steuereinheit 38 ent­ hält auch eine Batterie sowie eine Spannungsversorgungsschal­ tung (nicht gezeigt). Die elektronischen Bauteile der Steuer­ einheit 38 erhalten bei geschlossenem Schalter 62 ihre Be­ triebsspannung aus der Batterie über die Spannungsversorgungs­ schaltung.

Eine Meßperson 18 setzt die Schiebelehre 20 folgendermaßen ein. Zunächst schaltet sie den Betriebsschalter 62 der Schie­ belehre 20 und stellt am DIP-Schalter 60 deren Kennummer ID ein, die im RAM-Speicher 80 abgelegt wird und bleibt, bis der Schalter 62 wieder abgeschaltet oder am DIP-Schalter 60 eine andere Kennummer ID eingestellt wird.

Nach dem Eingeben der Kennummer ID nimmt die Meßperson 18 am Produkt 12 mit der Schiebelehre 20, deren Kennummer ID eingegeben worden ist, einen Abmessungswert ab. Insbesondere führt sie das Produkt 12 zwischen die Backen 46, 48 der Schiebelehre 36 ein und verschiebt den Läufer 42, bis das Produkt 12 zwischen ihnen festsitzt. Beim Verschieben des Läufers 42 ändert sich fortwährend der an der Anzeige 54 ausgegebene Wert, der dem Abstand zwischen den Backen 46, 48 entspricht. Wenn die Backen 46, 48 fest am Produkt 12 anlie­ gen, drückt die Meßperson 18 den Sendeknopf 56, so daß der Sender 84 den am Produkt 12 abgenommenen Meßwert aussen­ det.

Die CPU 70 der Steuereinheit 38 führt die im Flußdiagramm der Fig. 5 gezeigte Hauptroutine aus. Zunächst bestimmt sie, ob der Sendeknopf 56 gedrückt worden ist (Schritt S 51). Falls ja, wird der an der E/A-Schnittstelle 68 liegende digitale Eingabewert als korrekter Datenwert im RAM-Speicher 80 abge­ legt (Schritt S 52). Sodann wird der digitale Datenwert mit der Kennummer ID zu der schaubildlich in Fig. 6 gezeigten Datenmeldung 96 zusammengefügt (S 53). Wie die Fig. 6 zeigt, besteht die Datenmeldung 96 aus einem Vorspann 98, einer zweistelligen Kennummer (ID) 100, dem siebenstelligen Meß­ wert 102, dem Paritätskode 104, dem Wagenrücklauf-(CR)-Kode 106 und dem Zeilenschaltung-(LF)-Kode 108. Der Vorspann 98 ist vorgeschrieben und gibt an, daß die Meldung den mit einer Schiebelehre 20 abgenommenen Meßwert enthält. Eine Stelle des siebenstelligen Meßwerts 102 kann einen Dezimalpunkt ent­ halten. Mit dem Paritätskode 104 wird auf Fehler bei der Aus­ sendung der Meldung durch den Sender 84 geprüft, und der CR- Kode 106 markiert das Ende einer vollständigen Datenmeldung 96.

Die so aufgebaute Datenmeldung 96 wird im Sendepuffer 94 des RAM-Speichers 80 (S 54) abgelegt. Die CPU 70 veranlaßt den Sender 84, die Datenmeldung 96 im Sendepuffer 94 auszusenden. Dabei arbeitet die die Schiebelehre 20 haltende Meßperson 18 als Sendeantenne.

Die Fig. 7 zeigt als Zeitdiagramm den Zusammenhang zwischen den in der im Sendepuffer 94 gespeicherten Datenmeldung 96 enthaltenen digitalen Datensignalen 110 einerseits und dem vom Sender 84 abgegebenen frequenzmodulierten Signal anderer­ seits. Wie ersichtlich, werden die digitalen Signale 110 mit "0"- bzw. L-Pegel zu Signalen einer niedrigeren Frequenz F 1, die digitalen Signale 110 mit "1"- bzw. H-Pegel zu Signalen 112 der höheren Frequenz F 2 frequenzmoduliert. Insbesondere wird jedes Digitalsignal 110 mit "0"-Pegel zu einem Signal 112 mit n Impulsen und jedes digitale Signal 110 mit "1"- Pegel zu einem Signal 112 mit m Impulsen umgewandelt, wobei n < m ist.

Diese Frequenzmodulation erfolgt durch die Unterbrechungs­ ansteuerung der CPU 70, wie sie mit den Flußdiagrammen der Fig. 8 & 9 erläutert ist.

Der erste Frequenzteiler 86 liefert in Abständen von 1/F 1 Sekunden Impulse an den Unterbrechungsanschluß INT 1 der CPU 70 (F 1 = 1300 Hz). Ansprechend auf die Ausgangsimpulse des ersten Teilers 86 führt die CPU 70 eine Unterbrechung auf die in der Fig. 8 gezeigte Weise durch, d. h. die CPU 70 ermittelt beim Erhalt eines Impulses aus dem Teiler 86, ob der Sende­ puffer 94 noch eine auszusendende Datenmeldung enthält (S 801) und ob, wenn ja, das erste Datum "0" ist oder nicht.

Ist das erste Datum "0", wird der Zählwert CN im Zähler 90 um eins erhöht (S 803) und dann ermittelt, ob der Zählwert CN den Maximalwert n, d. h. die maximale Impulszahl über die Dauer T erreicht hat (S 804). Falls nicht, wird die Ausgangs­ pegel-Flagge im Flaggenbereich 92 gesetzt ist (S 805).

Ist im Flaggenbereich 92 die Ausgangspegel-Flagge gesetzt, wird ein Datensignal mit L-Pegel vom achten Datenanschluß D 7 der CPU 70 an die E/A-Schnittstelle 82 (S 806) gegeben und danach die Ausgangspegel-Flagge auf "0" gesetzt (S 807). Dann schließt die CPU 70 den Unterbrechungsvorgang ab.

In der Zwischenzeit hat die E/A-Schnittstelle 82 das L-Daten­ signal bis zum Empfang des nächsten Datensignals zwischenge­ speichert; desgl. wird das L-Datensignal an den Sender 84 ge­ geben, der es mit L-Pegel aussendet.

Ergibt sich im Schritt S 805, daß im Flaggenbereich keine Aus­ gangspegel-Flagge gesetzt ist, wird am achten Datenanschluß D 7 der CPU 70 ein H-Signal an die E/A-Schnittstelle 82 gege­ ben (S 808) und danach die Ausgangspegel-Flagge im Flaggen­ bereich 92 auf H-Pegel gesetzt (S 809). Die CPU 70 beendet dann den Unterbrechungsvorgang und der Sender 84 sendet in diesem Fall ein Datensignal mit H-Pegel aus.

Ergibt sich im Schritt S 804, daß der Zählwert CN sein Maximum n erreicht hat oder das Intervall T abgelaufen ist, wird da­ raus geschlossen, daß ein "0"-Wert ausgegeben worden ist, dieser aus dem Sendepuffer 94 gelöscht (S 810) und gleichzei­ tig der Zähler 90 rückgesetzt (S 811).

Tritt also während der Dauer eines "0"-Datenwerts ein Unter­ brechungsimpuls am Anschluß INT 1 auf, wird das Ausgangssignal des Senders 84 invertiert. M. a. W.: Der Sender 84 gibt während des Intervalls T n Impulse aus, wie in Fig. 7 gezeigt; die Dauer dieser Impulse ist 1/F 1 Sekunden.

Ergibt sich im Schritt S 801, daß der Sendepuffer 94 keine Da­ tenmeldung mehr enthält oder daß das erste Datum der im Puf­ fer 94 gespeicherten Meldung den Wert "1" hat, führt die CPU 70 den Unterbrechungsvorgang nicht ansprechend auf die mit dem ersten Teiler 86 erzeugten Impulse der Frequenz F 1 aus.

Erscheinen die mit dem zweiten Frequenzteiler 88 erzeugten Impulse der Frequenz F 2 (= 1700 Hz) am Unterbrechungseingang INT 2 der CPU 70, durchläuft diese eine Unterbrechungsroutine entsprechend dem in Fig. 9 gezeigten Flußdiagramm. Sie be­ stimmt also, ob der Sendepuffer 94 eine auszusendende Daten­ meldung enthält (S 901); wenn ja, stellt sie fest, ob das erste Datum der Meldung den Wert "1" hat (S 901).

Falls ja, wird der Zählwert CN des Zählers 90 um eins hoch­ gezählt (S 903), bestimmt, ob der Zählwert CN sein Maximum m, d. h. die Höchstanzahl Impulse im Intervall T erreicht hat (S 904), und, wenn nicht, ermittelt, ob im Flaggenbereich 92 eine Ausgangspegel-Flagge gesetzt ist (S 905).

Ist letzteres der Fall, wird ein Datensignal mit L-Pegel vom achten Datenanschluß D 7 der CPU 70 an die E/A-Schnittstelle 82 (S 906) gegeben, die Ausgangspegel-Flagge auf "0" gesetzt (S 907) und der Unterbrechungsvorgang abgeschlossen.

In der Zwischenzeit hält die E/A-Schnittstelle 82 das Daten­ signal mit L-Pegel in einem Zwischenspeicher fest, bis ein neues Datensignal anliegt. Desgleichen wird das Datensignal mit L- Pegel an den Sender 84 gegeben, der es mit L-Pegel aussendet.

Ergibt sich im Schritt S 905, daß im Flaggenbereich 92 keine Ausgangspegel-Flagge gesetzt ist, wird ein Datensignal mit H- Pegel vom achten Datenanschluß D 7 an die E/A-Schnittstelle 82 gegeben (S 908) und im Flaggenbereich 92 eine Ausgangspegel- Flagge auf den Wert "1" gesetzt (S 909). Die CPU 70 schließt den Unterbrechungsvorgang ab und der Sender 84 sendet in die­ sem Fall ein Datensignal mit H-Pegel aus.

Ergibt sich im Schritt S 904, daß der Zählwert CN das Maximum m erreicht hat oder die Zeitspanne T abgelaufen ist, wird daraus geschlossen, daß ein Datum "1" gesendet worden ist, dieses Datum aus dem Sendepuffer 94 (S 910) gelöscht und der Zähler 90 rückgesetzt (S 911).

Jedesmal, wenn ein Unterbrechungsimpuls während der Dauer eines "1"-Datums an den Unterbrechungseingang INT 2 gelangt, wird also das Ausgangssignal des Senders 84 invertiert. M. a. W.: Der Sender 84 sendet während des Intervalls T m Im­ pulse aus, wie in Fig. 7 gezeigt. Die Dauer dieser Impulse ist 1/F 2 Sekunden.

Wenn sich im Schritt S 901 ergibt, daß der Sendepuffer keine zu sendende Datenmeldung mehr enthält, oder wenn das erste Datum der Meldung im Puffer 94 eine "0" ist, führt die CPU 70 ansprechend auf die vom Teiler 88 mit der Frequenz F 2 ge­ lieferten Impulse den Unterbrechungsvorgang nicht aus.

Wie anhand der Flußdiagramme der Fig. 8 & 9 erläutert worden ist, wird ein Datensignal 110 mit "0"-Pegel mit der Frequenz F 1 moduliert und dann vom Sender 84 ausgesendet, während ein Datensignal 110 mit "1"-Pegel mit der Frequenz F 2 moduliert und dann vom Sender 84 ausgesendet wird. Der Sender 84 gibt folglich eine mit den Frequenzen F 1, F 2 modulierte Daten­ meldung aus.

Die so frequenzmodulierte Datenmeldung 96 wird von der Anten­ ne 24 der System-Haupteinheit 22 aufgefangen. Der Empfänger 26 demoduliert und digitalisiert die Datenmeldung 96 und gibt sie über die Steuerschaltung 28 an den Systemrechner 34 wei­ ter.

Der Systemrechner 34 überprüft anhand des Paritätskodes 104 der Datenmeldung 96, ob bei der Übertragung derselben vom Sender 84 zur Antenne 24 ein Fehler aufgetreten ist. Falls ja, liefert der Rechner 34 ein entsprechendes Signal an die Steuerschaltung 28. In diesem Fall betätigt die Steuerschal­ tung 28 einen Summer 30 und eine Alarmlampe 32, um den Feh­ lerfall anzuzeigen. Beim Hören des Summers 30 und Sehen der aufleuchtenden Lampe 32 kann die Meßperson 18 mit der Schie­ belehre 20 die entsprechende Abmessung am Produkt 12 erneut abnehmen.

Der Systemrechner 34 enthält einprogrammiert Daten hinsicht­ lich der Reihenfolge, in der die Abmessungswerte A bis J an den Tischen 16 an jedem Produkt 12 abgenommen werden sollten, der Kennummern der Meßinstrumente 20 zur Abnehme der Meß­ werte A bis J und der diesen Werten A bis J zuerkannten Tole­ ranzen und überprüft anhand derselben die von den Meßinstru­ menten 20 abgegebenen Datenmeldungen. Wenn also die an einem der Tische 16 arbeitende Meßperson 18 einen anderen Abmes­ sungswert als den, den sie abnehmen sollte, bestimmt, wenn die Werte A bis J in der falschen Reihenfolge abgenommen wer­ den oder ein falsches Meßinstrument angewandt wird, stellt der Rechner 34 fest, daß bei der Prüfung des Produkts 12 ein Fehler aufgetreten ist. Die Steuerschaltung 28 erregt dann den Summer 30 und die Warnlampe 32 zur Anzeige des Fehler­ falls.

Stellt der Rechner 34 fest, daß keine Fehler aufgetreten sind, speichert er die Datenmeldung 96 auf einem Aufzeich­ nungsträger ab. M. a. W.: der Rechner 34 sammelt die in den Meldungen 96 enthaltenen Abmessungswerte A bis J, die von den Meßinstrumenten 20 der Systemeinheit 22 korrekt übermittelt worden sind. Weiterhin analysiert der Rechner 34 die erfaß­ ten Werte A bis J, bestimmt so, ob das Produkt 12 eine be­ stimmte Gütevorgabe einhält, und leitet weiterhin aus den an zahlreichen Produkten 12 bestimmten Meßwerte A bis J deren durchschnittliches Güteniveau und Ausbeute ab.

Jede Datenmeldung 96 wird von jeder Meßeinrichtung 20 auf die oben beschriebene spezielle Weise an die Systemhaupteinheit 22 übermittelt. Die CPU 70 verarbeitet also die Eingangsdaten (d. h. die an jedem Produkt 12 mittels der Meßinstrumente 20 abgenommenen Abmessungswerte) entsprechend dem im ROM-Spei­ cher 78 abgelegten Programm und bildet so eine bit-serielle Datenmeldung 96 mit den Datenpegeln "0" und "1". Jedes "0"- Bit wird mit der Frequenz F 1, jedes "1"-Bit mit der Frequenz F 2 moduliert, so daß man eine frequenzmodulierte Datenmeldung erhält, die auf den Sender 84 gegeben und von ihm ausgesendet wird. Da die beiden Impulssignale der Frequenzen F 1, F 2 zum Frequenzmodulieren der Datenmeldung mittels der beiden Fre­ quenzteiler 86, 88 aus dem Taktsignal nur eines Oszillators 72 abgeleitet werden, ist im Sender 84 kein zweiter Oszilla­ tor zur Erzeugung des zweiten Impulssignals erforderlich.

Die Elektronik-Bauelemente wie bspw. die CPU 70 sind CMOS- Bausteine u. dgl. mit sehr geringem Leistungsverbrauch, so­ daß die erfindungsgemäße Datenübertragungseinrichtung sich durch einen weit geringeren Leistungsverbrauch als eine An­ ordnung mit zwei Oszillatoren mit frequenzbestimmenden RC- Gliedern oder LC-Resonanzkreisen auszeichnet. Die erfindungs­ gemäße Vorrichtung kommt daher mit einer sehr kleinen Batte­ rie aus. Verwendet man Batterien der gleichen Kapazität wie in herkömmlichen Anordnungen, ist ihre Lebensdauer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitaus länger als üblich.

Weiterhin werden die Impulssignale der Frequenzen F 1, F 2 zum Frequenzmodulieren der Datenmeldung 96 durch Herunterteilen der Frequenz des Quarzoszillators 72 mit unterschiedlichen Teilungsfaktoren erzeugt. Diese Signale sind daher offen­ sichtlich weitaus stabiler, als würde man sie wie in herkömm­ lichen Vorrichtungen mit Resonanzkreisen oder RC-Gliedern er­ zeugen. Folglich ist in der erfindungsgemäßen Datenübertra­ gungseinrichtung die Wahrscheinlichkeit von Datenübertra­ gungsfehlern praktisch gleich null, so daß man eine sehr hohe Zuverlässigkeit der Datenübertragung erreicht.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erläuterte Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise können die Datenmeldungen in Form frequenzmodulierter Signale vom Sender an den System­ rechner auf einem beide verbindenden Kabel übertragen werden.

Claims (12)

1. Datenübertragungsanordnung mit einer Datenempfangsein­ richtung zum Empfang digitaler Daten, die aus binären Daten­ signalen eines ersten und eines zweiten Pegels gebildet sind und an einem Gegenstand mittels eines Meßinstruments abgenom­ mene Meßwerte darstellen, einer Modulationseinrichtung, die die digitalen Daten beim ersten Pegel mit einer ersten Fre­ quenz und beim zweiten Pegel mit einer zweiten Frequenz modu­ liert, einer Mikrocomputereinrichtung, die die Modulations­ einrichtung steuert, einer ein Taktsignal erzeugenden Ein­ richtung, die Taktsignale zur Ansteuerung der Mikrocomputer­ einrichtung liefert, und einer Sendeeinrichtung, die die von der Modulationseinrichtung frequenzmodulierten digitalen Da­ ten aussendet, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mikrocomputereinrichtung aus den von der Datenem­ pfangseinrichtung (68) übernommenen digitalen Daten eine se­ rielle Datenmeldung (96) bildet und
die Datenmodulationseinrichtung eine erste signalerzeu­ gende Einrichtung, die aus dem Taktsignal aus der Einrichtung (72) ansprechend auf die digitalen Datensignale des ersten Pegels ein Signal der ersten Frequenze (F 1) ableitet, sowie eine zweite signalerzeugende Einrichtung aufweist, die aus Taktsignal aus der Einrichtung (72) ansprechend auf die digi­ talen Datensignale des zweiten Pegels ein Signal der zweiten Frequenz (F 2) ableitet.

2. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste si­ gnalerzeugende Einrichtung einen ersten Frequenzteiler (86) zum Herabteilen des Taktsignals aus der dieses erzeugenden Einrichtung (72) zu einem Signal der ersten Frequenz (F 1) so­ wie eine erste ein Übertragungssignal erzeugende Einrichtung aufweist, die für die Dauer jedes Digitalsignals mit dem er­ sten Pegel ein Signal mit dem ersten oder dem zweiten Pegel entsprechend dem Ausgangssignal des ersten Frequenzteilers (86) erzeugt und an die Sendeeinrichtung (84) gibt, und daß die zweite signalerzeugende Einrichtung einen zweiten Fre­ quenzteiler (88) zum Herabteilen des Taktsignals aus der die­ ses erzeugenden Einrichtung (72) zu einem Signal der zweiten Frequenz (F 2) sowie eine zweite ein Übertragungssignal erzeu­ gende Einrichtung aufweist, die für die Dauer jedes Datensi­ gnals mit dem zweiten Pegel ein Signal mit dem ersten oder dem zweiten Pegel entsprechend dem Ausgangssignal des zweiten Frequenzteilers (88) erzeugt und an die Sendeeinrichtung (84) gibt.

3. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß für die beiden ein Übertragungssignal erzeugende Einrichtungen ein die Da­ tenmeldung (96) aufnehmender Speicher (94) vorgesehen ist, daß die Mikrocomputer-Einrichtung ansprechend auf jedes H- Signal aus dem ersten Frequenzteiler (86) ein Signal erzeugt, wenn ein Datensignal der Datenmeldung (96) den ersten Pegel hat und das von der Mikrocomputer-Einrichtung erzeugte Signal einen Pegel entgegengesetzt dem des Signals hat, das sie an­ sprechend auf das unmittelbar vorhergehende H-Signal aus dem ersten Frequenzteiler (86) erzeugt hatte, und daß die Mikro­ computer-Einrichtung weiterhin ansprechend auf jedes H-Signal aus dem zweiten Frequenzteiler (88) ein Signal abgibt, wenn ein digitales Datensignal der Datenmeldung (96) den zweiten Pegel hat, wobei das von der Mikrocomputer-Einrichtung er­ zeugte Signal einen Pegel entgegengesetzt dem des Signals hat, das sie ansprechend auf das unmittelbar vorhergehende H-Signal aus dem zweiten Frequenzteiler (88) erzeugt hatte.

4. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß für die beiden ein Übertragungssignal erzeugenden Einrichtungen eine Ein­ richtung (92) vorgesehen ist, in der der Zustand des Signals festgehalten wird, das die Mikrocomputer-Einrichtung anspre­ chend auf das unmittelbar vorhergehende H-Signal aus einer der beiden ein Übertragungssignal erzeugenden Einrichtungen abgegeben hat.

5. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste ein Übertragungssignal erzeugende Einrichtung einen Zähler (90) für alle H-Signale enthält, die der erste Frequenzteiler wäh­ rend der Dauer jedes der digitalen Datensignale des ersten Pegels in der Datenmeldung (96) abgibt, und daß die Mikrocom­ puter-Einrichtung die Signalstatus-Speichereinrichtung (92) löscht, wenn der Zähler (90) einen ersten Zählwert erreicht, der der Dauer des digitalen Datensignals mit dem ersten Pegel entspricht.

6. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite ein Übertragungssignal erzeugende Einrichtung einen Zähler (90) für alle H-Signale enthält, die der zweite Frequenzteiler während der Dauer jedes der digitalen Datensignale des zwei­ ten Pegels in der Datenmeldung (96) abgibt, und daß die Mi­ krocomputer-Einrichtung die Signalstatus-Speichereinrichtung (92) löscht, wenn der Zähler (90) einen zweiten Zählwert er­ reicht, der der Dauer des digitalen Datensignals mit dem zweiten Pegel entspricht.

7. Datenübertragungsanordnung mit einem Analog/Digital- Wandler, um an einem Gegenstand mittels eines Meßinstruments abgenommene Meßwerte darstellende Analogdaten zu Digitaldaten aus digitalen Datensignalen eines ersten Pegels und digitalen Datensignalen eines zweiten Pegels umzuwandeln, einer Modula­ tionseinrichtung, die die digitalen Datensignale aus dem Ana­ log/Digital-Wandler übernimmt und die Datensignale des ersten Pegels mit einer ersten Frequenz und die digitalen Datensi­ gnale des zweiten Pegels mit einer zweiten Frequenz moduliert, einer Mikrocomputer-Einrichtung zur Steuerung der Modulati­ onseinrichtung, einer Einrichtung, die ein Taktsignal zur An­ steuerung der Mikrocomputer-Einrichtung liefert, und einer Sendeeinrichtung zum Aussenden der mittels der Modulations­ einrichtung frequenzmodulierten Datenmeldung, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mikrocomputer-Einrichtung aus den von der datenemp­ fangenden Einrichtung (68) übernommenen digitalen Daten eine serielle Datenmeldung (96) bildet und
die Modulationseinrichtung eine erste signalerzeugende Einrichtung, die ansprechend auf digitale Datensignale des ersten Pegels aus dem von der Einrichtung (72) erzeugten Taktsignal ein Signal der ersten Frequenz (F 1) erzeugt, und eine zweite signalerzeugende Einrichtung aufweist, die an­ sprechend auf digitale Datensignale des zweiten Pegels aus dem von der Einrichtung (72) erzeugten Taktsignal ein Signal der zweiten Frequenz (F 2) erzeugt.

8. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste si­ gnalerzeugte Einrichtung einen ersten Frequenzteiler (86), der das Taktsignal aus der Einrichtung (72) zu einem Signal der ersten Frequenz (F 1) teilt, sowie eine erste ein Übertra­ gungssignal erzeugende Einrichtung aufweist, die ein Signal abgibt, das entsprechend dem Ausgangssignal des ersten Fre­ quenzteilers (86) für die Dauer jedes digitalen Datensignals des ersten Pegels den ersten oder den zweiten Pegel annimmt, und dieses Signal auf die Sendeeinrichtung (84) gibt, und daß die zweite signalerzeugende Einrichtung einen zweiten Frequenzteiler (88), der das Taktsignal aus der Einrichtung (72) zu einem Signal der zweiten Frequenz (F 2) teilt, sowie eine zweite ein Übertragungssignal erzeugende Einrichtung aufweist, die ein Signal abgibt, das entsprechend dem Aus­ gangssignal des zweiten Frequenzteilers (88) für die Dauer jedes digitalen Datensignals des zweiten Pegels den ersten oder den zweiten Pegel annimmt, und dieses Signal auf die Sendeeinrichtung (84) gibt.

9. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß für die beiden ein Übertragungssignal erzeugenden Einrichtungen eine Ein­ richtung (92) zum Speichern der Datenmeldung (96) vorgesehen ist und daß ansprechend auf jedes H-Signal aus dem ersten Frequenzteiler (86) und bei einem digitalen Datensignal des ersten Pegels in der Datenmeldung (96) die Mikrocomputer-Ein­ richtung ein Signal eines Pegels erzeugt, der demjenigem ent­ gegengesetzt ist, den sie ansprechend auf das unmittelbar vorhergehende H-Pegel-Signal aus dem ersten Frequenzteiler (86) erzeugt hatte, und daß weiterhin ansprechend auf jedes H-Signal aus dem zweiten Frequenzteiler (88) und bei einem digitalen Datensignal des zweiten Pegels in der Datenmeldung (96) die Mikrocomputer-Einrichtung ein Signal eines Pegels erzeugt, der demjenigen entgegengesetzt ist, den sie anspre­ chend auf das unmittelbar vorhergehende H-Pegel-Signal aus dem zweiten Frequenzteiler erzeugt hatte.

10. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß für die beiden ein Übertragungssignal erzeugenden Einrichtungen eine Ein­ richtung (92) vorgesehen ist, in der ein Datenwert entspre­ chend dem Status des Signals gespeichert wird, das die Mikro­ computer-Einrichtung ansprechend auf das unmittelbar vorher­ gehende H-Pegel-Signal aus einer der beiden ein Übertragungs­ signal erzeugenden Einrichtungen abgegeben hat.

11. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste ein Übertragungssignal erzeugende Einrichtung einen Zähler (90) zum Zählen der H-Pegel-Signale aufweist, die der erste Fre­ quenzteiler (86) während eines digitalen Datensignals des er­ sten Pegels in der Datenmeldung (96) abgibt, und daß die Mi­ krocomputer-Einrichtung den Signalstatus-Speicher (92) löscht, wenn der Zähler (90) einen ersten Zählwert entspre­ chend der Dauer des digitalen Datensignals mit dem ersten Pegel erreicht hat.

12. Datenübertragungsanordnung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite ein Übertragungssignal erzeugende Einrichtung einen Zähler (90) zum Zählen der H-Pegel-Signale aufweist, die der zweite Frequenzteiler (88) während eines digitalen Datensignals des zweiten Pegels in der Datenmeldung (96) abgibt, und daß die Mikrocomputer-Einrichtung den Signalstatus-Speicher (92) löscht, wenn der Zähler (90) einen zweiten Zählwert entspre­ chend der Dauer des digitalen Datensignals mit dem zweiten Pegel erreicht hat.