EP1301913A1 - Verfahren zur datenübermittlung - Google Patents

Verfahren zur datenübermittlung

Info

Publication number
EP1301913A1
EP1301913A1 EP01955252A EP01955252A EP1301913A1 EP 1301913 A1 EP1301913 A1 EP 1301913A1 EP 01955252 A EP01955252 A EP 01955252A EP 01955252 A EP01955252 A EP 01955252A EP 1301913 A1 EP1301913 A1 EP 1301913A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
value
sensor
bus
sensors
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01955252A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Björn MAGNUSSEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1301913A1 publication Critical patent/EP1301913A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting data from a plurality of sensors to a control device, which is used, for example, in robotics.
  • data from sensors for example collision sensors and tactile sensors or touch sensors, are transmitted to the control device of a robot and give this information about whether the robot has come into contact with an object.
  • a collision message Since a collision generally represents an event that should be avoided by the other senses of the robot, such a collision message represents important and safety-relevant information, the rapid transmission of which is desirable. Especially when using a robot in the environment of people, fast and secure transmission is of priority for reasons of safety.
  • robots can also be important to find out the exact location or location at which the collision occurred. For this reason, robots often have a very large number of sensors, and disadvantageously, safe and fast transmission is only guaranteed at high costs.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method and a circuit arrangement therefor for transmitting data from a plurality of sensors to a control device which is reliable and fast
  • the data bus is designed as a single logical data line, via which all sensors communicate with the control device both on the receiving side and on the transmitting side.
  • This logical individual data line can advantageously be configured physically in the form of a two-line system, the differential voltage between two lines functioning as a logical data line, so that this configuration can advantageously ensure very interference-free data transmission.
  • the sensors begin to place their respective data relevance value, for example the detected pressure value of a collision, on the bus in synchronism with one another via their transmission output and an interface module. At the same time, the sensors listen to the corresponding signals with their receive input on the bus.
  • their respective data relevance value for example the detected pressure value of a collision
  • this synchronization can take place via appropriate protocols, for example a start bit, in particular a negative clock edge, which is detected by all sensors that are listening on the bus or via the control device, for example in the form of a PC, which generates a special control bit or signal on the bus , respectively.
  • a start bit in particular a negative clock edge
  • the control device for example in the form of a PC, which generates a special control bit or signal on the bus , respectively.
  • each sensor On the bus, which in the preferred embodiment of the invention is designed as a "0" dominant bus, each sensor sends its data relevance value, for example in the form of a Bytes until it detects a "0" on the receive side of the bus and a different value, ie a "II11 I! Value left.
  • the values in the sensors are positively binary, for example coded as a byte and the bus is "0" dominant, these values must be inverted for the most relevant value to be enforced.
  • the storage of the data relevance values in negative coding in the sensors or their microcontrollers or a bus system with "l" dominant behavior is also conceivable.
  • a unique ID of the sensor or sensors with the most relevant value can be transmitted to the PC as further information, for example as the next byte, for determination of a single sensor with the greatest importance, the transmission of the ID values can be carried out according to the same principle as described above for the data relevance values.
  • the ID values are advantageously assigned to the sensors in a decreasing or increasing order according to the importance of the locations at which the sensors are located, so that the most important ID value and thus the most relevant point with the most relevant pressure value in turn prevails on the bus and is transmitted to the control device.
  • the important event for example the most relevant pressure in the event of a collision
  • several or all of the pressure values of the sensors can be transmitted to the control device in the order of their relevance, the sensor with the highest data relevance value in each case switching off after its transmission to the control device, for example by setting its data relevance value to "0" and the above steps for transmitting the data relevance values of the other sensors are repeated.
  • the sensors or their microcontrollers can then automatically overwrite the value set to "0" with the newly detected value, wherein it is also conceivable that the sensors or their values can be reset by transmitting a special signal, for example a specific byte, from the control device to the sensors.
  • a special signal for example a specific byte
  • control unit can check the accessibility of the sensors via the bus, for example at regular intervals or on request, the sensors sending a date, for example their self-test signal, to the bus on request by the control device the control unit is evaluated.
  • errors such as defective sensors or errors in the transmission path, can be detected fully automatically and, if a value that is unique for each sensor is transmitted, can also be localized.
  • the sensors or their microcontrollers generate data relevance values depending on the severity of a collision at the location of this sensor and depending on certain relevance parameters of a linear or non-linear type in order to emphasize the importance of the pressure strength in a collision at certain points, such as the inclusion of a different sensitivity of different places or the like, to optimally adapt.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a circuit arrangement according to the invention.
  • PIC 1 and PIC 2 communicate with a control device 1, for example in the form of a PC, via a bus 6.
  • a control device for example in the form of a PC
  • 6 additional sensors in the form shown for PIC 1 and PIC 2 can be connected to this bus, with only the function and interaction of sensors PIC 1 and PIC 2 with control arrangement 1 being explained below to explain the circuit arrangement and the transmission method ,
  • the bus 6 is shown in the basic circuit diagram according to FIG. 1 as a logical data line, this logical data line being of course physically different Embodiments of how one-wire line with voltage difference compared to ground, two-wire line with voltage difference between the two lines, CAN bus, etc. can be implemented.
  • the circuit arrangement according to FIG. 1 can be used, for example, for a robot to enable communication between its sensors PIC 1, PIC 2, for example touch collision or tactile sensors, with its control device 1, for example in the form of a PC.
  • the receive inputs RX of the control device 1 and the sensors PIC 1 and PIC 2 are directly on the bus 6, which is connected via a resistor 7 to an energy supply (for example 5 volts).
  • These interface modules each comprise a transistor (5, 13, 19), for example a MOS-FET, the control input of which, for example, has a gate via an inverter 3, 11, 17 with the transmit output TX of the control device 1 or the sensors PIC 1, PIC 2 is connected.
  • the inversion by the inverters 3, 11 and 17 is intended to make it possible for a positive signal at the output TX, that is to say a logic “1” on the bus 6, to also result in a logic “1”.
  • a positive signal at the output TX that is to say a logic “1” on the bus 6, to also result in a logic “1”.
  • the illustrated transistor circuit of transistors 5, 13, 19 with a logic "1" at its control input, for example gate or base the gate-source or collector-emitter path is switched through, so that the This pulls bus 6 to ground 9, ie logically "0".
  • the events PIC1 and PIC2 the events registered there or their values, for example a pressure value of a collision of a robot, are to be transmitted to the control device 1, the date of a sensor, which is present, for example, in the register of a microcontroller of the sensor, is transmitted via the respective interface group 11; 13 and 17; 19 placed on the bus 6.
  • a start signal (a logical "0" or negative or positive clock edge), which is used, for example, to synchronize the transmission of the information from the sensors PICl and PIC2 to the control device 1, the respective pressure value of a sensor PICl is subsequently and simultaneously and PIC2 bit by bit in order 7-6-5-4-3-2-1-0 on bus 6.
  • the subsequent bits 5 to 0 of the sensor PIC2 can be transmitted via the bus 6 to the control device 1 or its input RX regardless of the value contained in the sensor PICl.
  • the highest value ie the most relevant value of one or more sensors, also prevails in a circuit arrangement with any number of sensors. It is conceivable that the highest value is present identically in several sensors, so that although it is possible to make a statement about the highest value or the most relevant value, which according to the invention is transmitted quickly and reliably to the control device 1, it is not known in which or in which sensors this value is present. As a result, the place or location of the occurrence of such a value is not known at this time.
  • control device 1 After this transmission, which can also be synchronized again by means of a start bit, the control device 1 then knows not only the most relevant value but also the location or location of its occurrence. For this purpose, the query of an ID or an overall query "pressure value and ID" can be repeated until no sensor transmits.
  • a sensor can determine the successful enforcement or successful transmission of its data relevance value (DR value) and possibly ID value by permanently "listening" with its receive input RX on bus 6, so that this sensor (for the subsequent shutdown or Zeroing the register) is known that only he has prevailed on the bus 6 against the other sensors. This is explained in more detail using the following example with three sensors connected to bus 6 and synchronous transmission:
  • DR value 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1010 ID value: 0000 0100 inverted: 1111 1011 sent: 1111 1011
  • This sensor notes that its DR value was high enough to be sent successfully. He knows that no other sensor has a higher data relevance. However, it may still be that another sensor has the same DR value (as in this example). In order to resolve the situation, the ID value is transmitted. This sensor detects that another sensor with the same DR value has a stronger ID. This is why this sensor withdraws from bus 6 from bit 1 of the ID and only sends "1".
  • Sensor 1 DR value: 0000 0000 inverted: 1111 1111 sent: 1111 1111 ID value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1011 All sensors recognize that they have the highest possible DR value, but do not know how many other sensors have the same value. When sending the ID, the sensor with the strongest ID prevails. From bit 1 of the ID, this sensor recognizes that another sensor is stronger (or has a stronger ID) and only sends "1" from there.
  • ID value 0000 0100 inverted: 1111 1011 sent: 1111 1011
  • All sensors recognize that they have the highest possible DR value, but do not know how many other sensors have the same value.
  • the sensor with the strongest ID prevails. From bit 1 of the ID, this sensor recognizes that another sensor is stronger (or has a stronger ID) and only sends "1" from there.
  • the sensors PICl PIC2 etc. begin to send on their own as soon as at least one sensor PICl, PIC2 detects a collision and applies a negative clock edge or a low-level signal to the bus 6, which of the other sensors is detected as a start bit, so that all sensors PIC1, PIC2, etc. on the bus 6 begin to transmit their contained pressure values synchronously at the same time.
  • PIC1 PIC2 detects a collision and applies a negative clock edge or a low-level signal to the bus 6, which of the other sensors is detected as a start bit, so that all sensors PIC1, PIC2, etc. on the bus 6 begin to transmit their contained pressure values synchronously at the same time.
  • only those sensors that actually detected a collision begin to transmit.
  • the ID transmission takes place without renewed synchronization, the synchronization being used for DR value or pressure value transmission and a fixed time delay taking place before the start of the ID transmission.
  • the sensors PIC1, PIC2 measure the time of the start bit (Ts), for example, sent by the control device 1, for example a first byte sent, and respond with the synchronized (simultaneous) transmission of the DR values at a specified time thereafter (Ts + Tl).
  • Ts start bit
  • the sensors PICl, PIC2 require no further synchronization and transmit with a defined delay
  • the control device 1 first sends a command (eg "send self-information") and then the ID of the desired sensor, while all other sensors are not involved in this transmission.
  • a “self-mode” can be integrated in the arrangement and the method, in which the sensors send a break signal that is dominant to all other transmissions (for example in the RS232 protocol) when a certain event occurs (for example 0 0000 0000 0000).
  • Each sensor can be equipped with a reaction threshold that can be set by the control device 1.
  • the method according to the invention and the circuit arrangement are not limited to the exemplary embodiment shown, but can be used in a wide variety of fields of application in which objects execute relative movements to one another, distances are to be determined, collisions are to be avoided, or also in stationary systems such as, for example Sensors for measuring earthquakes, wind speeds, etc. and transmitting this data to central control devices.
  • sensors in the sense of the invention are to be understood very broadly and also include, for example, input devices with at least one receive input RX and at least one transmit output TX.
  • the strongest data relevance value of all sensors connected to the bus asserts itself in the synchronous or simultaneous transmission of the (sensor) values and that the data value is or is contained in this data relevance value
  • Data relevance value depends on the data value and a parameter function. The relevance or priority during the transmission is thus dependent on the data itself, which according to the invention is to be understood as variable or dynamic relevance or priority of the data.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäss werden Daten mehrerer Sensoren (PIC1, PIC2) an eine Steuerungseinrichtung (1) über einen Datenbus (6) übermittelt, wobei in dem Sensor (PIC1, PIC2) ein Datenrele-vanzwert ermittelt wird, der Datenrelevanzwert des Sensors (PIC1, PIC2) auf den Bus (6) gelegt wird und nur ein einziger grösster Wert wenigstens eines Sensors (PIC1, PIC2) an die Steuerungseinrichtung (1) übermittelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Datenübermittlung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übermittlung von Daten mehrerer Sensoren an eine Steuerungseinrichtung, welches beispielsweise in der Robotik Verwendung findet. Hierbei werden Daten von Sensoren, beispielsweise Kollisionssensoren und Taktilsensoren bzw. Berührungssensoren an die Steuerungsein- richtung eines Roboters übermittelt und geben dieser Informationen darüber, ob der Roboter mit einem Objekt in Berührung gekommen ist.
Da eine Kollision in der Regel ein Ereignis darstellt, das durch die übrigen Sinne des Roboters vermieden werden sollte, stellt eine solche Kollisionsmeldung eine wichtige und sicherheitsrelevante Information dar, deren schnelle Übertragung wünschenswert ist. Insbesondere bei Verwendung eines Roboters im Umfeld von Menschen ist eine schnelle und sichere Übertragung aus Gründen der Sicherheit vorrangig.
Weiterhin kann es von Bedeutung sein, den genauen Ort bzw. die Stelle zu erfahren, an welcher die Kollision aufgetreten ist. Aus diesem Grund besitzen Roboter oftmals eine sehr gro- ße Anzahl von Sensoren, wobei nachteiligerweise eine sichere und schnelle Übertragung nur unter Einsatz hoher Kosten gewährleistet ist.
Hierbei müssen sowohl die Kosten für die in den Sensoren üb- licherweise verwendeten Mikrocontroller als auch die Kosten für die Sende- und Empfangseinrichtung der Sensoren und eventuell auch der Steuerungseinrichtung, also die Einschalteinrichtung für die Kommunikationsleitungen, die üblicherweise in Form von Treiberbausteinen erhältlich sind, einberechnet werden. Aus diesem Grunde werden in den meisten bekannten Systemen kostengünstige Treiberbausteine für die MikroController verwendet, wobei jeder Sensor mit der Steuerungsein- heit einzeln verkabelt ist, um eine sichere und schnelle Ü- bertragung der Sensordaten zu gewährleisten.
Als Alternative hierzu können die Sensoren über ein Bussystem mit der Steuerungseinrichtung verbunden sein, wobei derartige BusSysteme in der Praxis kaum Verwendung finden, da durch die hohen Geschwindigkeitsanforderungen sehr teuere Anschaltbaugruppen verwendet werden müssen, so dass diese Lösung für einen Einsatz im Großfeldbetrieb nachteiligerweise zu kostenin- tensiv ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung hierfür, zur Übermittlung von Daten mehrerer Sensoren an eine Steuerungs- einrichtung zu schaffen, welches eine sichere und schnelle
Übermittlung von Informationsdaten über ein eingetretenes Ereignis, beispielsweise einer Kollision, gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 5, gelöst.
Nach der Erfindung können sowohl kostengünstige Sende- und Empfangseinrichtungen, also Anschaltbaugruppen wie Treiber- bausteine u.a., sowie Sensoren mit kostengünstigen Mikrocont- rollern verwendet werden und zusätzlich eine komplizierte und kostenintensive Verkabelung mittels Einzelleitungen vermieden werden.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es weiterhin möglich, anstatt eines schnellen kostenintensiven Bussystems ein kostengünstiges langsameres Bussystem zu verwenden. Hierbei wird durch die Übermittlung der relevantesten Information, welche sich gegen weniger relevante Informatio- nen am Bus durchsetzt, erreicht, dass diese Information in ausreichender Geschwindigkeit und Sicherheit bei der Steue- rungseinrichtung vorliegt und entsprechende Reaktionen eingeleitet werden können.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Datenbus als eine einzige logische Datenleitung ausgebildet, über die alle Sensoren sowohl e pfangs- als auch sendeseitig mit der Steuerungseinrichtung kommunizieren. Diese logische einzelne Datenleitung kann vorteilhafterweise physikalisch in Form eines Zweileitungssystems ausgebildet sein, wobei die Diffe- renzspannung zwischen zwei Leitungen als logische Datenleitung fungiert, so dass durch diese Ausgestaltung vorteilhafterweise eine sehr störsichere Datenübermittlung gewährleistet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beginnen die Sensoren ihren jeweiligen Datenrelevanzwert, beispielsweise den detektierten Druckwert einer Kollision, über ihren Sendeausgang und eine Anschaltbaugruppe synchron zueinander auf den Bus zu legen. Gleichzeitig horchen die Sensoren mit ihrem Empfangseingang am Bus auf die entsprechenden Signale.
Selbstverständlich kann dieses Synchronisieren über entsprechende Protokolle, beispielsweise ein Startbit, insbesondere negative Taktflanke, welches von allen Sensoren, die am Bus horchen, detektiert wird oder über die Steuerungseinrichtung, beispielsweise in Form eines PCs, welcher auf dem Bus ein spezielles Steuerungsbit oder -signal erzeugt, erfolgen.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung beginnen die Sensoren ihren jeweiligen Datenrelevanzwert erst auf Anfrage der Steuerungseinrichtung, also Empfang eines bestimmten Signals oder Signalfolge, beispielsweise ein Byte mit bestimmter Information, auf den Bus zu legen.
Am Bus, der in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung als "0"-dominanter Bus ausgebildet ist, sendet jeder Sensor so lange seinen Datenrelevanzwert beispielsweise in Form eines Bytes, bis er empfangsseitig am Bus eine "0" detektiert und sendeseitig ein hierzu unterschiedlicher Wert, also eine " II11 I! anliegt. Nach diesem Prinzip schalten nacheinander die Sensoren mit weniger relevanten Werten ab, bis eine oder mehrere Sensoren mit dem gleichen höchsten relevanten Wert übrig bleiben.
Sofern die Werte in den Sensoren positiv binär, beispielsweise als ein Byte kodiert und der Bus "0"-dominant ausgebildet ist, müssen diese Werte für eine Durchsetzung des relevantesten Wertes invertiert werden. Selbstverständlich ist auch die Speicherung der Datenrelevanzwerte in negativer Kodierung in den Sensoren bzw. deren MikroController oder ein Bussystem mit "l"-dominaten Verhalten denkbar.
Nach der Übermittlung des Datenrelevanzwertes kann, um in vorteilhafter Weise den Ort bzw. die Stelle einer Kollision festzustellen, als weitere Information, beispielsweise als nächstes Byte, eine eindeutige ID des oder der Sensoren mit dem relevantesten Wert an den PC übermittelt werden, wobei zur Bestimmung eines einzelnen Sensors mit der höchsten Wichtigkeit die Übermittlung der ID-Werte nach demselben Prinzip, wie vorstehend für die Datenrelevanzwerte beschrieben, erfolgen kann. Hierzu sind die ID-Werte vorteilhafterweise den Sensoren in fallender oder steigender Reihenfolge nach Wichtigkeit der Orte, an denen sich die Sensoren befinden, zugeordnet, so dass sich der wichtigste ID-Wert und damit die relevanteste Stelle mit dem relevantesten Druckwert wiederum am Bus durchsetzt und an die Steuerungseinrichtung übermittelt wird.
Auf diese Art und Weise ist es vorteilhafterweise möglich, trotz Verwendung kostengünstigster elektronischer Bauteile und kostengünstiger Verkabelung eine schnelle und sichere Ü- ber ittlung des wichtigen Ereignisses, beispielsweise des relevantesten Druckes bei einer Kollision an eine Steuerungseinrichtung zu übermitteln. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere oder alle Druckwerte der Sensoren in der Reihenfolge ihrer Relevanz an die Steuerungseinrichtung übermitteln werden, wobei der Sensor mit dem jeweils höchsten Datenrelevanzwert nach dessen Übermittlung an die Steuerungseinrichtung abschaltet, beispielsweise indem er seinen Datenrelevanzwert auf "0" stellt und die vorstehenden Schritte zur Übermittlung der Datenrelevanzwerte der übrigen Sensoren wiederholt werden.
Dies kann in Abhängigkeit zu einem am PC vorbestimmbaren Schwellwert wiederholt geschehen, bis bei Unterschreiten dieses Schwellwertes die Datenübermittlung bzw. die Abfrage der Sensoren eingestellt wird, wobei, wenn der Schwellwert auf "0" gesetzt wurde, auch eine Abfrage aller Sensoren möglich ist.
Bei einer erneuten Kollision können dann die Sensoren bzw. deren MikroController von sich aus den selbst auf "0" gesetz- ten Wert mit dem neu detektierten Wert überschreiben, wobei auch denkbar ist, dass ein Rücksetzen der Sensoren bzw. ihrer Werte durch ein Übermitteln eines speziellen Signals, beispielsweise eines bestimmten Bytes, von der Steuerungseinrichtung an die Sensoren erfolgt.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerungseinheit, beispielsweise in regelmäßigen Abständen oder auf Anfrage, die Erreichbarkeit der Sensoren über den Bus ü- berprüfen, wobei die Sensoren hierbei auf Anfrage durch die Steuerungseinrichtung ein Datum, beispielsweise ihr Selbsttestsignal an den Bus legen, welches durch die Steuerungseinheit ausgewertet wird. Auf diese Weise können Fehler, wie defekte Sensoren oder Fehler in der Übertragungsstrecke, vollautomatisch erkannt und bei Übermittlung eines für jeden Sen- sor eindeutigen Wertes zusätzlich auch lokalisiert werden. Selbstverständlich ist es denkbar, dass die Sensoren bzw. deren Mikrocontroller Datenrelevanzwerte in Abhängigkeit der Stärke einer Kollision am Ort dieses Sensors und in Abhängigkeit bestimmter Relevanzparameter linearer oder nicht linearer Art erzeugen, um die Wichtigkeit der Druckstärke bei einer Kollision an bestimmten Stellen den entsprechenden Anforderungen, wie das Einbeziehen einer unterschiedlichen Empfindlichkeit unterschiedlicher Stellen o.a., möglichst optimal anzupassen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und
Fig. 2 ein Diagramm eines Kommunikationsprotokolls einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1
Das Prinzipschaltbild nach Fig. 1 zeigt, wie zwei Sensoren
PIC 1 und PIC 2 mit einer Steuerungseinrichtung 1, beispielsweise in Form eines PCs, über einen Bus 6 kommunizieren. Selbstverständlich können an diesem Bus 6 weitere Sensoren in der für PIC 1 und PIC 2 dargestellten Form angeschlossen sein, wobei zu Erläuterung der Schaltungsanordnung sowie des Übermittlungsverfahrens nachfolgend nur auf die Funktion und das Zusammenspiel der Sensoren PIC 1 und PIC 2 mit der Steuerungsanordnung 1 eingegangen wird.
Der Bus 6 ist in dem Prinzipschaltbild nach Fig. 1 als eine logische Datenleitung dargestellt, wobei diese eine lo.gische Datenleitung selbstverständlich physikalisch in verschiedenen Ausführungsformen, wie Eindrahtleitung mit Spannungsdifferenz gegenüber Masse, Zweidrahtleitung mit Spannungsdifferenz zwischen beiden Leitungen, CAN-Bus, usw. realisiert sein kann.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 kann beispielsweise für einen Roboter verwendet werden, um die Kommunikation zwischen dessen Sensoren PIC 1, PIC 2, beispielsweise Berührungskolli- sions- oder Taktilsensoren, mit seiner Steuereinrichtung 1, beispielsweise in Form eines PCs, zu ermöglichen.
Wie im Prinzipschaltbild dargestellt, liegen die Empfangseingänge RX der Steuerungseinrichtung 1 sowie der Sensoren PIC 1 und PIC 2 direkt am Bus 6 an, welcher über einen Widerstand 7 mit einer Energieversorgung (beispielsweise 5 Volt) verbunden ist.
Die Sendeausgänge TX der Steuerungseinrichtung 1 sowie der Sensoren PIC 1 und PIC 2 greifen dagegen auf den Bus über Anschaltbaugruppen 3; 5, 11; 13 und 17; 19 zu. Diese Anschaltbau- gruppen umfassen jeweils einen Transistor (5, 13, 19) , beispielsweise ein MOS-FET, dessen Steuereingang beispielsweise Gate jeweils über einen Inverter 3, 11, 17 mit dem Sendeausgang TX der Steuerungseinrichtung 1 bzw. der Sensoren PIC 1, PIC 2 verbunden ist.
Die Invertierung durch die Inverter 3, 11, und 17 soll hierbei ermöglichen, dass bei einem positiven Signal am Ausgang TX, also einer logischen "1" an dem Bus 6 ebenfalls eine logische "1" anliegt. Dies ist im Ausführungsbeispiel nötig, da die dargestellte Transistorschaltung der Transistoren 5, 13, 19 bei einer logischen "1" an ihrem Steuereingang, beispielsweise Gate oder Basis, die Strecke Gate-Source bzw. Collec- tor-Emitter durchgeschaltet wird, so dass der Bus 6 hierdurch auf Masse 9, also logisch "0", gezogen wird.
Um diese Invertierung in Folge der Transistoren 5, 13 und 19 und deren Verschaltung aufzuheben, ist an den Steuereingang des Transistors 5, 13 und 19 jeweils ein Inverter 3, 11 und 17 vorgeschaltet, so dass durch diese doppelte Negierung die Negierung der Transistoren 5, 13 und 19 aufgehoben wird und am Bus 6 dasselbe Signal wie an einem Ausgang TX der Steue- rungseinrichtung 1 bzw. der Sensoren PIC 1 und PIC 2 anliegt.
Selbstverständlich steht dieses Prinzip der Anschaltbaugruppen 3; 5 bzw. 11; 13 bzw. 17; 19 nur beispielhaft für bekannte Treiberbausteine, die sowohl sendeseitig (TX) wie empfangs- seitig (RX) verwendet werden können.
Das dargestellte Prinzipschaltbild zeigt, dass es sich hier um einen "0"-dominanten Bus handelt, also ein Bus, an dem sich eine logische "0" bzw. Low-Level gegenüber einem logi- sehen High bzw. einer logischen "1" durchsetzt, da der gesamte Bus durch eine einzige Verbindung zur Masse 9 auf diesen Low-Level gezogen wird.
Weiterhin liegen die Steuerungseinrichtung 1 sowie die Senso- ren PIC 1 und PIC 2, die üblicherweise jeweils einen Mikro- controller aufweisen, empfangsseitig mit ihren Empfangseingängen RX am Bus 6, so dass der jeweilige Zustand des Busses 6 sowohl von der Steuerungseinrichtung 1 als auch den Sensoren PIC 1 und PIC 2 empfangen bzw. detektiert wird.
Auf diese Weise ist es möglich, dass nicht nur die Steuerungseinrichtung 1 und die Sensoren PIC 1 oder PIC 2, gegenseitig ein gesendetes Signal, beispielsweise eine logische "0", empfangen, sondern auch ein Sensor, beispielsweise PIC 1 oder PIC 2 das Signal des oder der anderen Sensoren, beispielsweise PIC 2 oder PIC 1 empfängt. Auf diese Weise kann ein Sensor PIC 1 oder PIC2 beispielsweise feststellen, ob ein anderer Sensor PIC2 oder PICl eine logische "0" auf den Bus 6 legt. Anhand des in Fig. 2 dargestellten Kommunikationsprotokolls wird nachfolgend die Funktion der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 erklärt.
Sollen von den Sensoren PICl und PIC2 die dort registrierten Ereignisse bzw. deren Werte, beispielsweise ein Druckwert einer Kollision eines Roboters, an die Steuerungseinrichtung 1 übermittelt werden, wird hierbei das Datum eines Sensors, welches beispielsweise im Register eines Mikrocontrollers des Sensors vorliegt, über die jeweilige Anschaltgruppe 11; 13 bzw. 17; 19 auf den Bus 6 gelegt.
Da die Sensoren PICl und PIC2 Druckwerte einer Kollision, enthalten und sich der relevanteste Wert, also der höchste Druck, durchsetzen soll, werden die in den Sensoren enthaltenen Werte bzw. Druckwerte vor dem Senden, beispielsweise im Mikrocontroller, negiert bzw. bei einer Ein-Byte-Übertragung mit FF (binär 1111 1111) EXOR verknüpft.
Hieraus resultiert beispielsweise für einen Druckwert 63 (Dezimal) des Sensors PIC 1, welcher in binärer Darstellung 0011 1111 entspricht, der, wie in Fig. 1 oberste Zeile als Rechtecksignal dargestellte negierte Wert 1100 0000. Der Druckwert 72 (Dezimal) des Sensors PIC 2, der binär 0100 1000 ent- spricht, wird so, wie in Fig. 1 mittlere Zeile als Rechtecksignal dargestellt, zu 1011 Olli.
Nach einem Startsignal (einer logischen "0" bzw. negative o- der positive Taktflanke) , welches beispielsweise zur Synchro- nisation der Übertragung der Informationen der Sensoren PICl und PIC2 an die Steuerungseinrichtung 1 dient, wird nachfolgend und zeitgleich der jeweilige Druckwert eines Sensors PICl und PIC2 bitweise in Reihenfolge 7-6-5-4-3-2-1-0 an den Bus 6 gelegt.
Da der Bus 6, wie vorstehend ausgeführt, "0"-dominant ist, setzt sich eine logische "0" eines Sensors PICl oder PIC2 durch, so dass die erste logische "0", wie im Beispiel Bit 6 des Sensors PIC2 sich am Bus 6 durchsetzt. Diese logische "0" wird nicht nur von der Steuerungseinrichtung 1 sondern auch von dem anderen Sensor PIC 2 oder weiteren übrigen Sensoren am Bus über ihre Empfangseingänge RX festgestellt.
Unterscheidet sich dieser Wert (logisch "0") von dem für diese Zeit gesendeten Bitwert am Ausgang TX eines jeweiligen Sensors, so hört dieser Sensor auf zu senden. Eine derartige Logik zur Feststellung eines solchen Falls "0" am Eingang RX und hiervon unterschiedlicher Wert am Ausgang TX ist beispielsweise über Gatter oder in Form eines Mikroprogramms eines MikroControllers realisierbar. Im Beispiel nach Fig. 2 hört demzufolge der Sensor PICl auf zu senden, wobei dies im Programm nicht ersichtlich ist, da aus Gründen des besseren Verständnisses im Diagramm die in den Sensoren PIC 1 und PIC 2 gespeicherten Druckwerte und nicht die an den Ausgängen TX bzw. am Bus 6 liegenden Signal logisch dargestellt sind.
Nachdem der Sensor PICl während der Übertragung des Bits 6 aufhört zu senden, können die nachfolgenden Bits 5 bis 0 des Sensors PIC2 unabhängig von dem im Sensor PICl enthaltenen Wert über den Bus 6 an die Steuerungseinrichtung 1 bzw. deren Eingang RX übertragen werden.
Demzufolge setzt sich auch bei einer Schaltungsanordnung mit beliebig vielen Sensoren der höchste Wert, also der relevanteste Wert eines oder mehrerer Sensoren durch. Dabei ist es denkbar, dass der höchste Wert in mehreren Sensoren identisch vorhanden ist, so dass sich zwar eine Aussage über den höchsten Wert bzw. den relevantesten Wert treffen lässt, der erfindungsgemäß schnell und sicher zur Steuerungseinrichtung 1 übertragen wird, jedoch nicht, in welchem oder in welchen Sensoren dieser Wert vorliegt. Zu diesem Zeitpunkt ist demzu- folge die Stelle oder der Ort des Auftretens eines solchen Wertes nicht bekannt. Dies ist jedoch auf einfache Art und Weise durch Übertragung eines für einen Sensor eindeutigen ID-Wertes, beispielsweise wiederum in Form eines Bytes, nachfolgend zur Übertragung des Druckwertes möglich, bei der sich ebenfalls, wie vorstehend für den höchsten Druckwert geschildert, nur ein bestimmter, beispielsweise der höchste ID-Wert durchsetzt.
Nach dieser Übertragung, die ebenfalls mittels eines Startbits nochmals synchronisiert sein kann, ist der Steuerein- richtung 1 dann nicht nur der relevanteste Wert sondern auch der Ort bzw. die Stelle dessen Auftretens bekannt. Hierzu kann die Abfrage eines IDs oder eine Gesamtabfrage "Druckwert und ID" so lange wiederholt werden, bis kein Sensor mehr sendet.
Hierbei ist es notwendig, dass ein Sensor mit dem jeweils höchstwertigen ID und damit wiederum dem relevantesten Wert nach Übermittlung seines Wertes an die Steuerungseinrichtung 1 abschaltet bzw. bei weiteren ID-Abfragen nicht mehr sendet.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Sensor PIC2, dessen Datenrelevanzwert und ID zur Steuerungseinrichtung 1 übertragen wurde, seinen Datenrelevanzwert auf den niedrigsten Wert setzt (z.B. 0000 0000 und damit invertiert 1111 1111) . Damit wird dieser Sensor bei der nächsten Anfrage nach Daten im Datenrelevanzwert und damit im Durchsetzungsvermögen auf dem Bus sicher übertroffen, so dass sich der nächsthöhere Wert (eines anderen Sensors PICl) durchsetzt und zur Steuerungseinrichtung 1 gelangt. Hierbei kann ein Sensor durch das permanente "Horchen" mit seinem Empfangseingang RX am Bus 6 das erfolgreiche Durchsetzen bzw. die erfolgreiche Übertragung seines Datenrelevanzwertes (DR-Wert) und evtl. ID-Wertes feststellen, so dass diesem Sensor (für das nachfolgende Abschalten bzw. Nullsetzen des Registers) bekannt ist, dass nur er sich am Bus 6 gegenüber den anderen Sensoren durchgesetzt hat. Dies wird anhand des nachfolgenden Beispiels mit drei an den Bus 6 angeschlossenen Sensoren und synchroner Übertragung näher erläutert:
Erste Abfrage durch Steuerungssystem 1:
Sensor 1:
DR-Wert: 0000 0110 invertiert: 1111 1001 gesendet: 1111 1001
ID-Wert:0000 0101 invertiert: 1111 1010 gesendet: 1111 1010 Dieser Sensor setzt sich beim Senden auf dem Bus 6 durch. Die Werte auf dem Bus 6 entsprechen denen, die der Sensor senden wollte. Der Sensor weiß also, dass er der "Gewinner" dieser Übertragung war. Nach dieser Übertragung setzt dieser Sensor seinen Datenrelevanzwert (DR-Wert) auf 0000 0000.
Sensor 2:
DR-Wert:0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1011 ID-Wert:0000 0110 invertiert : 1111 1001 gesendet: 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 1 (zweite Stelle von rechts s. Sensor 1) des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1" (bzw. 11...), insbesondere für den gesamten ID-Wert.
Sensor 3: DR-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1011 ID-Wert: 0000 0100 invertiert : 1111 1011 gesendet : 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 1 des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1", insbesondere für den gesamten ID-Wert.
Am PC bzw. der Steuerungseinrichtung 1 empfangene Werte: DR-Wert: 1111 1001 invertiert: 0000 0110=Druckwert von Sensor 1 ID-Wert: 1111 1010 invertiert : 0000 0101=ID-Wert des Sensors 1
Abfrage des zweitrelevantesten Wertes Sensor 1 :
DR-Wert: 0000 0000 invertiert: 1111 1111 gesendet : 1111 1111 ID-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein (zurückgesetzter) DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 2 (dritte Stelle von rechts s. Sensor 2 und 3) des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1", insbesondere für den gesamten ID-Wert.
Sensor 2: DR-Wert: 0000 0101 invertiert: 1111 1010 gesendet: 1111 1010 ID-Wert: 0000 0110 invertiert : 1111 1001 gesendet : 1111 1001 Dieser Sensor setzt sich beim Senden auf dem Bus 6 durch. Die Werte auf dem Bus 6 entsprechen denen, die der Sensor senden wollte. Der Sensor weiß also, dass er der "Gewinner" dieser Übertragung war. Nach dieser Übertragung setzt dieser Sensor seinen Datenrelevanzwert (DR-Wert) auf 0000 0000.
Sensor 3:
DR-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1010 ID-Wert: 0000 0100 invertiert : 1111 1011 gesendet : 1111 1011 Dieser Sensor bemerkt, dass sein DR-Wert hoch genug war, um erfolgreich gesendet zu werden. Er weiß damit, dass kein anderer Sensor eine höhere Datenrelevanz hat. Es kann jedoch trotzdem sein, dass ein anderer Sensor den gleichen DR-Wert hat (wie in diesem Beispiel) . Um die Situation aufzulösen, wird der ID-Wert übertragen. Hierbei stellt dieser Sensor fest, dass ein anderer Sensor mit dem gleichen DR-Wert eine stärker durchsetzende ID besitzt. Deswegen zieht sich dieser Sensor ab bit 1 der ID vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1".
Am PC bzw. der Steuerungseinrichtung 1 empfangene Werte: DR-Wert :1111 1010 invertiert: 0000 0101=Druckwert von Sensor 2 ID-Wert: 1111 1001 invertiert : 0000 0110=ID-Wert des Sensors 2
Abfrage des drittrelevantesten Wertes: Sensor 1:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet : 1111 1111 ID-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein (zurückgesetzter) DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 2 (dritte Stelle von rechts s. Sensor 3) des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1", insbesondere für den gesamten ID-Wert.
Sensor 2:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet: 1111 1111 ID-Wert: 0000 0110 invertiert : 1111 1001 gesendet: 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein (zurückgesetzter) DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 2 (dritte Stelle von rechts s. Sensor 3) des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1", insbesondere für den gesamten ID-Wert.
Sensor 3:
DR-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1010 ID-Wert: 0000 0100 invertiert : 1111 1011 gesendet: 1111 1011 Dieser Sensor setzt sich beim Senden auf dem Bus 6 durch. Die Werte auf dem Bus 6 entsprechen denen, die der Sensor senden wollte. Der Sensor weiß also, dass er der "Gewinner" dieser Übertragung war. Nach dieser Übertragung setzt dieser Sensor seinen Datenrelevanzwert (DR-Wert) auf 0000 0000.
Am PC bzw. der Steuerungseinrichtung 1 empfangene Werte: DR-Wert: 1111 1010 invertiert : 0000 0101=Druckwert von Sensor 3 ID-Wert: 1111 1011 invertiert : 0000 0100=ID-Wert des Sensors 3
Abfrage des viertrelevantesten Wertes:
Sensor 1: DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet : 1111 1111 ID-Wert: 0000 0101 invertiert: 1111 1010 gesendet: 1111 1011 Alle Sensoren erkennen, dass sie den höchsten möglichen DR- Wert haben, wissen aber nicht, wie viele andere Sensoren den gleichen Wert haben. Beim Senden der ID setzt sich der Sensor mit der stärksten ID durch. Dieser Sensor erkennt ab bit 1 der ID, dass ein anderer Sensor stärker ist (bzw. stärkere ID besitzt) und sendet ab dort nur noch "1".
Sensor 2:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet : 1111 1111 ID-Wert: 0000 0110 invertiert : 1111 1001 gesendet: 1111 1001 Alle Sensoren erkennen, dass sie den höchsten möglichen DR- Wert haben, wissen aber nicht, wie viele andere Sensoren den gleichen Wert haben. Beim Senden der ID setzt sich der Sensor mit der stärksten ID durch. Dieser Sensor erkennt, dass seine ID sich auf dem Bus durchgesetzt hat.
Sensor 3:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet: 1111 1111
ID-Wert: 0000 0100 invertiert : 1111 1011 gesendet: 1111 1011 Alle Sensoren erkennen, dass sie den höchsten möglichen DR- Wert haben, wissen aber nicht, wie viele andere Sensoren den gleichen Wert haben. Beim Senden der ID setzt sich der Sensor mit der stärksten ID durch. Dieser Sensor erkennt ab bit 1 der ID, dass ein anderer Sensor stärker ist (bzw. stärkere ID besitzt) und sendet ab dort nur noch "1".
Am PC bzw. der Steuerungseinrichtung 1 empfangene Werte: DR-Wert: 1111 1111 invertiert : 0000 0000=minimaler DR-Wert ID-Wert: 1111 1001 invertiert : 0000 0110=ID-Wert des Sensors 2 Der PC erkennt, dass die ID des Sensors 2 nun zum zweitenmal gesendet wurde. Das bedeutet, dass alle Sensoren ausgelesen wurden. Dies lässt sich auch am Datenrelevanzwert erkennen, da der niedrigstmögliche DR-Wert (0000 0000) nicht das Ergebnis einer Druckmessung sein darf. Um dies erkennbar zu ma- chen, kann beispielsweise hierfür für jeden gemessenen Druck immer eine "1" hinzuaddiert werden. Die ID-Übermittlung kann hierbei ebenso wie die Druckwertübermittlung auf Anfrage der Steuerungseinrichtung 1, beispielsweise durch Übermittlung eines Startsignals in Form ei- nes Bits, negative oder positive Taktflanke, speziellen Bytes o.a., erfolgen.
Es ist aber auch denkbar, dass die Sensoren PICl PIC2 usw. von sich aus zu senden beginnen, sobald wenigstens ein Sensor PICl, PIC2 eine Kollision feststellt und an den Bus 6 eine negative Taktflanke oder ein Low-Level-Signal legt, welches von den übrigen Sensoren als Startbit detektiert wird, so dass alle an dem Bus 6 liegenden Sensoren PICl, PIC2 usw. zeitgleich synchron ihre enthaltenen Druckwerte zu übermit- teln beginnen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass nur diejenigen Sensoren zu senden beginnen, welche überhaupt eine Kollision detektierten.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung erfolgt die ID- Übermittlung ohne erneute Synchronisation, wobei die Synchronisation zur DR-Wert- bzw. Druckwertübermittlung ausgenutzt wird und vor dem Start der ID-Übermittlung eine festgelegte Zeitverzögerung stattfindet. Typischerweise messen die Sensoren PICl, PIC2 den Zeitpunkt des beispielsweise von der Steu- erungseinrichtung 1 gesendeten Startbits (Ts), beispielsweise eines ersten gesendeten Bytes, und antworten mit der auf diese Weise synchronisierten (zeitgleichen) Übertragung der DR- Werte zu einem festgelegten Zeitpunkt danach (Ts+Tl) . Im folgenden benötigen die Sensoren PICl, PIC2 keine weitere Syn- chronisation und senden mit festgelegter Verzögerung
(TS+T1+T2) ihren ID-Wert. Demzufolge ist eine erneute Synchronisation zwischen der Übertragung der DR-Werte und der Übertragung der ID-Werte nicht notwendigerweise erforderlich. Falls die Zeitbasis der Sensoren jedoch schlecht ist, können die Sensoren eine definierte Zeit warten und dann zur Synchronisation der Übertragung der ID-Werte mit dem Senden eines Startbits beginnen. Hierbei kann der Wartevorgang, wäh- rend die Sensoren den Bus 6 auf auftretende Startbits abhören, abgebrochen werden, und somit eine (erneute) Synchronisation erreicht werden.
Für die erfindungsgemäße schnelle Datenübermittlung zwischen den Sensoren PICl, PIC2 und der Steuerungseinrichtung 1 kann vorteilhafterweise auf kostengünstige, im Handel erhältliche Bauteile (in Massenproduktion bspw. RS485 oder CAN-Treiber von Philips) zurückgegriffen werden.
Die Datenübermittlung kann über den bekannten günstigen Standard RS232 erfolgen, wobei ein kostengünstiges Bussystem mit nur einer logischen Datenleitung und kostengünstige übliche Anschaltbaugruppen bzw. Bustreiberbausteine verwendet werden können, um mehrere an einem Bus liegende Sensoren beispielsweise nach dem Wired-AND-Prinzip mit der Steuereinrichtung 1 zu verbinden. Insbesondere kann als Datenprotokoll auf Seite der Steuerungseinrichtung 1 ein herkömmliches RS232 Protokoll verwendet werden, so dass vorteilhafterweise dieses System an viele bestehende PCs oder anderes Equipment mit RS 232 ohne einen Protokollumsetzer (aber eventuell mit Pegelumsetzer) angeschlossen werden kann.
Ebenso ist es möglich, bei dieser Schaltungsanordnung auf kostengünstige Sensoren, beispielsweise mit Mikrocontroller, zurückzugreifen, da durch das erfindungsgemäße Prinzip, bei dem sich der relevanteste Wert zuerst und alleine am Bus durchsetzt und somit an die Steuerungseinrichtung 1 übermittelt wird, trotz kostengünstiger Realisierung der Schaltungs- anordnung eine ausreichende Schnelligkeit und Sicherheit gewährleistet wird.
Selbstverständlich können bei diesem System mit niedrigstem Verkabelungsaufwand und kostengünstigsten elektronischen Bau- steinen auch weitere Funktionen wie Rücksetzen der Sensoren, beispielsweise der Register der Mikrocontroller, Kalibrierung der Sensoren PICl und PIC2, usw. realisiert werden. So ist es möglich, auf Anforderung der Steuerungseinrichtung 1 beispielsweise durch Übermittlung eines speziellen Bytes
(selbstverständlich unterschiedlich zum Anforderungsbyte) ein Rücksetzen der Sensoren PICl, PIC2 sowie durch Übermittlung eines anderen speziellen Bytes einen Kalibrierungsvorgang
(z.B. der Zeitbasis und/oder der Sensorempfindlichkeit bzw. der mathematischen Funktion nach der ein Druckwert im Sensor berechnet wird) o.a. auszulösen.
Denkbar ist beispielsweise auch ein Test auf Funktionsfähigkeit des gesamten Systems, bei dem ohne Kollision die Druckwerte und/oder die eindeutigen ID-Werte an die Steuerungseinrichtung 1 übermittelt werden und auf diese Weise die Funkti- onsfähigkeit aller Sensoren PIC, PIC2, usw. und der Übermittlungsstrecke überprüft werden kann.
Um die Wertigkeit der Sensoren PICl, PIC2 möglichst optimal an die jeweilige Verwendung anzupassen, ist es weiterhin denkbar, nicht nur die ID-Werte nach Relevanz der Orte bzw. der Stellen der Sensoren, beispielsweise absteigend, zu verteilen, sondern auch einen festgestellten Kollisionswert in einem Sensor PIC 1, PIC 2 usw. mit einem einstellbaren Relevanzwert in einer linearen oder nicht linearen Funktion zu koppeln, so dass ein Druckwert für eine Kollision in Abhängigkeit dieses Relevanzwertes und der Funktion sowie des eigentlichen Sensorwertes entsteht, welcher dann an die Steuerungseinrichtung 1 übermittelt wird.
Nach der Erfindung ist es auch denkbar, bestimmte Sensoren gezielt durch Übertragung der ID des Sensors anzusprechen. In diesem Fall sendet die Steuerungseinrichtung 1 zuerst ein Kommando (z.B. "schicke Selbstinformation") und dann die ID des gewünschten Sensors, während alle anderen Sensoren bei dieser Übertragung nicht beteiligt sind. Weiterhin kann in der Anordnung und dem Verfahren ein "Selbstmodus" integriert sein, bei dem die Sensoren bei Eintreten eines bestimmten Ereignisses (beispielsweise 0 0000 0000 0000 0000) ein gegenüber allen anderen Übertragungen do- minantes Breaksignal (beispielsweise im RS232-Protokoll) senden. Hierbei kann jeder Sensor mit einer Reaktionsschwelle ausgerüstet sein, die von der Steuerungseinrichtung 1 setzbar ist. Wird die Reaktionsschwelle (Datenrelevanzschwelle) bei einem Sensor, nachdem die Sensoren in den "Selbstmeldemodus" geschalten wurden, überschritten, so sendet er selbst (ohne Anforderung durch die Steuerungseinrichtung 1) beispielsweise 0000 0000. Selbst bei gleichzeitigem Senden mehrerer Sensoren ergibt sich als Ergebnis entweder wieder 0000 0000 oder eine längere Periode, die von der Steuerungseinrichtung 1 eben- falls erkennbar ist (z.B. Break Signal gemäß RS232 Protokoll) . Wenn Sensoren über ihren Empfangseingang RX eine 0000 0000 empfangen, so gehen sie in den normalen vorstehend geschilderten Kommunikationsmodus zurück. Demzufolge ist es nicht notwendig, dass Steuerungseinrichtung 1 den Wert (z.B. Kollisionsdruck) eines Sensors bzw. aller angeschlossener
Sensoren dauernd abfragt, sondern kann warten, bis an der seriellen Schnittstelle (RS232) ein Signal ankommt. Hat die Steuerungseinrichtung 1 ein solches Signal empfangen, so fragt sie mit dem vorstehend geschilderten Verfahren nach dem stärksten bzw. relevantesten Druckwert. Hierbei ist es auch möglich, dass die Steuerungseinrichtung 1 diesen "Selbstmeldemodus" vorzeitig abbricht, indem sie beispielsweise selbst 0000 0000 sendet.
Denkbar ist auch, dass ein Sensor, der eine bestimmte vorbestimmbare Zeitdauer nicht abgefragt wurde, sich mit längeren 0-Perioden bemerkbar machen kann. Dieses Signal wird dann unabhängig von sonstigen Vorgängen von der Steuerungseinrichtung 1 als Breaksignal empfangen.
Durch das vorstehend für einen Roboter und Kollisionen beschriebene Verfahren wird durch das erfindungsgemäße Prinzip der Übermittlung von Daten in Abhängigkeit von deren Relevanz somit bei kostengünstigster Realisierung gewährleistet, dass zumindest der oder die relevantesten Werte mit ausreichender Geschwindigkeit und Sicherheit bei der Steuerungseinrichtung 1 zur Weiterverarbeitung vorliegen.
Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Schaltungsanordnung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann in verschiedensten An- Wendungsgebieten Verwendung finden, bei denen Objekte zueinander relative Bewegungen ausführen, Entfernungen festgestellt werden sollen, Kollisionen vermieden werden sollen, oder auch bei stationären Systemen wie beispielsweise Sensoren zur Messung von Erdbeben, Windgeschwindigkeiten, usw. und Übermittlung dieser Daten an zentrale Steuerungseinrichtungen.
Hierbei kann vorteilhafterweise durch die vorstehend beschriebene Konkurrenz der Wichtigkeit bzw. Relevanz der Daten der Sensoren zueinander und das Durchsetzen (in Abhängigkeit von dieser Konkurrenz und demzufolge dynamisch) des relevantesten Wertes der sendenden bzw. an einem Bus liegenden Sensoren erreicht werden, dass im Vergleich zu herkömmlichen Systemen diese Information schneller vorliegt, so dass vor- teilhafterweise auch langsamere, einfachere und kostengünstigere Systeme zur Übertragung (Bussysteme, Anschaltbaugruppen, Sensoren, usw.) Verwendung finden können. Hierbei sollen Sensoren im Sinne der Erfindung sehr weitreichend verstanden werden und auch beispielsweise Eingabegeräte mit wenigstens einem Empfangseingang RX und wenigstens einem Sendeausgang TX umfassen.
Hierbei wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass erfindungsgemäß sich der stärkste Datenrelevanzwert aller an den Bus angeschlossenen Sensoren bei der synchronen bzw. gleichzeitigen Übertragung der (Sensoren-) erte durchsetzt und in diesem Datenrelevanzwert der Datenwert enthalten ist bzw. der Datenrelevanzwert von dem Datenwert und einer Parameterfunktion abhängt. Somit ist bei der Übertragung die Relevanz bzw. Priorität von den Daten selbst abhängig, was erfindungsgemäß als variable oder dynamische Relevanz bzw. Priorität der Da- ten verstanden werden soll.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Übermittlung von Daten mehrerer Sensoren (PICl, PIC2) an eine Steuerungseinrichtung (1) über einen Da- tenbus (6), wobei
a) in dem Sensor (PICl, PIC2) ein Datenrelevanzwert ermittelt wird,
b) der Datenrelevanzwert des Sensors (PICl, PIC2) auf den Bus (6) gelegt wird und
c) nur der größte Datenrelevanzwert der Sensoren (PICl, PIC2) an die Steuerungseinrichtung (1) übermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenrelevanzwert des Sensors (PICl, PIC2) bei einem de- tektierten Ereignis an dem Sensor (PICl, PIC2) und/oder auf Anfrage der Steuerungseinrichtung (1) oder eines anderen Sen- sors (PICl, PIC2) auf den Bus (6) gelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend auf Schritt c) , d) ein ID-Wert des wenigstens einen Sensors (PICl, PIC2) auf den Bus (6) gelegt wird und nur ein einziger relevantester ID-Wert an die Steuerungseinrichtung (1) übermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) bis d) solange wiederholt werden, wobei je- weils der Sensor (PICl, PIC2) dessen ID-Wert übermittelt wurde, aufhört zu senden, bis die an die Steuerungseinrichtung (1) übermittelten Werte unterhalb eines vorbestimmbaren Schwellwertes liegen.
5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren Sensoren (PICl, PIC2), einem Datenbus (6) und einer Steuerungseinrich- tung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren über den Datenbus (6) im Wired-AND Prinzip mit der Steuereinrichtung (1) verbunden sind, so dass sich nur ein Datum eines Sensors (PICl, PIC2) durchsetzt.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (PICl, PIC2) einen Sendeausgang (TX) und einen Empfangseingang (RX) , welche mit dem Bus (6) mittels Anschaltbaugruppen (3; 5, 11; 13, 17; 19) verbunden sind, und eine Kontrolleinrichtung aufweist, die bei unterschiedlichen Signalen an Sendeausgang (TX) und Empfangseingang (RX) den Sendeausgang (TX) mit einem neutralen Signal (logisch "1") belegt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bus (6) nur eine logische Datenleitung umfasst .
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da- durch gekennzeichnet, dass der Bus (6) "0"-dominant, "1"- dominant, oder als wired OR ausgebildet ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bus (6) elektrisch als CAN-Bus ausgebildet ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sensor (PI1, PIC2) einen eindeutigen an die Steuereinrichtung (1) übermittelbaren ID- Wert aufweist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (1) RS232 kompatibel ausgebildet ist.
EP01955252A 2000-07-17 2001-07-16 Verfahren zur datenübermittlung Withdrawn EP1301913A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10034693A DE10034693A1 (de) 2000-07-17 2000-07-17 Verfahren zur Datenübermittlung
DE10034693 2000-07-17
PCT/DE2001/002658 WO2002007123A1 (de) 2000-07-17 2001-07-16 Verfahren zur datenübermittlung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1301913A1 true EP1301913A1 (de) 2003-04-16

Family

ID=7649193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01955252A Withdrawn EP1301913A1 (de) 2000-07-17 2001-07-16 Verfahren zur datenübermittlung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20030196000A1 (de)
EP (1) EP1301913A1 (de)
JP (1) JP2004504742A (de)
CN (1) CN1459084A (de)
DE (1) DE10034693A1 (de)
WO (1) WO2002007123A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8000837B2 (en) 2004-10-05 2011-08-16 J&L Group International, Llc Programmable load forming system, components thereof, and methods of use
DE102005052021A1 (de) * 2005-10-31 2007-05-10 Siemens Ag Vorrichtung mit einem Steuergerät und zumindest einer davon räumlich getrennten Sensoreinheit
US10079650B2 (en) 2015-12-04 2018-09-18 Infineon Technologies Ag Robust high speed sensor interface for remote sensors
CN107222551B (zh) * 2017-06-23 2020-03-17 东软集团股份有限公司 一种数据传输及处理方法、设备、信息处理中心

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2078606A (en) 1934-04-02 1937-04-27 Grand Joseph M Le Thermal insulation for valved pipe installation
US4606957A (en) 1985-01-04 1986-08-19 Venture Tape Corp. Pipe insulation with flap for extreme weather applications
DE3546664C3 (de) * 1985-02-22 1995-10-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Datenverarbeitungsanlage
US4715031A (en) * 1985-09-23 1987-12-22 Ford Motor Company Vehicular data transfer communication system
DK157627C (da) 1987-11-06 1993-02-08 Rockwool Int Element til isolering af isaer krumme roer
NL8802132A (nl) * 1988-08-30 1990-03-16 Philips Nv Lokaal kommunikatiebussysteem, station voor gebruik in zo een systeem, en poortverbindingselement voor gebruik in zo een systeem, en apparaat bevattende zo een poortverbindingselement.
BR9300271A (pt) 1993-01-25 1993-08-03 Maria Eliane Almeida Dispositivo de fixacao de isolamentos termicos em tubulacoes e sistema de isolamento termico utilizando referido dispositivo
US5485458A (en) * 1993-03-05 1996-01-16 Apple Computer, Inc. Bus interconnect circuit including port control logic for a multiple node communication network
US5400602A (en) 1993-07-08 1995-03-28 Cryomedical Sciences, Inc. Cryogenic transport hose
DE4421083C2 (de) * 1994-06-16 1996-04-11 Volkswagen Ag Verfahren zur Überwachung einer seriellen Übertragung von digitalen Daten auf einer Ein-Draht-Multiplexverbindung zwischen untereinander kommunizierenden Signalverarbeitungsgeräten
US5968154A (en) * 1995-07-25 1999-10-19 Cho; Jin Young Distributed priority arbitrating method and system in multi-point serial networks with different transmission rates
US5938754A (en) * 1997-11-26 1999-08-17 National Instruments Corporation Fieldbus connector including dual connectors
US6735630B1 (en) * 1999-10-06 2004-05-11 Sensoria Corporation Method for collecting data using compact internetworked wireless integrated network sensors (WINS)
US6757523B2 (en) * 2000-03-31 2004-06-29 Zeus Wireless, Inc. Configuration of transmit/receive switching in a transceiver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0207123A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1459084A (zh) 2003-11-26
JP2004504742A (ja) 2004-02-12
US20030196000A1 (en) 2003-10-16
WO2002007123A1 (de) 2002-01-24
DE10034693A1 (de) 2002-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3317567C2 (de) Rechnergesteuertes Zeitmultiplex-System
EP2654247A1 (de) Serial-Peripheral-Interface-Schnittstelle mit verminderter Verbindungsleitungsanzahl
EP2359539B1 (de) Datenübertragungsprotokoll
DE3789728T2 (de) Serieller Datenbus für verschiedene Betriebsarten (SCI, SPI und gepufferte SPI) und Verfahren für serielle Peripherieschnittstelle in einem seriellen Datenbus.
EP2613463B1 (de) Verfahren zur überwachung eines transmitters und entsprechender transmitter
DE4421083C2 (de) Verfahren zur Überwachung einer seriellen Übertragung von digitalen Daten auf einer Ein-Draht-Multiplexverbindung zwischen untereinander kommunizierenden Signalverarbeitungsgeräten
EP0564923B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Phasenmessung
WO2018206146A2 (de) Verfahren zur computer gestützten, automatisierten überprüfung von anforderungen
EP1301913A1 (de) Verfahren zur datenübermittlung
DE69213505T2 (de) Mehrfachadapter mit einer Schaltung zur Antwortssignaldetektion
EP0625751A1 (de) Sicheres Informationsübertragungsverfahren für einen Bus
WO2022171641A1 (de) Identifizieren einer störung in empfangenen echosignalen einer gruppe von sensoren
WO2021032256A1 (de) Verfahren zur positionserkennung eines busteilnehmers
DE3601243C2 (de)
DE3333847C2 (de)
EP0046937B1 (de) Fernwirkeinrichtung mit Ausgabe von empfangenen Meldungen und von Zustandsmeldungen abhängig vom Betriebszustand der Stationen
DE3872807T2 (de) Steuerschaltung fuer eine esdi-schnittstelle.
DE3339388C1 (de) Bordgeraet fuer ein Zweiweg-Entfernungsmesssystem
EP0377886B1 (de) Anordnung zum Übertragen von in mehrere Teile unterteilten Datenwörtern
DE4340144C2 (de) Anordnung zur Erfassung und Abrechnung von mittels Kopiermaschinen erzeugten Kopien
DE3415528C2 (de)
DE69027800T2 (de) Vorrichtung zur Erkennung der Konfiguration eines Kommunikationsports
WO1994010631A1 (de) Anordnung zur datenübertragung mit einem parallelen bussystem
EP0092216A2 (de) Coderegelverletzungsprüfer für digitale Signale im AMI-Code
DD295290A5 (de) Schaltungsanordnung zur beseitigung von stoerimpulsen in digitalsignalen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20030110

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20060201