CN101278493B

CN101278493B - 用于测量设备的数据记录器

Info

Publication number: CN101278493B
Application number: CN200680036889.2A
Authority: CN
Inventors: 克劳斯·京特; 托马斯·德克; 约瑟夫·费伦巴赫
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2026-10-05
Also published as: DE102005062418A1; CN101278493A

Abstract

用于在现场设备与控制设备之间传输数据的电路装置，其具有：用于耦合控制设备的第一数据接口(101)和用于耦合现场设备的第二数据接口(111)。在控制设备侧的数据接口与现场设备侧的数据接口之间存在电流隔离元件(108)，其中第一数据接口和第二数据接口通过电流隔离元件以具有通信能力的方式耦合。此外，该电路装置还具有至少一个数据存储设备(112)，其中该数据存储设备耦合到第一数据接口上或者耦合到第二数据接口上。该数据存储设备在此被构建为使得在需要时可以由该数据存储设备从至少第一或者第二数据接口接收数据。

Description

用于测量设备的数据记录器

本申请要求2005年10月5日提交的美国临时申请60/723,857和2005年12月27日提交的美国临时申请60/754,472的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

本发明涉及测量设备的通用技术领域。特别地，本发明涉及一种用于在现场设备与控制设备之间传输数据的电路装置、一种数据记录器、一种现场设备-装置、一种用于传输数据的方法、一种用于存储现场设备的数据和用于将数据转录到控制设备上的电路装置、以及一种便携式数据存储设备的应用，用于存储现场设备的数据和将数据转录到控制设备上。

为了利用对电磁波的传播时间的测量来测量容器中的液体和固体的料位，测量装置通常安装在容器壁上或者在容器壁中。随后，测量装置通过波导体引导地发射波或者通过天线朝填料的方向发射。在填料上反射的波接着又被测量装置接收。根据由此能够确定的传播时间得到传感器与填料之间的距离，并且根据传感器的位置至容器底部的知识得到所探求的填充高度。

本发明的任务是提出一种用于测量信号的可靠的数据传输设备。

因此，根据独立权利要求提供了一种用于在现场设备与控制设备之间传输数据的电路装置、一种数据记录器、一种现场设备-装置、一种用于传输数据的方法、一种用于存储现场设备的数据和用于将数据转录到控制设备的电路装置，以及一种便携式数据存储设备的应用，用于存储现场设备的数据和将数据转录到控制设备上。

根据本发明的一个示例性实施例，提出了一种用于在现场设备与控制设备之间传输数据的电路装置。在此，该电路装置具有第一数据接口，电路装置借助该数据接口可以耦合到控制设备上。该电路装置可以借助第二数据接口耦合到现场设备上。此外，该电路装置还具有至少一个数据存储设备。

第一数据接口和第二数据存储接口以具有通信能力的方式耦合。在第一数据接口或者第二数据接口的至少一个上耦合有数据存储设备。该数据存储设备被构造为使得在需要时可以存储、暂存或者缓存在第一数据接口与第二数据接口之间被交换的数据。

可能令人感兴趣的是，在测量时刻产生的测量数据并不是立刻向控制设备或者分析设备转发。例如当希望分析时间序列时，会存在不希望立刻转发测量数据的可能情况。对此，测量值应该汇总以供使用。

具有数据存储设备的接口设备可以在一个时段中检测测量值，而不用与控制设备相连。这样，在一个时段中对测量数据的记录可以独立地(autark)进行。在该上下文中，独立尤其意味着：在测量的同时或者在测量期间，控制设备不需要连接到测量设备，并且该控制设备不必被监控。因此，可以在晚间记录测量序列。换言之，这意味着，电路装置与借助控制设备的能量供给是独立的。

不直接转发测量值的另一个例子可以是所谓包络线的记录。如果测量设备例如是超声波测量设备或者雷达测量设备，其中由填料反射回波，则很多情况下感兴趣的不是回波值的精确的时间曲线，而是可以以包络线(尤其是回波包络线)的形状表示的趋势。包络线例如可以跟踪时间上的振荡的极值。这样例如可以根据雷达传感器的回波包络线识别对象的位置。

即使在出现数据拥塞的情况下，数据存储也可以是有用的。如果在某一时刻对用于进一步处理的接口存在过多的数据，则借助数据存储设备可以对数据进行暂存、记录、分录或者缓存。因此，可以概括而言的是，借助数据存储设备可以提高数据可靠性，尤其是加强对已有数据的接收和分析。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种数据记录器，其具有用于在现场设备与控制设备之间传输数据的电路装置。数据记录器可以用作独立的设备，该设备用于在易爆区域(Exbereich)中耦合控制设备和现场设备并且用于暂存数据。数据记录器可以独立地被驱动，因为其具有专用的内部电流供给或者可以由现场设备供给能量。当数据记录器由现场设备以能量驱动时，包括现场设备和数据记录器的测量系统可以作为单元独立地被驱动。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种具有电路装置或者数据记录器的现场设备-装置和一种现场设备。该电路装置或者数据记录器具有上面所述的特征。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于尤其是串行传输数据的方法，其中数据在第一数据接口与第二数据接口之间被传输，并且需要时对要传输的数据进行存储。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于存储现场设备的数据和用于将数据转录到控制设备的电路装置。该电路装置具有数据接口，该数据接口被设计用于耦合到现场设备上和耦合到控制设备上。数据接口具有数据存储设备，该数据存储设备被设计为在需要时由数据接口接收数据，并且在需要时又将数据提供给数据接口。

在此，数据存储设备可以设计用于识别出电路装置耦合到现场设备上，尤其是耦合到现场设备的接口上。通过耦合，数据存储器可以被连接，已有数据被自动从现场设备收集并且存储在数据存储设备中。

电路装置可以便携式地构造，使得其能够容易地耦合到现场设备上。

借助相同的数据接口(其中该电路装置可以借助该数据接口耦合到现场设备上)，电路装置也可以构造为可连接到控制设备上。在连接到控制设备上时，数据存储器可以识别出数据存在于数据存储设备中，并且控制设备构造为能够接收数据。通过这种方式，可以促使数据存储器将数据传输给控制设备。由此，可以实现用于现场设备的便携式存储设备。

在现场设备上可以省去用于将数据传输到控制设备的有线总线系统。数据传输和对现场设备的参数或者控制指令的传输可以借助便携式存储设备来实现。

根据本发明的另一示例性实施例，给出了用于存储现场总线设备的数据和将数据转录到控制设备上的便携式数据存储设备的应用。例如，在现场设备与控制设备之间的数据传输可以通过存储棒(Memorystick)来实现。

本发明的示例性实施例由从属权利要求中得到。

根据本发明的另一示例性实施例，电路装置具有电流隔离元件。该电流隔离元件以具有通信能力的方式耦合在第一数据接口与第二数据接口之间。

数据存储设备可以在数据的流动方向上位于电流隔离之前或者之后。在电流隔离之前的数据存储设备例如可以通过其缓冲作用来均衡电流隔离的瓶颈。

在工作于所谓易爆环境中的情况下，可以要求对电设备提出某些前提条件以便使这些设备在易爆环境中运行。易爆环境可以分成多个保护级。易爆区可以是其中使用了易爆的材料或者过程参数的区域。当在易爆区域中所使用的测量设备产生飞弧时，这样的飞弧由于在易爆的材料附近而会导致不希望地点燃材料，由此会引起爆炸。

例如当用于测量料位的料位测量设备使用在油罐中时，会出现测量设备使用在易爆的区域中的情况。根据油罐的大小会出现油罐的壳体具有电势，该电势不同于控制设备的电势。为操作测量设备或者现场设备可以需要控制设备。

因为总线系统可以是导电的系统，所以由于在油罐上的测量设备和控制设备相连会在油罐(以及由此也在测量设备)与控制设备之间发生电荷平衡。借助导电系统的电流隔离可以防止电势差的平衡。换言之，这意味着，测量设备和控制设备的电流隔离可以防止在测量设备和控制设备之间可流动低频电流，尤其是直流。

根据本发明的另一示例性实施例，电路装置可以具有至少一个第一和至少一个第二并行/串行转换器。第一并行/串行转换器与第一数据接口耦合而第二并行/串行转换器与第二数据接口耦合。第一和第二并行/串行转换器被构造为彼此之间串行地传输数据。

借助并行/串行转换器能够实现的是，通过唯一的串行线路传输作为并行数据信号存在的某一位宽度的信号。由此，例如可以减少在两个数据接口之间的所需连接的数目。因此，例如可以避免并行线路彼此之间的双工效应(Gegensprecheffekte)产生的影响。

通过减小接口之间所需的连接，也可以降低在例如两个耦合的组件之间的连接线路的数目。这样也可以减少可能需要的电流隔离元件的数目，因为为了避免均衡电流，会借助电流隔离元件隔离在其中会出现不同电势的接口之间的每个电连接。因此，借助使并行的数据串行化可以减小所需电流元件的数目。

第一并行/串行转换器和第二并行/串行转换器也能够以具有通信能力的方式耦合，使得第一并行/串行转换器设置在第一数据接口与电流元件之间，而第二并行/串行转换器设置在第二数据接口与电流元件之间。在此，第一并行/串行转换器和第二并行/串行转换器彼此之间串行地传输数据。

根据另一示例性实施例，第一并行/串行转换器或者第二并行/串行转换器或者第一并行/串行转换器和第二并行/串行转换器构建为LVDS部件。LVDS(低压差分信号)技术允许串行地传输并行存在的数据。LVDS是用于数据传输的接口标准。在此使用低电压，这意味着代替常用的用于数字系统的3V或者5V(TTL)的高电压，而使用更低的电压。

因此，不需要相对高的例如3V的电压差来区分零与一，由此可以避免消耗相应高的功率。典型地，LVDS技术以0.4V和100欧姆的线路阻抗来工作。由此，线缆的随每个信号边沿要改变的载荷会更小，并且可以实现更快速的信号边沿。

LVDS基于差分信号传输，即基于紧挨的两线系统，该两线系统的信号相位偏移180°。这能够实现容易且有效地滤去干扰，因为在两个线路中的干扰在相同的位置以相同的强度出现。以LVDS技术可以实现的典型数据传输率在线路长度为2m的情况下为每秒200兆比特(Megabit)的数据传输率。其中可以借助LVDS技术实现的数据传输率的另一可能的范围是每秒520兆比特至每秒600兆比特或者每秒600兆比特至1.5吉比特(Gigabit)的范围。

根据本发明的另一示例性实施例，电路装置具有第一接口驱动器。第一接口驱动器可以被构建为使低LVDS逻辑电平与为接口所设计的电压电平、能量电平(Energiepegel)或者功率电平相匹配。这样，第一数据接口例如可以构建为用于控制设备的USB(通用串行总线)接口，其电平为大约+5V。第一接口驱动器进行了相应的电压匹配。

接口驱动器可以使现有的有用信号与相应的接口标准所要求的电平相匹配，以及与信号的对应于标准的时间特性相匹配。

根据本发明的又一实施例，电路装置在其第二数据接口上具有第二接口驱动器。第二接口驱动器可以构建为例如在第二数据接口上为现场设备特定的接口提供功率电平。如果要被连接在电路装置上的现场设备是具有

总线的现场设备，则在

总线典型的电压电平中所要求的电压电平在270mV至700mV的范围。

借助控制设备接口上和测量设备接口上的不同的接口驱动器，可以实现对控制设备和测量设备不同的电压电平。

尤其是，数据记录器被设计为接口转换器，即在用于连接控制设备的接口与用于连接现场设备的接口之间能够实现不同的接口格式的装置。以这样的方式和方法，当根据本发明的数据记录器作为“翻译器”连接在两个基于完全不同的标准的设备之间时，这两个设备可以相互通信。模块化的结构是可能的，在该结构中接口驱动器可被更换或者插塞。

根据本发明的另一示例性实施例，第一数据接口可以是USB接口、RS.232接口或者其他在数据处理的设备中常用的接口。控制设备通常可以是PC或者PDA(个人数字助理)。通过提供相应的接口，可以实现借助控制设备来操作电路装置。

根据本发明的另一示例性实施例，第二数据接口可以是

总线接口、VBUS总线接口、现场总线接口或者I²C总线接口。第二数据接口可以与测量设备的接口相匹配。因此，测量设备可以连接在第二数据接口上，由此能够实现接收由测量设备所提供的数据。

根据本发明的另一实施例，电路装置具有另一电流隔离元件。在此，另一电流隔离元件被构造为将电流供应与电路装置电流隔离。

能量供给可以为两个被隔离的电路部分供应能量，而不会由于能量供给而在电路部分之间产生直流通过电流(Gleichstromfluss)。

根据本发明的另一示例性实施例，数据存储设备构建为闪存NAND。闪存NAND可以是存储模块，该存储模块可以允许高的数据吞吐量。因此，可以进行数据的非常快速的写和读。通过快速的存取速度总体上可以提高电路装置的处理速度。通过提高速度可以提高电路装置的整体性能。数据存储设备可以借助NAND闪存存储器与串行数据连接的高传输率相匹配。换言之，这意味着，数据存储设备的处理速度与串行连接的传输率相匹配。

还根据本发明的另一示例性实施例，电流隔离元件具有至少一个电容器。电容器可以是两个被介电材料隔离的电路板。借助介电材料的隔离可以防止飞弧和电容器板之间的直流电流的流动。借助作为电流隔离元件的电容器，可以满足对电路装置的防爆的要求。从物理上看，借助介电材料实现了两个不导电地相连的回路。

电容器组、电容器的并行和/或串行链接也是可能的。

线路中的电容器可以防止连接在该线路上的元件之间的电荷交换。由此，在第一数据接口与第二数据接口之间的电容器可以防止在这两个接口之间的通过电流。LVDS连接可以差分地构建。因此，每个连接可以具有多个线路。这些多个线路中的每一个都可以具有电容器形式的电流隔离元件。

参照电路装置、数据记录器和现场设备-装置说明了本发明的许多改进。

这些扩展方案也适于用于串行传输数据的方法。

I2C或者I²C(用于内部集成电路)是用于计算机系统的串行总线。该总线可被使用以便将具有低传输速度的设备连接到嵌入式系统或主板上。

协议(可寻址远程传感器通路)尤其可以称作用于可总线寻址的现场设备的开放式主从协议。该协议可以实施一种方法，借助频移键控(FSK)将数据附加4至20mA的过程信号来传输，以便能够实现远程配置和诊断校验。

不仅I2C而且

都适于作为用于与现场设备(例如流体测量设备或者压力测量设备)通信的协议。

以下参照附图描述了本发明的示例性实施例。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的、用于在现场设备与控制设备之间传输数据的电路装置的框图。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的现场设备-装置。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的现场设备-装置。

图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的现场设备-装置。

图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的数据记录器的电路图。

不同附图中的相同或者类似的部件设置有相同的参考数字。

附图中的视图是示意性的并且未按比例绘出。

图1示出了用于在现场设备与控制设备(这两者均未在图1中示出)之间传输数据的电路装置100的框图。在第一接口101上可以连接控制设备。对工作所需的信号电平、尤其是对工作所需的能量从该接口或者从连接在其上的控制设备通过第一接口驱动器102被获取。第一接口驱动器101例如可以构建为USB端子，并且可以通过为此在USB端子中所设置的线路取得能量。

对能量供给替换地和补充地，接口驱动器102也负责转发所接收的数据。第一接口驱动器102通过并行线路103接收或者发送数据。在该情况下，并行引线103的宽度为八比特。数据传输在来回方向上分开地进行。对每个方向都使用八比特宽的数据线路。

第一并行/串行转换器104负责将通过线路103接收或者发送的并行数据转换成通过线路105发送或者接收的串行数据。第一并行/串行转换器104在线路105上产生所谓的LVDS信号。为了转发到相邻的并行/串行转换器107上，该信号必须跨越电流隔离元件108并且通过串行LVDS线路106到达第二并行/串行转换器107。电流隔离108以近似无穷大的电阻抵抗直流信号或者共模信号，使得该共模信号不会传播越过电流隔离106。通过电流隔离元件108的传播不仅可以在从第一并行/串行转换器104至第二并行/串行转换器107的方向上而且可以在相反的方向上进行。

第二并行/串行转换器107可以将线路106上串行接收到的信号反向转换成并行数据流。并行数据流在线路109上被提供给第二接口驱动器110使用。第二接口驱动器110在此可以进行并行数据与相应的测量接口111在物理上的匹配。就此而言，该匹配尤其是在信号电平和定时特性方面来进行。作为测量接口111的I²C接口不同于

总线协议，使得只有匹配的接口111才能用于与相应的设备进行通信。接口111的类型也可以通过转换来调节。在此，要操作的接口可以通过电路装置来选出。

对通过第一接口101和第一接口驱动器102来进行能量供给，可替换地或者补充地，电路100的能量供给可以通过第二接口111和第二接口驱动器110来进行。由此，可以由连接在第二接口111的现场设备来为电路供给能量。

用于确定电路装置100是否应该通过第一接口101或者第二接口111进行能量供给的转换可以自动地进行，其方式是电路100例如识别究竟在哪个接口上连接有能量供给。

在图1中，在第二接口驱动器110上同样连接有数据存储器112。该数据存储器位于电流隔离元件108之前，用于从端子111上的测量设备传输给端子101上的控制设备的数据。该数据存储器在此可以是集成的数据存储器，也可以是外部数据存储器112。在图1中示出了外部数据存储器112。数据存储器112可被使用以暂存或者缓存数据，其中与这些数据通过并行/串行转换器107所进行的进一步处理相比，这些数据可以通过第二接口111被更为快速地提供。

电路装置100可以用于在测量设备与控制设备之间进行数据交换。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的现场设备-装置。现场设备-装置200包含控制PC201、数据记录器202和用于对所连接的罐204中的料位进行测量的料位测量设备203。

数据记录器202具有用于传输数据的电路装置100。数据记录器202包含第一数据接口205(该接口是USB端子205)，使得PC201和数据记录器202通过USB总线205耦合。

此外，接口转换器202包含第二数据接口206，数据记录器202可以借助第二数据接口与料位测量设备203耦合，确切地说，可以选择性地根据I²C标准或者

标准来耦合。在图2中所示的配置中，数据记录器202和料位测量设备203根据

标准耦合。

数据记录器202不仅可以通过USB端子205而且可以通过测量端子206来被供给能量。能量源在此可以由数据记录器来选择。转换可以自动地进行。

此外，数据记录器202实现在控制PC201与料位测量设备203之间的电流隔离，该料位测量设备可以设置在易爆的环境中。通过电流隔离使回路206与205物理上分离。

数据记录器202可以将在PC201与料位测量设备203之间交换的数据录制或者记录在数据记录器202的内部存储器中(未在图2中示出)。由此，借助数据记录器202记录现场设备或者传感器203的数据，例如具有时间标记或者回波曲线的测量值。

在图3中又示出了一种现场设备-装置，该现场设备-装置可以与用于调节数据记录的编程设备300耦合。此外，在此也示出了图2中的设置到料位测量设备203上的数据记录器202。数据记录器202具有为了连接而与现场设备203相匹配的形状和连接装置。在图3中，编程设备300和数据记录器202未耦合。

数据记录器可以独立地(即不需要与控制设备300的USB端子205相连地)存储其从测量设备203获得的数据。随后，所存储的数据可以在稍后的时刻由PC201从数据记录器202中读取。对此，数据记录器202不必与现场设备相连。在记录期间，数据记录器可以从专用的能量供给(例如电源或者太阳能电池(未在图3中示出))获取能量，或者通过现场设备来获取能量。

在图4中示出了另一现场设备-装置。在该现场设备-装置中，控制PC201与数据记录器202通过USB总线205耦合。以这样的方式和方法可以实现数据的读取。同样，在数据记录器202独立工作期间所收集的数据可以被进一步处理。在图4中，数据记录器202未与现场设备相连。因此，数据被存储在数据记录器202中并且可被读取，而不需要进一步连接到现场设备。

图5示出了多个部件，其中以下将主要涉及电路装置607。电路装置607示出了一种用于在现场设备与控制设备之间传输数据的装置。在所示的电路装置607中，在USB端子205与测量设备端子205之间双向地进行数据传输。测量设备端子206可选择地在I²C总线端子206与端子206之间转换。换言之，端子206始终具有相同的物理引脚。在端子206的各个线路或者引脚上的信号的内容可以根据不同的总线标准而不同。

用于I²C总线的信号通过微控制器603的输出端604来提供。此外，

总线的信号通过微控制器603的输出端605来提供，并且被提供给端子206上的

接口驱动器606。通过测量设备端子206，不仅可以将信号传输给测量设备(即信号离开电路装置607)，而且可以由测量设备传输信号，即信号进入电路装置607。

微控制器603与数据存储器608相连，该数据存储器在该情况下是具有容量为256兆字节的闪存NAND。数据存储器608的连接通过六线制线路609和八线制线路610来实现。闪存存储器608通过能量供给线路612与能量供给601相连。能量供给601具有测量设备侧的电势612和控制设备侧的电势613，其中控制设备侧的电势613高于现场设备侧的电势612。例如，控制设备侧的电势可以在+4.4V至+5V的范围中，现场设备侧的电势可以在+3至+3.3V的范围中。

两个电势612和613之间的隔离在图6中通过虚分离线602来表示。电势612和613的电流隔离借助能量供给601中的电流隔离元件627来实现。电流隔离元件627包括四个电容器，其中各两个电容器分别设置在供给线路628和629中。

分离线602表示在电路装置607的测量设备侧的部分614与电路装置607的控制设备侧的部分615之间的电流隔离。借助电流隔离元件616实现在电路装置607的现场设备侧的部分614与电路装置607的控制设备侧的部分615之间关于信号线路620和621的电流隔离。

因此，借助电流隔离元件627和616实现了电路装置607的控制设备侧615与电路装置607的测量设备侧614的完全的电流隔离。因此，在控制设备侧615和现场设备侧614之间的能量供给和数据连接被隔离。在此，能量例如可以通过USB接口205获得。

在图6中通过四个电容器示出了电流隔离元件616，这些电流隔离元件防止了均衡电流由于不同的电势612、613而会在两个电路部分614、615之间流动。该均衡电流不仅可以由于不同的电势613和612而产生，而且也可以由于在现场设备侧的充电而引起。而交变电流可以越过电流隔离616并且由于信号中的信息通常是交流形式的，所以信号可以通过电流隔离元件616进行传输。

可能的均衡电流会引起火花跳跃(Funkenuebersprung)，当电路装置607被用于易爆(Exbereich)区域中时，该火花跳跃会导致爆炸。为了在这两个电路部分之间保持小数量的电流隔离元件616，在微控制器603的IC的输出端618上作为并行信号可供使用的数据借助串行/并行转换器619转换成串行的(即相继的)数据流。16比特宽的并行信号转换到串行的引出线620上。在相反方向上，类似上面所描述的转换方法来进行在串行线路621的传输。数据传输所进行的方向可以借助转换开关(未在图6中示出)来确定。为了方向转换可以使用微控制器。

线路620的串行数据流到达串行/并行转换器622。在该串行/并行转换器中，串行信号又被反向转换成16比特宽的数据信号，该数据信号被提供给微控制器或者驱动级623使用。与在线路618上传输的数据并行地，通过线路624或者625进行时钟信号的传输。在相反方向上类似地进行传输。

以并行线路表示的串行线路620和621被设计用于传输差分信号。在两个线路620和621上，信号传输在相反的方向上进行。为此，线路620或者621分别具有窄的、彼此并行的段630、631和632、633，在这些段上传输差分信号。每个段630、631和632、633都具有两个用于物理隔离的电容器。

线路630和631上的信号的电平相互颠倒。同样，线路632和633的电平相互颠倒。为了使通过线路所传输的信号同步，可以使用时钟信号。

驱动器623在输出端626以与USB标准对应的形式将接收到的并行数据提供使用。驱动级623的输出端626的信号与控制设备电压613一同被提供给接口205。

在能量供给601中也进行了电流隔离。由此，数据记录器202完全被电流隔离。也就是说，不仅能量供给而且数据连接都在控制设备侧615与现场设备侧614之间被隔离。能量例如可以通过USB接口205来获得。

补充地应指出，“包括”并不排除其他元件或者步骤，而“一个”或者“一”并不排除多个。此外还应指出，参照上面的实施例之一所描述的特征和步骤也可以与其他上面所描述的实施例的其他特征或者步骤结合地使用。权利要求中的参考标记不能视为限制。

Claims

1.一种用于在现场设备与控制设备之间串行地传输数据的电路装置，其具有：

用于耦合到控制设备(201)上的第一数据接口(101，205)；

用于耦合到现场设备(203)上的第二数据接口(111，206)；

至少一个数据存储设备(112)；

至少一个第一并行/串行转换器(104，622)；

至少一个第二并行/串行转换器(107，619)；其中第一数据接口(101，205)和第二数据接口(111，206)具有通信能力地耦合并且能够实现双向数据传输；

其中第一数据接口(101，205)和第二数据接口(111，206)中的至少一个数据接口(101，111)连接到所述至少一个数据存储设备(112)上；

其中所述至少一个数据存储设备(112)构建为：在需要时，从第一数据接口(101，205)和第二数据接口(111，206)中的至少一个数据接口(101，111)接收数据；

其中所述至少一个第一并行/串行转换器(104，622)与第一数据接口(101，205)耦合；而

其中所述至少一个第二并行/串行转换器(107，619)与第二数据接口(111，206)耦合；

其中所述至少一个第一并行/串行转换器和所述至少一个第二并行/串行转换器构建为彼此之间串行地传输一定位宽的并行的数字信号；

其中所述第一数据接口(101，205)和所述第二数据接口(111，206)中至少之一是串行接口；

所述的电路装置还具有：

电流隔离元件(108，616)；

其中第一数据接口(101，205)和第二数据接口(111，206)通过电流隔离元件(108，616)具有通信能力地耦合；

其中所述电流隔离元件(108，616)设置在所述至少一个第一并行/串行转换器(104，622)和所述至少一个第二并行/串行转换器(107，619)之间。

2.根据权利要求1所述的电路装置，其中所述至少一个第一并行/串行转换器(104，622)和/或所述至少一个第二并行/串行转换器(107，619)构建为低压差分信号部件。

3.根据权利要求1至2所述的电路装置，其中第一数据接口(101，205)具有第一接口驱动器(104，623)。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的电路装置，其中第二数据接口(111，206)具有第二接口驱动器(110，603)。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的电路装置，其中第一数据接口(101，205)是USB接口或者RS.232接口。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的电路装置，其中第二数据接口(111，206)选自以下接口中的至少一个：

总线接口、VBUS总线接口、现场总线接口或者I²C总线接口。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的电路装置，其中所述至少一个数据存储设备(112，608)是闪存NAND存储器。

8.根据权利要求1至2中任一项所述的电路装置，其还具有：

另一电流隔离元件(627)；

其中所述另一电流隔离元件(627)构建为电流隔离电路装置的能量供给。

9.根据权利要求1至2中任一项所述的电路装置，其中所述电流隔离元件(108，616)具有至少一个电容器。

10.一种数据记录器，其具有根据权利要求1至9中任一项所述的电路装置，该数据记录器用于在控制设备(201)与现场设备(203)之间传输数据。

11.一种现场设备-装置，其具有现场设备(203)和根据权利要求1至9中任一项所述的电路装置(100)，或者具有现场设备(203)和根据权利要求10所述的数据记录器(202)。

12.根据权利要求11所述的现场设备-装置，其中现场设备选自：料位测量设备、压力测量设备和雷达测量设备。

13.一种用于在第一数据接口和第二数据接口之间串行地传输数据的方法，其中该方法具有：

在至少一个第一并行/串行转换器(104，622)中将并行地可用的数据转换为串行的数据流；

在至少一个第二并行/串行转换器(107，619)中将串行的数据流转换为并行的数据；

其中所述至少一个第一并行/串行转换器(104，622)与第一数据接口(101，205)耦合；以及

其中所述至少一个第一并行/串行转换器(104，622)和所述至少一个第二并行/串行转换器(107，619)设计用于发送或者接收一定位宽的并行数据；

在第一数据接口(101，205)和第二数据接口(111，206)之间串行地传输所述数据；

其中第一数据接口(101，205)和第二数据接口(111，206)能够实现双向的数据传输；

需要时，将在第一数据接口与第二数据接口之间要传输的数据存储在数据存储器(112，608)之间；

其中所述第一数据接口(101，205)和所述第二数据接口(111，206)中至少之一是串行接口，

所述的方法还具有：

借助在所述至少一个第一并行/串行转换器(104，622)和所述至少一个第二并行/串行转换器(107，619)之间的电流隔离元件(108，616)电流隔离第一数据接口(101，205)和第二数据接口(111，206)；

将并行信号转换成串行信号；

在第一数据接口(101，205)与第二数据接口(111，206)之间通过电流隔离元件(108，616)串行传输数据。