CN102203558A - 用于基于传感器的测量结果的校准系数 - Google Patents

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Abstract

一种提供针对传感器设备的设备专用校准数据的方法包括在其环境要被监视的区域中提供传感器设备，所述传感器设备至少包括可对该区域的所选条件进行响应的部分、传送机部分和存储器部分。然后将与传感器设备落入的传感器组相关联的通用校准数据存储在远离传感器设备的数据库中，并将供在修改通用校准数据以更准确地符合传感器设备的动作校准数据时使用的至少修正数据存储在传感器设备的存储器部分中。用询问器设备来询问传感器设备以获得修正数据，并从数据库检索与传感器设备有关的通用校准数据并使用修正数据来修改该通用校准数据以产生传感器设备专用校准数据。

Description

用于基于传感器的测量结果的校准系数
技术领域
本发明涉及用于将校准信息与传感器设备相关联的系统和方法。
背景技术
对于诸如SAW轮胎压力传感器之类的一定类型的传感器而言，为所制造的每个传感器提供单独的校准数据是必要的。当测量/询问传感器时，获得频率信息，并且使用校准数据和预定义算法，能够得到温度和压力信息。
当前，存在用于处理此数据的若干方法和供其使用的过程。WO2007/005020公开了一种其中将所有校准数据存储在被与传感器一起保持的RFID标签上的系统。在询问传感器之前，首先读取标签以检索校准系数。然而，此系统具有缺点，即其可能花费相当大量的时间来读取所有所需数据。当RFID标签被放置在诸如客车的车轮之类的环境内时，可能严重地影响读取范围。特别地，当车辆正以高速移动时，它可能变得难以具有足够长的时机以从标签读取所有所需数据。
另一方法是对传感器进行分组，因此对于特定应用而言，将仅使用落在给定范围内的传感器，并且可以使用“平均”校准系数集。此方案的问题是对于要求高准确度规格的一些应用而言，这些组可能变得非常窄，因而使得具有大量的组而在逻辑上存在问题或遭受非常差的传感器产量。
在EP1659374中公开的第三方案是再次为RFID提供但仅在其中存储序列号/识别号的传感器，所述序列号/识别号唯一地识别与其相关联的传感器。然后将所有可适用传感器系数存储在数据库中，其可以被本地地存储到询问电子装置或者可以远程地存储，其可以从另一板上系统被访问或者诸如经由因特网从甚至更远的源被访问。在使用中，读取传感器的序列/识别号并用来查找数据库中的校准信息。然而，此方法的问题是数据库的大小和实现对它的访问。
发明内容
根据本发明，提供了一种提供针对传感器设备的设备专用校准数据的方法，包括步骤：在其环境要被监视的区域中提供传感器设备，该传感器设备至少包括可对该区域的所选条件进行响应的部分、传送机部分和存储器部分；将与该传感器设备落入的传感器组相关联的通用校准数据存储在远离该传感器设备的数据库中；将至少修正数据存储在传感器装置的存储器部分中以供在修改通用校准数据以更准确地符合该传感器设备的动作（actuation）校准数据时使用；用询问器设备询问该传感器设备以获得修正数据；从数据库检索与该传感器设备有关的通用校准数据；以及使用该修正数据来修改通用校准数据以产生传感器设备专用校准数据。
本发明还提供了一种传感器设备，其包括作为对要监视的区域的所选环境变量的响应的部分、传送机部分和存储器部分，所述存储器部分至少存储用于修改与该传感器设备落入的传感器组有关的通用修正数据以产生传感器专用校准数据的修正数据。
依照本发明的方法和传感器装置具有优点：其使得能够以与现有技术系统相比要求少得多的数据既要本地存储在传感器上又要存储在也可被询问器访问的数据库中的方式来使用针对传感器的准确校准数据。这减少了从传感器设备提取数据所需的时间，并且还使得能够更在询问器本地地存储该数据库，这避免了与现有技术相关联的访问问题。更特别地，由于针对该组或每个组来计算通用校准数据，并且随后基于其实际校准数据将每个传感器分配给一组，所以针对该组的数据在制造新的传感器时不改变，并因此不具有如在现有技术中对恒定更新的相同要求。因此，可以将针对特定类别的传感器的校准系数硬编码到询问器中，由此使得查找特别简单且快速。
用来对传感器设备进行分类的组的数目取决于特定传感器应用所需的准确度。在一些实施例中，仅仅提供适用于所有传感器设备的单个通用校准数据集可以是可接受的，在这种情况下，不需要个别的传感器识别系统。
然而，在优选实施例中，定义了多个传感器组，定义了针对每个组的通用校准数据，并且基于其实际校准数据与来自各组的通用校准数据的偏差把每个传感器设备分类到特定的组中，然后基于针对传感器被分类到的组的通用校准数据与针对传感器的实际校准数据之间的差来计算校准数据。如果在传感器上也提供了已经用来将传感器设备分类到的组的识别装置，则可以由询问器来对其进行读取。
为此，本发明的方法包括其它步骤：在远离传感器设备的数据库中存储与多个传感器设备组有关的校准数据，在传感器设备的存储器部分中存储指示该传感器设备已经分类到的传感器组的传感器识别数据，询问该传感器设备以获得识别数据，使用识别系统来识别该传感器设备的传感器组，并从该数据库检索针对该传感器设备的组专用的通用校准数据。
本发明还提供了一种监视环境中的至少一个条件的方法，包括步骤：提供传感器以便产生可对所述至少一个条件进行响应的输出信号；将所述传感器定位于所述环境中；将存储器设备与该传感器相关联；得到为该传感器所独有的修正数据以便映射与该传感器相关联的通用校准数据以符合该传感器的特定校准数据；将所述修正数据存储在存储器设备中；使用询问设备来读取修正数据；使用询问设备来修改通用校准数据；以及使用已修改校准数据来处理传感器的输出信号以便获得环境中的所述条件的读数。
优选地，该方法还包括基于传感器的实际校准数据将传感器分类到具有相关联的通用校准数据的传感器组中；在远离传感器的数据库中存储针对每个传感器组的通用校准数据；在存储器设备中存储识别该传感器已经被分类到的传感器组的传感器识别数据；使用询问设备来读取传感器识别数据；以及从数据库读取针对传感器已经被分类到的传感器组的通用校准数据。
本发明打开了用现有技术方案否则是不切实际的市场。其还允许系统设计员在进行系统读取时间、系统准确度和系统实现逻辑之间的折中时具有附加灵活性。此类系统还将允许有使用或不使用修正因数的灵活性，使得不能抽出时间的系统可以仅读取修正因数中的一些或不读取。可替换地，如果准确度要求是这样，则可以使修正因数闲置。对该系统的这些修改全部是在没有任何其它重配置的情况下通过软件进行的。
具体实施方式
为了可以很好地理解本发明，现在将描述以示例方式给出的其实施例。
依照本发明的系统包括诸如SAW轮胎压力和温度传感器的传感器。该传感器具有与之相关联的诸如RFID标签之类的识别系统，所述识别系统存储识别特定传感器所落入的组的电子指示符。特定组中的所有传感器共享公共的通用或‘平均’校准系数集，亦即针对每个传感器的特定校准系数落在针对特定组所定义的通用值的预定范围内。组的数目将取决于任何特定应用所需的准确度，并且可以几个作为一组，在这种情况下不需要识别系统。
建立记录针对每个组的通用校准系数的数据库。此数据库被存储以供该系统在操作期间访问，并且此数据库可以远程地定位并可通过诸如因特网之类的网络访问。然而，与将针对所有传感器的各个校准系数存储在数据库中的现有技术系统相比，针对这些组的通用校准系数表示的数据少得多，并因此能够有利地本地存储到询问器，并且特别地可以在其中被硬编码。此外，由于所产生的每个新传感器将被分类到现有的组中，所以该数据库将是固定的，并且将因此不需要如现有技术系统那样地进行更新。
每个传感器还具有与之相关联的修正因数集，其是个别传感器所特有的，并且被用来调整针对该传感器已经被放入到的组的通用校准系数以更准确地符合特定传感器的实际校准系数。这些修正因数又表示比实际校准系数小得多的量的数据，并因此要求少得多的存储空间和更重要地少得多的在使用中由询问器进行读取的时间。在优选实施例中，修正数据将与电子指示符一起被存储在识别系统中。
在使用中，传感器被安装在其操作位置中，诸如在轮胎中，并且询问器位于传感器的扫描范围内，例如车辆的车轮拱罩附近。询问器读取RFID以便下载电子标识符（如果存在一个）以及针对传感器的修正因数。电子标识符例如将简单地是组号，并且被询问器用来识别应用于特定传感器的通用校准系数。然后，询问器使用电子标识符来查找与特定传感器有关的通用校准系数，并且然后使用预定义修正函数来应用也从RFID读取的修正因数以便计算传感器专用校准系数。
还直接从传感器读取操作数据。在优选实施例中，此操作数据是构成传感器的SAW设备的谐振频率，并且传感器专用系数随后被询问软件与操作数据相结合地使用并使用预定义算法，以便从传感器得到所测量的环境信息，例如轮胎内的温度和压力。

Claims (15)

1. 一种提供针对传感器设备的设备专用校准数据的方法，包括步骤：
在其环境要被监视的区域中提供传感器设备，所述传感器设备至少包括对所述区域的所选条件进行响应的部分、传送机部分和存储器部分；
将与所述传感器设备落入的传感器组相关联的通用校准数据存储在远离所述传感器设备的数据库中；
在所述传感器设备的所述存储器部分中至少存储修正数据以供在修改所述通用校准数据以更准确地符合所述传感器设备的实际校准数据时使用；
用询问器设备来询问所述传感器设备以获得所述修正数据；
从所述数据库检索与所述传感器设备有关的所述通用校准数据；以及
使用所述修正数据修改所述通用校准数据以产生传感器设备专用校准数据。
2. 根据权利要求1所述的方法，包括其它步骤：
在远离所述传感器设备的数据库中存储与多个传感器设备组有关的校准数据；
在传感器设备的存储器部分中存储指示所述传感器设备已经被分类到的传感器组的传感器识别数据；
询问所述传感器设备以获得所述识别数据；
使用所述识别系统来识别所述传感器设备的所述传感器组；以及
从所述数据库检索针对所述传感器设备的组专用的通用校准数据。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述识别数据和所述修改数据被存储在相同的存储器部分中。
4. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述传感器设备是基于SAW的传感器设备。
5. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述数据库被本地存储到用于询问所述传感器设备的询问器。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述数据库被存储在所述询问器中。
7. 一种传感器设备，包括作为对要监视的区域的所选环境变量的响应的部分、传送机部分和存储器部分，所述存储器部分至少存储用于修改与所述传感器设备落入的传感器组有关的通用校准数据以产生传感器专用校准数据的修正数据。
8. 根据权利要求7所述的传感器设备，还包括存储指示所述传感器设备已经被分类到的组的传感器识别数据的存储器部分。
9. 根据权利要求8所述的传感器设备，其中，提供了存储所述修正数据和所述传感器识别数据两者的单个存储器部分。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的传感器设备，还包括用于从询问器接收询问信号的接收机部分。
11. 一种监视环境中的至少一个条件的方法，包括步骤：
提供用于产生响应于所述至少一个条件的输出信号的传感器；
将所述传感器定位于所述环境中；
将存储器设备与所述传感器相关联；
得到为所述传感器所独有的修正数据以便映射与所述传感器相关联的通用校准数据以符合所述传感器的特定校准数据；
将所述修正数据存储在所述存储器设备中；
使用询问设备读取所述修正数据；
使用所述询问设备来修改所述通用校准数据；以及
使用已修改校准数据来处理所述传感器的所述输出信号以便获得所述环境中的所述条件的读数。
12. 根据权利要求10所述的方法，包括其它步骤：
基于所述传感器的所述实际校准数据将所述传感器分类到具有相关联的通用校准数据的传感器组中；
在远离所述传感器的数据库中存储针对每个传感器组的通用校准数据；
在所述存储器设备中存储识别所述传感器已经被分类到的传感器组的识别数据；
使用所述询问设备读取所述传感器识别数据；以及
从所述数据库读取针对所述传感器已经被分类到的传感器组的所述通用校准数据。
13. 一种基本上如本文所述的提供针对传感器设备的设备专用校准数据的方法。
14. 一种基本上如本文所述的传感器设备。
15. 一种基本上如本文所述的监视环境中的至少一个条件的方法。
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