CN102217326B - 具有相对时间计时器的传送器 - Google Patents

Abstract

提供了一种传送器（102）。所述传送器（102）包括用于接收数据的第一通信接口（112）。所述传送器（102）还包括用于测量相对时间的计时器（104）和用于为数据提供相对时间时间戳的处理系统（110）。提供了第二通信接口（105）以用于输出加上相对时间时间戳的数据。

Description

具有相对时间计时器的传送器

技术领域

本发明涉及数据传送器，且更具体涉及具有用于为所传送数据生成相对时间时间戳的相对时间计时器的数据传送器。

背景技术

传送器在许多行业中得到运用并且它们的用途大大不同。然而，一种特定的实现方式是与诸如流体流量计之类的测量仪器进行通信的传送器。典型地，流体流量计内联连接于管道等等中，并且因此通常位于远离中心控制站或其它处理系统之处。传送器可以从流量计接收信号并且将该信号传送到控制系统等以便进一步处理。

在一定情形中，可以在无用户/操作人员对信息进行实际检查的情况下将大量信息传送到控制系统。在对传送到控制系统的数据进行检查之前可能存在显著的时间间隙。在一些情形中，除非在流量中探测到存在问题，否则可以不对数据进行检查。一旦探测到问题，操作人员就可能必须核查数据并且将该数据与发生在具体时间的事件进行关联。因此，典型地，传送器被配备有实时时钟，从而可以对发送到控制系统的每条数据加上时间戳以便后期核查。

使用实时时钟的确具有优势，在于该时钟能够准确监视一定事件何时发生。例如，该事件可能与一定流量条件有关。使用实时时钟的一个问题在于为了保持准确的时间，即使在不使用传送器（即传送器不加电）的时间期间也必须为时钟提供功率。因此，现有技术的具有实时时钟的传送器要求具有后备电池以便在非使用时期期间对时钟供电。由于包括成本和空间考虑在内的多种原因使用后备电池可能是不切实际的。针对具有电池的一种替代是即使在传送器不向控制系统传送信息的时期期间也不断地为传送器提供功率。这种解决方案可能由于各种其它原因而是不切实际的。例如，如果流量计工作在功率约束的情况下，则可能不能在所有时间都可以获得运行实时时钟所需的另外功率。此外，在使用之间的延长时期期间持续供应功率可能证明是不合理的。如果实时时钟临时掉电，传送器就会发送具有不正确的时间戳的数据。该错误可能在延长的时间时期内不会被发现。例如，该不正确的时间戳可能妨碍用户/操作人员诊断流量计中的问题。因此，准确的时间戳能够向用户/操作人员提供重要的信息。

因此，本领域中存在这样的需要：提供一种处理控制系统，其能够在没有与为传送器提供实时时钟相关联的缺陷的情况下为测量结果准确赋予实时时间戳。本发明解决了该问题以及其它问题并且在本领域中取得了进步。

各方面

根据本发明的一方面，一种传送器包括：

用于接收数据的第一通信接口；

用于测量相对时间的计时器；

用于为数据提供相对时间时间戳的处理系统；和

用于输出加上相对时间时间戳的数据的第二通信接口。

优选地，所述传送器还包括传送器存储器，其用于存储数据连同相对时间时间戳。

优选地，所述数据包括流量测量信息。

根据本发明的另一方面，一种控制系统包括：

用于接收包括相对时间时间戳的数据的通信接口；

用于测量真实时间的实时时钟；和

用于基于所述相对时间时间戳生成实时时间戳的处理系统。

优选地，所述控制系统还包括控制系统存储器，其适于存储所述控制系统所接收的数据连同所述处理系统所提供的实时时间戳。

优选地，所述数据包括流量测量信息。

根据本发明的另一方面，一种处理控制系统包括：

传送器，其包括：

用于接收数据的第一通信接口；

用于测量相对时间的计时器；

用于为数据提供相对时间时间戳的处理系统；

用于输出加上相对时间时间戳的数据的第二通信接口；和

与所述传送器进行通信的控制系统，其包括：

用于测量真实时间的实时时钟；和

用于基于所述相对时间时间戳生成实时时间戳的处理系统。

优选地，所述处理控制系统还包括传送器存储器，其用于存储数据连同相对时间时间戳。

优选地，所述处理控制系统还包括控制系统存储器，其适于存储传送到所述控制系统的数据连同所述控制系统所提供的实时时间戳。

优选地，所述处理控制系统还包括测量设备，其与所述传送器进行通信并且适于向所述传送器发送数据。

根据本发明的另一方面，一种用于为数据生成时间戳的方法，包括步骤：

测量相对时间；

接收数据；和

基于所测量的相对时间为所述数据生成相对时间时间戳。

优选地，所述测量相对时间的步骤包括在向计时器提供功率时将计时器重新设置至基线。

优选地，所述方法还包括把包括所述相对时间时间戳的数据存储在传送器的存储器中的步骤。

优选地，所述接收数据的步骤包括接收流量测量信息。

优选地，所述方法还包括步骤：

向控制系统传送数据，其中所述控制系统测量真实时间；

基于所述相对时间时间戳生成实时时间戳。

优选地，所述生成实时时间戳的步骤包括记录所述相对时间的实时开始时间，并且将所述实时开始时间与所述相对时间时间戳进行比较。

优选地，所述生成实时时间戳的步骤包括：

测量当前经过的时间，其表示传送器已经被加电的时间长度；

将所述当前经过的时间与当前真实时间进行比较以生成实时开始时间；和

将所述实时开始时间与所述相对时间时间戳进行比较以生成实时时间戳。

优选地，所述方法进一步包括把所述实时时间戳的数据存储在控制系统的存储器中的步骤。

优选地，所述向控制系统传送数据的步骤包括从传送器传送所述数据。

优选地，所述方法进一步包括针对传输延迟对所述实时时间戳进行补偿的步骤。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的数据处理系统100。

图2示出了根据本发明的实施例的时间戳例程。

图3示出了根据本发明的另一实施例的时间戳例程。

具体实施方式

图1-3和以下描述描绘了具体示例以教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳形式。出于教导创造性原理的目的，已经简化或者省略了一些常规方面。本领域技术人员将会意识到落入本发明范围之内的这些示例的变体。本领域技术人员将会意识到下面所描述的特征可以以各种方式进行组合以形成本发明的多种变体。结果，本发明并不局限于下面所描述的具体示例，而是仅由权利要求及其等价来限制。

图1示出了根据本发明的实施例的数据处理系统100。根据图1中所示的实施例的数据处理系统100包括测量设备101、传送器102和控制系统106。应当理解，虽然下面论述是针对流量计101的，但是传送器102可以从广范的其它设备接收信息，而流量计仅作为一个示例示出。因此，本发明不应当被局限于流量计和流量测量。

根据本发明的实施例，传送器102与流量计101和控制系统106二者进行通信。通信可以通过引线发生，或者可替换地，所述设备可以使用如本领域通常已知的无线技术进行通信。根据本发明的实施例，传送器102包括第一通信接口112和第二通信接口105。根据本发明的实施例，通信接口112可以从流量计101接收诸如流量测量信息之类的数据。在一些实施例中，第一通信接口112还会能够向流量计101输出信息。根据本发明的实施例，传送器102还包括第二通信接口105。第二通信接口105可以向控制系统106或类似设备传送设备数据以供进一步处理和/或存储。

根据本发明的实施例，流量计101可以测量质量流率（massflowrate）、容积流率（volumetricflowrate）、流体密度等等连同其它流动特性（flowcharacteristics）。流量计101还可以包括诸如RTD之类的温度测量设备。流量计101能够将流动特性传至传送器102。流量计101基本上在测量后立即将流动特性传至传送器102。因此，传送器102能够在流量计101正测量流动特性时接收所述流动特性。取决于用于通信所使用的部件，可能存在传输延迟。该延迟可能由流量计101或者传送器102引起。该延迟也可能由信息从流量计101行进至传送器102所需的时间引起。传输延迟可能在后续处理中需要被纳入考虑之中。在其它实施例中，传输延迟可能是非实质性的，且因此传送器102接收流动特性的时间可以被认为由流量计101进行测量的时间构成。

根据本发明的实施例，在把从流量计101获取的数据发送到控制系统106以供进一步处理之前，可以将其存储在存储器103等等中。存储器103可以包括计时器104。计时器104可以测量“相对”时间。相对时间例如可以包括经过的时间。根据本发明的实施例，所述经过的时间可以指示自传送器102被加电起的时间量。根据本发明的另一实施例，所述经过的时间可以指示传送器已经接收数据的时间量。相对时间计时器104例如可以包括石英晶体。然而，计时器104并不必需包括石英晶体。针对计时器104所使用的特定计时器对于本发明的目的而言并非是重要的，且因此其不限制本发明的范围。根据本发明的实施例，计时器104可以重置并且从给传送器102提供功率的基线时间开始计数。该基线时间可以为零，或者可以包括某其它预定时间。传送器102中的处理系统110可以利用计时器104所测量的相对时间为到来的数据加上时间戳。根据本发明的实施例，所述相对时间基于如计时器104所计算的传送器102已经被加电的经过的时间。在一些实施例中，计时器104可以在数据被存储在缓冲存储器103中时而不是当第一次接收测量结果时提供时间戳。

根据本发明的实施例，传送器102可以通过数据输出105输出包括相对时间时间戳的数据。第二通信接口105可以包括适合于在传送器102和控制系统106之间发送数据的任何方式的接口。在一些实施例中，第二通信接口105或许还能够从控制系统106接收信息。第二通信接口105可以包括引线或无线通信接口。可以根据特定情形使用特定接口105。例如，如果传送器102位于离控制系统106很远的距离，则引线可以证实太昂贵以至于不切实际。因此，无线接口可能更加切实可行。

可以使用相对时间时间戳对数据进行处理，或者可替换地，诸如控制系统106之类的控制系统可以对数据进行处理并且将相对时间时间戳转换为实时时间戳。

在一些实施例中，通信接口105可以向传送器102提供通信和功率二者。例如，通信接口105例如可以包括双线总线回路（two-wirebusloop）。双线总线回路可以允许传送器102在本质安全的环境内工作，原因在于供应给传送器102的总电流通常被限制为在近似4-20mA范围变化。在控制系统106向传送器102提供功率的实施例中，控制系统106可以容易地确定计时器104何时加电，并且因此能够确定计时器104何时开始计数。在控制系统106不向传送器102提供功率的其它实施例中，传送器102基本上可以在加电后立即向控制系统106发送信号。发送给控制系统106的信号可以为控制系统106提供基线或开始时间。控制系统106中的处理系统111可以使用该基线时间将相对时间时间戳转换为如下面所提供的实时时间戳。

根据图1中所示的实施例，控制系统106包括通信接口109、处理系统111、存储器107和实时时钟108。控制系统106可以包括通用计算机、微处理系统、逻辑电路、数字信号处理器，或者某其它通用或定制的处理设备。控制系统106可以分布在多个处理设备之中。控制系统106可以包括任何形式的综合或独立的电子存储介质，诸如内部存储器107。应当意识到，控制系统106可以包括许多其它部件，它们出于简化描述的目的而从图和论述中省去。

控制系统106中所包括的实时时钟108可以包括如通常包括在处理系统中的实时时钟。可以在如下面所描述的时间戳例程200期间利用实时时钟108。

图2示出了根据本发明的实施例的时间戳例程200。时间戳例程200可以被用来为传送器102所接收的数据提供相对时间时间戳。时间戳例程200可以开始于测量相对时间的步骤201。例如，可以使用计时器104测量相对时间。根据本发明的实施例，计时器104可以在一为传送器102提供功率就开始计数。根据本发明的实施例，计时器104可以继续测量相对时间直至从传送器102除去功率。计时器104因此可以保持传送器102所经过的“开机时间（ontime）”。

在步骤202，传送器102可以接收数据。传送器例如可以通过第一通信接口112接收数据。在传送器102与诸如流量计101之类的流量计进行通信的实施例中，所述数据可以包括流量测量信息。然而，应当理解，所述数据可以包括任何类型的数据并且本发明不应当被局限于流量测量数据。

在步骤203，传送器102且更具体地是处理系统110，能够为数据生成相对时间时间戳。所述相对时间时间戳可以基于计时器104在步骤201中所测量的相对时间。根据本发明的实施例，所述数据在其被存储在存储器103中时被加上时间戳。根据本发明的实施例，所述时间可以被认为是“相对”时间，原因在于所述时间戳并非作为绝对或“真实”时间而测量的。应当意识到，“真实时间”意味着暗指本领域或其它相关设备中通常所使用的并且可以依赖于数据处理系统100所处的特定时区而改变的时间。相反，“相对时间”根据诸如零之类的基线生成并且并不是本领域中用户/操作人员或其它仪器通常所使用的时间。

可以利用传送器102中包括相对时间时间戳的数据而不转换为真实时间。例如，在一些情形中，接收特定数据条的真实时间可能不如连续数据条之间的时间那样重要。因此，在一些实施例中，相对时间时间戳提供了足够的信息而无需后续处理。然而，如果要求或需要实时时间戳，则可以利用时间戳程序300而不是时间戳程序200。

图3示出了根据本发明的实施例的时间戳程序300。时间戳程序300可以被用来为控制系统106从传送器102所接收的数据提供实时时间戳。时间戳程序300可以开始于测量相对时间的步骤301。例如，可以使用计时器104测量相对时间。根据本发明的实施例，计时器104可以在一把功率提供给传送器102后就开始计时。根据本发明的实施例，计时器104可以继续测量相对时间直至把功率从传送器102去除。计时器104因此可以保持传送器102所经过的“开机时间”。

在步骤302，传送器102可以接收数据。传送器例如可以通过第一通信接口112接收数据。在传送器102与诸如流量计101之类的流量计进行通信的实施例中，所述数据可以包括流量测量信息。然而，应当理解，所述数据可以包括任何类型的数据并且本发明不应当被局限于流量测量数据。

在步骤303，传送器102且更具体地是处理系统110，能够为数据生成相对时间时间戳。所述相对时间时间戳可以基于计时器104在步骤201中所测量的相对时间。根据本发明的实施例，所述数据在其被存储在存储器103中时被加上时间戳。

在步骤304，可以把传送器102中存储的、已经利用相对时间被加上时间戳的数据发送到控制系统106。根据本发明的实施例，所述相对时间时间戳连同每条数据一起发送。根据另一实施例，传送器102可以以规则间隔把数据加上时间戳。换句话说，并非所有数据都将包括时间戳。例如，如果传送器102以基本上规则的间隔接收数据，则这可能是切合实际的。根据本发明的实施例，传送器102还可以发送如计时器102所提供的当前经过的时间。例如，如果数据不是基本上立即被发送的，则该当前经过的时间可能是有用的。另外，例如如果控制系统106尚未记录计时器104开始时间，则所述当前经过的时间可能是有用的。

在步骤305，控制系统106中的处理系统111能够为到来的数据生成实时时间戳。根据本发明的实施例，所述实时时间戳可以基于传送器102所提供的当前经过的时间和相对时间时间戳。根据本发明的另一实施例，所述实时时间戳可以基于计时器104的实时开始时间和相对时间时间戳。根据本发明的实施例，当前经过的时间可以在数据从传送器102发送到控制系统106时由计时器104提供。根据本发明的实施例，当前真实时间可以由控制系统106中所包括的实时时钟108提供。可以通过从如实时时钟108所提供的当前真实时间中减去计时器104所提供的当前经过的时间来计算所述实时时间戳。该计算能够提供计时器104的实时开始时间。换句话说，可以确定计时器104开始计数时的真实时间。根据计时器104所提供的开始时间和相对时间时间戳，能够通过将所述实时开始时间加到所述相对时间时间戳来为每个测量结果提供实时时间戳。换句话说，所述开始时间可以被加到针对每个测量结果的经过的时间，因此提供了实时时间戳。这在传送器102仅包括相对时间计时器104时给出了传送器102包括实时时钟的表象，所述实时时钟诸如在控制系统106中所提供的实时时钟108。

在一些实施例中，或许不能获得当前经过的时间。例如，传送器102可能不发送当前经过的时间。因此，如上面所提到的，控制系统106可以追踪计时器104的实时开始时间。因此，控制系统106可以保持对所述实时开始时间的追踪而不必在后期计算开始时间。根据此实施例，可以基于相对时间时间戳和实时开始时间来计算实时时间戳。一旦控制系统106从传送器102接收到数据连同相对时间时间戳，控制系统106就能够简单地将该相对时间时间戳与如控制系统106所记录的实时开始时间进行比较。例如，该比较可以包括将所述实时开始时间加到所述相对时间时间戳。然而，该特定的比较可以取决于相对时间时间戳的基线时间是什么。例如，如果基线时间由24:00:00构成而不是由00:00:00构成，则该比较可以包括从实时开始时间中减去相对时间时间戳。因此，不需要为了计算实时时间戳而由传送器102发送当前经过的时间。

根据本发明的实施例，控制系统106可以对从流量计101向传送器102传送数据所需的传输时间以及从传送器102向控制系统106传送数据所需的传输时间进行补偿。例如，该补偿可以包括从如计时器104所提供的当前经过的时间中减去预定时间量。根据本发明的另一实施例，该补偿可以包括从实时时钟108减去预定时间量。

上面所描述的方法和装置提供了一种为传送器所接收的数据提供相对时间时间戳的有效率且经济的方案。在一些实施例中，本发明于是能够为被传送到控制系统106的数据生成实时时间戳而没有与现有技术的系统相关联的缺陷。虽然本发明已经被描述为包括流量计，但是应当意识到，本发明能够等同地应用于其它数据传送系统并且因此不应当被局限于所提供的具体示例。

应当意识到，虽然所示的具体实施例已经描述了传送器102与控制系统106进行通信，但是可以预见到其它配置并且其它配置处于本发明的范围之内。例如，控制系统106可以从各种其它源而不仅仅是传送器接收包括相对时间时间戳在内的数据。此外，传送器102可以向各种其它部件而不仅仅是控制系统106输出相对时间时间戳。因此，应当意识到，上面所描述的部件中的每一个都可以单独地或与彼此组合地使用。

对上面实施例的详细描述并非是对发明人所预期的处于本发明范围之内的所有实施例的穷尽描述。实际上，本领域技术人员将会认识到，上面所描述实施例的一定元素可以以各种方式进行组合或排除以创建其它实施例，并且这样的其它实施例落入本发明的范围和教导之内。对于本领域技术人员还将显而易见的是，上面所描述的实施例可以整体地或部分地进行合并组合以创建本发明的范围和教导之内的其它实施例。

因此，虽然本文出于说明的目的对本发明的具体实施例及示例进行了描述，但是如本领域技术人员将要认识到的，在本发明的范围之内的各种等同修改是可能的。本文所提供的教导能够被应用于其它传送器，而不仅仅是上面所描述以及附图中所示出的实施例。因此，本发明的范围应当由下列权利要求来确定。

Claims (20)

1.一种传送器（102），包括：

用于接收数据的第一通信接口（112）；

用于测量相对时间的计时器（104），所述相对时间包括所述传送器（102）所经过的开机时间；

用于为所述数据提供相对时间时间戳的处理系统（110）；和

用于输出加上相对时间时间戳的数据的第二通信接口（105）。

2.如权利要求1所述的传送器（102），还包括传送器存储器（103），其用于存储所述数据连同所述相对时间时间戳。

3.如权利要求1所述的传送器（102），其中所述数据包括流量测量信息。

4.一种控制系统（106），包括：

用于接收包括相对时间时间戳的数据的通信接口（109），所述相对时间包括传送器（102）所经过的开机时间；

用于测量真实时间的实时时钟（108）；和

用于基于所述相对时间时间戳生成实时时间戳的处理系统（111）。

5.如权利要求4所述的控制系统（106），还包括控制系统存储器（107），其适于存储所述控制系统（106）所接收的数据连同所述处理系统（111）所提供的实时时间戳。

6.如权利要求4所述的控制系统（106），其中所述数据包括流量测量信息。

7.一种数据处理系统（100），包括：

传送器（102），包括：

用于接收数据的第一通信接口（112）；

用于测量相对时间的计时器（104），所述相对时间包括所述传送器（102）所经过的开机时间；

用于为所述数据提供相对时间时间戳的处理系统（110）；

用于输出加上相对时间时间戳的数据的第二通信接口（105）；和

与所述传送器（102）进行通信的控制系统（106），其包括：

用于测量真实时间的实时时钟（108）；和

用于基于所述相对时间时间戳生成实时时间戳的处理系统（111）。

8.如权利要求7所述的数据处理系统（100），还包括传送器存储器（103），其用于存储所述数据连同所述相对时间时间戳。

9.如权利要求7所述的数据处理系统（100），还包括控制系统存储器（107），其适于存储传送到所述控制系统（106）的数据连同所述控制系统（106）所提供的所述实时时间戳。

10.如权利要求7所述的数据处理系统（100），还包括测量设备（101），其与所述传送器（102）进行通信并且适于向所述传送器（102）发送所述数据。

11.一种用于为数据生成时间戳的方法，包括步骤：

测量相对时间，所述相对时间包括传送器所经过的开机时间；

接收数据；和

基于所测量的相对时间为所述数据生成相对时间时间戳。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述测量相对时间的步骤包括在向计时器提供功率时把所述计时器重新设置至基线。

13.如权利要求11所述的方法，还包括把包括所述相对时间时间戳的数据存储在传送器的存储器中的步骤。

14.如权利要求11所述的方法，其中所述接收数据的步骤包括接收流量测量信息。

15.如权利要求11所述的方法，还包括步骤：

向控制系统传送所述数据，其中所述控制系统测量真实时间；和

基于所述相对时间时间戳生成实时时间戳。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述生成实时时间戳的步骤包括记录所述相对时间的实时开始时间，并且将所述实时开始时间与所述相对时间时间戳进行比较。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述生成实时时间戳的步骤包括：

测量当前经过的时间，所述当前经过的时间表示传送器已经被加电的时间长度；

将所述当前经过的时间与当前真实时间进行比较以生成实时开始时间；和

将所述实时开始时间与所述相对时间时间戳进行比较以生成实时时间戳。

18.如权利要求15所述的方法，还包括把包括所述实时时间戳的数据存储在控制系统的存储器中的步骤。

19.如权利要求15所述的方法，其中所述向控制系统传送所述数据的步骤包括传送来自传送器的所述数据。

20.如权利要求15所述的方法，还包括针对传输延迟对所述实时时间戳进行补偿的步骤。