CN102374875B - 用于多个传感器的单传感器电子数据表 - Google Patents

Abstract

直接连接到一个传感器的一存储元件既为该传感器保存数据表信息，也为系统中的一个或多个其它传感器保存数据表信息。系统中的每个传感器都分配有一个独有的标识，对存储元件中保存的数据进行标记以便辨别出与特定传感器相对应的数据。传感器并不需要是同一类型的。保存在存储元件中的信息可以包括标识信息和校准数据。一个处理器从存储器中读取信息并将信息应用于传感器获得的测量数据。

Description

用于多个传感器的单传感器电子数据表

技术领域

本发明公开涉及用于在单个存储器中存储关于多个传感器或多个信道的信息的电子数据表。

背景技术

传感器电子数据表(TEDS)存储如校准数据、识别信息和生产商信息等的传感器信息。IEEE1451智能传感器接口标准组对TEDS格式进行了标准化和定义。TEDS保存在与传感器相连的存储设备中，并包含测量仪器或控制系统为与传感器接口所需的信息。如在IEEE标准中所定义的，每个传感器具有自己的存储设备，且其存储设备仅存储与这一传感器相关的信息。

发明总述

与一个传感器直接耦合的存储元件不仅可以为这个特定传感器保存数据单信息，还可以为系统中的其它传感器保存数据单信息。系统中的每个传感器都分配有一个独有的标识，并对存储在存储器中的数据进行标记，以便辨别出对应于一特定传感器的数据。这些传感器并不需要属于同一类型。存在存储器中的信息可以包括但不限于：识别信息和校准数据。处理器从存储器中读取信息并将其用于传感器获得的测量数据。

附图说明

附图中示出了用于存储关于多个传感器的信息的单个电子表。这些例子和附图是示例性的而不具有限定性。

图1中的框图示出了可由处理器访问的多个传感器，仅其中一个传感器与存有关于所有传感器的信息的存储元件直接耦合；

图2示出了一个示例性的存储器映象，其中包含存储在单个存储元件中的关于三个不同传感器的信息；

图3所示的流程图描绘了用于多个传感器的示例性的校准操作以及将校准数据存入单个存储元件的过程；

图4所示的流程图描绘了从单个存储元件中撷取已存数据及使用关于传感器的示例性过程。

详细描述

下面将对本发明的多个方面和例子进行介绍。以下的描述为能够透彻地理解并实施这些实施例提供了具体的细节。但是，本领域技术人员会理解，在省略其中很多细节后，本发明仍能实用。另外，为避免对相关描述的理解的不必要的影响，本申请中可能没有示出或详细介绍某些公知的结构或功能。对说明书下文中使用的术语，虽然其与本发明的某些具体实施例的详细描述结合使用，也应对这些术语作最为广义而合理的解释。下文中甚至会强调一些术语，但是，针对任何需要进行限制性解释的术语，在详细描述部分中都将明确而具体地给出定义。

根据下面将要介绍的一个示例性的实施例，一个直接耦合到传感器的存储元件包括该传感器以及系统中一个或多个其它传感器的数据表信息。这些传感器被分配了独有的标志性标识或名称，与特定传感器相对应的信息则通过上述标识或名称加以标记，以防止产生存储在存储器中的信息的哪一部分对应于哪个传感器的困惑。存储器中的数据由系统处理器下载下来，并被适当地应用于由传感器获得并发送到处理器的任何测量数据。

图1描绘了处理器150的框图100，处理器150能够通信并接收来自多个传感器102、120和130的数据，关于上述多个传感器的数据存储在与这些传感器中的一个传感器102直接相连的单个存储元件104中。传感器102、120、130可以是任何类型的感应器或激励器，包括但不限于：加速计、麦克风、电压感应器、热电偶及电阻温度检测器。为清楚起见，图1中仅示出了三个传感器。当然系统中可以使用三个以上的传感器。传感器可以属于同一类型，作为一种替代方式，这些传感器中的一个或多个可以属于不同的类型。处理器150可以用于运行应用程序，该应用程序使用所收到的由传感器102、120和130获得的数据，并访问存储元件104。在一个实施例中，多个处理器(图中未示出)可以访问存储元件104和接收由传感器102、120和130所获得的数据。

节点110包括传感器102和存储元件104。节点110与IEEE14514标准中介绍的TEDS节点类似。存储元件104用于存储关于传感器102、120和130的数据，包括但不限于：基本TEDS信息如传感器类型和制造商标识，以及可以在传感器的一般数据表中找到的标准TEDS信息，如用于调整传感器的不同敏感度所需的测量范围和校准数据。存储元件104可以是任何类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)，或易失性存储器与非易失性存储器的任意组合。IEEETEDS节点中的存储器只存储该特定节点内的传感器的信息，而与传感器102同处于节点110中的存储元件104则存有节点110中的传感器102和节点110外的其它传感器120和130的信息。节点110还可以包括带有其它功能的元件(图中未示出)，例如开关和计数器。

在一个实施例中，TEDS节点110与处理器150之间的接口使用单总线(1-)通信协议，其中串行信令协议将单信号与接地回路合并。与TEDS节点110之间的双向通信由处理器150触发。

IEEE1451标准为不同类型的传感器定义了不同的TEDS模板格式。可以使用相同的IEEE模板来在单个存储元件中保存关于多个传感器的信息。但是，使用可区别的标识来标记与特定传感器相对应的数据。

图2示出了保存在单个存储元件中的包含三个不同传感器的信息的示例性的存储器映象200。该映象的第一栏给出了对存储器映象中各元素的描述；第二栏指定了相应存储器映象元素的组件(如有)；第三栏列出了分配给相应的存储器映象元素的比特数；第四栏列出了存储器位置是读(R)和/或写(W)；第五栏给出了元素的数据类型以及该元素的取值范围。存储器映象200可以用于这样的特别应用，其中，为对应于一个三轴加速计的X，Y和Z轴的三个加速计保存信息。

存储器映象200中的前八个元素包括：CRC(循环冗余校验)、制造商标识、加速计的型号(modelnumber)、加速计的版本字母、加速计的版本号、加速计的序列号、为校验检查预留的为高电平(例如数字1)的比特位、及用于映象TEDS信息的TEDS模板标识，这前八个元素适用于全部三个加速计，因为这三个加速计是同一类型的传感器且属于一个制造商出产的一个设备上的部分。类似地，存储器映象200的后十三个元素包括：各传感器校准的参考频率；各传感器校准的参考温度；加速计的高通截止频率；加速计的低通截止频率；传感器刚度；测重计下的传感器质量(Massbelowgage)；传感器质量；校准日期；校准加速计的人员名字的首字母；校准周期，当次校准从校准日期开始在此校准周期内有效；用于校准该加速计的设备的测量地点标识；加速计刚度；和测重计，这十三个元素对于三个加速计而言也是相同的。在一个实施例中，当存储器映象用于加速计时，重量规格元素不那么重要。因此，这些元素的名称不需要使用识别性的标记来区分该信息适用于哪个加速计。

而存储器映象200中的第九、第十和第十一个元素，即敏感度X参考条件、敏感度Y参考条件、敏感度Z参考条件，则具体地分别适用于测量x轴、y轴和z轴上加速度的特定加速计。注意，这些元素的名称由信息所适用的加速计的轴进行标记。因此，敏感度X适用于测量x轴方向上的加速度的加速计，敏感度Y适用于测量y轴方向上的加速度的加速计，敏感度Z适用于测量z轴方向上的加速度的加速计。由于测量三个轴的加速计的敏感度可能不同，有必要为其中每个加速计提供个性化的信息。在一个实施例中，为每个传感器测量不同的校准条件。敏感度值是用于确定加速计输出的实际测量值的比例乘数。例如，对于已设置为100mV/g的已知振动，如果一个100mV加速计的轴向测得结果为99mV/g，那么记录下来的敏感度值就为99mV/g。因此，当处理器读取该传感器的敏感度，会将所有的测得数据偏移1mV/g，使得读数99mV/g实际表示100mV/g。

在一个实施例中，保存在存储器映象中的校准常数可以用于提供非常精准的感应器。举例来说，精确到±20％的感应器可以被校准成精确到±5％，而代价却大大降低。根据习惯，通过对元件进行测试和分类来寻找处于确定精确度内的组件。作为一种替代方式，可以使用如电阻和电容的硬件来输入(dialin)元件的值。但是，通过为传感器测量敏感度和偏移值并将其保存在存储器映象中，经过对该特定传感器测得的数据进行数学计算，可以进行适当的调整。因此，与那些为精确度而被预先挑选出来的传感器以及那些带有附加硬件以便获得所需的精确度等级的传感器相比，可以以相对低的代价实现高精度的传感器。

另外，如果大量传感器都将其数据包存在单个存储元件中，那么读取全部的信息并为每个传感器分离信息所花的时间要远远短于读取附加在每个传感器上的独立的存储元件所需的时间。因此，使用单个存储元件来保存多个传感器的信息使得处理时间大为缩短。

图3所示的流程图描绘了用于多个传感器的示例性的校准操作以及将校准数据存入单个存储元件的过程。

在块305中，系统为需要校准的多个传感器中的每个传感器分配一个标识。该标识可以是传感器的任意的独特标志，例如数字标志、字母标志、文字数字标志或任何其它适当的标志，例如三轴加速计的x，y和z轴。

在块310中，系统校准第一传感器，在块315中，系统为第一传感器将信息以合适的格式(如TEDS模板)保存在文件中。保存在文件中的信息可以包括但不限于：上图2中的存储器映象200中的数据。在块320中，系统校准另一个传感器，而在块330中，系统将该传感器的信息保存在块315中的同一文件中，或保存在其它文件中。

在判决块335中，系统判断是否有更多需要校准的传感器。如果有更多需要校准的传感器(块335-是)，该过程回到块320来校准下一个传感器。如果没有更多需要校准的传感器(块335-否)，该过程前进至块340，在其中，系统将信息由描述多个传感器的一个或多个文件写入到存储元件中，该存储元件直接耦合到在过程300中被校准的传感器中的一个。到存储元件的数据转移过程可以与IEEE1451标准中所描述的相同。该过程结束于块399。

校准过程300还可以用于传感器的再校准。前次校准过期或是传感器需要用于与前次校准不同的条件时，传感器需要被再校准。

图4所示的流程图描绘了从单个存储元件中撷取和使用多个传感器的已存数据的示例性过程400。

在块405中，系统从直接耦合到几个传感器中的一个传感器的存储元件下载数据。接着，在块410中，系统从第一传感器处获得数据。

在判决块415中，系统判断是否需要获得来自另一传感器的数据。如果需要获得来自另一传感器的数据(块415-是)，该过程进入块420，以获得来自另外的传感器的数据。接着，该过程回到判决块415。如果不需要来自任何其它传感器的数据(块415-否)，该过程进入块430，在这里，系统由所下载的数据中取得相关的校准数据。

在一个实施例中，也可以依次自动地获得来自系统中所有传感器的数据，而不单独地从每个传感器处获得数据，这取决于是否需要来自特定传感器的数据，如在块410、415、420中所述。一旦从所有传感器处获得了测量数据，处理器就可以确定相关数据，而系统就可以在块430中取得相关的校准数据。

在块435中，系统使用校准数据对测得的数据进行计算，例如调整测量数据的偏移和应用敏感度数据。该过程结束于块499。

总结

除上下文明确需要外，在说明书及权利要求书全文中出现的″包括″及类似用语应被解释为包括性的意思，也即，″包括，但不限于″之意，而非排除性的或穷尽性的意思。本文使用的术语″连接″″耦合″或其任何变形表示两个或更多元素之间的任何或直接的或间接的连接或耦合。元素间的这样的连接可以是物理的、逻辑的或二者的结合。另外，″本文中的″、″此处的″、″上文″、″下文″或类似含义的词语出现在本申请中时，其指代的是本申请的整体而非本申请的特定的部分。如果上下文允许，在详细描述中使用的单数形式或复数形式的术语也可分别包括复数形式或单数形式的术语。词″或″在用于两个或更多项目的列表时，覆盖了对该词的以下全部解释：列表中的任一项目，列表中的所有项目，或列表中项目的任意组合。

以上对本发明的具体实施例的详细介绍并非穷尽或将本发明限制到以上所公开的具体形式。虽然上文中为举例说明而介绍了本发明的一些具体的例子，本领域技术人员可以认识到，这些例子拥有落入本发明范围之内的各种等同的替换。尽管本申请将各个过程或块以给定的顺序呈现，替代的实施方式可以以其它顺序执行，或采用具有不同顺序的块的系统。某些过程或块可以被删除、移动、增加、再分、合并和/或修改，以提供替代方式或子组合。另外，虽然这些过程或块有时是顺序执行的，但它们也可以同步地执行或实现，或在不同时间执行。再有，本文中出现的任何具体的数字都只是例子。可以理解，替代的实施方式可以使用不同的数值或范围。

本文中提供的各种实例和教导可以适用于上述系统之外的系统。上述的各个例子中的元素和操作可以被合并以获得本发明进一步的实施方式。

上文中评注的所有专利、专利申请和其它参考材料，包括随附的提交文本中所罗列的，被引用并入本申请。如果必要，可以对本发明的各方面进行修改，以便应用这些参考材料中的系统、功能、概念，从而提供本发明的进一步的实施方式。根据上文的详细描述部分，可以对本发明做出这样或那样的修改。尽管以上介绍了本发明的具体例子和设想的最佳实施例，无论上文中的描述在文字上有多详细，本发明可以通过多种方式来实用。在具体的实施中，系统的细节可以显著地变化，而仍被本文所披露的发明所覆盖。如上所述，用于介绍本发明的具体特征或方面的术语不应被视作暗指本文对该术语进行了重新定义而将其限制到本发明中与该术语相关的具体特征或方面。除非以上详细描述部分对术语进行了明确的定义，以下权利要求书中使用的相应术语通常不应被理解为将本发明限制于说明书中披露的具体例子。因此，本发明的实际范围不仅覆盖了公开的例子，还覆盖了依照权利要求书的所有等同的实用或实施方式。

虽然本发明的各个方面体现为下面的具体权利要求的形式，申请人考虑到了本发明在任意数量权利要求形势下的各种方面。因此，申请人保留在提交申请后增加权利要求从而为本发明的其它方面争取更多的权利要求形式的权力。

Claims (20)

1.一种用于保存和使用关于传感器的信息的系统，包括：

连接到存储元件的第一传感器，其中关于所述第一传感器的信息被保存在所述存储元件中,其中所述第一传感器和所述存储元件被包括在节点中；

第二传感器，其中关于所述第二传感器的信息被保存在所述存储元件中，并且其中所述第二传感器在所述节点外；

在所述第一传感器、第二传感器及所述存储元件之间相连的处理器，其中所述处理器被配置为：

从所述存储元件下载保存的信息；

接收来自所述第一传感器和第二传感器的测量数据；以及

将所述保存的信息应用于所接收到的测量数据。

2.如权利要求1所述的系统，还包括一个或多个额外的传感器，其中关于所述一个或多个额外的传感器的额外的信息被保存在所述存储元件中，其中所述一个或多个额外的传感器在所述节点外，并且进一步，其中所述处理器进一步连接到所述一个或多个额外的传感器，并且接收来自所述一个或多个额外的传感器的额外的测量数据。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述保存的信息包括用于每个传感器的电子数据表，并且进一步地，其中每个电子数据表包括传感器标识信息和传感器校准信息。

4.如权利要求3所述的系统，其中，将所保存的信息应用于接收到的来自所述第一传感器或第二传感器的测量数据包括：至少基于用于所述第一传感器或第二传感器的校准信息，分别调整接收到的测量数据。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器和第二传感器是不同类型的传感器。

6.如权利要求1所述的系统，其中为每个传感器分配了标记，并相应地对所保存的信息中每个仅适用于一个特定传感器的部分进行标记。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述存储元件是非易失性只读存储器。

8.一种用于保存和使用关于传感器的信息的仪器，包括：

第一传感器；以及

连接到所述第一传感器的存储装置，其中所述第一传感器和所述存储装置被包括在节点中，其中所述存储装置保存关于所述第一传感器及在所述节点外的至少一个其它传感器的校准信息，其中所述校准信息被用于校准所述第一传感器和所述至少一个其它传感器，并且其中所述校准信息还被用于再校准所述第一传感器和所述至少一个其它传感器。

9.如权利要求8所述的仪器，其中所述存储装置进一步存储关于所述第一传感器及至少一个其它传感器的标识和位置信息。

10.如权利要求8所述的仪器，其中所述第一传感器及至少一个其它传感器为加速计，所述存储装置为非易失性只读存储器。

11.如权利要求8所述的仪器，其中所保存的校准信息被标记以便唯一地标识所述保存的校准信息所应用到的相应传感器。

12.如权利要求11所述的仪器，还包括连接到所述第一传感器、存储装置及至少一个其它传感器的处理器，其中所述处理器读取经过标记的保存的校准信息并将其适当地应用于接收自所述第一传感器及所述至少一个其它传感器的测量数据。

13.一种用于以电子方式保存校准数据的方法，包括以下步骤：

校准多个传感器；

将用于所述多个传感器中的每个传感器的标识和校准信息保存到存储元件，其中所述存储元件连接到所述多个传感器中的一个传感器，其中所述多个传感器中的该一个传感器和所述存储元件被包括在节点中，以及所述多个传感器中的其它传感器在所述节点外；

使用所述校准信息来对所述多个传感器中的至少一个传感器进行再校准。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：

为所述多个传感器分配标记，其中所述保存的标识和校准信息的至少第一部分通过所述标记关联到特定的传感器，并且所述保存的标识和校准信息的第二部分应用于所述多个传感器中的全部传感器。

15.如权利要求13所述的方法，进一步包括：

向所述多个传感器中的至少一个传感器查询测量数据；

撷取保存的与所述多个传感器中的所述至少一个传感器相对应的校准信息；以及

至少基于撷取到的校准信息来调整所述测量数据。

16.如权利要求13所述的方法，其中所述多个传感器中的至少一个传感器的类型不同于所述多个传感器中的其它传感器。

17.如权利要求13所述的方法，进一步包括：

在所述存储元件中为所述多个传感器中的所述至少一个传感器更新所述校准信息。

18.一种使用多个传感器的方法，包括：

接收来自所述多个传感器中的第二传感器的测量数据，其中，存储元件连接到所述多个传感器中的第一传感器，且进一步地，其中用于所述多个传感器中所有传感器的标识信息与校准数据都保存在所述存储元件中，其中所述第一传感器和所述存储元件被包括在节点中，并且其中所述第二传感器在所述节点外；

为所述多个传感器中的所述第二传感器从所述存储元件中读取所述校准数据；以及

至少基于所述校准数据来调整接收到的测量数据。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述存储元件为非易失性只读存储器。

20.如权利要求18所述的方法，其中所述多个传感器中的至少一个传感器属于不同类型。