CN103226677B - 移动数据存储器 - Google Patents

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Abstract

一种移动数据存储器，其被设计成使得它可以在易爆区域中以本质安全的方式被使用，移动数据存储器包括存储装置，存储装置具有用于数据交换的第一接口和第二接口，其中第二接口以本质安全的方式被设计并用于与装置特别是与传感器进行数据交换，且第一接口被设计用于与数据处理设备进行数据交换，特别是用于数据评估。

Description

移动数据存储器
技术领域
本发明涉及具有存储装置的移动数据存储器，其中，移动数据存储器被设计成使得它可以在易爆区域中以本质安全的方式被使用。
背景技术
这种类型的数据存储器通常是已知的，且特别是在易爆区域中被使用。在这方面，本质安全意味着在易爆区域中的数据存储器中使用的电流和电压不提供足以引发爆炸的能量。
已知类型的数据存储器尤其被用来在易爆区域外的数据处理设备(例如PC)和易爆区域中的装置(例如传感器)之间交换数据。例如，配置数据能以这种方式传送到所述装置，且测得的数据可从所述装置传输到评估系统，而到易爆区域的直接数据连接并不是必需的。
在已知的数据存储器中，接口用来在数据存储器中读取和写入数据。该接口必须能够既与所述数据处理设备又与所述装置通信。在这方面，下面的已知的解决方案被实现：
一方面，标准化的接口可被使用(例如USB-通用串行总线)，这对于数据处理设备是惯常的。在这种情况下，所述装置同样必须具有标准化的(USB)接口。为了这个目的，USB协议必须以复杂的方式实现，由此，需要广泛的测试来确保操作安全以及易爆区域的认证。
另一方面，简单的接口例如专有接口可被使用，但是，这然后使特殊转换器对数据存储器到PC的连接成为必要的。具有用于连接到转换器的专有接口以用于将数据向前传送到PC的这样的数据存储器在例如DE103 44 263 A1中被公开。
然而，在这两种解决方案中，数据存储器中的所有组件必须被设计为本质安全的。
发明内容
本发明的根本目的是提供一种用于与易爆区域中的装置进行数据交换的移动数据存储器，其确保了高的操作安全，然而具有简单的设计。
该目的由本发明的移动数据存储器或由本发明的系统满足。特别是，根据本发明的数据存储器具有用于数据交换的第一和第二接口，第二接口被设计为本质安全的并用于与装置特别是传感器进行数据交换，而且第一接口被设计成用于与数据处理设备进行数据交换，特别是用于数据评估。
根据第一有利的实施方式，针对不同的数据交换标准配置两个接口。以这种方式，可为数据处理设备和所述装置提供相应的合适的接口。例如，第一接口可被设计为用于与PC进行数据交换的USB接口，而第二接口可被形成为用于与易爆区域中的装置进行数据交换的SPI接口(串行外围接口)。
以这种方式，到数据处理设备和到装置的连接都是可能的，而无需任何额外的硬件。因此，标准化的接口协议可用在数据处理设备侧上，数据处理设备通常在PCS上是可用的，且由于其在办公室环境中的使用而不需要任何特殊的认证，而用于与数据存储器进行数据交换的协议可在装置侧上实现，这是容易实现的，而且因此不使任何大的努力对于认证和对于操作安全的演示成为必要的。
根据另一有利的实施方式，第一接口被布置成使得它在第二接口正被使用时是不可访问的。因此，数据存储器可被设计成使得例如当数据存储器通过SPI接口连接到所述装置时，USB接口是不可机械地和/或电力地访问的。因为当第二接口在使用中时第一接口可能因此无论以何种方式不被使用，当在易爆区域中使用时激活第一接口是不必要的。
根据另一有利的实施方式，第二接口被设计成使得通过它传输到存储装置的数据被储存在存储装置中，而无需使用文件系统。由于省去了文件系统，数据可通过第二接口被直接写入存储装置中。
因此，第二接口的实现是不太复杂的，因为文件系统的要求不必被考虑。特别是，元数据不必被写入存储装置中，该存储装置例如包含以大小和创建日期以及可能的读取和写入权限等呈现的文件的列表。因此，所述装置的数据可例如作为连续的流被存储在存储装置中。
可选地，简单的专有文件系统也可被使用，该文件系统例如只指示连续的流内的新文件的开始。这样的实现可以比通常用在PC中的文件系统(如FAT、FAT32或NTFS)的实现明显更快地实现。
根据另一有利的实施方式，第一接口包括控制单元，该控制单元执行储存在存储装置中的数据到文件系统的转换，而不使用文件系统。因此，当数据存储器连接到数据处理设备时，控制单元可模拟文件系统，这对于从数据存储器到数据处理设备的数据传输可能是必要的。如果例如数据如上所述作为连续的流被存储在存储装置中，则因此数据处理设备的控制单元例如指示单个文件，而在使用专有文件系统时，数据处理设备的控制单元还可指示多个文件或目录。模拟的文件系统可以是与数据处理设备兼容的任何期望的已知文件系统(例如FAT、FAT32、NTFS、ext3或HFS)。
根据另一有利的实施方式，当数据存储器的第二接口正在被使用时，控制单元被关掉。如上所述，第一接口可被布置和/或配置成使得它在第二接口正在被使用时是不可访问的。连接到第一接口的控制单元因此可被关掉。然后，当在易爆区域使用移动数据存储器时，它不是处于工作状态的。
根据另一有利的实施方式，第一接口和第二接口彼此电分离。这项措施增加了在易爆区域中使用时的安全性，因为可能非本质安全的接口然后不仅被关掉，而且根本没有到在易爆区域中处于工作状态的第二接口的电连接。
本发明还涉及具有根据本发明的数据存储器的传感器系统、带有用于与数据存储器的第二接口通信的接口的传感器和以数据处理设备的形式的评估系统，数据处理设备使与数据存储器的第一接口的通信成为可能。
在这方面，传感器系统的传感器可被布置在易爆区域中，与传感器的数据交换借助于数据存储器的第二接口而发生。在数据交换之后，数据存储器可从易爆区域移除，且可连接到借助于第一接口与数据存储器通信的数据处理设备。这样被转移的数据可使用评估系统来评估，该评估系统具有到数据处理设备的接口。
特别是，使用根据本发明的移动数据存储器和根据本发明的传感器系统，对SIL(安全完整性等级)应用的认证的努力也明显较低。
附图说明
在下文中将仅仅作为例子参照可能的实施方式并参照所附的图来描述本发明。在示意性图中示出的有：
图1根据本发明的移动数据存储器；以及
图2根据本发明的移动数据存储器，其具有第一接口和第二接口的电分离。
具体实施方式
在图1中示出数据存储器10，其具有第一接口12以及第二接口14。第一接口12被设计为USB接口并被布置在外壳16中，使得当被设计为SPI接口的第二接口14正在被使用时，第一接口12是不可访问的。
第一接口12借助于USB连接而连接到控制单元，控制单元被设计为处理器20(CPU)。此外，第一接口12通过USB供电线22连接到电源线24，电源线24借助于供电线26a为处理器20和换向器28供给3.3伏的操作电压。换向器28允许借助于SPI连接实现存储装置32到处理器20或到第二接口14的数据连接。
可选地，换向器28也可通过SPI供电线34被供给工作电压。存储装置32又通过操作电压供电线36从换向器28被供电。
信号通过开关38和信号线40传输到所连接的第二接口14，所述信号用于装置中的特定事件的触发，例如测量或数据传输的开始。
在操作中，数据存储器10借助于第二接口14连接到装置或传感器。换向器28以及存储装置32被供给电流，且因此通过连接经由SPI供电线34和操作电压供电线36被激活。处理器20和电源装置24不是处于工作状态的。因为数据存储器10到传感器的耦合发生在易爆环境中，属于第一接口12的处理器20和电源装置24必须保持关掉。
在数据存储器10连接到传感器之后，传感器与存储装置32的数据交换通过SPI连接30a和30c、换向器28和第二接口14发生。
第二接口14、换向器28和存储装置32因此可在易爆区域内是处于工作状态的。数据存储器10的这些组件以及相关的供电和数据线30、34、36因此必须被配置为本质安全的。
在数据传输终止之后，数据存储器10从易爆区域移除，并连接到具有数据处理装置(例如，外部PC)的第一接口12。该连接通过PC的USB接口发生，该PC具有集成的电源，电源装置24通过该电源借助于USB供电线22被激活。现在，电源装置24通过供电线26a为处理器20和换向器28供电，并通过换向器28间接为存储装置32供电。因此，数据交换可以通过SPI连接30a、换向器28、另一SPI连接30b、处理器20、USB连接18和第一接口12发生在PC和存储装置32之间。在这方面，处理器20转换通过SPI连接30b接收到的数据，用于通过第一接口12传输，使得用于PC的文件系统被模拟。然后，PC和传感器之间的数据交换结束。
可选地，也可首先与PC发生数据交换，且随后与传感器发生数据交换。
图2所示的实施方式在第一接口12与第二接口14电分离方面不同于图1所示的实施方式。为了这个目的，光耦合器42被连接在换向器28和处理器20之间，光耦合器42通过SPI连接30b和30d连接到换向器28并连接到处理器20。为了这个目的，光耦合器42具有足够的空气路径和爬电路径，并通过供电线26a从电源装置24被供电。电安全分离的DC-DC转换器44被插入，用于借助于电源26b给换向器28供电。因此，在第一接口12和第二接口14之间没有电连接。因此，当第二接口14在易爆区域中操作时，阻止可引发爆炸的不需要的电流或电压被施加到第一接口12。操作安全性以这种方式被提高。
参考数字列表
10 数据存储器
12 第一接口
14 第二接口
16 外壳
18 USB连接
20 处理器
22 USB供电线
24 电源装置
26a、26b 供电线
28 换向器
30、30a、30b、30c、30d SPI连接
32 存储装置
34 SPI供电线
36 操作电压供电线
38 开关
40 信号线
42 光耦合器
44 电分离的DC-DC转换器

Claims (11)

1.一种具有存储装置(32)的移动数据存储器(10)，其中所述移动数据存储器被设计成使得所述移动数据存储器能以本质安全的方式在易爆区域中被使用，
特征在于，
所述存储装置(32)具有用于数据交换的第一接口(12)和第二接口(14)，所述第二接口(14)设计为本质安全的并用于与另一装置进行数据交换，且所述第一接口(12)被设计为用于与数据处理设备进行数据交换。
2.根据权利要求1所述的数据存储器(10)，其特征在于，所述第二接口(14)设计为用于与传感器进行数据交换。
3.根据权利要求1所述的数据存储器(10)，其特征在于，所述第一接口(12)被设计为用于与数据处理设备进行数据交换，以用于数据评估。
4.根据权利要求1所述的数据存储器(10)，
其特征在于，
所述第一接口(12)和所述第二接口(14)被配置为用于不同的数据交换标准。
5.根据权利要求4所述的数据存储器(10)，其特征在于，所述第一接口(12)被配置成用于通用串行总线USB，且所述第二接口(14)被配置成用于串行外围接口SPI。
6.根据权利要求1所述的数据存储器(10)，
其特征在于，
所述第一接口(12)被布置成使得当所述第二接口(14)正被使用时，所述第一接口(12)是不可访问的。
7.根据权利要求1所述的数据存储器(10)，
其特征在于，
所述第二接口(14)被设计成使得通过所述第二接口(14)传输到所述存储装置(32)的数据被储存在所述存储装置(32)中，而不使用文件系统。
8.根据权利要求7所述的数据存储器(10)，
其特征在于，
所述第一接口(12)包括控制单元(20)，所述控制单元(20)执行储存在所述存储装置(32)中的数据到文件系统的转换，而不使用文件系统。
9.根据权利要求8所述的数据存储器(10)，
其特征在于，
当所述数据存储器(10)的所述第二接口(14)正被使用时，所述控制单元(20)被关掉。
10.根据权利要求1所述的数据存储器(10)，
其特征在于，
所述第一接口(12)和所述第二接口(14)彼此电分离。
11.一种传感器系统，包括：
根据权利要求1至10中的任一项的数据存储器(10)；
本质安全型传感器，其具有用于与所述数据存储器(10)的所述第二接口(14)通信的接口；以及
数据处理设备，其中所述数据处理设备实现与所述数据存储器(10)的所述第一接口(12)的通信。
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