CN104487802B - 测量机器通信 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于测量系统中的装置之间的线路连接的双向通信的方法，所述装置被布置在像链那样的串联结构中。在该串联结构中，每个装置都通过第一通信接口连接到一个在前的装置，并且通过第二通信接口连接到一个在后的装置。每个装置都具有消息处理单元，通过该消息处理单元，第一通信接口和第二通信接口可彼此独立地操作以便于发送和/或接收消息。在消息处理单元的通信中，通过第一通信接收到作为数字数据结构的消息，并且通过将所述消息的标识范围的内容与特定的目标标准进行比较以评估消息的标识范围。根据比较的结果，基于预定的映射函数来修改消息标识范围的内容，所述映射函数基于接收到的标识范围的内容来确定要发送的标识范围的内容，随后通过第二通信接口发送具有修改后的标识范围的消息和/或在装置中处理该消息。

Description

测量机器通信

技术领域

本发明涉及一种用于测量系统中的订户装置(subscriber)之间的双向通信的方法，一种订户装置、以及一种装配有这种订户装置的坐标测量装置。

背景技术

在存在大量技术装置的场合中，多个电子子系统以通信连接的方式互相连接，所述子系统能够归于多种功能，例如传感器、致动器、开关、显示器、测量单元、控制器系统、监视器系统、监视和调试装置等。这些可以永久性地安装和连接在装置中，例如在装置的制造期间，但是也可以在维修期间或正常操作期间模块化地更换。

发明内容

本发明特别地涉及测量系统。例如，这种测量系统的示例(被设计为坐标测量装置)可在WO2005/017448、EP2270425或WO2006/079604中找到。这些测量系统具有多个子系统，所述子系统特别地是用于测量值捕获的电子线性和/或旋转位置传感器的形式，并且与用于测量值估算和测量过程控制目的的控制器具有通信关系。这些子系统通常在装置上物理地分布，这意味着子系统之间通信线路的设立具有相关联的对应水平的布线复杂性。因而进行通信的订户装置被联入网络，以便设立通信线路和/或电力供应，因此本发明包括有线或线路连接的通信，而不是具有自由空间传输的无线射频系统。除了位置传感器，还可以存在其它的装置，例如探头、测量头、传感器(例如用于感测诸如温度等的环境条件)、或者诸如轴驱动器、机动回转头、显示元件等致动器。为了降低布线的复杂性，尝试在测量机器中使用尽可能少的通信线路，优选地，针对所有涉及的装置仅使用一个通信线路。还尝试有利地设计通信线路，也就是说，尽可能远地避免双线线路，例如，当每个子系统例如具有到控制器的星形布线时多次出现。

除了上述通常在测量系统中永久性地安装的子系统，测量中还可以涉及可更换的组件，例如可更换的测量头、测量传感器、辅助接头、光学样品头等，其适应于多种测量任务，并且同样包含在装置通信中。由于他们在操作期间或重新配置过程中是可更换的，因此在这种情况下，通信系统也被改变。维护工作和修理也需要替换在通信系统中的子系统。

在这种测量系统的情况下，装置或子系统之间也就是通信系统的订户装置之间的通信通常利用总线结构实现。例如，可以将诸如RS232、RS422、RS423、RS485等总线结构用于通信。对于测量系统中的装置的局部布置来说通常有利的流行拓扑是串行结构。在这种结构中，订户装置相继排列，并且在各种情况下仅通过装置之间的一个缆线连接到总线。在这种结构中，订户装置通常还包括几个相同类型，例如几个相同类型的位置传感器，所述位置利用共享总线与控制单元通信，也就是说，例如将其确定的位置信息发送到控制单元。为了简单存储和维护的目的，相同类型的子系统在安装到测量系统之前通常不具有任何差异，这意味着他们可以在机器中的多个不同位置使用。

然而，在应用期间，可区分和识别连接到总线的子系统是重要的，即使所述子系统是相同类型的子系统。在坐标测量装置的情况下，例如在测量期间必须要知道哪个位置传感器用于感测测量系统中的哪个运动轴。

为此，可以使用例如在订户装置上设置的装置地址。这种地址通常仅在订户装置被安装之前或之后通过例如DIP开关、编码连接器、电子程序装置等直接地分配。然而，这种方法是易于发生错误并且耗时。

在本文中，其它技术领域具有一些避免手动地址分配的方法。

例如，US5666557描述了利用连接器标识符对数据处理系统中的外围装置自动寻址；

WO98/03921描述了基于附加信号的脉冲长度自动识别网络通信装置的装置顺序；

WO2004/039010描述了通过父装置来设置子装置的地址。

WO2007/104668和DE102006025174描述了用于驱动器辅助系统的地址分配。

所有这些已知的方法的共有特征是订户装置在外部被分配地址。即使在上述方法的情况下，这也是复杂的，并且在许多情况下需要额外的硬件-如编码开关、编码连接器、额外的连接器插头等。无论是在制造、启动期间还是在总线初始化的过程中，分配这种地址的复杂性都是不可忽视的。此外，分配不正确的地址是测量系统中时常出现错误的来源，特别是在维护期间更换组件时。通信的订户装置的地址不仅会造成故障，而且会造成硬件损坏。

因此，本发明的目的是改进测量机器中订户装置的通信。

另一个目的是提供一种测量机器通信系统，其简单、实现便宜，其中，在外部省去了每个订户装置特定地址分配的需求，更清楚地，对订户装置的不同的地址分配。

在这种情况下，一部分目的还在于机器通信系统中的所有订户装置或所有类别的订户装置可以在通信接口方面采用相似的形式，并且在使用通信系统中的所述订户装置或类别的订户装置之前不需要订户装置特定的构造，例如地址编码形式的构造。

因此，另一个目的是提供一种用于机器特别是测量机器中的子系统的、改进的通信方法。

因此，目的还在于提供一种由测量机器通信系统中的订户装置通信的对应方法，其中可以省去每个订户装置的特定地址分配。

部分目的还在于提供用于实现该方法的适当的订户装置软件。

在根据本发明的通信系统或通信方法中，针对通信系统的单个订户装置，不执行订户装置特定地址的分配，该地址在通信系统中是不同的。这简化了存储、制造和维护，并且有助于避免地址分配或地址编码中的疏忽。

本发明省去了对每个订户装置来说是专用和独特的特定地址。通信系统上的订户装置在它们中的每一个未被规定特定地址的情况下组织起来。可能存在的控制器可以完全专注于控制任务，并且在根本上对于通信关系来说是不需要的；因而根据本发明其不关联为用于通信的通信主机，特别地，不对订户装置执行地址分配，也就是说，在通信接口和通信顺序方面与剩余的订户装置具有等同的设计。

在根据本发明的通信系统中，订户装置以串联结构布置，并且所用的总线(也就是物理通信线路或通信通道)的硬件在每个装置中被分离。因此，在不位于总线的起点或终点的订户装置的情况下，特别地，第一和至少一个第二通信接口被用于通信，并且使订户装置分别与前一个订户装置和后一个订户装置建立通信关系。这允许订户装置基于所使用的接口将左邻和右邻区分开来，也就是前一个订户装置和后一个订户装置。在这种情况下，多个订户装置形成一个链，并且订户装置之间的通信在各种情况下一对一地进行，也就是说，在两个订户装置之间直接进行，而未经由全局总线与多个或所有的订户装置同时通信，例如像在通过无线电通信或经由同轴电缆的传统的以太网进行通信的情况。

在这种情况下，通信总线的左右部分在订户装置内在最下层被物理分离。因而，通信线路从第一和第二接口没有电接触形式的直接硬件环通。因此，涉及订户装置之间的物理通信接口和物理连接，也就是说，特别例如OSI层1(＝物理层)连接，而不是例如在更高等级上仅由纯软件实现的纯逻辑结构。

当发生从第一接口到第二接口或从第二接口到第二接口的消息转发时，这出现在更高的协议等级，具体地说就是OSI层2(＝数据链路层)，例如，如下解释的。因此，订户装置的功能可以按照与桥类似的方式描述。另选地，可以按照标准和/或映射实现与中继器或路由器类似的功能。

在这种情况下，还可以在订户装置内部实现接收消息的缓冲存储器，例如，以便于避免接口上的访问冲突。例如，当转发接收到的消息并同时发送在订户装置自身产生的消息行将发生时，这种冲突会出现。在以半双工模式操作的接口的情况下，同时发送和接收消息同样会造成访问冲突，这同样可以通过缓冲存储要发送的消息来避免。

本发明含义内的适当的通信总线是各种系统和有线物理传播路径，例如光的或电的。例如，通信接口可以实施为如RS232、RS422、RS423、RS485中规定的。多种用于通信接口的进一步的电子组件或IP芯也是已知的，其可以根据本发明用于两个相应的订户装置之间的通信。

如上所述，通信以可经由通信接口发送和/或接收的消息的形式进行。所述消息是数字表示的信息，其经由接口从一个订户装置至下一个订户装置以数字流形式转发-通常以包的形式传输。这些消息的数据内容可以恰当地解释，并且例如具有根据所用的通信协议限定的前导、标识符区域、指令区、数据区、检验和区或这些区的组合。

这些消息经由前面的订户装置的接口发送，并且通过与其连接的订户装置的接口接收。

在这种情况下，如已经解释的，订户装置没有明确地针对订户装置特定地分配独特的地址，所述地址用于促使消息被评估以便确定是否由订户装置处理该消息。

根据本发明，通过在订户装置内将接收到的消息的标识符区域与规定条件进行比较来评估接收到的消息的标识符区域，然而，所述条件并不是与各个订户装置上的在订户装置特定的基础上独特编码的订户装置地址进行简单的比较。在这种情况下，每个订户装置存储针对消息标识符x的映射。没有一般性地限定，下面通过使用整数范围数字形式的消息标识符x和针对消息标识符x的f(x)＝x-1形式的映射函数解释该原理。在实际实现中，也可以不同地选择标识符的类型和/或值的范围以及映射函数。

在简单优选的例子中，如果接收到的消息的消息标识符x具有预定的值，例如零，则在接收订户装置中处理该消息。否则，接收到的消息标识符x根据映射函数f(x)＝x-1减一，然后经由与接收到该消息的接口不同的接口转发修改后的消息。在这种情况下，预定值不是订户装置特定地址，相反，所述值对所有订户装置或多个订户装置的组来说都是相同的。

作为在订户装置中处理消息的一部分，可以产生针对消息的响应，所述响应从该订户装置发送到一个或更多个其它订户装置。产生的响应可以在询问消息来的方向上返回，在其它方向上转发或在两个方向上发送。在一些消息的情况下，响应可能不能显现并不能发送。因此，映射函数还可以依赖于接收消息的接口s，特别是取决于对进行转发和/或响应的通信接口的选择。例如，这可以是f(x,s)形式的映射函数。

如果消息具有特定标识符，例如特定数字，则映射函数可以用于将该消息转发到随后的订户装置，在该过程中未改变标识符，每个接收到该消息的订户装置都对该消息进行处理。因此，单个消息可以用于寻址到多个或全部订户装置。这可以借助用于消息标识符的特定的、更综合的映射函数实现。在上面的例子中，可以在子单元中发起消息的不加改变的转发和消息的处理，例如，通过在可容许的标识符的特定区域中的消息标识符的特定映射。例如，通过限定值范围内的标识符，例如借助x>200或具有标识符“B”的消息，可以保持映射f(x)＝x。在这种情况下，也可以在子单元中发起消息的处理。

此外，消息中的特定消息标识符仅寻址到特定类型的订户装置。例如，借助取决于订户装置类型的映射函数，例如针对所有的位置传感器、所有的线性编码器、所有的旋转编码器、所有的测量头等。这可以在订户装置的订户装置类型特定标识y的基础上实现，例如将其考虑在映射函数f(x,y)或f(x,s,y)中。在这种映射的基础上，例如，未被寻址的订户装置可以在不对消息进行改变或处理的情况下转发消息，而被寻址的订户装置处理该消息，并且可以在转发之前映射其标识符。

同样可以将在此表示的原理扩展到在具有两个以上接口并因此具有两个以上的邻居的特定订户装置上执行。在这种情况下，为了适当选择改变标识符的映射函数，还可以针对任何得到的分支或支线实现一种网络隔离。例如，如果需要在小群的订户装置之间形成子网络，利用特定的映射函数和利用仅通过其它订户装置定向但未改变的相关特定标识符来隔离所述小群订户装置。针对以这种方式形成的小群订户装置的通信来说，其余订户装置实际上是不存在的。

本发明可以用于测量系统中的装置彼此通过总线通信的情况。特别地，可以将测量装置中的组件如关节臂、坐标测量装置或机器(CMM)或测地学工具实施为根据本发明通信的订户装置。

当例如改变测量范例时，根据本发明的用于机器通信的方法也可有利地用于CMM。将具有测量传感器系统作为在CMM的通信系统中新添加的订户装置的新范例自动插入到现有的通信系统中。这不需要事先对这些装置规定明确的特定地址。可以将相同的范例用在不同或不同配置的测量装置上，不需要在所述测量装置或对其配置进行任何改变。如果出现维护，利用根据本发明的方法和根据本发明实施的订户装置，可以用容易通信的机器组件更换类似的组件，不需要维修工程师给替换组件分配特定通信地址或改变控制单元中的机器配置。

附图说明

下面例如仅参照在附图中示意性地表示的特定典型实施例更详细地描述根据本发明的方法和根据本发明的设备。同时，还论述本发明进一步的优点。在附图中，特别地：

附图1示出根据本发明的通信系统的第一典型实施例；

附图2示出根据本发明的通信系统的第二典型实施例；

附图3示出根据本发明的通信系统的、具有额外的同步线路的第三典型实施例；

附图4示出根据本发明的机器通信的第一典型顺序；

附图5示出根据本发明的机器通信的第二典型顺序；

附图6示出根据本发明的机器通信的第三典型顺序；

附图7示出根据本发明的机器通信的第四典型顺序；

附图8示出根据本发明的机器通信的第五典型顺序；

附图9示出根据本发明的机器通信的第六典型顺序；

附图10示出根据本发明的机器通信的第七典型顺序；

附图11示出用于根据本发明的机器通信的实施例的第一典型简化流程图；

附图12示出用于根据本发明的机器通信的实施例的第二典型简化流程图；

附图13示出其中应用根据本发明的机器通信的测量机器的实施例的第一示例；

附图14示出其中应用根据本发明的机器通信的测量机器的实施例的第二示例。

具体实施方式

附图1示出根据本发明的、用于经由订户装置的串行结构的消息双向交换的通信系统10的典型实施例。通信系统的订户装置1、1a(在这种情况下还称作设备1、1a)具有用于交换消息的接口，所述接口可被用于通过缆线或线路在订户装置1、1a之间建立通信连接。在这种情况下，这些设备1、1a可以被归结为多种功能和任务，例如传感器、致动器、网关、控制器等。订户装置1、1a具有至少两个接口，因此每个订户装置可以经由相应的通信线路连接到前一个订户装置和后一个订户装置。因此，在这种情况下，至左侧或右侧的连接也根据例示而参考。因而订户装置1、1a在线路连接的通信系统10中以链条形式接连排列。订户装置1、1a形成如图所示的串联结构，其中订户装置1、1a分别经由线路与邻居一对一地连接，其中串联结构中的第一和最后一个订户装置1a各自仅具有至其单个通信接口的连接2。因此，在各种情况下，最后的订户装置和第一个订户装置1a也可以仅具有一个接口，特别是如果他们作为最后或第一个订户装置的位置是固定的，特别是如果通信系统这个该方向上没有或不需要扩展更多的订户装置1、1a。

在一个特定实施方式中，串联结构中的最后一个订户装置和第一个订户装置也可以均具有两个通信接口。因此，也可以在第一个订户装置和最后一个订户装置之间建立通信链路，使得最后一个订户装置在第一个订户装置之前并且第一个订户装置在最后一个订户装置之前，使得订户装置的排列形成环，在该环中进行根据本发明的通信。因此，可以省去例如在订户装置的两个通信接口上发送消息，特别是广播或多播消息。为了防止相同的消息在所述环上重复循环，在这种情况下，可以例如在适当地调节的映射函数和处理标准中实施不转发再次接收到的专用消息的机制。

在通信系统10中的订户装置1、1a的上述扩展性或灵活更换性以及通信系统中订户装置的优选相似性和可替换性的内容中，所有的订户装置优选地具有两个接口，即便是对于链中的第一个和/或最后一个订户装置1a并不绝对必要且其两个接口中的一个保持未用的情况下同样如此。在另一个实施方式中，订户装置1a可以采用例如控制器的形式，其总是位于通信结构10的端部，并因此仅具有一个接口，但是总线可以在另一个方向上扩展，最后一个订户装置的接口总是保持开放，如果需要则由特定的虚设连接器端接。在通信系统中，这种控制器具有与其它订户装置相同的等级，然而，其不执行例如分配地址的通信主机的控制任务，相反，该控制器的控制同样涉及测量系统技术功能的控制-并且特别不涉及通信的控制(也就是说，没有设定点标准(setpoint criteria)或映射的构造，例如，特别地，没有其订户装置特定的构造)。进行通信的特定订户装置也可以具有超过两个接口以便于提供分支，如上面已经解释过的。

在这种情况下，接口可被彼此独立地控制。例如，不具有两个并行连接的连接器，在所述两个连接器之间，通信线路成回路通过并且在装置中分接，例如CAN总线的情况。存在可与相邻的接口双向通信的两个完全独立的通信接口，也就是说，在半双工或全双工模式中。通信例如不仅利用电缆中电信号实现，而且可利用光纤中光实现。

本发明提供一种用于测量系统中订户装置之间双向通信的改进方法。特别地，所述测量系统是CMM的位置测量系统，其中订户装置采用测量传感器的形式。

在这种情况下，订户装置不布置成链形的串联结构，其中，除了该串联结构中的第一个和最后一个订户装置以外，经由相应的专用线路，每个订户装置都通过第一个通信接口连接到前面一个订户装置并通过第二通信接口连接到后面一个订户装置。

每个订户装置都具有消息处理单元，该消息处理单元用于控制第一个和第二个通信接口彼此独立地发送和/或接收消息。

消息处理单元的通信利用经由第一通信接口将消息接收为数字数据结构和通过将标识符区域的内容与规定设定点标准进行比较而评估消息的标识符区域来实现。在这种情况下，标识符区域包括有关订户装置处理消息的信息，如下面参照例子详细解释的。

基于比较的结果，利用规定的映射函数修改消息的标识符区域的内容，随后经由第二通信接口转发被修改了标识符区域的消息，和/或在订户装置中处理该消息。

在这种情况下，映射函数从接收到的标识符区域的内容来确定对于标识符区域而言需要发送的内容。

在这种方法中，特别地，所有订户装置中的设定点标准和映射函数可以是相同的。设定点标准和映射函数因而是不随订户装置变化的-或者换句话说-根据本发明的通信的设定点标准和映射函数不是基于特定订户装置配置的，而是基于相似的标准和映射在所有订户装置中修改消息。在这种情况下，特别地，可以将设定点标准和映射函数稳定地存储在订户装置中。特别地，用于通信的所有订户装置就其彼此通信而言具有相同等级的形式，也就是说，没有订户装置是向其它订户装置规定相应的订户装置特定设定点标准和/或映射的通信主机的形式。

在这种情况下，可以这样来选择映射函数，即，形成订户装置的组并且同时寻址。特别地，在这种情况下，可以这样选择映射函数，即，可以对消息执行广播或多播。

在这种情况下，基于通信接口中接收到消息的通信接口实现修改。

基于消息，特别是消息的识别符，处理可以引起接收到的消息的响应消息的产生和发送

○经由第一接口，

○经由第二接口，或

○所有接口。

然而，基于消息，特别是消息的识别符，也可以不引起响应消息的产生和发送。

可以在测量系统中使用标识符区域的特殊单播内容来执行单播(U)，其中，映射函数引起标识符区域的内容的递减。在这种情况下，当标识符区域的内容具有例如零值的规定值时，可以实现处理。

可以在测量系统中利用标识符区域的特殊广播内容执行广播(B)，其中，消息被所有的订户装置处理，并且利用不改变标识符区域内容的映射执行消息的转发。

可以在测量系统中利用标识符区域的特殊多播内容执行多播(M)，其中，消息被包括所有订户装置的子集(超过一个订户装置)处理，并且利用不改变标识符区域内容的映射转发消息。

可以在测量系统中利用标识符区域的特殊响应内容来执行响应转发(A)，其中，映射函数引起标识符区域内容的递增。

在这种情况下，避免通信接口中的一个的访问冲突包括在消息处理单元中缓冲存储接收到的消息。

本发明不仅涉及方法，而且涉及双向测量系统通信的订户装置。在这种情况下，所述订户装置特别是采用CMM位置测量系统中的测量传感器的形式。

在这种情况下，所述订户装置具有消息处理单元，所述消息处理单元被设计成执行所述的通信方法，并且还具有由消息处理单元可彼此独立地控制的至少两个通信接口，并且除了链中第一个和最后一个订户装置，可以连接到前面的订户装置和后面的订户装置。例如，这些通信接口可以根据RS422、RS423、RS323或RS485规格设计，但也可以使用其它物理层。

在这种情况下，可以利用同步接口同步所有订户装置中的订户装置内部的本地时钟信号，例如在EP2533022中详细描述的。

随后，本发明还涉及一种具有通信系统的坐标测量装置，所述通信系统具有这里描述的订户装置，该通信系统基于根据本发明的方法操作。在这种情况下，一个或更多个订户装置可以是在操作期间替换且连接到通信系统的形式，特别是可替换的测量范例订户装置的形式。

由于测量系统的订户装置中的消息处理单元通常实现为数字数据处理单元，因而本发明还包括具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码存储在机器可读的存储介质中，或者被发送为实现为电磁波的计算机数字信号以便实现该方法。当计算机代码将接收到的消息的标识符区域的内容与设定点条件进行比较，并且将比较结果作为根据映射函数修改标识符区域的内容的基础，然后转发被修改的消息和/或在本地处理消息时，这是特别应用的。

图2示出了一实施方式，其中，订户装置1都具有两个通信接口3，订户装置1使用通信接口3经由连接2建立与左侧邻居和右侧邻居的直接双向通信关系(显然，除了由此形成的装置链的各个末端)。在所示的通信系统中，不存在通信主机，所有订户装置在通信级别方面具有相等的权利。在这种情况下，每个订户装置可以自发分派消息，也就是说自主地，在任何时刻，无需先等待主机的通信分配。因此，不存在由主机规定的在订户装置输入其数据时使用的令牌、时隙或数据帧。

在这种情况下不应用地址分配并根据本发明的还可以称作无地址通信方法的通信方法的基本原理基于两个接口之间消息的映射和转发，例如参照下面的顺序所示。

在本示例中，如果具有标识符“R0”(在本示例中可以解释为，“R”代表“消息”并且“0”是标识)的请求从左侧进入一装置，该装置认为该请求是寻址到其自身的，处理或评估消息(图4至10中的“评估”)，并且利用所述请求进入的接口以具有标识符“A”(在本示例中可以解释为，“A”代表“应答”)的消息形式的相关响应对所述请求进行响应。作为变型，当接收另一个标识符时，所述装置还可以在另一方向或两个方向上响应。在具有另一个标识符的消息的情况下，可能不会出现来自被寻址装置的响应，因而所述装置处理接收到的消息但不返回响应或确认。对来自右侧的请求，也就是说，经由另一个通信接口接收到的消息，应用相似的情况。

当一消息通过一装置时，利用处理中的映射函数修改标识符(在本例中确切地说是标识自身)。这会基于相应的装置是否被标识符寻址或不考虑相应的装置是否被标识符寻址以及处理该消息来实现。在优选的例子中，标识以等级(rank)的顺序特别地递增或递减。结果，标识符包含关于通信系统中已经分派、处理或需要处理消息的装置的相对位置的消息。标识符是否和如何变化取决于相应的消息。另选地，存储在各个订户装置中的附加消息也可以涉及在这种情况下执行的映射中，例如，已经如上面描述的。

例如，在促使一些或所有订户装置给出响应的询问(也就是说通常已知的广播或多播)的情况下，可以利用在转发期间变化的标识符，以便于能够将在这种情况下由每个装置产生的响应消息与相应的装置关联起来。

例如，通过适当的映射函数并且匹配消息的标识符，消息能够提示装置向再下一个装置发送所述消息或另一个消息和/或将消息发送回前面的装置等。该消息可以促使被寻址的装置(或多个被寻址的装置)将进一步的消息发送到一个或更多个其它装置等。

作为根据本发明映射的消息的标识符的结果，实现了一种串联连接的装置的相对通信，不需要在特定装置基础上为所述装置规定不同的地址。

可以利用用于消息的缓冲存储来解决访问接口的任何问题，特别是要在同时经由相同的接口发送的多个消息之间的冲突。假定恰当地选择缓冲器的存储算法，则可以向多个装置规定对询问的响应顺序，使得该顺序总是相同的，并且所述顺序造成了消息与装置之间的不同关联，结果，例如还可以省去对响应的标识符的映射。

除了图2的通信系统10，图3还示出了可并行地寻址所有装置的同步线路5。例如，这种同步线路5通常采用测量系统中的用于发起测量的触发器线路的形式。在增强的实施例中，同步线路5还可以是组合的时钟触发器线路，如在EP2533022中描述的。

此外，在图4至图10中表示根据本发明的测量机器通信系统中的通信顺序的几个典型实施例，每个基本在多个行中按照按时间顺序表示。然而，这种列表不是绝对的，仅用于解释根据本发明的通信原理。

图4示出了用于根据本发明的通信的顺序的一示例。作为所述装置的订户装置I经由第一接口(也就是从右侧)接收具有标识符R0的消息。对该标识符的评估导致该消息需要被装置I处理，并且需要产生要经由接收接口也就是经由第一接口返回右侧的响应A。针对其它标识符，也可以进行其中不产生响应并因此也不发送新的消息的其它处理。

图5示出了用于根据本发明的通信的顺序的第二示例，其中，装置IV在其第二接口也就是从左侧接收到具有标识符R1的消息。对该消息标识符的评估导致该消息不需要被处理，而是通过映射函数f(x)＝x-1修改所述标识符，并且需要将具有标识符R0的修改后的消息经由另一个即第一接口转发到左侧。装置III经由其右侧接口接收到消息R0并评估该消息，处理该消息，其中产生具有标识符B的响应，该响应在与接收到相关询问R0相同的方向上即经由右侧接口传递到装置IV。装置IV将映射函数f(x)＝x应用于具有标识符B的消息(在这种情况下，未改变的映射)，并且将该消息转发到其右侧邻居。

图6示出了用于根据本发明的通信顺序的第三示例，其中，装置I接收到具有标识符R的消息，标示符R提示装置内部地处理该消息以及基于映射函数f(x)＝x经由相应的另一个接口将其转发到下一个订户装置，在这种情况下，也就是如在前已经描述的，采用导致相同标识符的标识符映射。在处理过程中，产生响应消息D0，响应消息D0经由与接收到消息R相同的接口发送。

随后的装置II、II和IV中的每一个都重复相同的处理。在附图中以不同的标识符E0、F0、G0表示来自这些装置的响应，但是每个装置的响应的标识符一定是相同的。因此，所有装置可以通过D0响应这种询问。在附图中选择不同的标识符主要是为了清楚起见，并且为了装置的相似性，每个装置将通过D0响应。如果现在例如装置III接收到具有标识符G0的消息，则其应用映射函数f(x)＝x+1，并且经由另一个接口发送具有修改后的标识符G1的消息。装置III、II和I以相似的方式处理从右侧接收的消息E、F和G。

这种例子可以称作寻址所有订户装置的广播形式的通信，其中每个订户装置都返回响应。例如，在具有这种通信的测量装置中，可以从所有位置传感器请求来自在前触发的实际值或测量值。D0、E1、F2和G3的接收器可以从标识符的数字来区分这些消息，并且将它们与相关的装置关联起来(即使如上所述所有的订户装置通过D标识符响应)。在另一个实施例中，其中装置的响应具有标识符，该标识符在转发期间不被映射改变(例如，在前面例子的标识符B的情况下)，消息和装置之间的关联利用消息到达的顺序建立。

在此处所示的情况下，为了避免接口上的访问冲突，可以对接收到的消息和/或由相应装置自身产生的消息执行缓冲存储。

图7示出了用于根据本发明的通信的顺序的第四示例，其中，装置I接收到具有标识符R0的消息，标识符R0满足在该装置中处理的条件，但是并提示消息的转发。然而，所述处理导致响应B，响应B在未接收消息R0的接口上发送到装置II。随后的装置II、III和IV接收到消息B，应用映射函数f(x)＝x，并且在相应的接口上发送消息。

图8表示用于根据本发明的通信的顺序的第五示例，其中，装置I在左侧接口接收到具有标识符V2的消息，利用相关的映射以递减该标识符，并且经由右侧的另一个接口转发具有映射的标识符V1的消息，但未改变消息内容。装置II以相似的方式处理该消息，并且将具有标识符V0的消息发送到装置III。消息标识符V0提示装置III处理该消息并不再转发该消息。在处理的过程中，产生经由装置III的两个接口分派的消息W。接收到消息W的装置在相应的其它接口上发送具有未改变标识符的消息，结果，消息W在所有通信订户装置上分发。而且，具有标识符W的消息还在所有装置中被处理。然而，未针对这些W标识符发送主动响应。另选地，从处理具有W标识符的消息的得到的任何信息可以通过另外的消息在该信息之后通过主动查询来读取，例如，如图6所示。

在测量机器中，例如，消息V可以意味着以检查测量值是否超过包含在消息中的阈值的形式的处理。如果发现超过所述阈值，则将有关具有标识符W的消息的信息发送到所有通信的订户装置，所述订户装置可以通过处理W消息以适当的方式反应。

图9表示用于根据本发明的通信顺序的第六示例，其中，装置I从左侧接收到作为具有标识符K2的请求的消息，映射所述消息，并且将其作为请求K1发送到装置II，装置II映射该消息并且将其作为请求K0转发到装置III。装置III处理消息K0的内容，并且在接收接口将相应的消息G0返回到左侧。借助增加的标识符映射从装置II接收到的消息标识符G0，因此转发接收到的具有修改后的标识符G1的消息。类似的处理出现在装置I中，装置I转发消息G2。已分派请求K2的装置0(未示出)现在可以处理预期的消息G2(例如当其到达时)并且不再转发。

图10表示用于根据本发明的通信的顺序的第七示例，其中，装置II发起将具有标识符R1的消息传递到右侧的事件。接收装置III通过递减将接收到的标识符R1映射在R0下并且将消息发送到右侧装置IV。装置IV处理具有R0的消息，如此产生具有标识符G0的响应消息，装置IV在先前接收的方向发送，也就是发送到左侧装置III。装置III通过递增将标识符G0映射至G1并且将其转发到左侧。装置II已经等候响应于其之前的具有标识符R1的询问的具有标识符G1的适当的响应，因此处理接收到的具有标识符G1的消息。处理的结果是装置II将具有标识符W的消息发送到左侧装置I。

在上面例子中使用的标识符可以认为完全是示例性的，用于清楚地解释根据本发明的通信原理。在实际使用中，标识符还可以更抽象地实现，特别是以数字编码的形式。例如在此解释的用于具有零的标识符的处理标准可以认为是完全示范性的。因此，存储在装置中的映射函数和评估也相对更复杂。特别地，标识符和用于标示符的映射和标准不必以可由人读取的形式实现。

图11以流程图表示用于根据本发明的通信的顺序的第一示例。在评估71中，从订户装置接收到的消息70被基于其标识符进行评估。取决于评估的结果，执行处理72或标识符映射73或者处理72和标识符映射73两者。

在这种情况下，标识符映射基于接收到的标识符修改标识符，在本文的上下文中，所述修改也可以理解成一对一映射，也就是说返回所述标识符。在标识符映射73之后，经由与接收到消息不同的接口发送消息。然后，该接口用于发送75修改后的消息。

在处理72期间，订户装置可以将接收到的消息的内容作为执行多种功能的基础。如果需要，处理72还可以通过产生响应消息来发起响应76。否则，处理在点77终止。然后，根据为所述处理而存储的选择78，产生的任何响应消息在框79中被指定给接收接口，在框80中指定给另一个接口或经由框79和80指定给两个接口。随后，经由相关的接口发送75。

图12以流程图示出用于根据本发明的通信的顺序的第二示例，其与第一示例相比被扩展。在框70接收到的消息被基于其标识符进行重复评估，还可以应用几个评估。

当标识符满足单播处理标准时应用评估81，例如在上面解释的例子中，对标识符R0应用。随后是上面已经解释的处理72，以及任何响应产生76、78、79、80。

当标识符解释为广播时应用评估82，例如，在上面解释的例子中对标识符R和W应用。随后是上面已经解释的处理72，任何响应产生76、78、79、80，并且还另选地转发74消息。

当标识符被解释为多播时应用评估83，也就是说标识符满足可以应用于订户装置的子集(例如，所有的线性编码器、所有的限位开关等)的特定标准时。针对规定的标准，还可以以对标示符而言特定的方式使用来自消息和/或订户装置的进一步信息。当通过上面已经解释的处理72适用时，接下来是任何响应的产生76、78、79、80，以及另选地发送74消息。

评估84提示上面已经解释的映射73，还可以使用来自消息和/或订户装置的进一步消息，然后发送74。

当在框75中分派消息之前，如果通信接口被占用，消息可以在测试85缓冲存储。

图13表示测量系统98的第一示例。所示的测量装置98是关节臂形式的，其在运动轴装配有直线编码器91或旋转编码器90。关节臂还具有可替换的测量头92和控制单元93。在这种情况下，测量中涉及的装置，也就是特别是直线编码器91、旋转编码器90、测量头92和控制单元93是根据本发明测量系统中的订户装置。

图14示出了测量系统99的第二示例。所示的测量装置99是门架设计的坐标测量装置形式，其装配有直线编码器91。在这种情况下，将可替换的测量头92安装到旋转头94。外部控制单元93调整测量顺序。在这种情况下，测量系统所装配的数据处理装置或组件，即，特定的直线编码器91、电动旋转头94、测量头92和控制单元93是根据本发明的通信系统中的订户装置形式，所述通信系统可以用于借助通信线驱动或轮询所述订户装置。

除了在图13和图14中明确表示的测量系统，根据本发明的通信方法还可以用于具有其它设计的测量系统中，例如，经纬仪、总站、激光跟踪器、激光扫描器等。

Claims (25)

1.一种用于坐标测量装置的位置测量系统中的订户装置之间的线路连接的双向通信的方法，所述坐标测量装置具有链形的串联结构的所述订户装置的布置，其中除了所述串联结构中的第一个订户装置和最后一个订户装置以外，各个订户装置都通过第一通信接口连接到前面的一个订户装置，并且通过第二通信接口连接到后面的一个订户装置，其中，

各个订户装置都具有消息处理单元，所述消息处理单元能够用于控制所述第一通信接口和所述第二通信接口彼此独立地发送和/或接收消息，并且

所述消息处理单元的通信通过以下实现

·经由所述第一通信接口接收所述消息作为数字数据结构；

·通过将所述消息的标识符区域的内容与规定的设定点标准进行比较，评估所述标识符区域，所述标识符区域包含有关所述订户装置的消息处理的信息，以及

·基于所述比较的结果

°利用规定的映射函数修改所述消息的所述标识符区域的内容，所述映射函数针对所述标识符区域使用所述标识符区域的接收内容来确定需要发送的内容，随后经由所述第二通信接口转发被修改了标识符区域的所述消息；和/或

°在所述订户装置中处理所述消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述坐标测量装置具有测量传感器作为所述订户装置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述设定点标准和所述映射函数在所有订户装置中都是相同的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述设定点标准和所述映射函数始终存储在所述订户装置中。

5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于：

进行通信的所述订户装置在它们的通信中具有彼此相等的等级。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述订户装置中的任一个都不是向其它订户装置分别分配订户装置特定的设定点标准和/或映射的通信主机的形式。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述映射函数按照以下方式选择，即，形成所述订户装置的组并且对所述组同时寻址。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：

按照能够执行所述消息的广播或多播的方式选择所述映射函数。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述订户装置的所述通信接口中的接收到所述消息的一个通信接口的基础上实现所述修改。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述消息的基础上，所述处理

■提示产生所述消息的响应消息并

°经由第一接口，

°经由第二接口，或

°经由所有接口分派所述响应消息，或者

■提示不产生和分派响应消息。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：

在所述消息的所述标识符的基础上，所述处理

■提示产生所述消息的响应消息并

°经由所述第一接口，

°经由所述第二接口，或

°经由所有接口分派所述响应消息，或者

■提示不产生和分派响应消息。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述测量系统中使用所述标识符区域的特殊单播内容执行单播，其中，所述映射函数提示递减所述标识符区域的内容，并且

针对所述标识符区域的具有规定值的内容执行所述处理。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：

所述规定值是零值。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述测量系统中使用所述标识符区域的特殊广播内容执行广播，其中，

由所有订户装置处理所述消息，并且

利用不改变所述标识符区域的内容的映射来发送所述消息。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述测量系统中使用所述标识符区域的特殊多播内容执行多播，其中

由所有订户装置的子集处理所述消息，所述子集包括超过一个订户装置，并且利用不改变所述标识符区域的内容的映射来发送所述消息。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

-在所述测量系统中使用所述标识符区域的特殊响应内容执行响应转发，其中，所述映射函数提示递增所述标识符区域的内容，和/或

-避免所述通信接口中的一个的访问冲突包括在所述消息处理单元中对接收到的消息进行缓冲存储。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

还在所述第一个订户装置的所述第一通信接口和所述最后一个订户装置的所述第二通信接口之间实现所述通信，使得所述第一个订户装置在所述最后一个订户装置的后面，并且所述最后一个订户装置在所述第一个订户装置的前面，所述订户装置的所述串联结构闭合以形成环。

18.一种在坐标测量装置的位置测量系统中进行双向线路连接的测量系统通信的订户装置，其特征在于：

所述订户装置具有

·消息处理单元，所述消息处理单元被设计成使得执行权利要求1至17中任一项的通信方法，以及

·至少两个通信接口，所述通信接口能够由所述消息处理单元彼此独立地控制，并且能够连接到前面的订户装置和后面的订户装置。

19.如权利要求18所述的订户装置，其特征在于：

所述订户装置是测量传感器。

20.如权利要求18所述的订户装置，其特征在于：所述通信接口根据RS422、RS423、RS323或RS485规格来设计。

21.如权利要求18或20所述的订户装置，其特征在于：同步接口用于同步所有订户装置中的订户装置内部的本地时钟信号。

22.如权利要求21所述的订户装置，其特征在于：

同步接口用于通过组合的时钟触发器信号来同步所有订户装置中的订户装置内部的本地时钟信号。

23.一种坐标测量装置，该坐标测量装置具有线路连接的通信系统，所述通信系统具有权利要求18至22中任一项的订户装置，基于权利要求1至17中任一项的方法操作。

24.如权利要求23所述的坐标测量装置，其特征在于：

能够在操作期间替换的订户装置能够连接到所述通信系统。

25.如权利要求24所述的坐标测量装置，其特征在于：

能够在操作期间替换的所述订户装置是可替换的测量范例订户装置。