CN105474111A - 防篡改的电子设备 - Google Patents

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Abstract

电子设备包括：微处理器(μC)，该微处理器(μC)具有数据输入(IN)、具有数据输出(OUT)并且具有控制输入(CTL)；以及至少一个存储器单元(MEM)，该存储器单元(MEM)尤其是借助于持久性存储器模块形成。微处理器具有能够经由控制输入选择性地激活的至少两个操作模式，并且建立为在第一操作模式下执行至少一个预定顺序程序以处理经由数据输入到来的数字数据和/或以在数据输出上输出数字数据，并且建立为在第二操作模式下可重新编程，使得影响至少一个顺序程序通过微处理器的执行的参数的至少一个值能够更改。存储器单元还建立为通过存储器内容Z的变化来对第二操作模式的每次激活做出反应，使得所述存储器内容Z表示第二操作模式在预定时间段内被激活的频率。

Description

防篡改的电子设备
技术领域
本发明涉及一种电子设备，尤其是实例化为工业测量和自动化技术的测量设备和/或开关设备的电子设备和/或适合应用于强制性认证货物运输的电子设备，其中，电子设备包括：微处理器，该微处理器具有数据输入、数据输出和控制输入；以及至少一个存储器单元。本发明还涉及一种操作这种电子设备的方法。
背景技术
背景技术在工业测量和自动化技术中，尤其是也与使用化学、物理或生物工艺过程从原料或起始物料生产产品的化学工艺过程或过程的自动化和/或工厂的自动化控制有关，或者，然而，也与例如燃料厂或灌装厂的强制性认证转移系统的操作有关，电子设备被用于直接安装在相应工厂。这些电子设备通常也称为现场设备。这些设备能够是致动器现场设备，例如分别是电子马达、或阀、控制装置，或者然而，也可以是传感器现场设备、即测量设备，诸如例如科里奥利质量流量测量设备、电子振动密度测量设备、磁感应流量测量设备、涡街流量测量设备、超声波流量测量设备、热质量流量测量设备、压力测量设备、料位测量设备、电子振动料位限位开关、温度测量设备、pH值测量设备等，这些测量设备分别用于确定表示在各种情况下在预定测量范围内按时间的函数变化的物理和/或化学测量变量的测量值，以及在各种情况下，用于产生传输在相应测量设备外部的测量值的至少一个—数字或模拟—测量值信号。分别由测量设备、在给定情况下也是可认证的测量设备形成的电子设备记录的测量变量取决于应用能够是例如被输送、或保持在诸如例如管道或储罐的对应容器中的液体介质、粉末介质、蒸汽介质或气体介质的质量流量、密度、粘度、料位或限位、压力、pH值、电导率或温度等。以测量设备的形式且本身对本领域的技术人员已知的这种电子设备在EP-A1591977、GB-A2,229,897、US-A2001/0016802、US-A2003/0236579、US-A2005/0137719、US-A2010/0026322、US-A2008/0288933、US-A2011/0062942、US-A5,672,975、US-A6,014,100、US-A6,140,940、US-B6,452,493、US-B6,472,884、US-B6,684,340、US-B6,854,055、US-B7,162,651、US-B7,296,482、US-B7,630,844、US-B7,778,784、US-B7,792,646、WO-A00/26739、WO-A00/48157、WO-A01/71291、WO-A03/106931、WO-A2008/091548、WO-A2009/002341、WO-A2011/005938、WO-A2012/009003、WO-A2012/159683、WO-A2012/163608、WO-A88/02476、WO-A88/02853、WO-A94/20940、WO-A95/08123、WO-A95/08758等中公开，或也在申请人的未预公布的德国申请102013100799.6中公开，或由申请人例如在商标t-trendATT12、Promag53H、Prowirl73F、PromassE200、PromassF200、Promass83X或Promass84F下销售。
为了记录相应的过程变量，形成为测量设备的电子设备具有在各种情况下，对应的物理至电或化学至电的测量变换器。这种测量变换器最常应用于或容纳介质的容器的壁中或在或输送介质的管线、例如管道路线中并用于产生与待记录测量变量对应的至少一个最初模拟电测量信号，即表示其时间曲线的电测量信号。模拟电测量信号又借助于电连接到测量变换器的设备电子器件来进一步处理，以这样的方式为测量变量确定对应测量值。相应测量设备的设备电子器件最常容纳在比较坚固的、例如抗撞、耐压、抗爆和/或耐风雨的电子设备壳体中。这可以布置成，例如从测量变换器去除并且仅经由柔性电缆与测量变换器连接；然而，其还能够直接布置在测量变换器上，或在单独容纳测量变换器的测量变换器壳体中。
前述类型的电子设备的设备电子器件在操作过程中另外经由对应连接端子和与其连接的电气连接线路来电气连接到上级电子数据处理系统，该上级电子数据处理系统最常布置成空间上从相应测量设备去除、也最常空间上分布。在形成为测量设备和因此包含传感器的电子设备情况下，由相应设备产生的测量值借助于以由数据处理系统处理的格式的测量值信号被发送到例如所述数据处理系统。在这种情况下，尤其是对于其中测量信号经由位于例如从10米至几百米及以上的数量级的较大距离发送的情况也是真正非常分散的，其中，在瞬时电流水平表示外加信号电流以及同等在预定测量范围内、即在为发送测量值所保留的电流范围内的信号电流变量，在各种情况下与测量变量的测量值精确对应的信号电流的情况下，施加模拟电流信号，即模拟测量值信号。为此用于工业测量技术中的通常是所谓的4-20mA电流回路，因此，作为在位于例如固定在3.8mA的下限电流水平—有时也被称为电流超前零点或零寿命值—以及固定在例如20.5mA的上限电流水平之间的测量范围内变量的这种信号电流作为测量值信号。除了别的之外，也在标准DINIEC60381-1中定义的分别位于下方、上方的所述测量范围的电流水平范围，在4-20mA电流回路的情况下，是最常为示意与相应测量设备的正常测量操作对应的正常操作方式不同的较早定义的特定操作条件所保留的电流水平，因此，例如由于测量变量位于为测量设备指定的测量范围的外部或由于相应测量变换器的故障的报警状态，例如也为了满足在对于具有模拟输出信号的数字测量变送器的停机时间信息的统一信号水平的NAMUR建议NE43:18.01.1994中制定的要求。
为了产生测量值信号，在形成为测量设备的电子设备的情况下，例如直接布置在测量变换器上和/或在所述电子设备壳体内的模数转换器首先从测量变换器的模拟电测量信号获得表示该测量值信号的数字测量信号。为了另外处理数字测量信号，即为了从表示具体测量变量的数字测量值产生以及为了将所述测量值变换成在电子设备、或其设备电子器件外部可转移和可评估的至少一个测量值信号，测量设备的特定设备电子器件此外包括接收数字测量信号的变送器电路。如除了别的外也在上述US-A2001/0016802、US-A2010/0026322、US-A2011/0062942、US-B7,630,844、US-B7,792,646、US-B7,778,784、US-B6,452,493、US-A6,014,100、WO-A95/08123或WO-A2012/009003中所示出的，在各种情况下，变送器电路在前述类型的现代电子设备的情况下最常借助于有时也具有多于一个处理器的数字微处理器和/或数字信号处理器(DSP)形成，数字测量信号经由数据输入馈送到该数字信号处理器(DSP)。除了别的外，所述微处理器，也在操作过程中自动适于通过执行至少一个对应预定处理流程程序来处理经由数据输入进来的数字数据，例如因此基于在数据输入上的数字测量信号以产生测量值序列，即在处理流程程序的控制下，瞬时表示测量变量并表示从不同时间点获得的测量变量的时间曲线的序列的相应数字测量值，并在对应的数据输出上输出基于数据处理确定的数字数据。在数据输出上的数字数据能够因此是例如实时输出的数字测量值。为了存储至少一个处理流程程序，前述类型的变送器电路，因此或由其形成的电子设备，通常具有用于存储至少一个控制程序的、或在模块化组织的控制程序的情况下多个单独程序代码模块的程序代码的一个或多个对应非易失性存储器，以及在电子设备的操作期间，待由微处理器执行的控制程序能够对应地载入其中的至少一个易失性存储器。
对于其中模拟电流信号应输出为测量值信号的所述情况，前述类型的变送器电路，因此由其形成的电子设备此外具有电流接口，该电流接口由微处理器控制并具有至少一个电流输出和与微处理器的数据输出耦接的控制输入。电流接口适于让信号电流流经电流输出并且在此期间将信号电流的电流水平保持在由微处理器在数据输出预定的、例如因此与当前确定的测量值对应的稳定电流水平。电流接口能够在这种情况下实例化为无源接口，即从由布置在测量设备外部的供电电路驱动的负载调制的意义来说设定电流的接口，或实例化为有源接口，即改变由测量设备的内部供电电路驱动的电流的接口。
讨论中的类型的电子设备也应在测量设备在其启动之后、例如即在其已经进入常规测量操作之后、因此在微处理器处于其能够执行的正常操作模式下之后，或执行至少一个控制程序的情况下，不时被检查—其在用户操作设备的动力下和/或在权威监督借助于电子设备形成的测量点的需求下，关心所需测量精度、或在说明书中陈述的测量精度、即测量变量的测量值通过其确定的精度，或测量变量通过其最终映射到测量值信号的精度是否仍可靠地获得；这对其中诸如已经提到的电子设备用于强制性认证的货物运输中，例如作为强制性认证转移系统的部件的情况来说也尤其是如此。在讨论中的类型的电子设备的这种检查过程中，例如，从执行标定或新认证的意义上说，能够有时也要求微处理器为了对应调节变送器电路的目的而被重新编程，以这样的方式使得至少一个控制程序，或其程序代码被对应地修订，因为，影响所述处理流程程序通过微处理器的执行的参数的值，或影响至少一个处理流程程序通过微处理器的执行的多个这种参数的值被更改。
在上述类型的电子设备的情况下，尤其是在经受认证要求的这种电子设备的情况下，当微处理器工作在正常操作模式中时，在这种情况下，作为测量设备操作的设备因此工作在正常测量操作中，通常不允许执行，或不能够执行一个或多个这种处理流程程序的这种修改，尤其是旨在产生所需测量精度的这种修改。相反地，为此目的，微处理器必须首先被放置在对应特定操作模式中，即在允许修改的操作模式中，例如，甚至在存在负责测试的检查员、或由有关权威机构委托的检查员的情况下。处理流程程序的修改所需的输入能够例如经由电子设备的对应板载维护元件和/或经由借助以维护接口形式的适配器与微处理器通信的外部维护设备执行。
为了防止，或在给定情况下，能够尽可能早发现电子设备的篡改，即在相应电子设备的批准、或发布之后的处理流程程序的未经授权修改，例如由于未经授权员工未经许可访问放置在前面所示的特定操作模式下的微处理器的篡改，讨论中的类型的电子设备最常设置有在特定操作模式下防止不允许访问的对应保护措施。这种保护措施常常由保护对微处理器访问的密码与安装在电子设备壳体内的开关组合组成，该开关仅手动并仅在打开电子设备壳体之后可致动，用于激活特定操作模式，或用于重新去激活特定操作模式。为此目的，开关适于例如实例化为DIP开关，以在微处理器的控制输入上产生信号电平模式，该信号电平模式例如以比特序列的形式，激活第二操作模式，例如既激活第二操作模式以及又同时去激活第一操作模式。另外，尤其是在电子设备经受认证要求的情况下和/或由于保证和责任原因，开关最常也例如通过将例如以粘合标签或蜡封或铅封的形式的密封放置在其上和/或在电子设备壳体上来防止未经授权、或未检测到的致作，该密封首先抵抗电子设备壳体打开、或开关致作并且另外不能在未被可辨别地破坏的情况下去除。
前述类型的电子设备的这种传统保护措施的缺点是，在一方面，大量密码必须处理、即产生、管理和更新，并且另外也通过可追踪记录发送给通常被授权修改处理流程程序的多个人员，这因此增加作用在相应设备的操作员的角色上的庞大组织的实现，然而，尤其是还增加了庞大信息技术。而且，具体密码必须在现场经由维护元件输入，该维护元件由于空间的原因最通常是非常小的，或被打破的密封必须在离开特定操作模式之后适当更换。另外，然而，也可能发生的情况是，当前密码首先例如由于不正确传递、或不正确次序，由于不正确参数设置，或由于在操作中的错误的发生而不可用于由实际被授权的员工按需自发访问特定操作模式，该操作错误的发生是因为不正确传送或由超过以前有效密码的期满日期引起，或者也是，密码被错误输入多次，这样导致访问特定操作模式的较长持续阻止，在各种情况下，以及设备的可能紧急改变措施的对应延迟。在另一方面，这些保护措施也不能记录受到影响的设备的可能篡改的时间点，使得不支持对应的追踪过程。此外，前述保护措施也没有完全、或不可克服地防止未被承认的滥用、或防止未检测到的伪造。
发明内容
考虑到这点，本发明的目的是给电子设备提供保护措施，该保护措施在一方面使得能够比较简单地访问允许修改在常规操作模式下由微处理器执行的控制程序的特定操作模式并在另一方面在给定情况下能够可靠地记录特定操作模式的任何访问，也不需要基于密码和/或基于密封的保护措施。
为了实现该目的，本发明属于电子设备，该电子设备包括：微处理器，该微处理器具有数据输入、数据输出和控制单元；以及至少一个存储器单元、例如借助于持久性存储器部件形成的存储器单元。本发明的电子设备的微处理器包括至少两个操作模式，例如，独占地经由控制输入、例如借助于二进信号电平、或由其形成的时钟序列选择性地可激活的操作模式，并且另外适于在第一操作模式下执行至少一个预定控制程序以将经由数据输入进来的数字数据处理成例如数字测量值，和/或以例如也在数据输出上实时输出数字数据，以及在例如作为第一操作模式的替代或也与第一操作模式同时可激活的第二操作模式下，以使得影响至少一个处理流程程序通过微处理器的执行的参数的至少一个值可更改的方式可重新编程。另外，本发明的电子设备的存储器单元适于以使得所述存储器内容表示第二操作模式在预定时间段内被激活的频率的方式通过存储器内容的变化对第二操作模式的每次激活做出反应。
此外，本发明也属于将这种电子设备用于强制性认证的货物运输，例如，用于确定介质、例如流体介质、例如气体或液体的物理或化学测量变量的测量值。
此外，本发明也属于用于操作这种电子设备、例如也是应用于强制性认证的货物运输中的电子设备的方法，该方法包括：
-激活第一操作模式以借助于微处理器执行至少一个处理流程程序；
-激活第二操作模式以为微处理器重新编程的；
-以及以使得存储器内容表示增加了预定大小的量的、第二操作模式在预定时间段内被激活的频率的方式，将存储器内容修改了该大小。
在本发明的第一实施例中，微处理器适于，例如，也以使得影响至少一个处理流程程序通过微处理器的执行的参数的值不可更改的方式，在第一操作模式下不可重新编程。
在本发明的第二实施例中，所提供的是：存储器内容包括表示计数器水平的计数器变量的数值，该数值在激活第二操作模式的情况下，在各种情况下，改变例如1的预定大小，例如即在各种情况下，增加预定增量，或在各种情况下，减少预定减量。
在本发明的第三实施例中，所提供的是：存储器内容包括表示激活第二操作模式的时间点、例如操作时间和/或日期和时钟时间的时间变量的数值。
在本发明的第四实施例中，所提供的是：存储器内容包括表示激活第一操作模式的时间点、例如操作时间和/或日期和时钟时间的时间变量的数值。
在本发明的第五实施例中，存储器单元适于存储与第二操作模式的激活对应的、例如以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式的至少一个时间值，和/或适于存储在激活第二操作模式的时间点出现在数据输出上的、例如与自从上一次启动以来经过的操作时间结合和/或与对应的日期和/或对应的时钟时间结合的至少一个数据值。此外，存储器单元另外也能够适于补充地还存储与第二操作模式的去激活对应的、例如以自从上一次启动以来经过的操作时间的形式和/或以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式的至少一个时间值。
在本发明的第六实施例中，存储器单元此外适于存储与第一操作模式的激活对应的、例如以自从上一次启动以来经过的操作时间的形式和/或以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式的至少一个时间值。
在本发明的第一进一步演变中，电子设备进一步包括适配器，该适配器适于从外部维护设备、例如由无线电、借助于红外光或经由两线电缆接收请求激活第二操作模式的控制命令，并且在微处理器的控制输入上将该控制命令转换成激活第二操作模式的、例如以比特序列的形式的信号电平模式。适配器能够例如适于无线地、例如由无线电或借助于红外光，和/或通过导线、例如经由两线电缆从维护设备接收所述控制命令。适配器能够在这种情况下，尤其适于无线地由无线电从维护设备接收根据用于短距离无线电连接的工业标准IEEE802.15.1(蓝牙)和/或根据工业标准IEEE802.15.4(无线HART)传输的控制命令，并且此后将该控制命令处理、即转换成激活第二操作模式的信号电平模式。此外，适配器也能够适于用导线经由两线电缆从维护设备接收根据标准IEC61158(HART)传输的控制命令，并且此后将该控制命令处理、即转换成激活第二操作模式的信号电平模式。
在本发明的第二进一步演变中，电子设备进一步包括电子设备壳体，微处理器以及持久性存储器容纳在该电子设备壳体内。
在本发明的第三进一步演变中，电子设备进一步包括手动可致动、例如可密封和/或可分隔开(compartmentalizable)的开关，该开关适于致动时在微处理器的控制输入上产生例如以比特序列的形式、激活第二操作模式、例如既激活第二操作模式也同时又去激活第一操作模式的信号电平模式。尤其是，电子设备能够在该进一步演变的情况下，此外还包括施加到开关的密封，例如借助于蜡封或铅封或借助于粘合标签形成的密封。此外，开关能够此外适于在对应的致动之后在微处理器的控制输入上产生例如以比特序列的形式的、去激活第二操作模式、例如既去激活第二操作模式也同时又激活第一操作模式的信号电平模式。
在本发明的第四进一步演变中，电子设备另外包括显示元件，该显示元件适于使如用存储器单元的存储器内容表示的、第二操作模式在预定时间段内被激活的频率可视化，和/或信号通知该操作模式在此刻被激活。
在本发明的第五进一步演变中，电子设备进一步包括测量变换器—例如，磁感应流量变换器、超声波流量变换器、热质量流量传感器、涡街流量传感器、科里奥利质量流量变换器、电子振动密度变换器、电子振动粘度变换器、压力传感器、pH传感器、温度传感器等，用于记录物理和/或化学测量变量—例如，流体的密度、粘度、温度和/或压力；管线中输送的流体的体积流量、或质量流量、保持在容器中的介质的料位或限位等—并且用于产生表示至少一个测量变量的测量数据、即数字数据。此外，微处理器在本发明的进一步演变的情况下，适于在数据输入上接收测量数据，并且在第一操作模式下在执行处理流程程序中处理经由数据输入进来的测量数据，例如，也为了在第一操作模式下和/或在第二操作模式下在数据输出上输出在执行处理流程程序中并且通过应用测量数据计算出的测量值、即数字数据。替代地或补充地，存储器单元能够此外也适于存储：在激活第二操作模式的时间点之前例如立即和/或最后由微处理器确定的、例如与自从上一次启动以来经过的操作时间结合和/或与对应的日期和/或对应的时钟时间结合的至少一个测量值。
本发明的基本想法是，在讨论中的类型的电子设备的情况下，尤其是也在强制性认证的现场设备的情况下，为了改进在被相应电子设备接受之后，防止对至少一个处理流程程序的篡改、即防止未经授权的修改、因此破坏设备整体性的修改所需的保护措施，使得控制程序的可能中间访问被自动记录并接着以机器可读条目存储在设备中，使得其在现场直接可调用并可显示，并且实际上，以使得使能处理流程程序修改的(特定)操作模式的任何最近激活在各种情况下，并且，实际上，甚至在控制程序的某些修改可能发生、或实际上已经发生之前，迫使存储器单元中的存储器内容自动对应变化的方式。在这种情况下，当存储器单元、或记录激活的存储器内容的访问一概全部经由微处理器发生时，记录激活的条目能够直接地、相对篡改安全地保持在相应设备中。
本发明的优点是，除了别的外，在一方面，能够以非常简单、同样也非常显著的方式在现场、即直接在相应电子设备上信号通知设备的篡改、因此整体性的破坏是否必须关注。在另一方面，对于其中在每次激活时，存储器内容总是以相同的方式—例如通过实例化为一种计数器水平的存储器内容逐步增加预定增量和/或通过利用与这种激活对应的日期和/或与其对应的时钟时间来对这种激活的对应补充—根据固定预定规则变化的情况，也能够另外确定多频繁、或在给定情况下，何时有进入第二操作模式的条目。
附图说明
现在将基于附图的各图所示的实施例的实例更详细地解释本发明以及本发明的其它有利实施例。所有图中的相同部件设有相同附图标记；当清晰需要或其以其它方式显得明显时，已提到的附图标记在后续图中省略。首先，本发明的仅个别解释方面的其它有利实施例或进一步演变尤其还有组合此外从附图的各图以及还从从属权利要求本身产生。特别地，附图的各图如下示出：
图1以框图的方式示意性示出电子设备、尤其是适合应用于工业测量和自动化技术的电子设备；
图2以框图的方式示意性示出实施为测量设备的图1的电子设备；
图3以侧视图示出了图2的电子设备；并且
图4以框图的方式示意性示出实施为致动器现场设备的图1的电子设备。
具体实施方式
图1以框图的方式示意性示出电子设备、尤其是适合应用于工业测量和自动化技术的电子设备的实施例的实例。电子设备能够实例化为、或用作，例如又同样在图2中示意性示出的传感器现场设备，即例如用于记录在管道中流动的介质或保持在供给容器中的介质的物理变量的测量设备，然而，或者也诸如在图4中示意性示出的致动器现场设备，例如电动机或阀门V的电子控制单元。电子设备包括具有数据输入IN、数据输出OUT以及控制输入CTL的微处理器μC。微处理器μC是根据本发明的另外的有利实施例、容纳在对应的电子设备壳体200中，尤其是抗撞的和/或又抗爆的和/或气密密封形成的和/或模块化组装的电子设备壳体200。此外，这里所示的实施例的实例中的电子设备此外包括由外部电源馈电的电源电路EV。电源电路EV具有输入和至少一个输出，该输入具有两个连接触点，该至少一个输出同样容纳在电子设备壳体内。电源电路EV用于给设备的操作所需的在输出上的有效电功率提供至少一个有效电压UN，该有效电压UN尤其也与微处理器μC所需的电压匹配。
本发明的电子设备的微处理器μC此外包括至少两个操作模式，该至少两个操作模式可例如借助于放置在控制输入CTL上的对应设定的二进制信号电平、或由其形成的时钟序列选择性地激活。尤其是，诸如图1示意性所示，微处理器即在第一操作模式下适于执行至少一个预定控制程序以处理经由数据输入IN进来的数字数据SD，例如供给微处理器的数字测量值，和/或以例如也在数据输出OUT上实时输出数字数据XD。为了执行所述处理流程程序，电子设备此外包括与微处理器电气连接的—例如与微处理器一起容纳在同一个微芯片上的—配置成工作存储器的易失性存储器芯片(RAM)，该易失性存储器芯片使得能够直接访问微处理器μC，并且为了在运行时间期间通过微处理器执行控制程序的目的对应编译的控制程序能够被载入该易失性存储器芯片。此外，设备能够例如借助于微处理器或借助于单独芯片(IC)实施实时时钟用于确定当前时钟时间和/或例如借助于微处理器实施操作小时计数器用于确定自从上一次启动以来—或也自从设备的操作相关的另一时间点以来经过的时间。
为了实现电子设备与在现场与其交互的用户之间的对话，电子设备此外设有对应人机界面HMI。该人机界面能够具有例如显示器、与微处理器μC通信的或显示和交互元件AE，尤其是通过微处理器操作的显示器和/或便携式显示器，诸如例如放置在设置在其中的对应的窗口后面的电子设备壳体200中的LCD显示器、OLED显示器或TFT显示器，以及对应的输入键盘和/或触摸屏，该触摸屏例如也适于将由微处理器产生的数字数据XD显示在现场、即直接在设备上。另外，人机界面HMI还能够提供与外部维护设备一起的通信连接，例如基于无线电波的通信连接、基于红外光的通信连接或有线数据连接，经由该通信连接，用户能够在现场经由维护设备将命令传输到电子设备用于控制微处理器。
为了形成例如根据用于短距离无线电连接的工业标准IEEE802.15.1(蓝牙)、IEEE802.15.4(无线HART)、或IEC61158(HART)中的一个标准实例化的这种通信连接，根据另外实施例的电子设备包括适配器SI，该适配器SI适于例如由无线电、借助于红外光或经由两线电缆从外部维护设备接收影响微处理器、或加载的处理流程程序的或执行的一个或多个控制命令并将该控制命令转换成在微处理器的一个或多个控制输入上的对应的信号模式，尤其也是所述控制输入CTL。
此外，在这里所示的实施例的实例中，借助于微处理器产生的数据，例如测量数据和/或其它操作数据，也能够在给定情况下在操作过程中借助于设置在电子设备中的数据通信接口COM经由耦合到数据通信接口COM的数据传输系统、例如以太网、现场总线和/或无线电网络实时发送到电子设备的上级的电子数据处理系统、例如可编程逻辑控制器(PLC)、个人计算机和/或工作站，以进一步评估、或进一步处理。
除了第一操作模式外，本发明的电子设备的微处理器还包括第二操作模式，在该第二操作模式下，微处理器可重新编程，以这样的方式使得至少一个控制程序可修改，即，影响所述处理流程程序通过微处理器的执行的参数的至少一个值可更改。所述第二操作模式能够激活成例如替代第一操作模式，以这样的方式使得两个操作模式中的至多一个同时是活动的，或两个操作模式相互排斥。然而，作为其替代，微处理器也能够这样适配，使得第二操作模式在需要的情况下可与第一操作模式同时激活，例如以这样的方式，使得微处理器能够执行至少一个控制程序并且与其并行的修改能够在至少一个控制程序上执行，例如也在除了此刻由微处理器执行的程序外的程序上执行。在本发明的另外实施例中，微处理器另外适配使得两个操作模式中的每个操作模式独占地经由控制输入CTL选择性地激活。在需要的情况下，微处理器也能够另外这样适配使得激活至少第二操作模式能够仅在对应的密码经由人机界面HMI、例如借助于在给定情况下包含在其中的显示和交互元件AE的成功输入之后发生。
为了至少从某个时间点—例如，与电子设备的最后完成的标定、或认证对应—实现可能在将由微处理器执行的处理流程程序上执行的修改的记录、或追踪，诸如图1示意性所示，本发明的电子设备此外包括，至少一个存储器单元MEM—这里与微处理器一起容纳在相同的电子设备壳体200中。存储器单元MEM适于在第二操作模式的每次激活时与存储器内容Z的变化发生作用，并且实际上，以这样的方式使得存储器内容Z表示第二操作模式在预定时间段内被激活的频率。预定时间范围能够例如是从前面示出(较早)时间点(即与电子设备的最后完成的标定、或认证对应)，延伸直到较晚时间点、例如与设备的新校验对应的时间点的监视间隔。
由存储器单元MEM的存储器内容Z表示的所述频率、即第二操作模式通过其在预定时间段内被激活的频率，也能够例如借助于所述显示元件AE可视化，以便然后能够例如与保持写入较旧测试协议中的较旧存储器内容比较，或对应记录在当前测试协议中。作为其替代或其补充，显示元件AE也能够例如显示、因此信号通知，哪个操作模式在此刻被激活、或第二操作模式是否在激活第一操作模式之后曾经被重新激活。
诸如图1示意性所示，存储器单元MEM能够例如借助于与微处理器μC电连接的持久性、即非易失性电子存储器部件—例如也在单个芯片中与微处理器μC集成一体的电子存储器部件形成。同样地，电子存储器部件的存储器内容能够经由微处理器可更改。例如，存储器单元MEM能够是电可擦可编程只读存储器，因此是借助于EEPROM或闪速EEPROM、或借助于对应地保留在这种存储器芯片上的存储范围形成的存储器单元。
对于其中对记录、或追踪仅用于记录在预定时间段内多频繁进入第二操作模式来说足够的情况，当借助于与微处理器μC相互作用的存储器单元MEM时，其能够例如满足软件计数器的需要，即提供了这种功能：在该情况下存储器内容Z表示计数器水平，并且在该情况下表示在第二操作模式激活之前的当前计数器水平的瞬时存储器内容Z根据借助于微处理器μC实施的简单计算函数Z＝Z+I而变化，即在每次激活第二操作模式的情况下重新计算，使得计数器水平按照预定的、即在所有情况下同一大小I递增。因此，当前存储器内容Z对应于初始存储器内容Z'—例如对于设备的最近核准、或认证的时间点的存储器内容，加上同时进行的第二操作模式的激活次数N乘以大小I(Z＝Z'+NI)，因此同时执行的第二操作模式的激活次数N可以以非常简单的方式根据公式N＝(Z-Z')/I确定。因此，根据本发明的另外实施例的存储器内容Z包括表示计数器水平的计数器变量的数值，该数值在每次激活第二操作模式的情况下，在各种情况下按预定增量、例如按1增加，或在各种情况下，按预定减量、例如按1减少。对于其中存储器内容Z仅对应于这种计数器水平的情况，存储器单元MEM—作为前面所示电可擦可编程只读存储器的替代或补充—也能够实例化为例如以配置为脉冲计数器的触发器电路的形式的电子计数器，该脉冲计数器借助于开关命令、例如由微处理器输出并且表示激活第二操作模式的开关命令以这样的方式触发，使得电子计数器通过形成存储器内容Z的开关状态的增量变化对第二操作模式的每次新激活做出反应。
作为前面所示变型的替代或补充，在第二操作模式的激活借助于存储器单元MEM来计数的情况下，或在存储器内容Z与数值给出所述激活的频率的计数器水平对应的情况下—尤其是也对于其中存储器单元MEM借助于前面所示的电存储器部件(EEPROM)形成的情况下—通过微处理器μC和存储器单元MEM的相互作用，协议文件另外也能够实施，即提供了功能：在该情况下存储器内容Z表示激活第二操作模式的时间点、例如最后执行的激活，并且在该情况下存储器单元MEM的存储器内容Z通过根据借助于微处理器实施的时间记录功能表示当前系统时间的时间值、例如也通过应用在给定情况下设置在设备中的实时时钟、或通过应用在给定情况下设置在设备中的操作小时计数器来补充，并且在每次激活第二操作模式下重新执行。存储器内容Z能够甚至由所述时间值替代，在给定情况下，也与以文本形式确认激活第二操作模式的备注结合。激活第二操作模式的所述时间点在这种情况下能够例如以日期和时钟时间的形式或以自从上一次启动以来经过的操作时间的形式记录在存储器单元中。因此，根据另一实施例的存储器内容Z包括表示时间点的时间变量的数值，例如激活第二操作模式的日期和时钟时间和/或自从上一次启动以来经过的操作时间，或持久性存储器适于存储与激活第二操作模式对应的至少一个时间值，例如因此以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式和/或以自从上一次启动以来经过的操作时间的形式的时间值。作为其替代或其补充，存储器单元Z能够例如也包括表示激活第一操作模式的时间点的时间变量的数值，尤其是日期和时钟时间和/或在给定情况下所提供的操作小时计数器的计数器水平，或持久性存储器能够适于存储与激活第一操作模式对应的、例如以自从上一次启动以来经过的操作时间的形式和/或以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式的至少一个时间值。尤其对于其中不管第一操作模式是激活还是去激活第二操作模式都可激活的情况，此外也能够有利于使存储器单元MEM适于存储与去激活第二操作模式对应的至少一个时间值，例如以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式和/或以自从上一次启动以来经过的操作时间的形式的时间值。此外，存储器单元MEM能够适于存储在激活第二操作模式的时间点下出现在数据输出上的至少一个数据值，例如与对应时间值的结合。
为了选择性地激活至少第二操作模式，电子设备包括根据本发明另外实施例的手动可致动开关S，例如通过负责设备的标定或认证的检查员手动可致动的开关S。开关适于在致动时在微处理器μC的控制输入CTL上产生对应的信号电平模式c1，即激活第二操作模式的信号电平模式。用作信号电平模式c1的能够例如是比特序列、即借助于交替信号电平形成的时钟序列，该二进制编码对应控制字、即触发激活第二操作模式的控制字；然而，信号电平模式c1能够例如也是从表示逻辑0的低电平到表示逻辑1的高电平的单一变化，或相反地，从高电平到低电平的变化。对于其中第一和第二操作模式仅可交替激活的所述情况，控制命令C1和微处理器μC也能够以有利的方式彼此匹配使得借助于控制命令C1，既激活第二操作模式又同时去激活第一操作模式。在另外的实施例中，开关此外适于在对应的致动时在微处理器的控制输入CTL上产生信号电平模式c2，信号电平模式c2例如以对应的比特序列的形式，去激活第二操作模式，例如既去激活第二操作模式又同时激活第一操作模式。例如，匹配于微处理器的开关能够在这种情况下也实例化为交替开关，以这样的方式使得开关S的每次致动交替地将激活第二操作模式的信号电平模式c1或者激活第一操作模式的信号电平模式c2放置在控制输入上。虽然关于第二操作模式的激活、在给定情况下也未经授权的激活的可靠记录已经单独通过微处理器、存储器单元和开关的相互作用实现，但尤其是由于提供激活瞬间去激活的的第二操作模式需要特别允许、或允许执行控制程序的修改的事实的对应显著信令，因此能够有利于借助于安装在其上的密封、例如借助于以蜡封或铅封的形式的密封来固定开关。作为开关的这种密封的替代或补充，也能够有利于例如将对应闭合机构集成在开关中，例如，以这样的方式使得开关能够借助于对预定工厂区域有效的万能钥匙而变成可操作或锁定。此外，诸如如图2所示，开关S能够以有利的方式布置在电子设备壳体200内，例如以这样的方式使得其仅在电子设备壳体200已经打开之后，例如通过移除壳体的盖而从外部可达到、因此可致动。
作为开关S的替代或其补充，激活、或去激活至少第二操作模式也能够在给定情况下借助于前述适配器SI、或经由与其适配的、例如也根据所述工业标准IEEE802.15.1、IEEE802.15.4和/或IEC61158中的一个标准的通信连接发生。为此目的，所述适配器SI根据本发明的另外实施例适于从外部维护设备、例如因此由无线电、借助于红外光或经由两线电缆接收请求激活第二操作模式的控制命令C1并将所述控制命令C1转换成在控制输入CTL上的激活第二操作模式的信号电平模式c1。此外，适配器也能够设置为从所述维护设备接收请求激活第一操作模式的控制命令C2并将该控制命令C2转换成在控制输入CTL上的激活第一操作模式的信号电平模式c2。
在本发明的另外实施例中，电子设备设置为测量设备，例如用于工业测量和自动化技术的应用中或强制性认证的货物运输中的测量设备，即用于确定对于至少一个物理和/或至少一个化学测量变量x：例如流体的密度、粘度、温度和/或压力；管线、尤其是管道或水槽中流动的流体的体积流量、或质量流量；或保持在容器中、尤其是储罐或大桶中的介质、尤其是液体或散装货物的料位或限位的测量值。特别地，电子设备设置成确定、或输出对于在传输系统、例如灌装厂或瓶装厂中输送的介质的至少一个这种物理、或化学测量变量x的测量值。关于记录至少一个测量变量x的传感器，电子设备此外包括诸如图2、或图3示意性所示的测量变送器MA—例如，借助于抗撞和耐压变换器壳体100而防止外部环境影响、或防止可能辐射到环境的测量变换器MA。测量变换器MA适于记录至少一个物理、或化学测量变量并产生测量数据、即表示至少一个测量变量的数字数据sD。测量变换器能够例如是磁感应流量变换器、超声波流量变换器、热质量流量传感器、涡街流量传感器、科里奥利质量流量变换器、电子振动密度变换器、电子振动粘度变换器、压力传感器、pH传感器、温度传感器等。在本发明的这个实施例的情况下，例如诸如从图2和3的结合直接明显的是，电子设备壳体200能够直接安装在测量变换器MA上以形成结构紧凑的测量设备。例如，电子设备壳体200能够安装在设置在变换器壳体200外表面上的颈部件100'上。另外，微处理器此外适于接收在数据输入上的测量数据以及在第一操作模式下在执行处理流程程序中处理经由数据输入进来的测量数据；这例如以这样的方式完成使得微处理器在第一操作模式下在数据输出上输出在执行处理流程程序中并通过测量数据的应用而计算出的测量值，即数字数据。数字测量数据能够又在此后，例如为了能够借助于电子设备输出符合标准DINIEC60381-1或DINIEC60381-2的模拟单元信号，其对应地转换成模拟电压信号、或模拟电流信号例如在从4-20mA的电流范围内的回路电流变量。在本发明的另外实施例中，微处理器此外也适于处理在第二操作模式下发生在数据输入上的测量数据，或在数据输出上输出对应测量值。此外，在这些情况下，例如为了随后能够将借助于经认证的设备而测量的一批介质与在给定情况下用不再经认证的设备测量的较晚一批介质分离开，也能够有利于适于存储器单元MEM使得其存储在激活第二操作模式的时间点之前通过微处理器确定的至少一个测量值—例如，在所述激活之前立即确定的测量值、或最后确定的测量值—在给定情况下，还与自从上一次启动以来经过的操作时间结合和/或与对应的日期和/或对应的时钟时间结合。

Claims (22)

1.一种电子设备，包括：
-微处理器(μC)，所述微处理器(μC)具有数据输入(IN)、数据输出(OUT)和控制输入(CTL)；
-以及至少一个存储器单元(MEM)，尤其是借助于持久性存储器部件形成的存储器单元(MEM)；
-其中，所述微处理器(μC)包括至少两个操作模式，尤其是独占地经由所述控制输入，尤其是借助于二进制信号电平、或由其形成的时钟序列而选择性地可激活的操作模式，并且适于
--在第一操作模式下执行至少一个预定控制程序，以处理经由所述数据输入进来的数字数据、尤其是数字测量值，和/或以在所述数据输出上尤其是实时输出数字数据，
--并且在尤其是替代所述第一操作模式或与所述第一操作模式同时可激活的第二操作模式下，以使得影响所述至少一个处理流程程序通过所述微处理器的执行的参数的至少一个值可更改的方式可重新编程；
-并且，其中，所述存储器单元(MEM)适于以使得存储器内容Z表示所述第二操作模式在预定时间段内被激活的频率的方式，通过所述存储器内容Z的变化对所述第二操作模式的每次激活做出反应。
2.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，其中，所述微处理器适于尤其是以使得影响所述至少一个处理流程程序通过所述微处理器的执行的参数的值不可更改的方式，在所述第一操作模式下不可重新编程。
3.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，其中，所述存储器内容包括表示计数器水平的计数器变量的数值，所述数值在激活所述第二操作模式的情况下，在各种情况下，改变预定大小、尤其是1，尤其是，即在各种情况下，增加预定增量、或在各种情况下，减少预定减量。
4.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，其中，
-其中，所述存储器内容包括表示激活所述第二操作模式的时间点、尤其是操作时间和/或日期和时钟时间的时间变量的数值；和/或
-其中，所述存储器内容包括表示激活所述第一操作模式的时间点、尤其是操作时间和/或日期和时钟时间的时间变量的数值。
5.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，其中，
-所述存储器单元(MEM)适于存储与所述第二操作模式的激活对应的、尤其是以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式的至少一个时间值；和/或
-其中，所述存储器单元(MEM)适于存储在激活所述第二操作模式的时间点出现在所述数据输出上的、尤其是与自从上一次启动以来经过的操作时间结合和/或与对应的日期和/或对应的时钟时间结合的至少一个数据值。
6.根据前一权利要求所述的电子设备，其中，所述存储器单元(MEM)适于存储与所述第二操作模式的去激活对应的、尤其是以自从上一次启动以来经过的操作时间的形式和/或以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式的至少一个时间值。
7.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，其中，所述存储器单元(MEM)适于存储与所述第一操作模式的激活对应的、尤其是以自从上一次启动以来经过的操作时间的形式和/或以对应的日期和/或对应的时钟时间的组合的形式的至少一个时间值。
8.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，进一步包括适配器(SI)，所述适配器适于从外部维护设备、尤其是由无线电、借助于红外光或经由两线电缆接收请求激活所述第二操作模式的控制命令(C1)，并且所述适配器适于在所述微处理器(μC)的所述控制输入(CTL)上将所述控制命令转换成激活所述第二操作模式的、尤其是以比特序列的形式的信号电平模式(c1)。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述适配器(SI)适于无线地、尤其是由无线电或借助于红外光，和/或通过导线、尤其是经由两线电缆从所述维护设备接收所述控制命令(C1)。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述适配器适于无线地、由无线电从所述维护设备接收所述控制命令，尤其是根据用于短距离无线电连接的工业标准IEEE802.15.1(蓝牙)和/或根据工业标准IEEE802.15.4(无线HART)传输的控制命令。
11.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述适配器适于用导线经由两线电缆从所述维护设备接收所述控制命令，尤其是根据标准IEC61158(HART)传输的控制命令。
12.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，进一步包括电子设备壳体，所述微处理器以及所述持久性存储器容纳在所述电子设备壳体内。
13.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，进一步包括手动可致动的、尤其是可密封和/或可分隔开的开关(S)，所述开关适于在所述微处理器的所述控制输入上产生尤其是以比特序列的形式的、激活所述第二操作模式、尤其是既激活所述第二操作模式又同时也去激活所述第一操作模式的信号电平模式。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述开关适于在所述微处理器的所述控制输入上产生尤其是以比特序列的形式的、去激活所述第二操作模式、尤其是既去激活所述第二操作模式也同时又激活所述第一操作模式的信号电平模式。
15.根据权利要求13至14中的一项所述的电子设备，进一步包括施加到所述开关的密封，尤其是借助于蜡封或铅封或借助于粘合标签形成的密封。
16.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，进一步包括显示元件(AE)，所述显示元件适于使由所述存储器单元(MEM)的所述存储器内容(Z)表示的、所述第二操作模式在所述预定时间段内被激活的所述频率可视化，和/或适于信号通知哪个操作模式在此刻被激活。
17.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备，进一步包括测量变换器—尤其是磁感应流量变换器、超声波流量变换器、热质量流量传感器、涡街流量传感器、科里奥利质量流量变换器、电子振动密度变换器、电子振动粘度变换器、压力传感器、pH传感器、温度传感器等，用于记录物理和/或化学测量变量—尤其是流体的密度、粘度、温度和/或压力；管线中输送的流体的体积流量、或质量流量；保持在容器中的介质的料位或限位—并且用于产生表示至少一个所述测量变量的测量数据、即数字数据，其中，所述微处理器适于在所述数据输入上接收所述测量数据，并且其中，所述微处理器适于在所述第一操作模式下在执行所述处理流程程序中处理经由所述数据输入进来的测量数据。
18.根据前一权利要求所述的电子设备，其中，所述微处理器适于在所述第一操作模式下在所述数据输出上输出在执行所述处理流程程序中并且通过应用所述测量数据计算出的测量值，即数字数据。
19.根据前一权利要求所述的电子设备，其中，所述微处理器也适于在所述第二操作模式下在所述数据输出上输出测量值。
20.根据权利要求17至19中的一项所述的电子设备，其中，所述存储器单元(MEM)适于存储在激活所述第二操作模式的时间点之前尤其是立即和/或最后由所述微处理器确定的、尤其是与自从上一次启动以来经过的操作时间结合和/或与对应的日期和/或对应的时钟时间结合的至少一个测量值。
21.根据前述权利要求中的一项所述的电子设备在强制性认证的货物运输中的用途，尤其是用于确定介质、尤其是流体介质、尤其是气体或液体的物理或化学测量变量的测量值。
22.一种用于操作根据权利要求1至20中的一项所述的电子设备的方法，所述方法包括：
-激活所述第一操作模式以借助于所述微处理器执行所述至少一个处理流程程序；
-激活所述第二操作模式以为所述微处理器重新编程；
-以及以使得所述存储器内容Z表示增加了预定大小(I)的量的、所述第二操作模式在预定时间段内被激活的频率的方式，将所述存储器内容Z修改了所述大小(I)。
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