CN105515751B - 用于异步串行数据传输的系统和安全开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于异步串行数据传输的系统，其具有设计用于送出信息的发送单元和设计用于接收信息的至少一个接收单元，其中，信息包括至少一个识别数据字段和有效数据字段。根据本发明设置的是，在接收单元中存储有参考代码，该参考代码至少与识别数据字段的部分代码区段相符，并且以如下方式设计接收单元，即，持续地将来自接收到的信息的数据流中的最后接收到的字符串与参考代码进行比较，并且在确定字符串与参考代码相符之后，与信息的后续字符同步。

Description

用于异步串行数据传输的系统和安全开关
技术领域
本发明涉及一种用于异步串行数据传输的系统，其具有设计用于送出信息的发送单元和设计用于接收信息的至少一个接收单元，其中，信息包括至少一个识别数据字段和有效数据字段。
背景技术
在用于异步串行数据传输的系统中，异步地，即，在任意的时间传输字符，其中，既可以进行有线数据传输又可以进行无线数据传输。与同步数据传输不同的是，传输并不校准时钟信号。为了实现接收单元与由发送单元送出的信息同步，需要在信息的起始送出同步信号或开始信号。
为了该目的，往往在信息的起始送出也被称为前导符的所谓的信头数据字段，作为同步信号或开始信号。
针对用于异步串行数据传输的系统的发送单元的示例是EM Microelektronic-Marin SA公司的集成电路EM4200，其设计为用于RFID系统的所谓的RFID应答器，该发送单元在信息的起始首先发送信头数据字段作为同步信号。
RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)系统用于利用无线电波来自动地且无接触地识别和/或定位目标。典型地，RFID系统首先包括充当发送单元的应答器(也被称“标签”或“无线电标签”)，其包括天线并且位于目标上或目标中。应答器通常包括特征码，RFID系统的充当接收单元的读取器件(也被成为“收发机”)可以经由天线来应答该特征码。为此，收发机同样包括天线和用于读出该应答器识别码的收发机电路。为了读出应答器识别码，读取器件典型地产生交变磁场，以便向应答器传输信号。应答器构造用于的是，在获得读取器件的相应的信号之后向读取器件回送包括数据，尤其是识别码的信息作为回应，该读取器件将该信息向系统(例如计算机系统)转送用于进一步使用，或者可以借助本身的微控制器评估该信息。当应答器设计用于影响读取器件的磁场而本身不产生磁场时，在这里也可以使用回送的概念。这种影响随后由读取器件探测到。
RFID应答器，例如提到的EM4200在紧接着信头数据字段之后首先发送识别数据字段，在其中可以编码有不同的识别信息，例如国家代码或类型代码，其包含配属于特定器件类别的各自的RFID应答器的识别号和/或唯一的识别号，例如序列号。
紧接着识别数据字段之后发送有效数据字段，其可以包含另外的消息，例如与RFID应答器联接的传感器的测量值或用于校正错误的总和。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于异步串行数据传输的系统，其可以改善接收到的数据的同步。
根据本发明的设置的是，在接收单元中存储有参考代码，其至少与识别数据字段的部分代码区段相符，并且以如下方式设计接收单元，即，持续地将来自接收到的信息的数据流中的最后接收到的字符串与参考代码进行比较，并且在确定字符串与参考代码相符之后与信息的后续字符同步。
换言之，识别数据字段包括与参考代码相同的代码区段。接收单元持续以如下方式评估迄今为止由发送单元接受到的字符，即，其是否与参考代码相符。只要确定了这样的相符，就进行信息的后续字符的同步。
当由接收单元接收到的信息不包含相应于参考代码的代码区段时，不进行同步，即，也不评估信息。
原则上，参考代码或在参考代码中的相应的代码区段包括整个识别数据字段。但也可行的是，使用识别数据字段的仅一个代码区段或部分代码区段用以同步。只要在后一种情况下相应于参考代码的代码区段是识别数据字段的结尾，在确定相符之后直接进行与后续有效数据字段的同步。如果在相应于参考代码的代码区段之后仍发送另外的识别数据，也可以首先以特定的偏置来进行同步，这些偏置例如相应于这些另外的识别数据的长度。
原则上，本发明不局限于单向数据传输系统，而也可以包括双向数据传输系统，在其中，发送单元同时可以构造为接收单元，并且接收单元同时可以构造为发送单元。在此，本发明不必一定实现两个数据传输方向，而是也可以仅应用一个方向。
根据本发明的有利的实施方式，识别数据字段，尤其是识别数据字段的相应于参考代码的部分代码区段，直接定位在信息的起始处。信息因此不包括置于识别数据字段开头的信头数据字段，从而根据该实施方式的信息在相同的用于识别数据和有效数据的数据容量的情况下明显短于根据现有技术的信息。因此，通过取消信头数据字段减小了要传输的数据量并且进而是用于读取整个信息所需的解码时间，这提高了系统的效率。
根据另一有利的实施方式，接收单元具有FIFO缓存器(FIFO＝先进先出(First-In-First-Out))，其设计用于在接受信息期间暂存字符串。这样的FIFO缓存器是经济上和技术上简单的解决方案，以便执行接收到的字符串与参考代码之间的持续的比较。
有利地，FIFO缓存器的存储容量在此恰好相应于参考代码的长度。
优选地，发送单元与接收单元之间的数据传输以无线方式进行。由于在无线数据传输时传输率往往小于在有线数据传输时的传输率，在此阐述的优点有特别积极的作用。
根据另一有利的实施方式，接收单元设计为RFID读取器而发送单元设计为RFID应答器。RFID应答器不仅可以是具有自身的能量供应部的有源应答器，也可以是无源应答器，其从由RFID读取器产生的磁场中取得其用于运行所需的能量。
本发明在另一方面涉及一种用于监控两个能彼此运动的部件的预定的相对位置的安全开关，其配备有根据本发明的系统，其中，接收单元设计为RFID读取器而发送单元设计为RFID应答器，其中，RFID读取器布置在一个部件上而RFID应答器布置在另一个部件上，并且其中，只有当部件位于预定的相对位置时，才能进行数据传输。这样的安全开关的优点由已经与根据本发明的系统相结合地阐述的优点而得到。
有利地，这种安全开关在安全门上可以使用在线性移动轴、转动台或类似位置上，以便防止接近危险的机械或防止危险的运动。
安全开关可以使用在要求很高的操作保护的应用中。为此，存储在RFID应答器中的代码在RFID读取器中与期望的代码，例如参考代码进行比较。由于编码使安全开关的跨接很困难。安全开关可以特别小地构造并且例如经由二进制的输出端发送来自提到的比较部的结果，或例如利用开关柜中的中央的评估单元来通讯。
附图说明
下面结合实施例和附图详细阐述了本发明。其中：
图1示出根据现有技术的信息的示意图；
图2示出根据本发明的信息的示意图；
图3示出接收在根据本发明的数据传输系统的接收单元中的这种信息的时序图。
附图标记列表
10、110 信息
12 信头数据字段
14、114 识别数据字段
16、116 有效数据字段
118 部分代码区段
120 FIFO缓冲存储器
具体实施方式
图1示例性地示出信息10，例如其在根据现有技术的用于异步串行数据传输(未示出)的系统中从发送单元传输到接收单元。该信息10的数据格式例如可以相应于标准ISO11785，在开头提到的RFID应答机EM4200中正是这种情况。
根据该数据格式，信息10包括信头数据字段12，其长度位为11位并且具有字符串00000000001。紧接着是识别数据字段14，其在提到的示例中是72位长并且此外具有数字表示的国家代码和国家的识别代码。紧接着识别数据字段14之后跟随有具有总计45位长的在这里未详细说明的有效数据字段16。
图2示出信息110的示例，例如在根据本发明的用于异步串行数据传输的系统中传输该信息。在这里，信息包括识别数据字段114，其长度在该实施例中为6位，并且紧接着是有效数据字段116，其内容和长度在这里未详细说明。未设置信头数据字段。
识别数据字段114具有字符串100101。识别数据字段114的部分代码区段118设有虚线示出的范围并且具有字符串101。
在根据本发明的数据传输系统的接收单元(未示出)中存储有参考代码，其与部分代码区段118相同，也就是同样具有字符串101。原则上地，代替唯一的参考代码也可以是多个参考代码存储在接收单元中。
借助根据图3的矩阵式的时序图，现在详细阐述根据本发明的数据传输系统的工作方式。在该矩阵的第一行中，标示了6个依次的时间点t0至t5。在第二行中，分别给出由接收单元在相应的时间点接收的数据位。在第三行中，示出FIFO缓冲存储器120和移动存储器，其存储器容量为3位。FIFO缓冲存储器120的数据流方向通过箭头来指示。
在相应的时间点接收的数据位位于FIFO缓冲存储器120的靠左的存储位置中。在紧接着的时间点，在FIFO缓冲存储器120中存储的数据位分别向右移动了一位并且新接收的数据位写到靠左的存储器位置中。因此，接收到的数据流从左向右转移经过FIFO缓冲存储器120。
当每次接收新数据位并且写入到FIFO缓冲存储器120中时，FIFO缓冲存储器120的内容与参考代码比较。当确定FIFO缓冲存储器120中存储的符号序列与参考码相符时，接收单元与信息110的后续字符同步。在图3中，在时间点t5得出这样的相符，在该时间点上，具有字符101的部分代码区段118位于FIFO缓冲存储器120中。由于在该时间点已传输完识别数据字段114的所有字符，接收单元直接与有效数据字段116的字符同步。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于异步串行数据传输的系统，其包括设计用于送出信息(110)的至少一个发送单元和设计用于接收所述信息(110)的至少一个接收单元，其中，所述信息(110)包括至少一个识别数据字段(114)和有效数据字段(116)，其特征在于，
所述接收单元设计为RFID读取器而所述发送单元设计为RFID应答器；
所述识别数据字段(114)中编码有不同的识别信息，其将各自的RFID应答器分配给特定器件类别或包含唯一的识别号；
在接收单元中存储有参考代码，所述参考代码至少与识别数据字段(114)的部分代码区段(118)相符，并且
以如下方式设计所述接收单元，即，持续地将来自接收到的信息(110)的数据流中的最后接收到的字符串与参考代码进行比较，并且在确定字符串与参考代码相符之后，与信息(110)的后续字符同步。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述识别数据字段(114)直接定位在信息(110)的起始处。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述识别数据字段(114)的相应于参考代码的部分代码区段(118)直接定位在信息(110)的起始处。
4.根据上述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收单元具有设计用于在接受所述信息(110)期间暂存字符串的FIFO缓存器(120)。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，FIFO缓存器(120)的存储容量恰好相应于参考代码的长度。
6.根据上述权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发送单元与所述接收单元之间的数据传输以无线的方式进行。
7.一种用于监控两个能彼此运动的部件的预定的相对位置的安全开关，所述安全开关包括根据权利要求1所述的系统，其中，RFID读取器布置在一个部件上而RFID应答器布置在另一个部件上，其中，只有当部件位于预定的相对位置时，才能进行数据传输。
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