CN106056888A - 用于在测量装置和数据处理装置之间进行数据传输的方法 - Google Patents

Abstract

示出且描述一种用于在测量数据检测系统(1，1′)中的测量装置(5)和数据处理装置(3，3′)之间进行数据传输的方法，其中该方法包括下列：由控制器(7，7′)重复执行交换步骤，其中交换步骤包括从测量装置(5)接收模拟测量信号，和/或在测量装置(5)和控制器(7，7′)之间数字交换数字消息，和其中交换步骤以预先给出的时间间隔开始，由数据处理装置(3，3′)向控制器(7，7′)发送数字数据包，其中该数字数据包包含多个测量装置(5)之一的识别符和数字消息，通过控制器(7，7′)从数字数据包中提取识别符，并在数字交换结束之后由控制器(7，7′)把该数字消息发送到多个测量装置(5)中的所述一个。

Description

用于在测量装置和数据处理装置之间进行数据传输的方法

技术领域

本发明涉及用于在测量数据检测系统中的测量装置和数据处理装置之间进行数据传输的方法，该测量数据检测系统具有多个测量装置和至少一个控制器，其中多个测量装置中的每一个都被分配明确的识别符，和其中在每个测量装置和控制器之间设置测量导线，测量装置通过测量导线向控制器发送模拟测量信号，和在控制器和测量装置之间通过测量导线交换数字消息。

背景技术

从现有技术已知，空间上分布布置的多个测量装置通过测量导线与中央控制器连接。每个测量装置都有至少一个测量测量值的测量元件。这个测量值通过测量导线模拟地，亦即作为模拟电流或电压信号传递给控制器，因为模拟传递常常比数字的传递更鲁棒。为了同时查询或调整测量装置的其他参数，该控制器可以通过测量导线以数字方式与这样的为了这样的数字通信而设立的并且此处被连接到控制器的为此配置的端子上的测量装置通信。为此该控制器向测量装置的通信元件发送数字消息，该通信元件又可以用自身的数字消息答复控制器的数字消息。例如为此可以将例如1200Hz或2200Hz下的用于数据传输的较高频率的信号调制到模拟的电流或电压信号上，利用该模拟电流或电压信号将测量值从测量装置传递给控制器。例如，数字消息可以用来查询测量装置的状态或进行该测量装置的校准。

这种由多个测量装置和中央控制器组成的系统的一个示例是一种分布式气体测量设备，其中多个气体测量传感器作为测量装置分布地布置在生产设备上。例如，气体测量传感器测量环境空气中的易爆的或危害健康的气体的浓度，并把所测量的浓度报告给中央控制器。可以在控制器和测量装置之间进行通信所依据的通信协议的一个示例是HART-协议。

然而，通过HART-协议的通信或通过模拟测量导线的数字通信也可以用于维护或恰恰校准测量装置。为此，通常便携式数据处理装置、如笔记本电脑或移动电话配备专用硬件，该硬件能够实现数据处理装置直接通过导线与测量装置连接。例如，首先为此隔开测量装置和中央控制器之间的连接，并且代替于此测量装置直接与数据处理装置连接。然而，这与大的时间花费和技术花费相联系。一方面需要价格昂贵的可以通过HART-协议进行通信的专用硬件，另一方面维修技术工人必须接近每个测量装置，建立到测量装置的物理连接，和在现场进行维护和校准。

此外，测量装置可以通过控制器与数据处理装置连接，使得维修技术工人至少必须直接到达通向测量装置的测量导线是不再需要的。然而，这种做法有缺点，为了维护或校准或者整个测量系统必须停止运行，并且在各个测量装置的维护或校准时间期间去激活可能与安全有关的功能，或者至少必须去激活控制器的各个端子和与此相连接的测量装置，使得至少这些测量装置然后不运行。

发明内容

因此，本发明的任务是，在开头描述的测量数据检测系统中提供一种通信方案，利用该通信方案即使在连续监控运行期间，也可以校准或从外部检查或配置各个测量装置。

按照本发明，提出一种用于在测量数据检测系统中的测量装置和数据处理装置之间进行数据传输的方法，其中该系统具有多个测量装置和至少一个控制器，其中多个测量装置中的每一个都被分配明确的识别符，其中在每个测量装置和控制器之间设置测量导线，测量装置通过测量导线向控制器发送模拟测量信号，并在控制器和测量装置之间通过测量导线交换数字消息，其中控制器具有端子，通过该端子数据处理装置与该控制器连接，使得该控制器从数据处理装置接收数字的数据包，和向该数据处理装置发送数字数据包，和其中该方法包括下列：

●通过控制器重复进行交换步骤，其中交换步骤包括从测量装置接收模拟测量信号，和/或在测量装置和控制器之间进行数字消息的数字交换，和其中交换步骤以预先给出的时间间隔开始，

●通过数据处理装置向控制器发送第一数字数据包，其中该第一数字数据包包含多个测量装置之一的识别符和第一数字消息，

●通过控制器从该数字数据包中提取识别符，和

●在数字交换结束之后，通过控制器向多个测量装置中的所述一个发送第一数字消息。

在按照本发明的方法中，可以在预先给出的时间间隔内在交换步骤的范围内重复通过控制器查询由测量装置输出的模拟测量信号，并如下检查是否可能超过阈值，使得可以发出报警。该时间间隔优选总是同样大的。但也可以设想，改变前后相随的两个交换步骤的开始之间的间隔。此外，在交换步骤的范围内在测量装置和控制器之间可以进行数字通信，亦即进行数字交换。在此，数字消息可以以以下方式传递，即用于数字数据传输的较高频信号被调制到模拟电流或电压信号上，利用该模拟电流或电压信号传递由测量装置的测量单元所测量的测量值。

在数字交换之间剩余的时间段之间，包含在从数据处理装置发送给控制器的数据包中的数字消息由控制器发送到其识别符同样包含在该数字数据包中的测量装置。这些数字消息可以是校准指令或其他查询或指令。因此在按照本发明的方法中，控制器的实际运行不中断。

此外，控制器因此有利地用作两个不同的传输协议之间的中介。数据处理装置例如是具有网卡并且因此成本适宜的传统的PC或笔记本电脑，而控制器承担与测量装置的全部通信。

在根据本发明的方法的一种优选的实施形式中，该一个测量装置向该控制器发送数字应答消息，作为对控制器所发送的第一数字消息的应答，并且控制器在数字应答数据包中向数据处理装置发送数字应答消息。因此能够实现，数据处理装置在测量数据检测系统连续运行期间从测量装置获得反馈，该反馈以原来发送的数字数据包响应。然而，该方法可以以灵活的双工模式运行，其中在下一数字消息可以在数据包中从数据处理装置发送之前，不必总是等待对数字消息的应答。

此外优选的是，控制器在一个数字交换结束之后确定直至下一数字交换开始剩余的自由时间，并与为了向该一个测量装置发送第一数字消息所需要的第一发送持续时间进行比较，其中当该自由时间大于该第一发送持续时间时，发送该第一数字消息，并且其中当该自由时间小于该第一发送持续时间时，在执行下一数字交换之后进行该第一数字消息的发送。

以该方式保证，只有当直至下一交换步骤为止剩余的时间还足够时，才启动该第一数字消息的发送过程。在此要考虑，由于在控制器和测量装置之间分别传递的消息的长度不同，和根据由于在控制器和测量装置之间的大的空间间隔所需的重复，该数字交换变化。因此，这导致数字交换的不同的持续时间，并且这在当前优选的实施方式中通过以下方式被充分利用，即由数据处理装置发送的数字消息的传递一直被推迟到为此有足够时间可供使用为止。

在此，此外优选的是，第一数字消息被存储在移位存储器(Schiebespeicher)中，其中控制器在一个数字交换结束之后确定直至下一数字交换开始剩余的自由时间，并与为了把下一由移位存储器输出的数字消息发送到所述一个测量装置所需要的第一发送持续时间进行比较，和其中当该自由时间大于该第一发送持续时间时，发送该下一由移位存储器输出的数字消息，并将其从移位存储器中删除。在移位存储器中被充分利用的是，数字消息又按储存于移位存储器中的顺序输出。因此，该移位存储器即用作缓冲器，但该缓冲器相对于控制器中的其输入端中的顺序，不改变数字消息发送的顺序。

当第二数字数据包通过数据处理装置发送到控制器时，其中该第二数字数据包包含多个测量装置中的第二测量装置的识别符和第二数字消息，第二数字消息被存储在移位存储器中，其中当在移位存储器中没有存储其他数字消息时，控制器把直至下一数字交换剩余的剩余第二自由时间，与为了把第二数字消息发送到第二测量装置所需要的第二发送持续时间进行比较，和其中当该第二自由时间大于该第二发送持续时间，把该第二数字消息发送到该第二测量装置，并将其从移位存储器中删除，和其中当在移位存储器中存在其他数字消息时，把直至下一数字交换剩余的第二自由时间，与为了发送下一从移位存储器中输出的数字消息所需的发送持续时间进行比较，和当该第二自由时间大于该发送持续时间时，发送这个消息，并将其从移位存储器中删除。

因此能够实现，多个到达控制器的数字数据包在数字交换步骤之间可供支配的时间中有效地被处理。

在根据本发明的方法的另一个优选的实施方式中，数据处理装置向控制器发送数字数据包，其中该数字数据包包含多个测量装置之一的识别符、启动信号和第一数字消息，其中通过控制器中断数字交换的重复执行，其中控制器从该数字数据包中提取识别符，并向该一个测量装置发送该数字消息，其中数据处理装置向控制器发送带有数字消息的其他数字数据包，并且该控制器向该一个测量装置发送数字消息，其中数据处理装置向控制器发送带有数字消息和结束信号的数字数据包，和其中通过控制器又着手在预先给出的时间间隔内开始的数字交换的重复执行。

在该实施方式中，可以中断测量数据检测系统的正常运行，以用于在至少一个测量装置和数据处理装置之间进行通信，其中在收到启动信号之后，在数据处理装置和测量装置之间建立通道，并且于是传递不通过交换步骤中断。

附图说明

随后借助示出仅有的一个优选的实施例的附图描述本发明，其中：

图1示出用于执行根据本发明的方法的测量数据检测系统的第一实施例的示意图；并且

图2示出用于执行根据本发明的方法的测量数据检测系统的第二实施例的示意图。

具体实施方式

参照图1，描述用于通过控制器7提供数据处理装置3和三个测量装置5之间的通信方案的测量数据检测系统1的第一实施例，其中因此实施根据本发明的方法的一个实施例。数据处理装置3例如可以是诸如笔记本电脑、台式计算机的PC或智能电话。

例如是用于测量环境空气中的气体浓度的气体测量装置5的测量装置5中的每个都具有测量元件9和通信元件11。测量装置5通过模拟测量导线13与控制器7的端子15连接。例如，测量元件9确定环境空气中的爆炸危险的或危害健康的气体的浓度。确定的浓度、亦即确定的测量值作为模拟电压或电流信号通过测量导线13和端子15被传递到控制器7。应用模拟电压或电流信号来模拟地传递所测量的或所确定的测量值被证实是特别鲁棒的。

然而，测量装置5同时还具有通信元件11，所述通信元件同样与模拟测量导线13连接，并可以通过这个测量导线13与控制器7交换数字消息。例如，控制器7可以通过数字消息查询测量装置5的状态。为了通过模拟测量导线13传递数字消息，较高频的数据信号被调制到模拟电压或电流信号上，其中可以使用1200Hz或2200Hz的频率。例如，控制器7和测量装置5之间的通信可以按照HART-协议执行。尽管这在图1中未示出，但系统1可以包括其他元件或单元，它们同样通过测量导线13与测量装置5或控制器7连接，并同样通过HART-协议彼此通信和与测量装置5和控制器7通信。

HART-协议为此包含所谓仲裁规则(“Arbitration rules(仲裁规则)”)，按照所述规则确定在哪些前提下竞争性的HART-能力的装置可以彼此通信。

与控制器7连接的测量装置5中的每个都分配识别符或地址，其中地址的该分配优选地根据测量装置5的明确的识别符、例如Mac地址进行。这样控制器7可以通过地址或识别符明确地将数字消息分配给不同的测量装置5或向其发送，而不论相应的测量装置5连接在哪个具体的端子15上。以该方式防止在测量装置5连接在错误的端子15上时由测量元件9确定或测量的值被分配给错误的测量点。

此外，控制器7包括端子17，控制器7可以通过该端子17与数据处理装置3连接。在图1中的实施例中，端子17是一般的以太网端口，数据处理装置3利用以太网电缆19连接在该以太网端口上。

然而，也可以设想，例如端子17是WLAN模块、蓝牙模块或其他类型的功能模块，并且数据处理装置3与控制器7无线连接。在该实施例中，控制器7和数据处理装置3之间的通信按照预先给出的协议进行。不仅数据处理装置3而且控制器7都具有网卡，它们可以通过该网卡接收和发送TCP/IP数据包。

最后，在控制器7中设置被构造为先进先出存储器的移位存储器21，亦即，存储于移位存储器21中的消息按其在移位存储器21所存储的顺序又从该移位存储器21中输出。

在根据本发明的方法的实施例中，为了在测量数据检测系统1中的测量装置5、控制器7和数据处理装置3之间进行数据传输，由控制器7在预先给出的时间间隔内实施交换步骤，其中该时间间隔在这里优选地是恒定的，和其中交换步骤包括从测量装置5接收模拟测量信号，和/或在测量装置5和控制器7之间数字地交换数字消息。此外，数字消息的该交换可以包括查询测量装置5的测量元件9的运行参数。此外，在交换步骤的范围内，借助于模拟电压或电流信号传递的气体浓度测量值可以与阈值进行比较，并且当超过阈值时，必要时可以激活执行器、如报警灯或警笛。因此，交换步骤包含为测量数据检测系统1的正常持续运行所需要的步骤。

在周期地重复实施交换步骤期间，数据处理装置3可以通过连接19和端子17向控制器7发送第一数字数据包，其中该第一数字数据包在文件头中包含测量装置5之一的识别符和作为有效载荷的第一数字消息。

数字交换结束之后，控制器7从第一数字数据包中提取识别符，并将第一数字数据包中所包含的第一数字消息与该识别符一起存储在移位存储器21中。接着，又从移位存储器21中读出在那里存储的数字消息，并且只要那里已经没有存储其他数字消息，就又输出不久之前存储的消息(和因此从移位存储器中删除)，并发送到分配所提取的识别符的测量装置5上。

第一数字数据包中所包含的第一数字消息可以是用于校准的控制指令，该控制指令被通信元件11检测并且被传递到测量装置5的控制装置。

因为在数字交换结束之后和随后的交换步骤之前进行发送，所以测量数据检测系统1的正常运行由此不受干扰。

但为了保证不发生正常运行的中断，在数字交换结束之后和在接收第一数字数据包之后，首先由控制器7确定直至下一数字交换开始剩余的自由时间，并将这个自由时间与为了把作为下一输出的、在这种情况下为第一数字消息从移位存储器21发送到测量装置5所需要的第一发送持续时间进行比较。

只有当自由时间大于第一发送持续时间时，才实际上把下一数字消息从移位存储器21中读出并还在下一交换步骤之前发送。否则，当自由时间小于第一发送持续时间时，最早在执行下一数字交换之后才发送该第一数字消息。

在下一交换步骤之后并且只要在移位存储器21存储有消息，就再次确定直至下一随后的数字交换所剩余的另外的自由时间，并与为了发送在移位存储器21仍存储的数字消息所需要的发送持续时间进行比较。当另外的自由时间大于第一发送持续时间时，所存储的可能的第一数字消息被发送到第一测量装置，并从移位存储器21中删除。否则该数字消息首先留在移位存储器中，直至下一数字交换步骤被实施。

在此要指出，由于在控制器7和测量装置5之间分别传递的消息的长度不同，和根据由于在控制器7和测量装置5之间的大的空间间隔所需的重复，数字交换步骤的持续时间变化。因此，导致数字交换步骤的不同的持续时间，并且这在这里描述的根据本发明的方法的实施方式中通过以下方式被充分利用，即从数据处理装置3发送的数字消息的传递一直被推迟到为此有足够时间可供使用为止。

当在第一数字数据包之后，通过数据处理装置3向控制器7发送包含第二测量装置5的识别符和第二数字消息的第二数字数据包时，在提取之后第二数字消息与识别符一起存储在移位存储器21中。

只要在该移位存储器21中没有存储其他数字消息，控制器7接着就确定直至下一数字交换步骤剩余的剩余第二自由时间。该第二自由时间与为了把该第二数字消息发送到第二测量装置5所需要的第二发送持续时间进行比较，并当第二自由时间大于第二发送持续时间时，把该第二数字消息发送到该第二测量装置5(并将其从移位存储器21中删除)。否则，该第二数字消息留在移位存储器21中直至下一数字交换步骤被实施完。

当在移位存储器21中仍旧存在数字消息时，把第二自由时间与为了发送下一从移位存储器21中输出的数字消息所需要的发送持续时间进行比较，当该第二自由时间大于该发送持续时间时，发送这个消息。只要分别仍旧剩余的自由时间大于作为下一从移位存储器21中输出的数字消息的发送持续时间，就重复这个做法。

当数字消息已经被发送到的测量装置5向控制器7发送数字应答消息时，控制器7就在数字应答数据包中把该数字应答消息发送回给数据处理装置3。因此可以把对状态查询的反馈或校准指令传递到数据处理装置3。

总之，在数据处理装置3和测量装置5之间的上述通信中，不影响在交换步骤的范围内进行的在控制器7和测量装置5之间的数据传输。

除此之外，该数据处理装置3也可以发送数字数据包到控制器7，其中这个数字数据包包含至少一个测量装置5的识别符、启动信号和第一数字消息。由于在这个数据包中包含的启动信号，通过控制器7中断数字交换的重复执行，并且控制器7从数字数据包中提取该识别符，并直接把数字消息发送到分配了数据包中所包含的识别符的测量装置5。

接着该数据处理装置3把带有数字消息的其他数字数据包发送到控制器7，并且控制器7把这些数字消息转发给分配了第一数据包中的识别符的测量装置5。以该方式可以将例如可以包含测量装置5的固件更新的多个数字消息发送到确定的测量装置5，其中在这种情况下中断数字交换步骤的定期实施，但是继续进行模拟测量信号的接收。

最后，该数据处理装置3可以把带有数字消息和结束信号的数字数据包发送到控制器7，紧接着又由控制器7着手数字交换步骤的重复执行，即又切换到正常运行中。

除了第一控制器7以外，测量数据检测系统1′的在图2中所示的第二实施例还包括与第一控制器7通过电缆连接23连接的第二控制器7′，数据处理装置3′同样通过端子17和导线19与该第二控制器7′连接。多个测量装置5同样通过测量导线13连接到第二控制器7′上。最后，该测量数据检测系统1′还具有例如报警灯形式的执行器25。当控制器7、7′之一在利用由测量装置5之一所检测的浓度值进行阈值比较的情况下确定超出时，该报警灯被激活。

此外，可以利用图2中的测量数据检测系统1′以相同方式实施之前结合图1中的测量数据检测系统1解释的方法。

但在此如下操作，于是当连接到第一控制器7上的数据处理装置3向控制器7发送其中包含有识别符的数字数据包时，该识别符被分配给连接在第二控制器7′上的测量装置5，该数字消息与该识别符一起首先被转发给第二控制器7’，之后在该第二控制器7’进行该方法的其他步骤。这意味着，当已经解释的该自由时间的条件在第二控制器7′中得到满足时，该数字消息才存储在第二控制器7′的移位存储器21中，并又由此被读出。

关于首先由第一数据处理装置3发送的数字数据包，于是在第二控制器7′中实施另外的方法步骤，其中由与第二控制器7′连接的测量装置5发送的应答消息被传递到第一控制器7，并且然后被发送到第一数据处理装置3。

当第二数据处理装置向第二控制器7′发送包含分配给连接到第一控制器7上的测量装置5的识别符的数字数据包时，类似地操作。在这种情况下，第一控制器7承担方法步骤的执行，并向第二控制器7′发送应答消息，然后该第二控制器7′将该应答消息转发给第二数据处理装置3′。在此要指出，本发明不限于使用一个或两个控制器7，7′，而是还可以在测量数据检测系统中使用更多数目的控制器。

附图标记列表

1，1′ 测量数据检测系统

3，3′ 数据处理装置

5 测量装置

7，7′ 控制器

9 测量元件

11 通信元件

13 测量导线

15 用于测量导线的端子

17 用于数据处理装置的端子

19 以太网电缆

21 移位存储器

23 连接导线

25 执行器

Claims (6)

1.用于在测量数据检测系统(1，1′)中的测量装置(5)和数据处理装置(3，3′)之间进行数据传输的方法，所述测量数据检测系统具有多个测量装置(5)和至少一个控制器(7，7′)，

其中多个测量装置(5)中的每一个都被分配明确的识别符，

其中在每个测量装置(5)和控制器(7，7′)之间都设置有测量导线(13)，测量装置(5)通过测量导线(13)把模拟测量信号发送到控制器(7，7′)，并在控制器(7，7′)和测量装置(5)之间通过测量导线(13)交换数字消息，

其中控制器(7，7′)具有端子(17)，通过所述端子数据处理装置(3，3′)与控制器(7，7′)连接，使得控制器(7，7′)从数据处理装置(3，3′)接收数字数据包，并把数字数据包发送到数据处理装置(3，3′)，并且其中该方法包括下列：

●由控制器(7，7′)重复执行交换步骤，其中交换步骤包括从测量装置(5)接收模拟测量信号，和/或在测量装置(5)和控制器(7，7′)之间以数字方式交换数字消息，和其中交换步骤以预先给出的时间间隔开始，

●通过数据处理装置(3，3′)向控制器(7，7′)发送第一数字数据包，其中第一数字数据包包含多个测量装置(5)之一的识别符和第一数字消息，

●通过控制器(7，7′)从第一数字数据包中提取识别符，和

●在数字交换结束之后，通过控制器(7，7′)向多个测量装置(5)中的所述一个发送第一数字消息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个测量装置(5)向控制器(7，7′)发送数字应答消息作为对由控制器(7，7′)所发送的第一数字消息的应答，并且控制器(7，7′)将所述数字应答消息在数字应答数据包中向数据处理装置(3，3′)发送。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在数字交换结束之后，控制器(7，7′)确定直至下一数字交换开始剩余的自由时间，并与为了向测量装置(5)发送第一数字消息所需要的第一发送持续时间进行比较，

其中当所述自由时间大于第一发送持续时间时，发送第一数字消息，和

其中当所述自由时间小于第一发送持续时间时，第一数字消息的发送在下一数字交换执行之后进行。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中第一数字消息存储在移位存储器(21)中，

其中控制器(7，7′)在一个数字交换结束之后确定直至下一数字交换开始剩余的自由时间，并与为了向测量装置(5)发送下一从移位存储器(21)输出的数字消息所需要的第一发送持续时间进行比较，和

其中当所述自由时间大于第一发送持续时间时，发送下一从移位存储器(21)输出的数字消息，并将其从移位存储器(21)中删除。

5.根据权利要求4所述的方法，其中第二数字数据包通过数据处理装置(3)发送到控制器(7，7′)，

其中第二数字数据包包含多个测量装置(5)中的第二测量装置的识别符和第二数字消息，

其中把第二数字消息存储在移位存储器(21)中，

其中当移位存储器(21)中没有存储其他数字消息时，控制器(7)把直至下一数字交换剩余的剩余第二自由时间与为了向第二测量装置(5)发送第二数字消息所需要的第二发送持续时间进行比较，并且其中当第二自由时间大于第二发送持续时间时，把第二数字消息发送到第二测量装置(5)，并将其从移位存储器(21)中删除，

其中当在移位存储器(21)中存在其他数字消息时，把直至下一数字交换剩余的第二自由时间与为了发送下一从移位存储器(21)输出的数字消息所需要的发送持续时间进行比较，并且当第二自由时间大于所述发送持续时间时，发送所述消息并将其从移位存储器(21)中删除。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中数据处理装置(3，3′)把数字数据包发送到控制器(7，7′)，

其中所述数字数据包包含多个测量装置(5)之一的识别符、启动信号和第一数字消息，

其中通过控制器(7，7′)中断数字交换的重复执行，

其中控制器(7，7′)从数字数据包中提取识别符，并把所述数字消息发送到所述一个测量装置(5)，

其中数据处理装置(3，3′)把带有数字消息的其他数字数据包发送到控制器(7，7′)，并且所述控制器(7，7′)把所述数字消息发送到所述一个测量装置(5)，

其中数据处理装置(3，3′)将带有数字消息和结束信号的数字数据包发送到控制器(7，7′)，和

其中重复执行数字交换，其中又通过控制器(7，7′)着手以一个预先给出的时间间隔开始的数字交换。