CN109073373A - 藉由探针以识别通讯协议的方法，及相关的探针 - Google Patents

Abstract

一种藉由探针以自身识别待被使用以对基地台(7)通讯的通讯协议的方法，该探针(4)经配置以仿真特征为个别的启动程序的多个通讯协议。各启动程序允许基地台启动探针以执行检查循环。根据方法，藉由探针的硬体介面(5、15、16)由使用者所给定的命令的结果，该探针被设定于搜寻状态(100‑105)，于其中所有启动程序尝试，并被识别哪个启动程序正向地完成。接着，该探针基于特征为所识别的启动程序的通讯协议而被切换至操作状态(201‑205)。较佳地，该启动程序在正向结论的预先决定的数量(N)已发生之后被识别。

Description

藉由探针以识别通讯协议的方法，及相关的探针

技术领域

本发明有关藉由将被使用以与基地台进行通讯的通讯协议的探针以识别或自身识别的方法。

具体言之，本发明可被有利地但非排他地应用至被使用于用以检查机械部件的位置及/或大小的系统的接触探针，以下说明将在没有丧失一般性的情况下做出清楚的参照。

背景技术

包括基地台及一或多个接触探针的系统已知用于检查机械部件的位置及/或大小，各探针包括当接触机械零件时适于偏转的可移动臂、藉由将该臂偏转来操作的切换器以产生电讯号及用于将有关此电讯号的信息与基地台进行通讯的收发器手段。基地台处理该信息以对机械部件执行期望的检查。

由于成本的重要性，于该领域中使用的可能的典型情境为包括由不同制造商所提供的彼此共同存在并与相同基地台进行通讯的不同类型的探针的系统。事实上，基地台被固定至机器(于其中待被检查的机械部件被放置)，并当探针为可动的并更频繁的替换时，替换会更昂贵。为此目的，一些探针可被设计以仿真特定技术领域中最被广泛使用的协议，并必须在第一次使用之前被配置使得其可与特定通讯协议进行通讯。尤其，各探针的初始配置需要在专属程序化阶段中使用者的特定介入，例如藉由作用于适合的机械命令、或指拨开关、或根据特定程序化循环而适当地偏转该臂、或藉由使用改良的基地台。然而，使用者的介入通常很困难，举例来说，因为其需要对改良的基地台的特定使用的特殊知识。

发明内容

本发明的目的为提供没有以上所述的缺点并容易制造及不昂贵的探针。

本发明提供一种藉由将被使用以与基地台进行通讯的通讯协议的探针以识别或自身识别的方法、及用于用以检查机械部件的位置及/或大小的系统的探针，如所附权利要求书所界定。

附图说明

图1以概要方式显示了用以检查机械部件的位置及/或大小的系统，该系统包括根据本发明来操作的探针；

图2概要地显示了图1的探针的详细细节部份；

图3显示了根据本发明的方法的图2的探针的操作的状态图；

图4显示了在图3的一些状态中的图2的探针的操作的时间图；及

图5示出了在图3的一些状态中的图2的探针的操作的决策树图。

具体实施方式

于图1中，附图标记1整体上表示用以制造机械部件2的机器，并且附图标记3表示被安装于机器1上来检查被放置于机器1中的机械部件2的位置及/或大小的检查系统。检查系统3包括至少一接触探针4，其设有带有触角5’及传感器的可移动臂5，或切换器(以在图2中的附图标记14表示)，用以侦测在触角5’与机械部件2之间的接触。探针5被设置于机器1上，使得能例如藉由滑道6而于机械部件2设置于其中的区域中移动。检查系统3亦包括固定至机器1(具体地，至机器1的基座)的基地台7，其是介接机器1的数值控制单元8并经配置以与已知类型的预先设定远程通讯协议进行通讯，其是特别基于光学讯号的传送与接收，较佳地为以具有特定载波频率的振幅来调变的红外线辐射。于基地台7与探针4之间的通讯典型地为无线通讯。

参照图2，探针4包括光学红外线收发器，其包括能传送藉由可达几百kHz的频率来调变的红外线辐射讯号的传送器9、第一接收器10，经调适以接收高频率经调变的红外线讯号，亦即，具有在350与570kHz之间的频率的讯号、及第二接收器11，经调适以接收低频率经调变的红外线讯号，亦即，具有在7与15kHz之间的频率的讯号。两个分开的接收器的存在并非本发明的必要特征。举例来说，单一、适合地可配置的接收器可被使用。

探针4包括处理及控制装置，包括，举例来说，微控制器12及FPGA装置13，其彼此合作并经配置以依探针4可仿真多个本身已知通讯协议的方式来控制传送器9及接收器10与11，这些协议包括基地台7的通讯协议，其对于探针4并非优先已知。各所述通讯协议具有其个别的启动程序，其使基地台7启动探针4以执行机械部件2的检查循环。

藉由探针4所仿真的通讯协议基本上分成两个类别，其特征在于两个同类型的启动程序，两者皆本身已知。通讯协议的第一类别的启动程序(或第一启动程序)如下：探针4周期地传送个别的信标讯号于不同的实体及逻辑通讯通道并当其想要启动探针4以执行检查循环时，基地台7以启动讯号来响应信标讯号于特定通讯通道。通讯协议的第二类别的启动程序(或第二启动程序)如下：当其想要启动探针4以执行检查循环时，基地台7直接地传送其个别的启动讯号。启动讯号由一或多个经调变的红外线讯号丛发、调变频率及预先决定的讯号的讯号丛发的长度所组成。第二类别的协议可分成数个群组的协议。各群组的特征在于讯号的特定调变频率并包括与对于讯号丛发的特定顺序不同的协议，其中，顺序亦可包括仅一个丛发。

举例来说，通讯协议的第一类别包括(除了别的以外)特征在于透过多个实体与逻辑通讯通道的高频率经调变的讯号(亦即，具有在350与570kHz之间的频率的讯号)的传送与接收的协议。再举例来说，通讯协议的第二类别包括(除了别的以外)特征在于基频讯号(亦即，由实质上未经调变的特定长度的脉冲所组成的讯号)的传送、及低频率经调变的讯号(亦即，具有在10与11.9kHz之间的频率的讯号)的接收。

切换器14机械地连接至臂5并是介接微控制器12以侦测臂5关于静止位置的偏转，其为图2中所示。当臂5被偏转时，其执行关于探针4的外罩的移位，于图2中以DF标示。探针4亦包括隔间15，用以容置及电气连接至少一个电源供应电池16及用以对使用者表示探针4的操作状态的一或多个LED17。

典型地，探针4的结构是用以保证对于灰尘与液体的渗透的高度保护。因为这个原因，在探针4与使用者之间的硬件接口被最小化。举例来说，通常探针4不具有任何电源按钮：其通常在降低的电源状态或备用状态，一旦电池16被插入隔间15内时打开。因此，在使用者与探针4之间的硬件接口基本上包括隔间15、臂5及LED 17。

通常，探针4经配置以与特定预先设定通讯协议进行通讯，其可为由制造商所选择的预设协议(每个探针被以基本配置来创造，典型地，探针4经配置以与第一类别的通讯协议进行通讯)或被使用者先前地程序化或在现场配置的协议。换句话说，当其被打开时，探针4期望根据预先设定的通讯协议接收启动讯号，其为从备用状态移动至完全操作状态的讯号。

然而，基地台7可与不同于探针4中被预先设定者的协议进行通讯。

参照图3的状态图，根据本发明，微控制器12经配置以藉由硬件接口来侦测由使用者所给定的命令，具体言之，于图3中以TRIG表示的特定事件，并因此，设定探针4于初始搜寻状态100中，其中不同通讯协议的所有启动程序被尝试并识别其中何者被确实地完成。所侦测的特定事件TRIG可例如在于插入电池16至隔间15同时偏转臂5。

一旦任何一个启动程序确实地结束，微控制器12切换探针4(于图3中以111、112、113、114、115所标示的转变)至特征在于启动程序确实地结束之以与通讯协议相关联的101、102、103、104、105所标示的进阶搜寻状态。进阶搜寻状态101-105的数量确实等于由探针4所仿真的通讯协议的数量，于图3的示例中为五。

再者，于各进阶搜寻状态101-105中，当其在备用状态时，所有启动程序被探针4尝试，以验证是否其中的任何启动程序及其中的何者确实地结束。于各进阶搜寻状态101-105中，微控制器12计数特定启动程序的正向结论并一旦该技术达到预先决定的数量N，则微控制器12切换探针4(转变或通讯211、212、213、241、251)至与特征在于此等启动程序的通讯协议相关联的个别的操作状态201、202、203、204、205。于各操作状态201-205中，探针4可藉由经由其个别的通讯协议而与基地台进行通讯来执行其本身的检查循环。

于较佳实施例中，当有关的启动程序的正向结论的数量N为连续时，通讯211-215发生。于各进阶搜寻状态101-105中，若有关与另一进阶搜寻状态101-105相关联的通讯协议的启动程序的成功结论发生，微控制器12停止计数有关目前的进阶搜寻状态的启动程序的数量及切换探针4至其他进阶搜寻状态(于图3中以虚线标示而未以任何附图标记标示的转变)。根据较佳实施例，预先设定的数量N等于三。不同的预先设定的数量N可被提供于不同的实施例中。启动程序的正向结论可为连续的或不连续的。

具体言之，根据较佳实施例，若第一个之后的各有关的启动程序的正向结论发生于来自先前一个的预先决定的时间间隔T内时，各通讯211-215被执行。举例来说，时间间隔T等于一小时。当从先前的正向结论的预先决定的时间间隔T期满时，若没有具有正向结论的新的启动程序发生，则探针4被切换至预设状态300。具体言之，在N等于三的情况中，若一旦来自启动程序的第一个、或来自第二个成功的结论的时间间隔T期满时，没有新的启动程序已被成功地完成，则微控制器12造成探针4从任何的搜寻状态100-105中退出(于其中其处于该时间)，并较佳地切换探针4(转变301、302、303、304、305、306)至预设状态300。举例来说，预设状态300对应至与探针4的预先设定的通讯协议相关联的操作状态、或至在将探针4进入初始搜寻状态100之前设定的操作状态。

于各搜寻状态100-105中，微控制器12控制传送器9与接收器10及11，根据图4所显示的时分多工方案，以尝试可藉由探针4来仿真的通讯协议的所有的启动程序。于图4的示例中，与第一对状态101与201相关联的通讯协议属于先前引用的第一类别的协议并提供六个通讯通道(以A、B、C、D、E、F标示)，而与其他四对状态(102与202、103与203、104与204、105与205)相关联的通讯协议属于第二类别的协议。通讯通道A-F包括例如三个实体通道与用于各实体通道的两个逻辑通道。

参照图4，于搜寻状态100-105中，微控制器12在传送之后立即根据时分方案周期地选择(例如藉由将其启动)传送器9与接收器10，于第一类别的通讯协议的不同通讯通道A-F，用以藉由该类型协议所提供在某时间传送信标讯号于一个通讯通道，收听相同通讯通道以因应决定有关的启动程序的成功的结论的可能的启动讯号来接收。换句话说，时分多工方案提供分配至第一类别的协议的时间槽T1并以周期T2来重复，于其中传送器9与接收器10以连续及互补方式被选择。换句话说，于各槽T1的第一部份中(以TX9表示)，当接收器10没有被选择时，传送器9被选择于特定通道以传送信标讯号，并于各槽T1的第二部份中(以RX10表示)，当接收器10被选择于该特定通讯通道时，传送器9没有被选择，具体言之，被关闭。

时分多工的整体长度T3实质上等于周期T2与通讯通道A-F的数量的乘积。举例来说，时间槽T1的长度在2与3ms内，周期T2实质上等于100ms，并因此，长度T3实质上等于600ms。

于信标讯号的两个连续的传送之间的时间间隔中(以RX11标示并具有实质上等于周期T2与T1槽之间的差的长度的时间间隔)，微控制器12选择第二接收器11以收听低频带以接收有关属于前述第二类别的协议的任何其他四个通讯协议的可能的启动讯号。

微控制器12被配置以识别可能藉由接收器11所接收的启动讯号，亦即基于所接收的启动讯号的讯号丛发的频率与顺序来识别四个协议(可由接收器11所接收)的所属。为此目的，微控制器12以已知方式来与接收器11合作，依首先侦测所接收的讯号的频率然后每个讯号丛发的长度的方式，以决定讯号丛发的顺序。

图5以简化方式来说明藉由微控制器12所实现的树形图以识别启动讯号。参照图5，藉由接收器11所接收的讯号F的频率与以上四个通讯协议的两个可能的频率F1与F2进行比较(节点400)。对于各频率F的值，所接收的讯号的讯号丛发的顺序S与该频率的讯号丛发的所有可能的顺序进行比较(节点401与402)。频率F1上可能的顺序以S1a、S1b及S2表示，并于频率F2上可能的顺序以S3与S4表示。具体言之，讯号丛发的顺序的以上比较在于顺序S的讯号丛发的长度与可能的顺序S1a、S1b、S2、S3及S4的讯号丛发的长度的比较。

图5的决策树允许藉由消除处理来识别启动讯号。启动讯号的识别确实地推论有关的启动程序并因此在属于第二类别的藉由探针4所仿真的协议的协议P1-P4中识别由基地台7所使用的通讯协议。

于图5的示例中，协议P1包括讯号丛发S1a与S1b的两个不同的顺序所识别的两个逻辑通道ch1A与ch1b。协议P4包括由藉由传送器9所传送的个别讯号丛发顺序所识别的多个逻辑通道，并待使用的逻辑通道需要来自基地台7的确认。因此，微控制器12控制传送器9以根据时分方案来传送讯号丛发的所有可能的顺序(方块403)及控制接收器11以等待及接收来自基地台7的确认讯号R(方块404)以识别逻辑通道(chx)。

因此，以上所述的程序使探针4以自主性及自动的方式来识别及认出由基地台7所使用的通讯协议，不需要通讯协议的预先询问及选择阶段。

以上所述方法具有优点，其可被实现于具有本身已知硬件的探针4，并得助于藉由利用硬件接口来给予命令而设定探针4于搜寻模式的可能性，其不需要使用者的明确的及复杂的配置。此命令对应至简单事件的发生，例如插入电池16至隔间15同时偏转臂5。然而，此仅为启动搜寻模式的可能的方式。搜寻模式会以不同方式被确实启动，藉由侦测同样简单事件，例如特定按钮的压力、放置于例如隔间15中、或插入相反极性的电池、或将臂偏转的适当顺序。

为了避免当机时间，探针4亦可依其被完全操作的方式来配置，即其可在任何启动程序(包括第一个)完成之后，执行机械部件2的检查循环。换句话说，当其仍为进阶搜寻状态101-105的其中一者时，探针4可执行检查循环。根据图3的图式，只要探针4(仍保持于进阶搜寻状态101-105中)回到备用状态，自身识别以搜寻正确及最后通讯协议的方法会立即继续。

根据以上所述的较佳实施例，将探针4从进阶搜寻状态101-105移动至操作状态201-205的藉由微控制器所计数的正向启动结论的预先决定的数量N被设定例如等于三。然而，为了加速自身识别处理，一旦第一正向结论被侦测，探针4可被立即以从初始搜寻状态100直接移动至操作状态201-205的方式来配置。

换句话说，根据本发明，一旦侦测特定启动程序的至少一个正向结论，探针4可被直接地切换至操作状态201-205。

当新的特定事件TRIG被侦测时，自身识别方法再次开始。

典型地，探针4仿真以上所述的两个类别的通讯协议。然而，若有需要，其可依仿真仅一个通讯协议的类别的方式而被配置，不论是第一个类别或第二个类别。

Claims (13)

1.一种藉由探针以识别待被使用以对基地台(7)通讯的通讯协议的方法，所述探针(4)包括控制及处理装置(12、13)经配置以仿真特征为个别的启动程序的多个通讯协议，各启动程序允许所述基地台(7)启动所述探针(4)以执行检查循环；所述方法包括：

-藉由所述探针(4)的硬件接口(5、15、16)来侦测由使用者所给定的命令并从而设定所述探针(4)于搜寻状态(100-105)，

-于所述搜寻状态(100-105)中尝试所述启动程序，

-侦测所述启动程序的其一的至少一个正向结论，

-识别特征为所述启动程序之一的所述通讯协议为待被使用的通讯协议，及

-切换所述探针(4)至与所述识别的通讯协议相关联的操作状态(201-205)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述启动程序之一的所侦测的正向结论的预先决定的数量(N)被设定。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所侦测的正向结论的所述预先决定的数量(N)等于三。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述预先决定的数量(N)的所述正向结论彼此连续。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中所述探针(4)被切换至所述操作状态(201-205)，其中在第一个之后的所述正向结论的各者发生在来自所述先前的正向结论的预先决定的时间间隔(T)内。

6.根据权利要求5所述的方法，包括：

-若当来自所述先前的正向结论的所述预先决定的时间间隔(T)期满，而没有具有正向结论的新的启动程序发生，则切换所述探针(4)至预设状态(300)。

7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述启动程序包括第一启动程序，根据所述第一启动程序，所述探针(4)周期地传送个别的信标讯号于不同的通讯通道并所述基地台(7)对所述信标讯号响应启动讯号，及第二启动程序，根据所述第二启动程序，所述基地台(7)直接地传送个别的启动讯号；所述探针(4)包括传送器(9)及第一(10)与第二(11)接收器；侦测具有正向结论的所述启动程序之一的步骤包括：

-根据时分方案周期地于不同的通讯通道以连续及互补方式来选择所述传送器(9)与所述第一接收器(10)，以根据所述第一程序来传送所述信标讯号并然后因应相关的启动讯号来接收；及

-于所述信标讯号的两个连续的传送之间逝去的时间间隔中选择所述第二接收器(11)以根据所述第二程序来接收所述启动讯号。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二程序的所述启动讯号包括具有预先决定的频率与长度的至少一个讯号丛发；侦测具有正向结论的所述启动程序之一的步骤包括：

-侦测由所述第二接收器(11)所接收的所述启动讯号的至少其中一所述丛发的频率(F)及顺序(S)；及

-基于所述侦测的频率(F)及所述侦测的顺序(S)来识别所述启动讯号。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述探针(4)为接触探针，包括可移动臂(5)，其带有触角(5’)并经调适以藉由在所述触角(5’)与机械部件(2)之间的接触而偏斜；藉由所述可移动臂(5)的偏斜而为可操作的切换器(14)及用于容置至少一补给电池(16)的隔间(15)；当可移动臂(5)在将所述电池(16)插入所述隔间(15)期间保持偏斜时，所述探针(4)被切换至初始搜寻状态(100)。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述基地台(7)与所述探针(4)之间的通讯为无线通讯。

11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述探针(4)包括光学收发器(9-11)以藉由光学讯号对所述基地台(7)通讯。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述光学收发器为红外线辐射收发器(9-11)，以藉由红外线辐射讯号对所述基地台(7)通讯。

13.一种用于用以检查机械部件(2)的位置及/或大小的检查系统(3)的探针，所述探针(4)包括对所述检查系统(3)的基地台(7)通讯的收发器(9-11)及经配置以实现如权利要第1至12任一项的方法的处理与控制装置(12、13)。