CN113643668A - 用于电子设备的电子标记的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

电子装置耦合到电子纸显示器。电子装置可用作工业控制系统的一部分。中央处理单元采用要显示的信息，以编程方式和以自动方式更新电子纸显示器。

Description

用于电子设备的电子标记的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请在35 U.S.C. §119 (e)下要求在2014年7月10日提交，题为“APPARATUSAND METHOD FOR ELECTRONIC LABELING OF ELECTRONIC EQUIPMENT”的美国临时申请号62/022981的权益，该临时申请的内容通过引用全部合并于本文中。
技术领域
本文中公开的主题一般涉及电子设备的标识和此设备的标记。
背景技术
今天，具有可配置参数的电子可编程装置具有用来向用户显示配置或注册信息的纸标签。标签也可识别与这些装置有关的各种类型的其它信息。
标签必须通过机器或通过手工印刷，并且随后附于产品或装置。此过程是劳动密集的且易于出错或者过时如果装置被更新的话。备选地，诸如液晶显示(LCD)显示器或发光二极管(LED)阵列的有源显示器能够被提供以便显示此信息。然而，这些方法要求附加的能量以保持信息可见，并且是不可用的如果产品被断电的话。
这些缺点已导致关于先前方法的一些用户的不满意。
发明内容
提供可编程标记,其消除或基本上减少与纸标签或LCD/LED显示器关联的问题。一方面中，提供了显示器、屏幕或标签（利用采用电子墨水形成图像的电子纸）。在一些示例中，屏幕、显示器或标签具有类似于纸标签（采用颜色或黑白印刷）的外观的外观。通过电子接口，屏幕、显示器或标签以编程方式和/或以自动方式更新。将领会，术语“屏幕”、“显示器”、“电子纸显示器”及“标签”在本文中可互换地使用。此屏幕能够保留静态图像或文本而没有用来维持图像的任何所要求电力。本文中提供的屏幕具有可配置的益处，但是不要求附加功率，并且即使屏幕所耦合到的电子模块被掉电也是可用的。
在另一优势中，用于电子装置的可编程标记能够替换静态标签和LCD/LED显示器，用于传达用于可编程或预编程的电子装置的配置、注册、用户接口、用户交互或状态信息。动态更新能够被提供，并且如提及的，动态更新一旦已进行，将不要求功率或维护以继续显示值。在装置的组件可能配置用于通过其物理接口而不是明显的多个目的的情况下，本方法对于装置是特别有用的并且有利的。
可能利用可编程标签的装置的一个示例是工业自动化输入/输出模块，其具有能够配置成接收离散或模拟输入或者发送多种类型的离散或模拟输出的一个或多个通道。用于每个通道的标签能够被更新以指示配置用于每个通道的用途连同其状态和用户定义的值。
本方法的另外应用包含加快固定功能输入/输出(I/O)和/或通信模块的大量生产。本方法能够另外用来显示用于通用IO和/或通信模块的配置和标识(ID)设置，并且促进和提供通用替换备件。本方法提供定制维护或替换指示，甚至在模块被掉电或被损坏时。本方法也提供语言本地化优势。例如，能够使用任何预期语言（例如，举几个示例，英文、中文、日文、德文或法文）即时自动(on-the-fly)创建标签。
在电子装置与可编程标记之间的接口能够是通过物理连接或者通过无线连接。一方面中，可编程标记将必须具有标识机制或独特的ID以允许在电子装置与可编程标签之间进行配对，以避免由其它邻近或附近电子装置的意外编程。也就是说，在更改请求调用了标签的独特ID时，只能够对标签（具有独特ID）进行重新编程，使得标签知道它应重新编程有输入信息。而且，标签能够检测误配对，并且通知用户它与错误的电子装置一起安装，从而减轻了由于不当连接到错误电子装置的IO而造成的潜在损坏。
通过合并能量收获技术以便为显示器供电，能够避免附加的连接性。为避免在加电时或者在配置循环期间的延迟，可编程标签能够维持在更新可编程标签前能够比较的校验和或其它独特的当前配置ID。在可编程标签更新失败的情况下，可编程标签能够配置成返回到其最后良好的图像和文本显示，或者能够恢复到默认显示，其将指示失败和用来复原的必需步骤。
通过允许将标签数据编程，通过允许最终编程或配置操作也标记产品而无需人为干预以及无需标签的库存或高速印刷设备，实现以可配置能力的类似产品的更快得多的大量生产。
附图说明
为更完整理解本公开，应参照下面详细描述和附图，其中：
图1包括根据本发明的各种实施例，带有具有使用电子墨水的电子显示器的电子纸装置的系统的框图；
图2包括根据本发明的各种实施例，对使用电子墨水的电子纸显示器编程的流程图；
图3包括根据本发明的各种实施例，对使用电子墨水的电子纸显示器编程的流程图；
图4包括根据本发明的各种实施例，具有使用电子墨水的电子纸显示器的电子装置的简图；
图5包括根据本发明的各种实施例，具有使用电子墨水的电子纸显示器的电子装置的简图；
图6包括根据本发明的各种实施例，具有使用电子墨水的电子纸显示器的电子装置的简图；
图7包括根据本发明的各种实施例，使用电子墨水的电子纸显示器的简图；
技术人员将领会，为了简单和清楚而图示附图中的元件。还将领会，某些动作和/或步骤可按照特定发生顺序来描述或描绘，而本领域的技术人员将理解，相对于序列的这种特殊性实际上不被要求。还将理解，本文所使用的术语和表达具有普通含意，如给予相对于质询和研究的其对应的相应领域的这类术语和表达，除非特定含意在本文中已另外阐述。
具体实施方式
本方法允许只基于配置的产品到任何语言中的无缝本地化(localization)。另外，本方法允许通用IO以及通用通信模块具有清楚的、准确的标识和接口标记而无需任何额外的用户干预。不同于LCD或有源显示器，本方法不要求功率来维持显示。在电子装置未被供电或甚至被损坏时，显示是可见的。本方法有利地允许通用替换零件，其采用其它通用模块或甚至对于其通用模块是有效的替代物的固定模块的身份和显示配置。如提及的，本方法也允许用户定义的标签和名称呈现而无需任何额外的用户干预，但不同于LCD或有源显示器，不要求功率来维持显示，并且在电子装置未被供电或甚至被损坏时是可见的。本方法提供定制维护或替换指示，甚至在模块被掉电或被损坏时。
有利地，本方法提供到有关产品本身的用户文档和/或产品技术支持的最新链接。本方法为系统集成商(integrator)或最终用户也大幅简化了设备标记或更新。本方法另外允许在不同价格点以不同配置的能力生产常用组件，并且提供通用IO或通用通信模块的流线型并且有效的用户接口和文档。本方法允许在装置上显示特定的维护或替换数据而无需装置被加电。
现在参照图1，描述使用电子标记的系统100的一个示例。系统包含电子背板(backplane)102。耦合到背板102的是网络模块104（耦合到网络106）、中央处理单元(CPU) 108、第一电子模块110（耦合到第一电子纸显示器112）和第二电子模块114（耦合到第二电子纸显示器116）。
电子背板102是在不同系统元件之间的电通信路径。电子背板102在这些元件之间提供电连接。
网络模块104提供到一个或多个通信网络的连接功能性。例如，网络模块104可以是以太网模块或者提供到因特网的连接。
网络106可以是任何网络或网络的任何组合。例如，它可以是因特网、以太网、蜂窝网络、局域网或这些网络的任何组合。
中央处理单元(CPU) 108为系统提供监控和处理功能。CPU 108可确定何时和如何下载信息到第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116。
第一电子模块110和第二电子模块114是提供各种控制系统功能性的电子模块。它们可包含开关或者实现任何类型的各种处理功能。它们可包含接收来自CPU 108的信息的本地过程。模块110和114可以是通用IO或通信模块。
第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116耦合到第一电子模块110和第二电子模块114。第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116是使用电子墨水渲染向用户的信息显示的显示器。例如，可显示用于模块110和114的特定模块的配置和ID信息。第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116可被组织为矩阵，并且接收命令，命令被解码以便以电子墨水向用户渲染信息。
在图1的系统的操作的一个示例中，CPU 108编程有关于标签的信息。此信息可根据消费者或设备类型或配置组织，并且将在第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116上呈现。信息被下载到第一电子模块110或第二电子模块114。信息从第一电子模块110传送到第一电子纸显示器112，并且从第二电子模块114传送到第二电子纸显示器116。信息在显示器上被渲染。
在一个示例中，输入/输出(IO)模块通常包含IO的1-32或更多个通道，其采用有限的个别的功能配置（例如，高低范围、设置点、缩放等）执行相同功能。通用IO模块能够从模拟输入、模拟输出、离散输入或离散输出中配置个别的IO通道为任何类型的IO。个别的通道也能够配置成接受诸如5 VDC离散输入或输出、24 VDC离散输入或输出、4-20 mA电流模拟输入或输出、RTD模拟输入、-10 VDC - +10VDC模拟输出或输入等等的连接范围。将领会，这些只是示例，并且其它示例是可能的。
第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116允许消费者以自动方式和以动态方式准确显示用于每个IO通道的确切配置连同其用户定义的逻辑ID。例如，用于通用IO模块（例如，模块110或114中的一个）的布线图也将在标签处以自动方式更新以反映每个IO通道的用户的说明。在另一示例中，能够将在标签处的二维(2D)矩阵条形码更新成指向适当特制(tailored)的用户文档或程序信息。如果维护要求特定通道的功能或其用户定义的逻辑ID的定义中的更改，则这些更改将以自动方式被反映而无需附加的用户干预。
通信模块（例如模块110或114中的一个）有时具有多种用户定义的逻辑装置名称，并且配置用于在其物理媒体上的多种协议。这些通用通信模块能够进行编程用于各种协议支持，这将反映在第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116的适当显示器上。
通用IO模块与第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116的另一使用将是提供通用备用IO模块。用户能够购买具有多种离散和模拟类型的固定IO通道值的IO模块，但随后购买单个类型的通用IO作为备用模块。在固定IO通道模块失败时，它能够采用适合的可配置性的通用IO模块来替换，通用IO模块将以自动方式采用它替换的固定IO通道模块的配置，并且更新其可编程标记以甚至将自己识别为它替换的模块，并且指示它被配置并且作为它替换的模块操作。此方法将避免有关替换模块的混淆，并且大大简化了维护。如果模块不是用户尝试替换的模块的适合的替代物，则第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116能够清楚地并且立即指示不兼容性，并且明确推荐适合的替代物或者更新其显示（例如，经由2D矩阵条形码）以提供到有关适合的替代物的文档的链接，或者甚至提供用于消费者支持的联系号码或URL。
在固定通信或通用通信模块失败的情况下，通用通信模块采用失败的固定通信模块的身份和配置，并且更新其标签以将自己识别为它替换的失败模块，并且示出它替换的固定通信模块的配置信息，包含如同支持的协议的附加的信息。此外，如果模块不是用户尝试替换的模块的适合的替代物，则第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116能够清楚地并且立即指示不兼容性，并且明确推荐适合的替代物或者进行更新（例如，经由2D矩阵条形码）以提供到有关适合的替代物的文档的链接，或者甚至提供用于消费者支持的联系号码或URL。
在IO和通信模块两种情况下，第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116能够用来在失败或者要求用户干预或维护的事件的情况下显示用户维护步骤或指示。
用于可编程标记的另一使用是对于位于不同地理区域中的模块的语言本地化。例如，第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116如果在中国，则能够编程成以中文渲染其显示，或者如果模块位于讲英语的国家或区域，则以英文渲染其显示。
如提及的，在电子模块110和114与电子纸显示器112和116之间的接口能够是通过物理连接或者通过无线连接。可能的物理连接能够是I2C或SPI接口。可能的无线连接能够是通过使用如同蓝牙、Zigbee、Wi-Fi的协议或其它无线通信协议的低功率定向传送器和接收器配置。其它示例是可能的。
第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116可具有标识机制或独特的ID以允许在电子装置与可编程标签之间的配对以避免由其它邻近或附近电子装置的意外编程。也就是说，在更改请求调用了独特ID时，只能够对第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116（每个具有独特ID）进行重新编程，使得标签知道它应重新编程有输入信息。此配对机制也能够用来在电子纸显示器上指示有关接线板（包含电子纸标签）与不正确电子装置的不正确匹配。
在第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116通过无线媒介配对的情况下，通过合并能量收获技术以便在用于更新所要求的短间隔内为显示器供电，能够避免另外的连接性。能量收获技术的示例能够是热耦合功率收获、压电功率收获、磁感应收获或某一其它形式的功率收获技术。而且，在另一示例中能够使用电容性耦合功率收获。
为避免在加电时或者在配置循环期间的延迟，第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116能够维持在更新可编程标签前能够比较的校验和或其它独特的当前配置ID。在应用模块加电或者配置更新时，如果它未更改由第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116传达的信息，则能够跳过更新，因为它将在第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116处导致显示中无差异。
在可编程标签更新失败的情况下，第一电子纸显示器112和第二电子纸显示器116能够配置成返回到其最后良好的图像和文本显示，或者能够恢复到默认显示，其将指示失败和用来复原的必需步骤。
现在参照图2，描述将信息传送到标签的一个示例。在步骤202处，在CPU处接收标签信息。在此步骤处，CPU可编程有用于各种电子装置的某些标签信息。例如，某些消费者可具有要以某些方式显示和排列的某些信息。
在步骤204处，将此标签信息发送到电子模块。在步骤206处，将信息从电子模块发送到电子纸显示器。这可以以无线方式或者跨有线连接实现。在步骤208处，电子显示器在标签上渲染或显示信息。
现在参照图3，描述将信息传送到标签的另一示例。在步骤302处，在网络模块处接收标签信息。标签信息可源于因特网或某一其它网络。因此，外部用户可从在连接到网络的任何位置处的任何远程终端即时自动编程或输入标签信息。
在步骤304处，将此标签信息传送到CPU。在步骤306处，将此标签信息发送到电子模块。在步骤308处，将它发送到电子纸显示器。这可以以无线方式或者跨有线连接实现。在步骤310处，电子显示器在标签上渲染或显示信息。
图4、图5和图6是利用采用可编程标记的IO和通信模块的示例。将领会，这些只是示例，并且使用可编程标记的电子装置的特定功能是无限的。例如，可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)、计算机或工业计算机、连网设备、传感器或其它接口装置能够利用这些方法。
图4表示在此示例中具有32个通道的IO模块400的前盖，通道具有模块标识和状态信息、通道配置的功能和通道编号指示器及用于用户定义的通道逻辑ID的部分。模块400包含发光二极管(LED)区402（其中LED指示健康状态指示器和通道状态指示器）和电子纸显示器（或标签）404。电子纸显示器404可以是单个屏幕或显示区，或者是多个屏幕或显示区。标签404包含2D矩阵条形码406、模块型号408、通道配置的功能和编号410、用户定义的通道逻辑ID 412及模块颜色代码功能指示器414。
这些项目的所有或一些可能更改，并且是以电子墨水渲染的电子纸显示器。例如，2D矩阵或国际（或欧洲）物品编号(EAN)条形码406是电子纸显示器，其在一方面中提供到用于IO模块400的最新用户手册和详细配置设置的链接（例如，经由智能电话），其在进行模块配置或用户手册更新时能够由连接到因特网的系统控制器更新。而且，如同用户定义的通道逻辑ID 412的用户定义的信息是在以编程方式更新用于模块的用户定义的配置时以自动方式填充(populated)或更新的电子纸显示器。
图5是随IO模块一起运送以向消费者示出用于IO模块的适当布线并且位于前盖的内部上的布线图502。这可能随时间的过去而更改。整个布线图或其部分可以是电子纸显示器。
图6是具有模块标识和状态信息及可配置网络寻址信息的通信模块600。模块600包含模块/端口状态区602、模块型号604、模块安装信息606、用户定义的逻辑装置名称608、网络逻辑地址610、网络物理地址612、端口配置614及2D矩阵/条形码616。
这些字段的一些可更改，并且可以是电子纸显示器。2D矩阵或EAN条形码616是电子纸显示器，其提供到用于通信模块600的最新用户手册和详细配置设置的链接（例如，经由智能电话或平板），其在进行模块配置或用户手册更新时能够由连接到因特网的系统控制器更新。而且，用户定义的逻辑装置名称608是在以编程方式更新用于模块的用户定义的配置时以自动方式填充或更新的电子纸显示器。
如图4、图5和图6中所示，可编程标记能够在配置固定功能模块时允许更新用户定义的项目。另外，能够更新模块固件修订或其它可升级修订信息。此外，基础模块能够在制造期间接收固定程序，这将使其变成能够在可编程标签上显示的固定功能IO或通信模块。这消除了对于在制造设置中携带多个标签的需要，因此在模块制造过程中加快并且允许更大的灵活性。
现在参照图7，描述电子纸显示器700的一个示例。显示器700包含电子墨水显示区702、到电子装置（或模块）的接口704、渲染装置706及接收器708。接收器708接收标签信息。此信息被传递到渲染装置704，渲染装置704将此信息译成在电子墨水显示区702上基于电子墨水的显示。电子墨水显示区702可以是单个屏幕/显示区，或者分成任何形状或大小的单独的更小屏幕/显示区。一个示例中，可以黑白进行显示，但也可进行色彩显示。
备选地，到电子装置（或模块）的有线连接可耦合到接口704。此信息被传递到渲染装置704，渲染装置704将此信息译成在电子墨水显示器702上基于电子墨水的显示。因此，电子纸显示器700可通过导线，以无线方式或以两种方式接收信息。
由本领域技术人员将领会，可在各种方面中对前述实施例进行修改。其它变化显然也将发生，并且在本发明的范围和精神内。认为那个发明的精神和范围囊括对本文的实施例的这类修改和变更，如对本领域并且精通本申请的教导的技术人员将会是显而易见的。

Claims (10)

1.一种方法，包括：
接收通过耦合到电子模块的所连接的能量模块供电的请求中的电子标签信息；
在包括与所述电子模块耦合的显示器的与所述电子模块配对的标签处显示所述标签信息，从而所述标签是可配置的，并且提供图像或文本而没有用来维持所述图像或文本所要求的所述能量模块的任何功率，所述标签在工业自动化模块上使用电子墨水渲染图像，其中在通过所述请求所调用的所述标签的第一ID不匹配所述标签所配对的所述电子模块的ID时，向用户发出警报；
接收具有第二ID的请求；以及
比较所述第二ID和所述第一ID；
其中在所述第二ID匹配所述第一ID时，采用所述请求中的所述标签信息对所述标签重新编程。
2.如权利要求1所述的方法，其中接收所述电子标签信息的步骤经由有线连接进行。
3.如权利要求1所述的方法，其中接收所述电子标签信息的步骤经由无线连接进行。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述标签包括使用电子墨水渲染图像的显示器。
5.如权利要求4所述的方法，其中所渲染的图像包括产品技术支持。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述显示器配置成以颜色渲染图像。
7.一种设备，包括：
工业控制系统的电子模块，所述电子模块为通用输入/输出模块和通信模块的其中之一；以及
与所述电子模块耦合的、包括使用电子墨水渲染图像的显示器的、与所述电子模块配对的标签；
其中，所述电子模块配置成接收通过所连接的能量模块供电的请求中的电子标签信息，并且配置成促使所述信息在所述标签处显示，所述标签是可配置的，并且提供图像或文本而没有用来维持所述图像或文本所要求的任何功率；
其中在所述标签的第一ID不匹配所述标签所配对的所述电子模块的ID时，所述电子模块向用户发出警报；
其中，所述电子模块进一步配置成接收具有第二ID的请求并比较所述第二ID和所述第一ID；以及，在所述第二ID匹配所述第一ID时，所述电子模块采用所述请求中的所述信息对所述标签重新编程。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述电子模块经由有线连接接收所述电子标签信息。
9.如权利要求7所述的设备，其中所述电子模块经由无线连接接收所述电子标签信息。
10.如权利要求7所述的设备，其中所述标签包括使用电子墨水渲染图像的显示器。
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