CN114175598A - 用于传输传感器参数设置的传感器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在传感器之间传输传感器参数设置的传感器装置(100)。传感器装置包括具有传感器参数设置的第一传感器(110)以及第二传感器(120)。第一传感器(110)和第二传感器(120)被构造为经由通信链路(103、104)相互通信。第一传感器(110)被构造为经由通信链路(103、104)将传感器参数设置发送到第二传感器(120)。第二传感器(120)被构造为接收和接受传感器参数设置。第二传感器(120)还被构造为经由通信链路(103、104)向第一传感器(110)提供经由通信链路(103、104)传输传感器参数设置所需的能量。
Description
技术领域
本发明涉及用于在传感器之间传输传感器参数设置(Parametrierung)的传感器装置、用于传感器装置的传感器、传感器的用途、用于在传感器之间传输传感器参数设置的方法、程序元件和计算机可读介质。
背景技术
如果将电池供电型传感器例如在电池放电后更换为新传感器，则必须以与先前传感器相同的方式进行设置和配置。例如，可以将先前传感器的参数化数据保存在计算机上的一个或多个文件中，并且新传感器可以在交付之前或在安装之前连接到计算机并进行配置。为此，必须连接新传感器，对例如一个或多个数据库和文件的相应参数化数据进行编辑，并且开始传输过程。在特别是确保已传输正确数据的质量保证检查之后，传感器可以从计算机上断开，并安装在使用地。
发明内容
利用本发明的实施例，能够以有利的方式提供改进的传感器装置。例如，传感器装置可以自动地从新传感器接管先前传感器的参数设置，同时减少或避免上述步骤。
这可以通过独立专利权利要求的主题来实现。有利的实施例是从属权利要求、以下说明和附图的主题。
根据第一方面，提供了一种用于在传感器之间传输传感器参数设置、参数设置和/或参数化的传感器装置。传感器装置包括具有传感器参数设置的第一传感器并且包括第二传感器。第一传感器和第二传感器被构造为经由通信链路相互通信。第一传感器被构造为经由通信链路将传感器参数设置发送到第二传感器。第二传感器被构造为接收和接受传感器参数设置。第二传感器还被构造为经由通信链路向第一传感器提供经由通信链路传输传感器参数设置所需的能量。
在这种情况下，“传感器”应理解为具有用于过程变量的物理检测的单元的装置或设备，例如，用于例如超声波或雷达的物理传感器或发生器-接收器装置以及至少提供电力供应并根据应用情况例如对检测的过程变量进行电子处理并作为数字数据提供的电子单元。可用于此目的的电子元件是本领域的技术人员所已知的，这种电子元件例如是电压调节器、电压转换器、保护电路、模数转换器、滤波器、放大器、微处理器、存储器模块、信号发生器、振动发生器、散热器、压电转换器等。在本公开中，当从上下文中可以清楚地得知设备是传感器时，术语“设备”与“传感器”同义使用。
这两个传感器例如是电池供电型传感器并且具有相同或相似类型。先前(即，第一)传感器已经耗尽电池电量，并且应被替换或更换为具有相同或相似结构的新(即，第二)传感器。通过将电池电量耗尽的先前传感器的设备设置传输到电池电量充足的新传感器，传感器装置现在可以容易地运行新传感器。在此，电池电量充足的新传感器向先前传感器的通信模块供电，并经由通信链路接收参数设置或参数化数据。
因此，在本公开中，术语“通信链路”应被理解为不仅传输数据，而且还传输为此所需的能量。因此，这也意味着如下一种连接：数据传输是根据例如通信标准和用于不属于通信标准的数据传输的能量传输进行的。
根据一实施例，适合的通信链路是近场通信(NFC)链路，其中新传感器的能量以感应方式并因而无线地传递到旧传感器。
根据一实施例，通信链路是有线的。例如，通信链路是可以提供能量传输和数据传输的USB连接。为此，传感器具有相应的硬件和软件以及壳体上的能承受环境或周围条件的插头连接件，使得连接可靠并且传感器不会因例如渗入的湿气或液体而损坏。
根据上述对“通信链路”的定义，在能量传输和数据传输方面也可以存在无线和有线的混合形式。例如，能量传输以无线的方式通过感应技术进行，而数据传输经由有线通信标准进行，反之亦然。能量传输不一定必须与数据传输标准相关。
根据一实施例，通信链路可以是主从连接。传感器被构造为可以既充当主设备又充当从设备。因此确保了电池电量充足的传感器(例如，作为主设备)可以通过NFC从电池电量耗尽的传感器中读出数据，但该电池电量充足的传感器作为从设备适用于进一步的换代。
为了避免新传感器的电池的不必要的消耗，可以通过外部源来触发新传感器上的NFC接口的询问(Abfragen)。因此，在一些实施例中，第二传感器被构造为接收用于启动传输的信号。在这种情况下，“信号”可以理解为例如电子信号，例如，来自数字电路的“使能”信号、为电路而接通的电源或由逻辑电路(例如，处理器)处理的信息或命令。根据一实施例，该信号可以例如由传感器上的按钮、簧片触点或霍尔传感器产生，并由用户在传感器处触发。如果传感器包括蓝牙模块或移动无线电模块，则可以通过相应的接口接收信号。因此，用户可以通过与智能手机或平板电脑的蓝牙连接来启动传输而无需验证，或者例如通过从外部按压磁性开关而启动传输。然后，来自旧设备的数据通过NFC完全传输到新传感器。然后，新设备的行为与先前设备完全相同，并且新设备可以立即投入使用。无需操作员和/或用户的进一步干预。除了蓝牙连接之外，也可以使用有线连接或其他无线连接。
同时，根据一实施例，先前传感器的参数化信息也可以在传感器建立连接时从备份中获取。通过建立连接，例如可以确保数据传输的授权，并因此可以访问备份。在这种情况下，备份可以存储在第一传感器中，且/或通过直接数据连接和/或通过相应的参数化工具存储在服务器上和/或云端中的数据库中。传感器可以例如定期地或在对设备设置进行更改时创建其参数化信息作为安全备份，该安全备份例如保存在EEPROM或其他非易失性存储器中，使得即使电池电量耗尽也能保留信息。链路通信处理器或其他逻辑电路可以在由第二传感器供电的同时访问存储器，并通过现有的通信链路传输数据。如果备份通过直接数据连接和/或通过参数化工具存储在云端中，则第二传感器可以例如在检查授权之后通过其他通信接口访问该备份。这可以通过例如传感器中的移动通信模块等的直接数据连接和/或通过连接到云端的通信设备进行，传感器例如通过NFC、蓝牙或电缆连接到该通信设备。
根据一实施例，传感器参数设置包括测量物理信息、云端访问数据、用于将第一传感器分配到测量点的数据和/或用于诸如蓝牙装置、智能手机或平板电脑等操作设备的耦合信息。因此，对于用户来说可以非常容易地运行新传感器。云端系统不必再次参数化。新设备替换先前设备，并将其分配到先前设备的所有测量点。
根据一实施例，第一传感器具有第一编号，并且第二传感器具有第二编号。第一传感器被构造为仅在第一编号和第二编号存在相互关系时才经由通信链路发送数据。例如，为了在复制数据时保持安全性，首先由第二传感器读取第一传感器的编号，第二传感器通过例如移动无线电接口将这两个编号发送到访问客户数据库的服务器以进行验证。只有当这两个编号都分配给同一客户时，才允许传输数据，并且第二传感器使第一传感器传输参数化数据。替代地，也可以规定的是，编号与特定部分相匹配，或者编号根据特定方案匹配。例如，将一定范围的编号分配给客户。编号例如可以存储在ROM中，例如EEPROM。
在使用例如移动无线电连接进行编号检查的过程中，也可以检查第二传感器是否被授权从第一传感器查询数据。此外，在这种情况下，必要时可以添加或更新参数化数据。
一般来说，应注意的是，两个传感器优选具有相同或相似设计，使得一旦在此所述的第二(即，新)传感器的电池电量耗尽，该第二传感器就可以进入第一(即，先前)传感器的角色，并且它的设备设置可以传输到另一新的传感器。因此，这种更换可能发生多代。
例如，当达到能量供应的阈值(例如，第一传感器的电池的剩余能量)时，可以执行设备设置和/或传感器参数设置的传输。在这种情况下，第一传感器可以在传输完成后被新(第二)传感器停用，使得在传输后，第一传感器不再传输任何进一步的测量值。这特别对于测量点的不间断运行是有利的，且/或能够实现不间断地运行。
根据另一实施例，第一传感器和第二传感器是例如利用雷达或超声波来测量液体、松散材料或其他材料的填充物位的物位传感器。
根据一个方面，作为填充物位测量的替代或补充，将一个或多个传感器用于流量测量、极限物位测量、压力测量、密度测量或物体检测。然而，可能的用途不限于如上所述的用途。例如，传感器也可以是气体传感器或烟雾报警器。传感器装置的特别有利的应用是在其中例如安装地点、客户数据、待测量介质的数据等变化的移动应用或可变环境中。
例如，物体检测可以是通过红外或雷达传感器监测机器的危险区域，例如，如果有人过于靠近机器，机器就会关闭。例如，在装配线应用中，传感器检测装配线上的物体，以例如用于检查、计数或分拣。
根据另一方面，提供了一种用于经由通信链路在传感器之间传输传感器参数设置的方法，该方法包括以下步骤：
通过第二传感器经由通信链路向第一传感器提供通信链路所需的能量，
通过第一传感器将传感器参数设置发送到第二传感器，
通过第二传感器接收和接受传感器参数设置。
在这种情况下，传感器参数设置包括关于测量物理的信息、云端访问数据、用于将第一传感器分配到测量点的数据和/或用于操作设备的耦合信息。
在这种情况下，通信链路可以特别是诸如NFC连接等无线连接，或有线连接。在发送传感器参数设置的步骤之前，可以外部触发传输，例如通过接收由开关、按钮、簧片触点、传感器上的霍尔传感器或蓝牙设备或移动无线电设备产生的外部信号。
此外，在发送传感器参数设置的步骤之前，可以检查编号，使得只有在编号满足条件(例如，属于同一客户)时才开始传输。
此外，在发送步骤之前，可以检查授权(即，授权和/或验证)。
根据一实施例，可以在接受传感器参数设置之后，停用第一传感器中的测量值传输。
其他选项和方法步骤对应于上述实施例并且由上述实施例给出。
如上和下所述的传感器装置的特征、元件和/或功能可以是如上和下所述的方法的特征、元件和/或步骤，反之亦然。
根据另一方面，提供了一种程序元件，当它在诸如传感器的处理器等控制单元上运行时，该程序元件指示传感器执行如上和下所述的方法的步骤。
程序元件可以是计算机程序的一部分，但它本身也可以是整个程序。
根据另一方面，提供了一种存储了上述程序元件的计算机可读介质。计算机可读介质可被视为存储介质，例如，U盘、CD、DVD、数据存储设备、硬盘或上面可以存储上述程序元件的任何其他介质。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求，在实施要求保护的发明时可以理解和实施所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单独的处理器或其他单元可以实现权利要求中列出的多个主题或步骤的功能。在相互从属的权利要求中说明特定措施的这一事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如，与其他硬件一起提供的或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或半导体介质，但计算机程序也能够以其他形式分布，例如，通过互联网或其他有线或无线通讯系统。权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。
在下文中，将参考附图说明本发明的示例性实施例。
附图说明
在下文中，将参考附图详细地说明本发明的示例性实施例。说明和附图均不应被解释为对本发明的限制。
图1示出了根据示例性实施例的传感器装置。
图2示出了根据示例性实施例的方法。
附图仅是示意性的，并且未按比例绘制。原则上，相同或相似的部件具有相同的附图标记。
具体实施方式
在第一示例性实施例中，图1示出了具有第一、先前传感器110和第二、新传感器120的传感器装置，该第一传感器的电池114是空的，具有电池充电状态的特定阈值和/或少量剩余能量，并因此应被替换，该第二传感器的电池124是满的并且第二传感器应替换第一传感器110。两个传感器110、120在本地相互靠近，使得在该示例中，第一传感器110可以通过近场通信链路103、104的感应部103从第二传感器120接收能量。在传感器110中，接收的能量激活通信模块111，使得处理器112可以从存储器113中读出参数化数据，例如测量物理信息、云访问数据、用于将第一传感器分配到测量点的数据和/或用于操作设备的耦合信息。通信模块111通过近场通信链路103、104的数据链路部104将读出的数据发送到第二传感器120的通信模块121。处理器112将数据存储在存储器123中，并相应地配置第二传感器120，以使其立即为使用做好准备。
在根据图1的示例中，传感器120通过能够借助移动通信标准进行通信的智能手机105连接到云端107，由此能够访问客户数据库109和/或用于测量数据和传感器数据的数据库119。此外，智能手机105和传感器120都具有蓝牙功能。智能手机的操作者可以通过蓝牙连接106使用应用程序来启动参数化数据的数据传输。可以使用移动无线电连接108检查是否将第一传感器110和第二传感器120分配给同一客户以及第二传感器120是否被授权接收来自第一传感器110的数据。由此可以确保从要替换的传感器110而不是从例如第三传感器检索数据，并且还防止了传感器120的未经授权的数据检索。
至少部分数据还可以由客户数据库109或数据库119补充、更改和检查。一旦确定传感器120的授权，传感器120现在可以例如获得云端的访问数据，由此该传感器可以直接访问数据库119，传感器可以从该数据库中获得进一步的参数化数据。例如，这可以是存储在数据库或服务器上的备份文件中的参数化数据。替代地，也可以在成功检查授权之后通过移动设备访问数据库119或备份文件。
从以上说明中可以看出，在过程和情况方面可以进一步变化。
一种应用情况是移动罐上的物位传感器。这些物位传感器以固定的、定义的或可变的时间间隔监测填充物位并将其发送到云端107。该云端107解释来自传感器110的填充物位信息并将其分配给相应的料仓。在电池寿命结束后，应将新的传感器120安装在料仓上并接收先前传感器110的参数设置。
图2示出了根据一实施例的用于经由通信链路103、104在传感器之间传输传感器参数设置的方法200。首先，在步骤201中，提供通信链路103、104所需的能量。这是经由诸如NFC等通信链路103、104通过第二传感器120到第一传感器110的感应式能量传输103完成的。然后，在步骤202中，第一传感器110将传感器参数设置发送到第二传感器120。最后，在步骤203中，第二传感器120接收并接受传感器参数设置。
可选地，在步骤203中(或在进一步的可选步骤中)，第二传感器120可以例如通过将相应的控制信号和/或信号传输到第二传感器120来停用第一传感器110中的测量值传输。因此，在第一传感器110的电池中存在任何剩余能量的情况下，可以避免来自第一和第二传感器110、120的测量值传输的冲突。
因此，提供了一种低成本、简单且不复杂的解决方案，以便通过将新传感器放置在先前传感器附近来用新传感器替换先前传感器。在这种情况下，参数化数据将自动传输。可选地，外部触发器可以启动传输。为此所需的能量由新传感器提供。
此外，应注意，“包括”和“具有”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
还应指出的是，已经参考其中一个上述示例性实施例说明的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不应视为限制。
Claims (17)
1.一种用于在传感器之间传输传感器参数设置的传感器装置(100)，其包括：
第一传感器(110)，其具有传感器参数设置；
第二传感器(120)；
其中，
所述第一传感器(110)和所述第二传感器(120)被构造为经由通信链路(103、104)相互通信；
所述第一传感器(110)被构造为经由所述通信链路(103、104)将所述传感器参数设置发送到所述第二传感器(120)；
所述第二传感器(120)被构造为接收和接受所述传感器参数设置；并且其中，
所述第二传感器(120)还被构造为经由所述通信链路(103、104)向所述第一传感器(110)提供经由所述通信链路(103、104)传输所述传感器参数设置所需的能量。
2.根据前述任一项权利要求所述的传感器装置(100)，其中，所述通信链路(103、104)是近场通信(Near Field Communication,NFC)链路。
3.根据权利要求1所述的传感器装置(100)，其中，所述通信链路(103、104)是有线链路。
4.根据前述任一项权利要求所述的传感器装置(100)，其中，所述第一传感器和所述第二传感器被构造为能够既充当主设备又充当从设备。
5.根据前述任一项权利要求所述的传感器装置(100)，其中，所述第二传感器被构造为接收用于启动传输的信号。
6.根据权利要求5所述的传感器装置(100)，其中，所述用于启动传输的信号是由按钮、簧片触点、霍尔传感器、蓝牙设备和/或移动无线电设备产生的。
7.根据前述任一项权利要求所述的传感器装置(100)，其中，所述传感器参数设置包括测量物理信息、云端访问数据、用于将所述第一传感器分配到测量点的数据和/或用于操作设备的耦合信息。
8.根据前述任一项权利要求所述的传感器装置(100)，其中，
所述第一传感器具有第一编号，并且所述第二传感器具有第二编号；并且其中，所述第一传感器被构造为仅当所述第一编号和所述第二编号彼此相关时才经由所述通信链路发送数据。
9.根据前述任一项权利要求所述的传感器装置(100)，其中，所述第一传感器还被构造为提供来自备份的参数化信息。
10.根据前述任一项权利要求所述的传感器装置(100)，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是物位传感器。
11.根据前述任一项权利要求所述的传感器装置(100)，其中，所述第二传感器被构造为在所述传感器参数设置的传输之后替换所述第一传感器。
12.一种用于根据权利要求1至11中任一项所述的传感器装置(100)的传感器(110、120)。
13.根据权利要求12的传感器(110、120)的用于填充物位测量、流量测量、极限物位测量、压力测量、密度测量或物体检测的用途。
14.一种用于经由通信链路(103、104)在传感器之间传输传感器参数设置的方法(200)，其包括以下步骤：
通过第二传感器(120)经由通信链路(103、104)向第一传感器(110)提供所述通信链路(103、104)所需的能量(201)；
通过所述第一传感器(110)将所述传感器参数设置发送到所述第二传感器(120)(202)；
通过所述第二传感器(120)接收和接受所述传感器参数设置(203)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在接受所述传感器参数设置之后，停用所述第一传感器(110)中的测量值传输(204)。
16.一种程序元件，当其在传感器(110、120)的控制单元(112、122)上运行时，所述程序元件指示所述传感器(110、120)执行根据权利要求14和15中任一项所述的方法的步骤。
17.一种存储有根据权利要求16所述的程序元件的计算机可读介质。
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