CN117590364A

CN117590364A - 用于向上级计算机系统及时传输回波数据的uart接口和方法

Info

Publication number: CN117590364A
Application number: CN202310976572.2A
Authority: CN
Inventors: 丹尼斯·克里斯
Original assignee: Elmers Semiconductor Europe
Current assignee: Elmers Semiconductor Europe
Priority date: 2022-08-10
Filing date: 2023-08-04
Publication date: 2024-02-23
Also published as: DE102022120106B3

Abstract

本文件的技术启示以方法和相关合适设备的形式说明了超声测量系统的上级计算机系统和相关超声传感器之间经由改进UART数据接口进行的数据通信。根据本提案的核心思想，在超声测量阶段125的持续时间内通过改进UART接口放弃UART协议，而采用特定通知协议，并通过脉冲140至144将回波在超声传感器上到达及时传输给上级计算机系统，并在超声测量阶段125结束之后，再次返回到UART协议，以将数据从超声传感器传输到上级计算机系统。

Description

用于向上级计算机系统及时传输回波数据的UART接口和方法

技术领域

本发明涉及用于向上级计算机系统传输回波数据的UART接口和UART数据通信。

背景技术

在现代的车辆中，现代的ADAS系统(用于自动驾驶的驾驶辅助系统)将超声传感器优选地用于自动泊车辅助。最近，市场表现出的越来越明显的趋势是提高数据速率，而诸如LIN数据总线和/或其它数据总线等系统在未来将不再能够提供这种提高的数据速率。

本发明的目的是在各个超声传感器和上级计算机系统之间实现更高效、更快速和更安全的数据通信。市场参与者还将上级计算机系统称为控制设备。更快速的数据通信可以允许实现更快的超声测量序列，并且允许上级计算机系统可以评估更多的数据。因此，更高的数据速率可以提高系统性能。

现有技术例如是目前由诸如Elmos公司的524.09/524.33型产品和其它制造商的类似产品所使用的输入/输出(IO)通信协议。

在汽车超声传感器技术的初始阶段，输入/输出协议是一个只提供时间信息(到检测到回波的时间)的纯协议。在后续产品中，超声传感器在超声测量之后传输的各种状态信息对该协议进行了补充。现有技术使用简单的私有协议进行配置，其逻辑“0”和“1”由不同长度的低相位来表征。这种输入/输出通信的缺点在于，数据速率相当低，并且仅传输所接收回波的时间信息的测量数据的信息含量低。

除了输入/输出通信之外，还存在其它接口协议。目前，这种示例性其它接口协议例如是市场中的市场参与者为此目的而使用的LIN协议和DSI3协议。然而，这些协议也导致IC成本和系统成本明显增加。本发明旨在弥补这一点，而不必接受上述缺点。

本文特别参考了文献WO 2020 182 963A2、WO 2018 210 966A1以及相应专利族的文献，这些文献涉及压缩和数据传输。这些文献的技术启示并不能解决本文所讨论的问题。

因此，本文采用了一种新的、颠覆性的方式，其核心在于在关键点上中断了先前技术启示的演化并重新建立演化。

发明内容

任务

因此，本发明的任务是提供一种不具有现有技术的上述缺点且具有其它优点的解决方案。

任务的解决方案

本发明的基本思想是，超声传输器通过传统的UART接口与上级计算机系统通信。

在超声测量周期内，超声传感器和上级计算机系统中断从超声传输器到上级计算机系统的数据通信，并且在超声测量阶段的存在实际测量时间(在该时间内，超声传感器接收到发射的超声脉冲串和/或发射的超声信号的反射)的持续时间内切换到用于快速通知反射(回波)的特定协议，以避免造成任何额外的反应延迟。

本发明的基本思想是特别地在UART模式中通过UART通信内的通知模式来扩展当前的输入/输出通信。此外，本发明提供了特定的通知脉冲和特定的、新的回波编码(长度调制)。可以通过如下的超声传感器系统例如经由奇偶校验位和/或CRC数据位和字节等对传输的数据进行安全保护，该超声传感器系统包括上级计算机系统、超声传感器以及具有根据本发明的传输和接收线路的单线数据总线或双线数据总线。

最后，本发明允许使用扩展的测量配置文件，以改善通信效率并提高系统性能。也就是说，根据本发明的建议，上级计算机系统不再在测量之前立即向超声传感器传输要执行的测量的所有参数，而是事先定义预定的参数配置并向其提供索引，并且通过在命令阶段传输索引来调用相应的参数配置。例如，这些参数配置或测量配置文件可以存储在超声传感器的非易失性存储器中。在启动超声传感器的控制设备之后，超声传感器的控制设备可以将这些参数配置加载到易失性存储器中。因此，这些参数配置也可以位于超声传感器的易失性存储器中。然而，在每次启动超声传感器时，上级计算机系统随后必须将参数配置从上级计算机系统传输到超声传感器。然后，超声传感器的控制设备在超声传感器的操作期间访问超声传感器的非易失性存储器或易失性存储器中的这些数据，以便由此根据存储的测量配置文件使用这些数据来设定用于超声测量的参数。

因此，根据本发明的基本思想，超声传感器和上级计算机系统通过传统的UART接口相互通信。优选地，UART数据包包括起始位、数据和停止位，并且必要时还包括奇偶校验位。

由此，可以简化超声传感器和上级计算机系统之间的数据通信。

在超声测量阶段期间(该超声测量阶段进一步细分为超声信号或超声脉冲串的发射阶段、超声换能器的衰减阶段以及接收阶段)，超声传感器现在离开UART协议并且直接通知超声换能器对回波的接收。优选地，超声传输器在预定时间之后再次离开该超声测量阶段，并重新开始与上级计算机系统的利用UART协议的通信。

优选地，根据本建议的超声传感器在时间上顺序地且不重叠地执行超声测量周期。每个超声测量周期基本上至少划分为三个阶段。然而，并不是每个超声测量周期都必须具有这三个阶段。在下面示例地说明的条件下，超声测量周期的三个阶段中的一些阶段可以在执行超声测量周期时缺失，特别地有时缺失。

示例性第一阶段I(下文称之为命令阶段)

本文意义上的第一阶段的开始通常与本文意义上的超声测量周期的开始相同。第一阶段通常包括关于超声传感器要在后续的一个超声测量阶段中执行的超声测量的类型的信息从上级计算机系统到超声传感器的传输。在本文中，下面将该信息称为命令。通常，命令还包括用于后续的超声测量阶段的起始信号。优选地，确定、设定或编程超声传感器在接收到起始信号之后以何种时间间隔开始超声测量阶段。优选地，该命令至少有时和/或在某些情况下包括关于在一个后续超声测量阶段中被超声传感器用来产生超声脉冲串和/或超声信号的特性的信息。例如，这些特性可以是编码、线性调频(是/否)、线性调频方向、线性调频速度、超声脉冲串的脉冲数量等。然而，命令也可以包括多个超声脉冲串的连续传输，这些超声脉冲串可以彼此不同。

示例性第二阶段II(下文称之为超声测量阶段)

超声测量周期的超声测量阶段包括：执行实际测量；以及优选地以与系统时钟或UART时钟同步的方式传输回波在超声传感器上的到达的检测。在此，超声传感器优选地使用超声换能器或超声接收器的接收信号的包络信号的值曲线在第一方向上向上穿过阈值曲线时的点，作为回波到达的测量。在此，超声传感器优选地使用超声换能器或超声接收器的接收信号的包络曲线信号的值曲线在不同于第一方向的第二方向上向下穿过阈值曲线时的点，作为回波到达结束的测量。因此，优选地，这个过程是回波检测，超声传感器优选地以与超声传感器的系统时钟或UART时钟同步的方式向上级计算机系统通知该回波检测。

示例性第三阶段III(下文称之为超声测量周期的第三阶段)。

在第三阶段开始时，超声传感器重新开始UART通信。在第三阶段中，超声传感器将由超声传感器检测的信号对象的类型和/或它们的参数(下文称之为信号对象参数)传输到上级计算机单元。例如，这些信号对象可以是上文所述的回波。因此，在该第三阶段中，超声传感器优选地传输关于超声传感器已检测到回波的事实的信息、优选的关于该回波在超声测量阶段开始之后的出现时间的信息、优选的关于该回波的信号的大小的信息，优选的关于该回波实际上是回波的概率的信息、以及优选的该回波的编号的信息。因此，超声传感器例如传输回波时间和该回波的所谓置信度值。在此，置信度值不一定是纯数学意义上的概率值。它应仅是允许上级计算机单元在确实是回波的信号和不是回波的信号之间进行区分的参数。优选地，超声传感器传输多达四个回波。当然，也可以想到的是，传输更多或更少的回波。优选地，在第三阶段中，超声传感器按照超声传感器接收回波数据的顺序来传输回波数据。当然，也可以想到的是，按照相反的顺序传输回波数据。还可以想到的是，利用接收时间戳或接收编号按照任何顺序传输回波数据。此外，在超声测量周期的该第三阶段中，超声传感器优选地将诊断数据传输到上级计算机单元。例如，该诊断数据可以是超声传感器内部的评估电路的电路部分的硬件故障以及其它诊断错误。此外，在超声测量周期的第三阶段中，超声传感器可以传输诸如状态信息、测试结果、设备编号、总线节点地址、加密数据等其它数据。在本文描述从超声传感器到上级计算机系统的数据传输时，除了其它方面，总是可以这样理解：例如超声传感器的控制设备通过超声传感器的内部数据总线从超声传感器的设备部件读出数据，并且经由超声传感器的数据接口直接地或在处理后通过外部数据总线传输到上级计算机系统。在本文描述从上级计算机系统到超声传感器的数据传输时，除了其它方面，总是可以这样理解：例如上级计算机系统通过外部数据总线和超声传感器的数据接口以及超声传感器的内部数据总线将数据传输到超声传感器的控制设备和/或超声传感器的设备部件。可以想到的是，在从上级计算机系统接收到这些数据之后，超声传感器的控制设备通过超声传感器的内部数据总线将这些数据直接地或通过超声传感器的控制设备处理之后间接地传输到超声传感器的其它设备部件。因此，上级计算机系统可以监测和控制超声传感器，并且读出超声传感器的测量结果。

因此，本发明涉及一种超声传感器，该超声传感器经由超声传感器的UART数据接口利用UART协议与上级计算机系统交换数据和命令。在此，超声传感器执行利用UART协议与上级计算机系统通信的方法。超声传感器在时间上连续的且时间上不重叠的超声测量周期中执行超声测量方法，特别是用于车辆附近的距离测量的超声测量方法。超声传感器在至少三个时间上连续的且时间上不重叠的阶段中执行各个当前的超声测量周期。超声传感器在超声测量周期的第一阶段开始时开始超声测量周期。在本文中，超声测量周期的该第一阶段也被称为命令阶段。并不是所有超声测量周期都包括命令阶段。

在本文的意义上，没有命令阶段的超声测量周期也被视为是三阶段的，此时命令阶段的时间长度为0s。可以想到的是，命令阶段对于后续的多个超声测量周期都可以是有效的。因此，可以想到的是，对于这些后续的超声测量周期，可以省略命令阶段。优选地，精确地预定这种没有命令阶段的后续超声测量周期的数量，使得超声传感器在经历过这些后续超声测量周期之后优选地再次期待命令阶段。如果不是这种情况，则可能发生无法控制超声传感器的情况。

在本文的意义上，这种没有自己的命令阶段的后续超声测量周期也是至少三阶段的，因为这种后续超声测量周期的相关命令阶段是先前超声测量周期的命令阶段。

优选地，超声传感器在命令阶段中经由UART接口利用UART协议从上级计算机系统接收命令。

优选地，除了其它方面，该命令指定了超声传感器应在超声测量周期中，尤其应在当前超声测量周期的在命令阶段之后的超声测量阶段中执行的测量的类型。

优选地，超声传感器在第二阶段(下文称之为超声测量阶段)开始时发射超声脉冲串或超声信号。由此，命令阶段结束。在超声测量阶段中，超声传输器不通过UART数据接口接收任何数据。而是，在超声测量阶段中，超声传输器利用UART数据接口的驱动级向上级计算机系统通知回波接收的检测。因此，根据本建议，在超声测量阶段中，超声传感器的UART接口明确地不在利用UART协议进行数据传输的UART模式中操作，而是在不同于UART模式的新的通知模式中操作，这种新的通知模式包括特定数据协议，以用于将检测的事件(特别是回波)从超声传感器特别及时地通知给上级计算机系统。因此，上级计算机系统及时、短期地接收到关于车辆附近的潜在危险障碍物的信息，并且能够快速做出反应。这是能够满足符合ISO 26262的安全要求的唯一途径。通常，超声测量阶段的数据线的边沿变化与UART时钟按照基本固定的相位关系同步发生。更确切地，边沿变化优选地与超声换能器的接收信号的处理同步进行。优选地，超声换能器形成具有超声换能器发射频率的内部发射时钟信号，以用于驱动超声换能器。为此，超声传感器优选地形成用于为数据线提供时钟的信号，该信号优选地与用于产生用于驱动超声换能器的发射信号的发射时钟信号具有固定的相位关系。优选地，在超声测量阶段中，用于为数据线提供时钟的信号的边沿变化与发射时钟信号的边沿同步。用于为数据线提供时钟的信号(即，UART时钟)的频率可以优选为发射时钟信号的频率的整数倍。然而，用于为数据线提供时钟的信号(即，UART时钟)的频率也可以小于发射时钟信号的频率。在后一个种情况下，发射时钟信号的频率优选是用于为数据线提供时钟的信号(即，UART时钟)的频率的整数倍。

每当超声传感器计算出包络曲线的新值时，超声传感器优选地将包络曲线的该值与阈值曲线的当前有效值进行比较，并且决定是否发生数据线的边沿变化。在这种情况下，超声传感器可以通知包络曲线的值曲线向上穿过和/或向下穿过阈值曲线的事实。然而，超声传感器也可以检查包络曲线是否具有高于当前阈值曲线的局部时间最大值，而不是通知超过和/或低于阈值曲线。必要时，当超声传感器计算出包络曲线的新值时，超声传感器为此检查是否存在包络曲线的最大值以及包络曲线的相关最大值是否高于阈值曲线。最大值检测的问题是时间延迟，该时间延迟首先是由于在包络曲线的时间曲线穿过阈值曲线时与在出现最大值时之间的时间而导致的，其次是由于为检测最大值必须确保包络曲线已经开始下降而导致的。也就是说，最大值检测可能导致不可接受的延迟。然而，最大值检测在精度等方面具有显著优势。因此，有意义的是，上级计算机系统在命令阶段通过相应的命令使超声传感器不时地在两种通知方式之间切换，以实现最佳检测。

超声传感器在超声测量阶段开始时优选地发射的超声脉冲串或超声信号的特性通常取决于超声传感器在之前的和/或前一个命令阶段中接收的之前的和/或前一个命令。例如，超声传感器先前接收的命令可以准确地指定超声传输器在后一个超声测量阶段中要发射的超声脉冲串或超声信号的类型。然而，也可以想到的是，该命令只指定在超声测量阶段中要发射的超声脉冲串或超声信号的可想到的参数中的一部分参数。然后，优选地，超声传感器在之前的超声测量周期中或从前一个超声测量周期开始接收超声脉冲串或超声信号的这些未改变的参数。例如，可以想到的是，命令反转芯片方向，并因此只交换超声脉冲串或超声信号的低转角频率和起始频率的功能，但频率值保持不变。因此，可以想到的是，命令为多个超声测量周期指定超声脉冲串或超声信号的参数。例如，这些参数可以是超声脉冲串的起始频率或超声脉冲串的终止频率。

在超声测量阶段的持续时间内，超声传感器通常中断UART模式中的利用UART协议的从超声传感器到上级计算机系统的数据通信，并切换到在本文中被称为通知模式的数据通信模式，在这种通知模式中，超声传感器在超声测量阶段期间经由数据线直接通过信号脉冲及时通知预定事件的发生。因此，在超声测量阶段中，超声传感器不向上级计算机系统传输除这些脉冲之外的任何信息。特别地，在超声测量阶段中，超声传感器不执行利用UART协议的从超声传感器到上级计算机系统的任何数据通信。超声传感器而是在超声测量阶段中执行根据特定通知协议的从超声传感器到上级计算机系统的数据通信。优选地，超声传感器包括用于产生系统时钟的系统时钟发生器，该系统时钟用于向超声传感器的一个或多个数字设备子电路提供超声传感器的时钟系统的一个或多个时钟。

超声传感器还可以包括用于产生UART时钟的UART时钟发生器，该UART时钟用于向超声传感器的UART接口的一个或多个数字设备子电路提供超声传感器的UART接口的时钟系统的一个或多个时钟信号。优选地，系统时钟发生器的系统时钟是稳定的，使得在命令阶段中系统时钟与上级计算机系统用来产生同步命令的同步时钟之间的相位差比半个系统时钟周期小40％，更优选地小20％，更优选地小10％。

在超声测量阶段期间，如果超声传感器没有接收到回波，则超声传感器不进行串行UART数据传输，而是将超声传感器的UART接口的数据总线的信号设置为第一逻辑值。

在超声测量阶段期间，如果超声传感器接收到回波，则超声传感器不进行串行UART数据传输，而是将超声传感器的UART接口的数据总线的信号设置为第二逻辑值，其中，第二逻辑值优选地不同于第一逻辑值。

例如，超声传感器可以在预定时间之后且/或在存在预定条件时结束超声测量阶段。为此，优选地，超声传感器包括计时器，以用于检测超声测量阶段的经过时间。优选地，如果从超声测量阶段的开始或在另一时间基准点下的等效时间起经过了预定时间，则超声传感器结束超声测量阶段。然后，超声传感器开始超声测量周期的第三阶段。

在超声测量阶段结束时且/或在超声测量阶段的第三阶段开始时，超声传感器重新开始超声传感器与上级计算机系统之间的根据UART协议的通信。因此，当超声测量阶段结束时，超声传感器优选地重新开始从超声传感器到上级计算机单元的UART数据传输。

因此，超声传感器被配置为在超声测量周期的第三阶段中将数据从超声传感器传输到上级计算机系统。

这样做的优点在于，上级计算机系统可以在命令阶段快速地配置超声传感器，并在超声测量周期的第三阶段中快速向上级计算机系统提供增加量的测量数据。这对于要确保车辆安全系统的及时响应的安全相关系统尤为重要。

在本文提出的超声传感器的第一变形例中，例如超声传感器在超声测量周期的第三阶段中可以从超声传感器向上级计算机系统传输的数据可以包括以下数据中的一者或多者：

1.反映超声传感器的物理参数的测量值的状态信息，其中，超声传感器在此优选地将超声传感器内的线路上的相对于参考电位的电压值的测量值和/或超声传感器内的线路上的电流值的测量值作为数据传输到上级计算机系统；

2.反映超声传感器内的逻辑开关网络的逻辑值的状态信息；

3.反映超声传感器的自检结果的状态信息；

4.反映超声传感器的超声传输路径的测量值的状态信息，这里，超声传感器向该超声传输路径发射超声信号且/或从该超声传输路径接收超声信号；

5.表示超声传感器本想在前一个超声测量阶段中发射的超声脉冲串和/或超声信号的类型的状态信息；

6.表示超声传感器本想在前一个超声测量阶段中发射的超声脉冲串和/或超声信号的值的状态信息；

7.表示超声传感器本想在前一个超声测量阶段中接收的超声脉冲串和/或超声信号的值的状态信息；

8.表示在超声测量阶段中接收的回波的测量值的回波信息，其中，该测量值特别地表示回波的数量、和/或回波的接收时间、和/或表示回波实际上是超声传感器的超声传输路径中的物体的回波的概率置信值，超声传感器向该超声传输路径发射超声信号和/或从该超声传输路径接收超声信号；

9.表示在一个之前的命令阶段和/或前一个命令阶段中接收了超声传感器的哪个或哪些命令的命令信息；

10.表示超声传感器在一个之前的命令阶段和/或前一个命令阶段中接收了哪个或哪些命令并确定了超声传感器发射了超声脉冲串或超声信号的类型的命令信息；

11.在超声测量周期的第三阶段中传输的数据的校验信息，特别是CRC数据等，其中，上级计算机系统可以检查该校验信息，以检查超声传感器在超声测量周期的第三阶段中向上级计算机系统传输的数据的正确接收；

12.在超声测量阶段中通知的信息的校验信息，其中，上级计算机系统可以检查该校验信息，以检查在超声测量阶段中通知的信息的正确接收；

13.在命令阶段中通知的命令的校验信息，其中，上级计算机系统可以检查该校验信息，以检查超声传感器在命令阶段中通知的命令的正确接收；

14.在命令阶段中通知的命令的校验信息，该校验信息表示超声传感器在命令阶段中的一个或多个命令的传输期间是否检测到故障；

15.表示超声传感器的自检或测试的结果的校验信息；

16.长度信息，其表示或允许计算出超声传感器将在超声测量周期的第三阶段中从超声传感器向上级计算机系统传输的数据的数量。

17.超声传感器在超声测量周期的第三阶段中向上级计算机系统传输的状态信息，该状态信息优选地反映超声传感器内部和附近的物理参数和/或模拟信号的测量值，该状态信息优选地包括超声传感器内部的线路的相对于参考电位(例如，接地线)的内部电压值，和/或超声传感器内部的线路内的电流值的测量值。这些值通常应在预定的值区间内，使得上级计算机系统可以将其用作诊断值且/或用作用于校正超声传感器操作参数的控制参数。上级计算机系统可以以此方式得知的示例值可以例如是超声传感器的设备部件的温度。

18.表示超声传感器内的逻辑开关网络的逻辑值的状态信息，其可以例如包括由超声传感器的设备部件提供给上级计算机单元的信息。这些信息可以例如包括自检结果、错误标志等。

19.表示超声传感器的自检结果的状态信息。例如，它可以是超声传感器的BIST(Build-In-Self-Test：内置自检)设备或超声传感器的子设备的寄存器值。它也可以是超声传感器内部的电路节点的电压值的测量值、和/或超声传感器内部的线路的电流的电流值的测量值、和/或其它物理参数的测量值的模拟值的测量值。例如，其它物理参数可以是来自超声传感器内部或外部的位置的温度测量值，特别是来自其周围环境的温度测量值。例如，其它物理参数也可以是超声传感器的设备部件的经检测的机械参数。在此，例如可以考虑超声传感器的振动体的振动特性和/或衰减特性的测量值。此外，这些测量值可以例如是从其它超声传感器到该超声传感器的超声信号的传输时间值，和/或是具有多个超声传感器的超声系统内的超声系统(超声传感器和上级计算机系统是该超声系统的一部分)之间的这种超声信号的经确定的参数。该超声系统的设备部件(即，例如一个或多个超声传感器和上级计算机系统)优选地至少部分地通过一个或多个数据链路相互连接。

20.表示超声传感器的超声传输路径的测量值的状态信息，超声传感器向该超声传输路径发射超声信号和/或从该路径接收超声信号。优选地，超声传感器在操作中给出了从超声传感器到物体以及再返回的传输路径。在最简单的情况下，这些数据可以是物体的数据。然而，它也可以例如是表示例如先前检测的回波如何在下一次测量之前发生变化的数据，或者是能够实现或支持这种预测的数据。

21.表示超声传感器本想在之前的超声测量阶段中发射的超声脉冲串和/或超声信号的类型的状态信息。在此，超声传感器通常传送所发射的超声脉冲串或超声信号的数据，或传输用于在发射之前的超声脉冲串或超声信号时配置超声传感器的子设备的参数中的一个或多个参数。由此，上级计算机系统能够检验超声传感器和超声传感器的相关子设备的配置的正确性。

22.表示超声传感器本想在前一个超声测量阶段中发射的超声脉冲串和/或超声信号的类型的状态信息。在此，超声传感器通常传送所发射的前一个超声脉冲串或超声信号的数据，或传输用于在发射前一个超声脉冲串或超声信号时配置超声传感器的子设备的参数中的一个或多个参数。由此，上级计算机系统能够检验超声传感器和超声传感器的相关子设备的配置的正确性。

23.表示超声传感器本想在前一个超声测量阶段中接收的超声脉冲串和/或超声信号的值的信息。在这种情况下，它例如可以是：

a.在超声测量阶段内接收的超声脉冲串和/或超声信号相对于参考时间的经检测的时间延迟的值，和/或

b.接收的超声脉冲串和/或接收的超声信号的接收的最大振幅的值，和/或

c.接收的超声脉冲串和/或接收的超声信号的评估的确定值(置信度)，和/或

d.表示接收的超声脉冲串和/或接收的超声信号是否具有编码的值，和/或

e.表示接收的超声脉冲串和/或接收的超声信号是否具有线性调频的值；和/或

f.表示接收的超声脉冲串和/或接收的超声信号是否具有特定线性调频方向的线性调频的值，和/或

g.表示接收的超声脉冲串和/或接收的超声信号是否与在先前超声测量周期中先前接收的超声脉冲串和/或在先前超声测量周期中先前接收的超声信号相关的值，其中，在超声传感器附近存在有移动物体的情况下，例如可以将这种移动物体在多个超声测量周期内的回波串联起来。

24.表示在超声测量阶段中接收的回波的测量值的回波信息，其中，这些测量值特别是当前超声测量周期内的回波数量、和/或预定数量的超声测量周期内的回波数量、和/或超声测量周期开始以后的回波数量、和/或接收回波的时间、和/或回波的最大振幅、和/或表示回波实际上是超声传感器的超声传输路径上的物体的回波的概率的置信值，超声传感器向该超声传输路径发射超声信号和/或从该超声传输路径接收超声信号。这样做的优点在于，超声传感器向上级计算机系统提供进一步的附加信息，该附加信息使上级计算机系统能够可靠地评估接收的回波。

25.表示超声传感器在之前命令阶段中和/或前一个命令阶段中接收了哪个或哪些命令的命令信息。由此，上级计算机系统能够检验超声传感器是否正确识别和执行了所传输的命令。例如由于超声传感器的某种必要的紧急运行，超声传感器在此例如也可以向上级计算机系统通知相对于技术规格的偏离。

26.表示超声传感器在之前命令阶段中和/或前一个命令阶段中了哪个或哪些命令并确定了超声传感器发射的超声脉冲串或超声信号的类型的命令信息。由此，上级计算机系统也能够检验超声传感器是否正确识别和执行了所传输的命令。例如由于超声传感器的某种必要的紧急运行，超声传感器例如也可以再次向上级计算机系统通知相对于技术规定的偏离。

27.在超声测量周期的第三阶段中传输的数据的校验信息，特别是CRC(CyclicRedundancy Check：循环冗余校验)数据等，其中，上级计算机系统可以检查该校验信息，以检查超声传感器在超声测量周期的第三阶段中向上级计算机系统传输的数据的正确接收。可参考https://de.wikipedia.org/wiki/Zyklische_Redundanzpr％C3％BCfung以寻求更多信息。根据维基百科(2022年7月22日下载)，循环冗余校验(英语为cyclic redundancycheck，因此通常为CRC)是一种“用于确定数据校验值的方法，以便能够在传输或存储过程中识别错误。在理想情况下，该方法甚至可以独立地校正接收数据，以避免重传”。

28.在超声测量阶段中通知的信息的校验信息，其中，上级计算机系统可以检查该校验信息，以检查在超声测量阶段中通知的信息的正确接收。如果上级计算机系统和超声传感器使用了合适的校验信息，则上级计算机系统可以利用这些信息来检测超声测量阶段中从超声传感器到上级计算机系统的错误通知，并且在可能的情况下对其进行校正。由于超声传感器在超声测量阶段以与系统时钟或UART时钟或发射时钟信号的发射时钟同步的方式传输信息，因此在超声测量阶段中以此方式经由数据总线传输的位可被视为一个长数据字。超声传感器可以为超声测量阶段中的信息传输的通知的该超长数据字或为其一部分计算出第一校验信息(例如，奇偶校验位或CRC状态字等)，并将其传输到上级计算机系统。因此，上级计算机系统可以在超声测量阶段中检测错误的信息通知。为此，上级计算机系统优选地根据由上级计算机系统在超声测量阶段中从超声传感器接收的数据以类似的方式计算出计算机系统侧的第二校验信息，并将该第二校验信息与上级计算机系统从超声传感器接收的第一校验信息进行比较。如果第一校验信息与第二校验信息不一致，则上级计算机系统例如可以丢弃在超声测量阶段中从超声传感器接收的信息，或者至少以无害的方式或至少以危害更小的方式使用该信息。

29.在命令阶段中通知的命令的校验信息，其中，上级计算机系统可以检查该校验信息，以检查超声传感器在命令阶段中通知的命令的正确接收。例如，超声传感器可以确定在命令阶段中接收的命令的校验信息，并将其反馈给上级计算机系统。

30.在命令阶段中通知的命令的校验信息，其表示超声传感器在命令阶段中传输一个或多个命令时是否检测到故障。特别地，上级计算机系统可以向超声传感器传输具有第一校验信息(例如，奇偶校验位和/或CRC校验数据)的一个或多个命令。优选地，超声传感器基于接收的一个或多个命令确定第二校验信息，并将其与第一校验信息进行检验。因此，超声传感器可以检测错误的命令，并且可以避免在操作过程中对超声传感器进行错误配置。通过向上级计算机系统进行反馈，超声传感器可以使上级计算机系统在向超声传感器错误地传输命令的情况下采取应对措施，例如再次向超声传感器传输未成功传输的命令；

31.长度信息，其表示或允许计算出超声传感器将在超声测量周期的第三阶段中向上级计算机系统传输的数据的数量。

本文提出的超声传感器的第二变形例中，超声传感器通常在超声传感器内部产生超声传感器的超声换能器或超声传感器的超声接收器的接收信号。超声传感器优选地根据超声传感器接收或已接收的声学超声信号来形成该信号。

一个问题是超声传感器的UART接口需要UART时钟，该UART时钟相对于被上级计算机系统用于其UART接口的时钟在频率和相位上是稳定的。

为此，在本文的提案中，首先，超声传感器经由UART数据接口传输同步信号，以用于同步UART通信的参与者的UART时钟频率。因此，超声传感器可以将上级计算机系统的UART时钟发生器以及因此将上级计算机系统的UART接口的UART时钟与超声传感器的UART接口的UART时钟同步。例如，超声传感器的UART接口可以传输同步脉冲或1和0连续交替的序列(序列01010101…或10101010…)。例如，上级计算机系统的UART接口可以检测这种同步信号，并向上级计算机系统的UART时钟发生器提供相应的实际频率和/或相位信号，随后上级计算机系统的UART时钟发生器调节上级计算机系统的UART时钟，使得上级计算机系统的UART时钟最终与超声传感器的UART时钟或系统时钟同步，并且基本同频地工作。

为此，在本文的提案中，其次，上级计算机系统经由UART数据接口传输同步信号，以用于同步UART通信的参与者的UART时钟频率。因此，上级计算机系统可以将超声传感器的UART时钟发生器以及因此将超声传感器的UART接口的UART时钟与上级计算机系统的UART接口的UART时钟同步。例如，上级计算机系统的UART接口可以传输同步脉冲或1和0连续交替的序列(序列01010101…或10101010…)。例如，超声传感器的UART接口可以检测这种同步信号，并向超声传感器的UART时钟发生器提供相应的实际频率和/或相位信号，随后超声传感器的UART时钟发生器重新调节超声传感器的UART时钟，使得超声传感器的UART时钟最终与上级计算机系统的UART时钟或系统时钟同步，并且基本同频地工作。

在本文提出的设备的第三变形例中，超声传感器具有系统时钟和/或UART数据接口的UART系统时钟。在该第三变形例中，超声传感器根据通常由上级计算机系统传输给超声传感器的同步信号改变系统时钟和/或UART系统时钟的参数，以同步UART时钟频率。

在第四变形例中，超声传感器可以在命令阶段中接收一个或多个命令。优选地，超声传感器检查这种接收的命令或接收的多个接收命令的组合的允许性。超声传感器优选地在超声测量周期内的超声测量阶段或随后的第三阶段内或者至少在一个或多个随后的超声测量阶段内执行一个或多个接收的、允许的命令。这种命令可以包括以下命令和/或子命令中的一者或多者。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是用于使超声传感器的系统时钟和/或超声传感器的UART数据接口的UART时钟例如与上级计算机系统的UART时钟和/或系统时钟同步的同步信息。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是长度信息，其指示后续命令或命令的剩余部分的长度、和/或后续命令或命令的剩余部分包括多少命令数据。根据实施方式，上级计算机系统可以将该长度例如以位、字节、字符、命令数量等形式传输到超声传感器。上级计算机系统在命令阶段中向超声传感器传输的例如作为子命令的命令的长度可以是命令的长度，和/或命令的剩余部分的长度，和/或多个命令的长度，和/或命令的子命令的长度，和/或命令的子命令组的长度。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是命令和/或多个命令和/或命令的子命令和/或命令的子命令组的校验信息，特别是校验位和/或校验值，例如特别是CRC校验和。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是形成整个命令的子命令的数量。这使得超声传感器能够检查其是否检测到正确数量的命令或子命令。例如，如果超声传感器确定它没有检测到正确数量的命令或子命令，则它可以例如丢弃这种命令或子命令序列中的所有命令。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在超声测量阶段中按照与超声传感器在最近一个超声测量周期的最近一个超声测量阶段中的最近一次测量中执行测量的方式相同的方式重复执行超声测量的命令或子命令。这减少了必要的总线带宽。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是命令超声传感器应在超声测量阶段中按照与超声传感器在先前超声测量周期的先前超声测量阶段中的先前测量中执行测量的方式相同的方式重复执行超声测量的命令或子命令。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是命令超声传感器应在之后的超声测量阶段中根据超声传感器已知的预定形式执行测量的命令或子命令。例如，超声传感器可以具有可被超声传感器使用的具有用于超声测量阶段中的测量的参数的测量方法(通常多于一种测量方法)。通过上述命令，超声传感器随后优选地根据接收的命令选择其已知的测量方法，并然后在之后的超声测量阶段中执行该测量方法。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在当前命令阶段之后紧随的超声测量阶段中根据超声传感器已知的该预定的形式或方法中的一者执行测量的命令或子命令。这种方法和/或形式可能例如包括发射的超声脉冲串或发射的超声信号的类型(频率、编码或未编码、编码类型、线性调频、线性调频方向、最大频率、最小频率、中心频率振幅等)和/或测量数据处理的类型(存储、滤波、模式识别处理、人工智能程序处理等)和/或中间结果的临时存储和/或超声测量周期序列中的测量和/或超声测量周期序列中的超声测量周期内的阶段省略。

超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在之后的超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出与先前执行的超声测量周期中的先前执行的线性调频方向对应的线性调频。因此，不再需要重新传输超声脉冲串或超声信号的参数。因此，超声传感器接收的命令和/或子命令也可以是用于向超声传感器通知超声传感器在下一超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出与最近执行的超声测量周期中的最近执行的线性调频方向对应的线性调频。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在之后的超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出与先前执行的超声测量周期中的先前执行的线性调频方向相反的线性调频。本文的意义上的等效要求是，超声传感器接收的命令和/或子命令例如可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在连续的超声测量周期的后续超声测量阶段中分别利用相应的如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出与最近执行的超声测量周期中的最近执行的线性调频方向相反的线性调频。即，线性调频方向随后在超声测量周期之间交替变化。超声传感器接收的命令和/或子命令还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在后一个超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出与最近执行的超声测量周期中的最近执行的线性调频方向相反的线性调频。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在之后的超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出线性降频。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在后一个超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出线性降频。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在之后的超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出线性升频。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在后一个超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出线性升频。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在之后的超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的频率。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在后一个超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的频率。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在之后的超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的或传输的起始频率。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在后一个超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的或传输的起始频率。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在之后的超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的或传输的结束频率。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在后一个超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的或传输的结束频率。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在之后的超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应具有预定数量的超声脉冲。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在后一个超声测量阶段中利用如下超声脉冲串执行测量的命令或子命令，该超声脉冲串应具有预定数量的超声脉冲。

通过上述一些命令，上级计算机系统可以控制发射的超声脉冲串或超声信号以及其它参数。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在一个或多个之后的超声测量阶段中利用如下的多个连续的超声脉冲串执行测量的命令或子命令，每个超声脉冲串应具有预定数量的超声脉冲。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器应在超声传感器的n个之后的超声测量周期中跳过命令阶段的命令或子命令，其中，n为大于或等于0的正整数。例如，这可以在如下情况下是有帮助的：超声传感器要连续执行多个在超声测量阶段中分别具有不同超声脉冲串的超声测量周期，其中，例如这些超声脉冲串可能在其超声脉冲数量和/或其持续时间上有所不同。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知在内容和/或其效果方面包括一个或多个上述子命令的命令或子命令。即，本文也将单个命令阶段中的不同和/或相同命令的序列视为一个命令。还可以想到的是，将数据字用于多个命令，例如，该数据字中的单独的位已经可以表示命令。这在如下情况下是有用的：命令的数据字的不同位根据其逻辑值表示不同的命令。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令例如还可以是用于向超声传感器通知超声传感器不应执行超声测量阶段而是应跳过超声测量阶段的命令或子命令。例如，该命令在如下情况下是有用的：上级计算机系统不想执行测量而只想从超声传感器内部获取内部状态数据和/或测量数据或其它信息。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令还可以是用于向超声传感器通知超声传感器不应执行超声测量周期的第三阶段的命令或子命令。例如，这在如下情况下是有用的：超声传感器将多个超声测量周期的测量数据组合成新的数据，并且上级计算机系统然后从超声传感器获取这些新数据。

然而，超声传感器接收的命令和/或子命令还可以是用于向超声传感器通知以下事实的命令或子命令：超声传感器在预定的时段内和/或直到在数据通信中出现切换信号时将UART通信切换到根据现有技术的用于超声传感器和上级计算机系统之间通信的通信协议，并且在必要时在这该时段内或直到出现切换信号时中断根据UART协议的UART通信。

由此，能够在此期间使用至少暂时更适合当前测量任务的其它通信协议。

优选地，超声传感器包括计时器，该计时器在经过数据通信中的预定时段之后将UART通信从根据现有技术的用于超声传感器和上级计算机系统之间通信的通信协议再次重置回到本文提出的UART通信，并且在必要时使超声传感器的UART接口在经过该时段之后重新开始根据UART协议的UART通信。

优选地，超声传感器包括控制逻辑形式的控制设备，在特定条件下，例如在数据通信中的超声测量周期结束时，该控制设备将UART通信从根据现有技术的用于超声传感器和上级计算机系统之间的通信的通信协议再次重置回到本文提出的UART通信，并且在必要时使超声传感器的UART接口在经过该时段之后重新开始根据UART协议的UART通信。

优选地，超声传感器在超声测量阶段开始时根据之前接收的命令和/或子命令发射超声脉冲串或超声信号。

然后，优选地，超声传感器在超声测量阶段中接收反射的超声信号或反射的超声脉冲串，作为接收信号。

通常，超声传感器在超声测量阶段中根据接收信号产生包络曲线信号。

优选地，超声传感器在在发射超声脉冲串或超声信号之后的超声测量阶段中检测和测量包络曲线信号，并且通常以此方式确定测量值序列。优选地，超声传感器和/或上级计算机系统评估该测量值序列。

例如，超声传感器可以利用特定设备部件进行配置，以便根据测量值序列为包络曲线信号中的分别具有相关的信号对象参数的一个或多个检测到的信号对象确定一个或多个符号。由此，能够以非常紧凑的方式将数据从超声传感器传输到上级计算机系统。

例如，超声传感器可被配置为在超声测量周期的第三阶段中将检测到的信号对象的符号和/或这些信号对象的参数传输到上级计算机系统。

在本提案的另一变形例中，超声传感器根据先前接收的命令在超声测量阶段开始时发射所述超声脉冲串或所述超声信号。

通常，超声传感器在超声测量阶段中接收反射的超声信号或反射的超声脉冲串，作为接收信号。

优选地，超声传感器在超声测量阶段中根据超声传感器的超声换能器的接收信号形成包络曲线信号。

优选地，超声传感器在在发射超声脉冲串或超声信号之后的超声测量阶段中测量包络曲线信号，并且在超声测量阶段中确定包络曲线信号的测量值或相应的测量值序列。

优选地，当超声传感器的包络曲线信号的值曲线在第一方向上与超声传感器的阈值曲线的瞬时值交叉时，超声传感器在超声测量阶段中向上级计算机系统通知回波在超声传感器上的到达。这意味着，如果超声传感器的包络曲线信号的值曲线在前一个上升沿和/或下降沿与该上升沿和/或下降沿之间在第一方向上与超声传感器的阈值曲线的瞬时值交叉或已交叉，则在超声测量阶段中，利用UART时钟和/或通知处理时钟和/或发射时钟和/或系统时钟的下一上升沿和/或下降沿，超声传感器优选地向上级计算机系统通知回波在超声传感器上的到达。

优选地，如果包络曲线信号的值曲线在与第一方向相反的第二方向上与阈值曲线的瞬时值交叉，则在超声测量阶段中，利用UART时钟和/或通知处理时钟和/或发射时钟和/或系统时钟的下一上升沿和/或下降沿，超声传感器向上级计算机系统通知回波在超声传感器上的到达的结束。

优选地，在超声测量阶段中，超声传感器以与超声传感器的系统时钟和/或UART数据接口的UART系统时钟同步的方式向上级计算机系统通知回波在超声传感器上的到达。

优选地，在超声测量周期的第三阶段中，超声传感器向上级计算机系统通知诸如微电子电路或超声传感器的其它设备部件的硬件故障和超声传感器的其它诊断故障等诊断数据。

优选地，在超声测量周期的第三阶段中，超声传感器将多达四个回波的确定值(回波高度、回波的时间位置)作为数据从超声传感器通知给上级计算机。

如上所述，额外的同步命令能够使本地时钟发生器、系统时钟或UART时钟相互同步。

上级计算机系统可以利用切换命令来适当地切换协议，这在特定使用情况下是有利的。例如，UART传输需要按照数据位->数据位->数据位->数据位->…的顺序进行传输。具有顺序0->日期->1->0->日期->1的数据协议在技术中是已知的。例如，可以想到的是，上级计算机系统可以通过命令阶段中的命令在这些数据协议模式之间来回切换超声传感器。然而，在准备本提案的过程中，显然，这种切换的可能性通常不是有利的。

根据现有技术的方法在每个位中产生的边沿的功能在于，超声传感器可以利用这些边沿容易检测由上级计算机系统在命令阶段中向超声传感器传输的命令数据的信号的相位和频率，并然后可以跟踪超声传感器的UART接口的UART时钟的频率和相位。于是，命令阶段的信号实际上包含了其载波频率。

由于上级计算机系统在超声测量周期的命令阶段中利用命令来同步UART时钟，并且超声时钟发生器应使超声传感器的UART接口的UART时钟的频率和相位具有足够的稳定性，因此相应的超声传感器系统400、800可以省去这种永久性的边沿传输。

其结果是提高了数据速率，因为严格固定的0位和1位变得多余。因此，在超声测量周期的相同时间长度的情况下，超声传感器可以将更多信息传输到上级计算机系统。

在命令阶段的相同时间长度的情况下，上级计算机系统可以在命令阶段中将更多命令传输到超声传感器。因此，也增加了在命令阶段中传输的命令的可能内容的数量。上级计算机系统可以向超声传感器通知更多的不同操作模式。

在UART模式中，由上级计算机系统在命令阶段中向超声传感器传输的数据包优选地包括起始位、数据和停止位，并且在必要时包括奇偶校验位。

优选地，上级计算机系统可以经由UART接口的端口利用命令阶段中的命令在UART模式(其对应于本文所述的传输方法)和现有技术模式之间切换超声传感器，其中，现有技术模式对应于现有技术中已知的数据接口。

因此，本文公开的技术启示描述了一种UART数据线，超声传感器在其信号路径中暂时插入回波信号的传输，在插入期间省略UART数据传输。

优点

至少在一些实施中，这种超声传感器能够在短时间内有效地传输所检测的数据。然而，优点不限于此。

它是对现有技术中常见的UART通信的扩展，以在不增加系统成本的情况下提高超声传感器与上级计算机系统之间的通信效率。本文提出的UART模式使超声传感器和上级计算机系统之间的数据传输速度比现有技术的相同通信速度下的数据传输速率提高了2至3倍。

附图说明

图1示出了超声传感器405的超声测量周期110的各个阶段以及超声传感器405和上级计算机系统505在该超声测量周期110期间经由通用UART接口进行的通信。

图2示出了与图1类似的内容且绘制了超声传感器驱动信号600。

图3示出了例如根据相应回波的回波振幅来调制脉冲长度的新编码。

图4示意性地示出了根据本提案的具有超声传感器405的简化超声系统400。

图5大致对应于图4，但不同之处在于数据总线500不是单线数据总线而是双线数据总线。

图6示出了具有多个超声传感器405、801至803的超声系统800。

图7对应于图6，其中，在图7的示例中，所有这些超声传感器405、801至803通过公共数据总线500利用星形数据链路以上述方式经由改进的UART接口560与上级计算机系统505通信。

具体实施方式

图1

图1示出了超声传感器405的超声测量周期110的各个阶段以及超声传感器405与上级计算机系统505在该超声测量周期110期间经由公共UART接口进行的通信。

通过单独的传输线和接收线545、550进行的通信

在此所示的超声测量周期110在时间t0开始于命令阶段120。在命令阶段120中，上级计算机系统505利用UART协议经由上级计算机系统505的UART接口560和超声传感器405的UART接口430向超声传感器405传输一个或多个命令135。关于示例性的、可能的命令135，该附图的说明参考了这种示例性命令的以上说明。

命令阶段120的时间长度通常取决于所传输的命令。因此，超声传感器405的UART接口430还观测命令135的内容，并预测命令阶段120的可能结束。优选地，这些命令135在它们的末端包括用于指示是否仍跟随有至少一个其它命令的标记或功能类似的符号。当然，可以想到的是，命令可以指示仍跟随的命令的数量、和/或仍跟随的命令位的数量、和/或仍跟随的命令字节的数量、和/或仍跟随的命令数据字的数量。除了该时间控制之外，还可以想到的是，上级计算机系统505利用命令阶段120中的特定命令135来结束命令阶段120，从而开始超声测量阶段125。超声测量阶段125的该开始可以相对于用于结束命令阶段120的命令135延迟。命令135可以包括一个或多个命令位，且/或包括一个或多个命令字节，且/或包括一个或多个命令数据字，且/或包括多个命令和/或子命令。优选地，一旦完全接收命令135就结束命令阶段120。如果选择的协议有所规定，则也可以以时间单位(例如，秒)或命令位等来指定命令阶段120的时间长度。在有疑问的情况下，可以假定超声传感器405的UART接口430的UART时钟540的每个UART时钟例如是一个位。

随着超声测量阶段125的开始，超声传感器405的UART接口430从UART模式190切换为信号模式195。在UART模式190中，超声传感器405的UART接口430利用UART协议与上级计算机系统505的UART接口560通信。优选地，超声传感器405按照定义的与超声测量阶段125的开始185的时间关系来启动计时器555。

在图1的示例中，当上级计算机系统505不通过其UART接口560的传输输出端TX向超声传感器405的UART接口430的接收输入端RX传输任何数据时，超声传感器405的UART接口430的接收输入端RX处于逻辑1。优选地，上级计算机系统505的UART接口560到超声传感器405的UART接口430的数据传输开始于起始位。为此，在上级计算机系统505的UART接口560的UART时钟的一个UART时钟数据位的持续时间内，上级计算机系统505的UART接口560的传输输出端TX将上级计算机系统505的UART接口560的传输输出端TX与超声传感器405的UART接口430的接收输入端RX之间的接收线路545拉到逻辑电平0。紧接着，通常以与所述UART时钟同步的方式进行8个数据位的传输。紧接着，上级计算机系统505的UART接口560将用于所传输的数据的奇偶校验位传输到超声传感器405的UART接口430。超声传感器405基于接收的数据位计算第二奇偶校验位，并将该第二奇偶校验位与从上级计算机系统505接收的奇偶校验位进行比较。如果两个奇偶校验位彼此不符合预期的关系(相等或反转)，则超声传感器405推断出错误。通常，上级计算机系统505还传输停止位，该停止位通常为逻辑1。

在命令阶段120中，上级计算机系统505还可以将多于一项的数据传输到超声传感器405。

根据本提案，随着命令阶段120的结束以及超声测量阶段125的开始，超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX在超声测量阶段125的持续时间内不再作为UART传输输出端TX操作。随着命令阶段120的结束以及超声测量阶段125的开始，上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX在超声测量阶段125的持续时间内不再作为UART接收输入端RX操作。

根据本提案，有利的是，随着命令阶段120的结束以及超声测量阶段125的开始，超声传感器405的UART接口430的接收输入端RX在超声测量阶段125的持续时间内继续作为UART接收输入端操作。根据本提案，同样有利的是，随着命令阶段120的结束以及超声测量阶段125的开始，上级计算机系统505的UART接口560的传输输出端TX在超声测量阶段125的持续时间内继续作为UART传输输出端操作。因此，上级计算机系统505可以继续向超声传感器405传输命令。

优选地，在超声测量阶段125中，超声传感器405的UART接口430利用超声传感器405的系统时钟和/或超声传感器405的UART接口430的UART时钟540经由超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX输出通知185，该通知185通常用于将超声测量阶段125的开始t1通知给上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。优选地，在超声测量阶段125中，超声传感器405的UART接口430利用超声传感器405的系统时钟和/或超声传感器405的UART接口430的UART时钟540经由超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX输出通知140、141、142、143、144，这些通知通常用于将回波的到达通知给上级计算机系统505的接收输入端RX，这里，回波为反射的超声脉冲串520和/或反射的超声信号520的形式。为此，在超声传感器的系统时钟的一个或几个周期的持续时间内或在UART接口430的UART时钟540的一个或几个周期的持续时间内，超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX将超声传输器405的UART接口430的传输输出端TX与上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX之间的线路550的逻辑电平拉到逻辑“0”，作为超声测量阶段125开始时的“起始信号”185。因此，超声传输器405将超声测量阶段125已经开始的事实通知给上级计算机系统505。

通常，与该通知185同时地或按照与该通知185的固定时间关系，超声传感器405开始将超声脉冲串或超声信号510发射到超声传感器405前方的自由空间中。超声传感器405附近的物体515反射该超声脉冲串或发射的超声信号510。

还可以想到的是，超声传感器405不发射该超声脉冲串或超声信号510，这是因为发射超声脉冲串或超声信号510的是超声传感器系统800(上级计算机系统505和超声传感器405是超声传感器系统800的一部分)的另一超声传感器801。优选地，通过对于超声测量系统800的所有超声传感器405、801至803来说同时的命令135，上级计算机系统505在所有参与测量的超声传感器405、801至803中同时开始超声测量阶段125，其中优选地，超声测量系统800的超声传感器405、801至803中的仅一个超声传感器801发射超声脉冲串或超声信号510。为简单起见，假设超声测量系统800的所有超声传感器405、801至803在结构上基本上对应于超声系统405，但本公开的内容不限于此。

超声测量阶段125通常顺序地划分为发射阶段、衰减阶段(这两个阶段被共同标记为610)以及接收阶段(也被称为测量阶段615)。

在发射阶段中，进行发射的超声传感器801将超声脉冲串或超声信号520发射到进行发射的超声传感器801附近的自由空间中。对于进行发射的超声传感器801，接下来是衰减阶段，在该衰减阶段中，进行发射的超声传感器801的机械振动元件发生衰减，并且在该衰减阶段中，进行发射的超声传感器801通常制动进行发射的超声传感器801的振动元件。此后是直至超声测量阶段125结束的接收阶段615，在该接收阶段615中，超声传感器405接收超声脉冲串或超声信号510的反射，作为反射的超声信号520中的回波。

不进行发射的超声传感器405、802、803在超声测量阶段125中通常不经历发射阶段和衰减阶段(这两个阶段被共同标记为610)，而是仅经历接收阶段615。

优选地，只要传输超声传感器801的振动元件尚未停止摆动并且处于发射阶段或衰减阶段(这两个阶段被共同标记为610)，传输超声传感器801就忽略接收信号470。

超声系统800的超声传感器405、801至803根据它们的超声接收器或超声换能器465的相应接收信号470形成相应的包络曲线信号105，该包络曲线信号105通常表示所接收的超声信号520的振幅的时间曲线。可以想到并通常是有意义的是，在每个超声传感器405、801至803的接收路径中，对相应的接收信号470进行I/Q分解。

在超声测量阶段125的接收阶段615中，超声系统800的超声传感器405、801至803优选地将它们各自的包络曲线信号105的振幅与为超声系统800的超声传感器405、801至803中的各个超声传感器预定和/或计算和/或设定的各个阈值曲线115的瞬时值进行比较。

如果各个包络曲线信号105的瞬时值超过各个阈值曲线115的当前值，则利用系统时钟或UART时钟540的下一边沿和/或下一上升沿和/或下一下降沿，超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX将超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX拉到逻辑“0”。如果包络曲线信号105的瞬时值低于阈值曲线115的当前值，则利用系统时钟或UART时钟的下一边沿和/或下一上升沿和/或下一下降沿，超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX将超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX拉到逻辑“1”。

代替这种由阈值曲线115控制的信令(在此也称为“通知”，即利用信号进行的通知)，还可以考虑包络曲线信号105中的最大值通知。为此，超声传感器405优选地通过超声传感器405的超声接收路径的模拟部分475且/或通过超声传感器405的超声接收路径的数字部分485对其包络曲线信号105进行滤波，以优选地去除噪声和其它伪影。如果超声传感器405现在确定出其包络曲线信号105的随时间的值曲线中的最大值，则利用系统时钟或UART时钟540的下一边沿和/或下一上升沿和/或下一下降沿，超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX在预定义和/或设定和/或编程的时间内将超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX拉到逻辑“0”。例如，预定义的时间可以是超声传感器405的系统时钟的持续时间、和/或UART时钟540的持续时间、和/或超声传感器405的预定数量的系统时钟的持续时间、和/或超声传感器405的UART接口430的UART时钟540的预定数量的UART时钟的持续时间。在本文中，下面也将该预定义的时间称为通知持续时间。

图1在使用超声传感器405的包络曲线信号105的值曲线中的最大值的最大值检测作为示例的情况下示出了第一回波140的检测和通知。优选地，超声传感器405存储超声传感器405的计时器555的第一计数，作为第一回波140的第一回波时间标记。优选地，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第一包络曲线振幅值，作为第一回波140的第一回波振幅。

图1在使用超声传感器405的包络曲线信号105的值曲线中的最大值的最大值检测作为示例的情况下示出了第二回波141的检测和通知。优选地，超声传感器405存储超声传感器405的计时器555的第二计数，作为第二回波141的第二回波时间标记。优选地，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第二包络曲线振幅值，作为第二回波141的第二回波振幅。

图1在使用超声传感器405的包络曲线信号105的值曲线中的最大值的最大值检测作为示例的情况下示出了作为“第三回波信号”的第三回波的检测和通知。优选地，超声传感器405存储超声传感器405的计时器555的第三计数，作为第三回波142的第三回波时间标记。优选地，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第三包络曲线振幅值，作为第三回波142的第三回波振幅。

图1在使用超声传感器405的包络曲线信号105的值曲线中的最大值的最大值检测作为示例的情况下示出了作为“第四回波信号”的第四回波的检测和通知。优选地，超声传感器405存储超声传感器405的计时器555的第四计数，作为第四回波143的第四回波时间标记。优选地，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第四包络曲线振幅值，作为第四回波143的第四回波振幅。

图1在使用超声传感器405的包络曲线信号105的值曲线中的最大值的最大值检测作为示例的情况下示出了第五回波144的检测和通知。如有意义，超声传感器405存储超声传感器的计时器555的第五计数，作为第五回波144的第五回波时间标记。如有意义，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第五包络曲线振幅值，作为第五回波144的第五回波振幅。

事实证明，对于许多应用来说，存储前四个回波140至143的测量值就足够了。

优选地，通过设计或者通过设定或通过编程或利用命令阶段120的命令135来确定超声测量阶段125的持续时间。

此外，当超声传感器405在预定和/或设定和/或编程的持续时间内不再检测到回波时，超声传感器405可以推断出超声测量阶段125已结束。超声传感器405尤其可以使用计时器555和/或另一计时器来确定该持续时间。

优选地，上级计算机系统505利用命令阶段120中的合适命令135来确保在下一后续超声测量周期110开始之前所有超声传感器405、801至803已离开超声测量阶段125。

在超声测量阶段125的结束t2的情况下，对于超声传感器405，优选地开始超声测量周期110的第三阶段130。在超声测量周期110的第三阶段130中，超声传感器405经由其UART接口430的传输输出端TX将诸如评估结果和/或测量数据、控制数据和/或诊断数据等数据150、155至158、160传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。优选地，超声传感器405首先传输状态信息150，在此，状态信息150为一个或多个状态位或状态字节的形式。

在本文的提案中，超声传感器405然后经由其UART数据接口430传输先前在超声测量阶段125中临时存储的所检测的回波140、141、142、143、144的测量值。

在本文的提案中，在超声测量阶段125的结束t2之后，超声传感器405经由其UART数据接口430传输先前在超声测量阶段125中临时存储的前四个检测的回波140、141、142、143的测量值，这是因为在阐述本文的技术启示的过程中已认识到对这前四个回波140、141、142、143的评估对于大多数应用来说是足够的。

为此，超声传感器405接下来可以将检测的回波140至144的数量传输到上级计算机系统505，从而允许上级计算机系统505能够识别在超声测量周期110的该第三阶段130中跟随有多少数量的回波数据。

如上所述，超声传感器405通常通过将起始信号185从超声传感器405传输到上级计算机系统505来启动超声传感器405的所述计时器555，该计时器555例如对超声传感器405的系统时钟或从其推导出的时钟进行计数。因此，超声传感器针对在超声测量阶段125中发生的每个事件具有一对一的时间戳，超声传感器405优选地可以将所述时间戳与事件的参数(通常还可以包括事件的类型)一起临时存储，以用于在超声测量周期110的第三阶段130中传输到上级计算机系统505。如果上级计算机系统在超声测量阶段中检测超声测量阶段的起始信号185或实际测量阶段的起始信号625与回波140至144的通知脉冲的出现之间的时间，即产生自己的时间戳，则不需要传输这种时间戳。此外，通过起始信号185以及回波140至144的立即通知，上级计算机系统505不仅可以为回波140至144的每个通知产生其自己的时间戳，而且尽管超声测量阶段125尚未结束，还可以以此方式在早期就已经分析和处理早期出现的回波。这在安全相关应用中尤为重要，因为在开始185之后较早到达的回波140对应于非常接近的物体515，因此该物体通常更加危险，并且可能需要快速响应。

优选地，在超声测量周期110的第三阶段130中，超声传感器405经由其UART接口430的传输输出端TX将第一个出现的回波140的测量值传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。例如，第一回波140的这些测量值可以是超声传感器405在超声测量阶段125中确定的包络曲线信号105第一次超过阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)，且/或是超声传感器405在超声测量阶段125中确定的包络曲线信号105的最大值第一次高于阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)。

然后，超声传感器405优选地经由其UART接口430的传输输出端TX将第二个出现的回波141的测量值传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。例如，第二回波141的这些测量值可以是超声传感器405在超声测量阶段125中确定的包络曲线信号105第二次超过阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)，且/或是超声传感器405在超声测量阶段125中确定的包络曲线信号105的最大值第二次高于阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)。

然后，超声传感器405优选地经由其UART接口430的传输输出端TX将第三个出现的回波142的测量值传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。例如，第三回波142的这些测量值可以是超声传感器405在超声测量阶段125中确定的包络曲线信号105第三次超过阈值曲线115的时时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)，且/或是超声传感器405在超声测量阶段125中确定的包络曲线信号105的最大值第三次高于阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)。

然后，超声传感器405优选地经由其UART接口430的传输输出端TX将第四个出现的回波143的测量值传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。例如，第四回波143的这些测量值可以是超声传感器405在超声测量阶段125中确定的包络曲线信号105第四次超过阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)，且/或是超声传感器405在超声测量阶段125中确定的包络曲线信号105的最大值第四次高于阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)。

虽然超声传感器可以以类似的方式对任何数量的回波继续这种传输，但已表明，进一步的回波传输通常不再提供任何显著的信息增益，而仅导致超声测量周期125的持续时间和超声测量周期110的第三阶段130的延长，这又降低了超声传感器405的连续超声测量周期110形式的连续超声测量的频率。当传输过多回波时，这又不利于车辆及其乘员的安全。

优选地，一个或多个测试信息160(例如校验和的形式或例如一个或多个CRC字节的形式)的传输意味着从超声传感器405经由超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX的数据传输的结束，从而意味着超声测量周期110的第三阶段130的结束。

因此，超声测量周期110的第三阶段130最早结束于最后数据(即，最后一个位)的传输的完成。一种用于确保上级计算机系统505检测到超声测量周期110的第三阶段130的结束t3的方式可以是：首先，在开始超声测量周期110的第三阶段130时开始传输数据时，超声传感器405向上级计算机系统505传输关于超声测量周期110的第三阶段130的最大时间长度的信息，和/或其次，在超声测量周期110的第三阶段130中结束数据传输时，超声传感器405将数据结束代码传输到上级计算机系统505，该数据结束代码允许上级计算机系统505能够检测或计算出数据传输的结束。优选地，超声传感器405在校验信息160之前传输这种数据结束代码，使得上级计算机系统505能够校验超声测量周期110的第三阶段130中的数据的正确接收。因此，上级计算机系统505在计算超声测量周期110的结束时可能仍必须将该时间考虑在内。

在超声测量周期110的第三阶段130的结束t3的情况下，上级计算机系统505的UART接口560优选地切换回到与命令阶段120相对应的状态和/或等效状态。

通过单条数据线进行的通信

然而，除了通过两条数据线545、550进行通信之外，还可以通过单条数据线进行通信。

在超声传感器系统400开启或复位之后，超声传感器405的UART数据接口430处于UART接收状态。上级计算机系统505的UART数据接口560则处于UART传输状态。优选地，超声传感器405的UART接口430被设计为允许上级计算机系统505的UART数据接口560的逻辑0可以覆写单线数据总线500上的要被超声传感器405的UART接口430设置的逻辑1。优选地，上级计算机系统505的UART接口560被设计为使得超声传感器405的UART数据接口430的逻辑0可以覆写单线数据总线500上的要被上级计算机系统505的UART接口560设置的逻辑1。

优选地，超声传感器405的UART接口430观测单线数据总线500上的数据。如果超声传感器405的UART接口430想要向单线数据总线500写入逻辑1并且随后超声传感器405的UART接口430在单线数据总线500上检测到0，则超声传感器403的UART数据接口430通常认定总线冲突。然后，超声传感器405的UART数据接口430优选地切换为超声传感器405的UART数据接口430的接收状态。

在命令阶段中，上级计算机系统505的UART接口560通常处于上级计算机系统505的UART接口560的传输状态。

在命令阶段中，超声传感器405的UART接口430通常处于超声传感器405的UART接口430的接收状态。

在超声测量阶段125中，上级计算机系统505的UART接口560通常处于上级计算机系统505的UART接口560的接收状态。

在超声测量阶段125中，超声传感器405的UART接口430通常处于超声传感器405的UART接口430的传输状态。

在超声测量周期110的第三阶段130中，上级计算机系统505的UART接口560通常处于上级计算机系统505的UART接口560的接收状态。

在超声测量周期110的第三阶段130中，超声传感器405的UART接口430通常处于超声传感器405的UART接口430的传输状态。

因此，超声传感器系统400必须确保上级计算机系统505的UART接口560在从命令阶段120切换到超声测量阶段125时从传输状态切换到接收状态。

另外，超声传感器系统400必须确保超声传感器405的UART接口430在从命令阶段120切换到超声测量阶段125时从接收状态切换到传输状态。

此外，超声传感器系统400必须确保上级计算机系统505的UART接口560在从超声测量周期110的第三阶段130切换到命令阶段120时从接收状态切换回到传输状态。

此外，超声传感器系统400必须确保超声传感器405的UART接口430在从超声测量周期110的第三阶段130切换到命令阶段120时从传输状态切换到接收状态。

为此，在本文的提案中，在命令阶段120结束时从上级计算机系统505传输到超声传感器405的最后命令135是用于使超声传感器405切换到超声测量阶段125的命令。在接收到该命令135之后，超声传感器405切换到超声测量阶段125。优选地，在用于状态切换的命令135的接收与超声测量阶段125的开始之间存在可预定、设定或编程的等待时间。该时间长度可以是0s，但这不是优选的。优选地，超声传感器405中的计时器555控制该等待时间。优选地，在超声测量阶段125中，利用超声传感器405的系统时钟和/或超声传感器405的UART接口430的UART时钟540，超声传感器405的UART接口430将通知185经由超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX输出到单线数据总线500，该通知185通常用于将超声测量阶段125的开始185通知给上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端TX。优选地，在超声测量阶段125中，利用超声传感器405的系统时钟和/或超声传感器405的UART接口430的UART时钟540，超声传感器405的UART接口430将通知140至144经由超声传感器405的UART接口430的传输输出端TX输出到单线数据总线500，这些通知通常用于将反射的超声脉冲串和/或反射的超声信号520形式的回波140至144的到达通知给上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端TX。为此，在超声传感器405的系统时钟的一个或几个周期的持续时间内，或在UART接口430的UART时钟540的一个或几个周期的持续时间内，超声传感器405的UART接口430的用于单线数据总线500的端口将超声传输器405的UART接口430的端口与上级计算机系统505的UART接口560的对应端口之间的单线数据总线500的逻辑电平拉到逻辑“0”，作为超声测量阶段125开始时的“起始信号”185。因此，超声传输器405将超声测量阶段125已开始的事实通知给上级计算机系统505。

在本文的提案中，在超声传感器405的UART接口430在超声测量阶段125中在该通知之后的任何时间检测到总线冲突的情况下，超声传感器405随后离开超声测量阶段125并切换回到命令阶段120。然后，根据本提案，在这种错误的情况下，超声传感器405的UART接口430的状态切换回到接收状态。

因此，上级计算机系统505经由其UART接口560检测超声传感器405的超声测量阶段125的开始，并且必要时启动上级计算机系统505的计时器，以检测由超声传感器405发射的超声脉冲串510或由超声传感器405发射的超声信号510的反射的传播时间。

通常，在不存在总线冲突时，超声传感器405与超声传感器405的UART接口430的该起始通知185同时地或按照与该起始通知185的固定时间关系开始向超声传感器405前方的自由空间发射超声脉冲串或超声信号510。超声传感器405的附近的物体515将该超声脉冲串510或发射的超声信号510反射为反射的超声脉冲串520或反射的超声信号520。

还可以想到的是，由于超声传感器系统800(上级计算机系统505和超声传感器405是该系统的一部分)的超声传感器405、801至803中的另一超声传感器发射超声脉冲串或超声信号510，超声传感器405不发射该超声脉冲串或超声信号510。优选地，通过对于超声测量系统800的所有超声传感器405、801至803来说同时的命令135，上级计算机系统505在所有参与测量的超声传感器405、801至803中同时开始超声测量阶段125，其中优选地，超声测量系统800中的仅一个超声传感器801发射超声脉冲串或超声信号510。为简单起见，本文假设超声测量系统800的所有超声传感器405、801至803以相同的方式构造，但本文所公开的技术启示不限于此。

超声测量阶段125通常顺序地划分为发射阶段、衰减阶段(这两个阶段被共同标记为610)以及接收阶段615。

在发射阶段中，进行发射的超声传感器801将超声脉冲串或超声信号510传输到进行发射的超声传感器801的附近的自由空间中。对于进行发射的超声传感器801，接下来是衰减阶段，在该衰减阶段中，机械振动元件发生衰减，并且在该衰减阶段中，进行发射的超声传感器801通常制动振动元件。此后，进行发射的超声传感器801直到超声测量阶段125结束才进入接收阶段615，在该接收阶段615中，进行发射的超声传感器801接收超声脉冲串或超声信号510的作为回波的反射。

不进行发射的超声传感器405、802、803在超声测量阶段125中通常不经历发射阶段和衰减阶段，而是仅经历接收阶段615。

优选地，只要进行发射的超声传感器801的振动元件尚未停止摆动并且其处于发射阶段或衰减阶段，进行发射的超声传感器801就忽略接收信号470。

超声系统800的超声传感器405、801至803根据它们的超声接收器或超声换能器465的相应接收信号470形成相应的包络曲线信号105，该包络曲线信号105通常表示每个接收的超声信号520的相应振幅的时间曲线。

在超声测量阶段125的接收阶段615中，超声传感器405、801至803将它们各自的包络曲线信号105的相应振幅分别与为超声传感器405、801至803中的各个超声传感器预定的和/或计算的和/或设定的各个阈值曲线115的瞬时值进行比较。

如果包络曲线信号105的瞬时值超过阈值曲线115的当前值，则利用超声传感器405的系统时钟或UART时钟540的下一边沿和/或下一上升沿和/或下一下降沿，超声传感器405的UART接口430的用于单线数据总线500的端口将UART接口430的用于单线数据总线500的端口拉到逻辑“0”，从而将单线数据总线500拉到逻辑“0”。如果包络曲线信号105的瞬时值低于阈值曲线115的当前值，则利用系统时钟或UART时钟的下一边沿和/或下一上升沿和/或下一下降沿，超声传感器405的UART接口430的用于单线数据总线500的输出端口将UART接口430的用于单线数据总线500的端口拉到逻辑“1”，并且因此在没有其它总线节点将单线数据总线500拉到逻辑“0”时将单线数据总线500拉到逻辑“1”。

还可以考虑最大值通知，以代替这种由阈值曲线115控制的通知。为此，超声传感器405优选地对其包络曲线信号105进行滤波，以去除噪声和其它伪影。如果超声传感器405现在检测到其包络曲线信号105的随时间的值曲线中的最大值，则利用系统时钟或UART时钟540的下一个边沿和/或下一个上升沿和/或下一个下降沿，超声传感器405的UART接口430的用于单线数据总线500的端口将超声传感器405的UART接口430的用于单线数据总线500的端口并因此将单线数据总线500在预定义和/或设定和/或编程的时间内拉到逻辑“0”。例如，预定义的时间可以是超声传感器405的系统时钟的持续时间、和/或超声传感器405的UART接口430的UART时钟540的持续时间、和/或超声传感器405的预定数量的系统时钟的持续时间、和/或超声传感器405的UART接口430的预定数量的UART时钟540的持续时间。在本文中，下面也将该预定义的时间称为通知持续时间。

图1在以最大值检测作为示例的情况下示出了第一回波140的检测和通知。优选地，超声传感器405存储超声传感器405的计时器555的第一计数，作为第一回波140的第一回波时间标记。优选地，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第一包络曲线振幅值，作为第一回波140的第一回波振幅。

图1在以最大值检测作为示例的情况下示出了第二回波141的检测和通知。优选地，超声传感器405存储超声传感器405的计时器555的第二计数，作为第二回波141的第二回波时间标记。优选地，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第二包络曲线振幅值，作为第二回波141的第二回波振幅。

图1在以最大值检测作为示例的情况下示出了第三回波142的检测和通知。优选地，超声传感器405存储超声传感器405的计时器555的第三计数，作为第三回波142的第三回波时间标记。优选地，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第三包络曲线振幅值，作为第三回波142的第三回波振幅。

图1在以最大值检测作为示例的情况下示出了第四回波143的检测和通知。优选地，超声传感器405存储超声传感器405的计时器555的第四计数，作为第四回波143的第四回波时间标记。优选地，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第四包络曲线振幅值，作为第四回波143的第四回波振幅。

图1在以最大值检测作为示例的情况下示出了第五回波144的检测和通知。如有意义，超声传感器405存储超声传感器的计时器555的第五计数，作为第五回波144的第五回波时间标记。如有意义，超声传感器405临时存储包络曲线振幅105的第五包络曲线振幅值，作为第五回波144的第五回波振幅。

事实证明，对于许多应用情况来说，存储前四个回波140至143的测量值就足够了。

优选地，根据设计或通过设定或通过编程或利用在命令阶段120中来自上级计算机系统505的命令135来确定超声测量阶段125的持续时间。

此外，当超声传感器405在预定和/或设定和/或编程的持续时间内没有检测到回波时，超声传感器405可以推断出超声测量阶段125的结束。

优选地，上级计算机系统505通过在命令阶段120中发出合适命令135来确保在下一个超声测量周期110开始之前所有超声传感器405、801至803已离开超声测量阶段125。

优选地，上级计算机系统505的UART接口560在特殊情况下能够将覆写超声传感器405的UART接口430的逻辑“0”的逻辑“1”置于单线数据总线500上。优选地，超声传感器405的UART接口430校验被置于总线500上的每个逻辑“0”在此是否也作为逻辑“0”出现。如果超声传感器405的UART接口430在单线数据总线500上检测到逻辑“1”并且因此超声传感器405的UART接口430检测到这种总线冲突，尽管它已写入逻辑“0”并因此预计是逻辑“0”，所以UART接口430优选地认定总线冲突。在本文的提案中，超声传感器405随后切换回到命令阶段120，并且超声传感器405的UART接口430切换回到接收状态。当在单线数据总线上不设置逻辑“0”时，上级计算机系统505的UART接口560或超声传感器系统400、800的另一子设备(例如，上拉总线电阻器)在单线数据总线500上设置逻辑“1”，必要时其它总线参与者可以用逻辑“0”覆写该逻辑。在本发明的提案中，只有在所述特殊情况下，例如如果上级计算机系统505想要复位单线数据总线500上的所有总线参与者和超声传感器405、801至803的状态，则上级计算机系统505随后可以设置不能被单线数据总线500上的所有其它总线参与者和超声参与者用它们的UART接口430覆写的逻辑“1”。

在此提出的方法可以实现快速通信，并且因此能够使用额外信息来保护超声传感器405和上级计算机系统505之间的数据通信。因此，可以提供额外位来保护通信速度。由于UART模式190的时间优势，与现有技术的用于超声传感器405和上级计算机系统505之间的通信的方法相比，可以添加额外的位而不延长通信时间。此外，超声传感器405和上级计算机系统505之间的通信变得更加稳健，或者超声传感器405和上级计算机系统505可以在通信期间检测到故障。因此，上级计算机系统505和超声传感器也能够更好地处理和阻止这种错误。

对于起始命令或对于用于配置超声传感器405的命令135，在此提供了用于保护的额外奇偶校验位。

命令阶段120的示例性命令135的示例性设计的一种可能性是使用单字节命令，其中，单字节命令135的8个位被划分为用于命令(例如，测量的开始或超声传感器405的配置)的3个位、用于命令配置(例如，哪个测量配置文件)的另外4个位以及用于保护的一个奇偶校验位。超声传感器405检查接收的命令135的奇偶校验位，并且仅当奇偶校验位与根据命令135的其它接收位预期的奇偶校验位一致时才执行命令135。

可以利用CRC状态数据160来保护状态和回波信息150、155至158、160以及用于传感器配置的其它数据。

优选地，本文提出的方法使用8位CRC，使得CRC校验和与UART数据协议的单个8位UART数据包长度完全相同。

在超声测量阶段125的结束的情况下，即使使用单线数据总线500，也再次优选地开始超声测量周期110的第三阶段130。在超声测量周期110的第三阶段130中，上级计算机系统555的UART接口560通常处于接收状态，并且超声传感器405的UART接口430处于传输状态。优选地，在超声测量周期110的第三阶段130中，上级计算机系统505的UART接口560和超声传感器405的UART接口430通常根据UART协议至少次要地交换数据。

在超声测量周期110的第三阶段130中，超声传感器405在UART协议中经由其UART接口430的单线数据总线端口通过单线数据总线500将评估结果和/或测量数据、控制数据和/或诊断数据传输到上级计算机系统505的UART接口560的单线数据总线端口。优选地，超声传感器405首先通过单线数据总线500传输一个或多个状态位或状态字节形式的状态信息150。

在本文的提案中，超声传感器405然后经由其UART数据接口430传输先前在超声测量阶段125中临时存储的所检测的回波140至144的测量值。在本文的提案中，超声传感器405然后经由其UART数据接口430传输先前在超声测量阶段125中临时存储的在超声测量阶段125中检测的前四个回波140至143的测量值。

为此，超声传感器405接下来可以将检测的回波140至144的数量传输到上级计算机系统505，这使得上级计算机系统505能够识别在超声测量周期110的第三阶段130中跟随的回波数据的数量。

如上所述，超声传感器405通常通过将起始信号185从超声传感器405传输到上级计算机系统505来启动超声传感器405的所述计时器555，该计时器555例如对超声传感器405的系统时钟或从其推导出的时钟进行计数。因此，超声传感器405针对在超声测量阶段125中发生的每个事件具有一对一的时间戳，超声传感器405优选地可以将该时间戳与事件的参数(通常还可以包括事件的类型)一起临时存储，以用于在超声测量周期110的第三阶段130中传输到上级计算机系统505。

优选地，超声传感器405经由其UART接口430的传输输出端TX将第一个出现的回波140的测量值传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。例如，第一回波140的这些测量值可以是超声传感器405在超声测量阶段125中确定出包络曲线信号105第一次超过阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)，且/或是超声传感器405在超声测量阶段125中确定出包络曲线信号105第一次出现高于阈值曲线115的最大值时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)。

然后，超声传感器405优选地经由其UART接口430的传输输出端TX将第二个出现的回波141的测量值传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。例如，第二回波141的这些测量值可以是超声传感器405在超声测量阶段125中确定出包络曲线信号105第二次超过阈值曲线115出的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)，且/或是超声传感器405在超声测量阶段125中确定出包络曲线信号105第二次出现高于阈值曲线115的最大值时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)。

然后，超声传感器405优选地经由其UART接口430的传输输出端TX将第三个出现的回波142的测量值传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。例如，第三回波142的这些测量值可以是超声传感器405在超声测量阶段125中确定出包络曲线信号105第三次超过阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)，且/或是超声传感器405在超声测量阶段125中确定出包络曲线信号105第三次出现高于阈值曲线115的最大值时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)。

然后，超声传感器405优选地经由其UART接口430的传输输出端TX将第四个出现的回波143的测量值传输到上级计算机系统505的UART接口560的接收输入端RX。例如，第四回波143的这些测量值可以是超声传感器405在超声测量阶段125中确定出包络曲线信号105第四次超过阈值曲线115时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)，且/或是超声传感器405在超声测量阶段125中确定出包络曲线信号105第四次出现高于阈值曲线115的最大值时的时间点(＝超声传感器405的计时器555的计数)。

如果上级计算机系统在超声测量阶段125中检测超声测量阶段125的起始信号185或实际测量阶段615的起始信号625与回波140至144的通知脉冲的出现之间的时间，即产生自己的时间戳，则不需要传输这种时间戳。此外，通过起始信号185和回波140至144的即时通知，上级计算机系统505不仅可以为回波140至144的每个通知产生其自己的时间戳，而且尽管超声测量阶段125尚未结束，还可以以此方式在早期就已经分析和处理早期出现的回波。这在安全相关应用中尤为重要，因为在开始185之后较早到达的回波140对应于非常接近的物体515，因此该物体通常更加危险，并且可能需要快速响应。

尽管超声传感器405可以以类似的方式对任何数量的回波继续这种传输，但已经表明，进一步的回波传输通常不再提供任何显著的信息增益，而仅导致超声测量周期125的持续时间和超声测量周期110的第三阶段130的持续时间的延长，这又降低了超声传感器405的连续超声测量周期110形式的连续超声测量的频率。当传输过多回波时，这又不利于车辆及其乘员的安全。

例如一个或多个测试信息160(校验和的形式或例如一个或多个CRC字节的形式)的传输意味着从超声传感器405经由超声传感器405的UART接口430的端口到上级计算机系统505的UART接口560的端口的数据传输的结束，由此意味着超声测量周期110的第三阶段130的结束。

因此，超声测量周期110的第三阶段130最早结束于最后数据(即，最后一个位)的传输的完成。一种用于确保上级计算机系统505检测到超声测量周期110的第三阶段130的结束的方式可以是：首先，在开始超声测量周期110的第三阶段130时开始数据传输时，超声传感器405向上级计算机系统505传输关于超声测量周期110的第三阶段130的最大时间长度的信息，且/或其次，在超声测量周期110的第三阶段130中的数据传输结束时，超声传感器405将数据结束代码传输到上级计算机系统505，该数据结束代码使上级计算机系统505能够检测到或计算出数据传输的结束。优选地，超声传感器405在测试信息160之前传输这种数据结束代码，以允许上级计算机系统505能够校验超声测量周期110的第三阶段130中的数据的正确接收。因此，上级计算机系统505在计算超声测量周期110的结束时可能仍必须将该时间考虑在内。

在超声测量周期110的第三阶段130结束时，上级计算机系统505的UART接口560优选地切换回到与命令阶段120相对应的状态和/或等效状态。

图2

图2示出了类似于图1的内容，但图2现在绘制了超声换能器驱动信号600。在超声测量阶段125的发射阶段中，超声传感器405的超声控制器435利用模拟超声发射信号460上的超声换能器驱动信号600来驱动超声传感器405的超声换能器465或超声发射器以驱动超声换能器465。因此，超声传感器405的超声控制器435通过超声换能器驱动信号600使超声换能器465或超声发射器的振动元件振动，并发射超声脉冲串或超声信号510。优选地，UART接口430控制超声传感器405的控制设备410，且/或允许超声传感器405的控制设备410能够经由超声传感器405的UART接口430与上级计算机系统505交换数据。

然后，超声换能器465或超声传感器405的超声接收器的振动元件产生如图2示例地示出的接收信号605。接收信号605取决于超声传感器405附近的物体515的回波。超声传感器405的包络滤波器将超声传感器405的接收信号605滤波为超声传感器405的包络曲线信号105。超声传感器405的评估设备根据阈值曲线115检测超声传感器405的包络曲线信号105中的回波140至144，并且产生回波通知140至144。

优选地，超声传感器405的评估设备忽略超声传感器405的包络曲线信号105中的位于与直接在超声测量阶段125的开始之后的“延迟”610相对应的时段内的所有类回波信号。这意味着，其中超声传感器405将接收的回波140至144通知给上级计算机系统505并存储这些回波140至144的测量数据的实际测量阶段615的时间通常短于超声测量阶段125。

因此，在超声测量阶段中，可以存在有用于将超声测量阶段125的开始通知给上级计算机系统505的第一脉冲185以及用于将实际测量阶段615的开始通知给上级计算机系统505的第二脉冲625。由于两个脉冲185、625之间的时间间隔是已知的并且仅随着超声传感器405的用于产生超声传感器405的系统时钟的振荡器的振荡频率变化而变化，因此上级计算机系统505还可以一起使用这两个脉冲185和625来监测超声传感器405的系统时钟的内部振荡频率。这两个脉冲185和625之间的时间间隔的较大变化可能表明超声传感器405存在故障。因此，上级计算机系统505优选地通过已提及的计时器来检测第一脉冲185和第二脉冲625之间的时间间隔。如果该时间间隔的值不在针对该时间间隔的值预期的值区间内，则上级计算机系统505优选地推断出超声传感器405存在故障。优选地，上级计算机系统505相应地做出反应。这种反应例如可以是关闭超声传感器405，或者启动超声传感器405的自诊断或类似措施。超声传感器系统400、800可以使用这两个脉冲185、625相对彼此的小时间偏移来重新同步超声传感器405的数据接口430。例如，在出现偏差的情况下，如果检测到的偏差过大，则上级计算机系统505可以通过作为命令阶段120中的命令135的同步信号来强制进行这种重新同步。

例如，在本文的技术启示的示例性实施构思的提案中，上级计算机系统505从上级计算机系统505(也被称为总线主控)向超声传感器405传输示例性的8位UART数据包以开始测量，该8位UART数据包包含用于开始测量的命令135(3个位)以及关于测量过程的额外信息(4个位)。此外，它还通过奇偶校验位进行保护(参见下一点)。

根据本提案，在超声测量阶段125中的超声测量之后，超声传感器405在超声测量周期110的第三阶段130中将来自超声传感器405的多个UART数据包(每个包具有8位长度)传输到上级计算机系统505。例如，第一示例性数据包可以包括关于超声传感器405的超声传感器故障的状态信息150，并且接下来的4个数据包155至158优选地回馈前4个检测到的回波140至143的回波高度(被压缩到8个位)。然后，所有数据包都通过另一CRC数据包160进行保护。优选地，所有数据包应能够利用命令阶段120中的命令135来单独地启用和停用，以便能够根据需要保持尽可能短的通信时间。

图3

在先前的超声控制电路中，恒定的长脉冲(在此例如为50μs)总是在数据总线500上通知超声测量阶段125中的回波140至144的最大值。本文提出了一种新的编码方式，它例如根据各个回波的回波振幅对脉冲长度进行调制。当然，脉冲长度编码还存在其它可能性。在本提案的准备过程中认识到回波的间距通常允许进行这种脉冲长度调制。这允许不同的信息内容。例如，可以考虑具有多个级的不同脉冲长度编码。

在本文提出的构思中，利用脉冲长度对测量的回波的高度进行编码，并将其通知给上级计算机系统505。

例如，可以存在如下编码方式：利用第一时间长度(例如，50μs)的脉冲长度对具有超过阈值曲线115的当前值但不超过阈值曲线115的当前值的两倍的振幅的回波进行编码。

例如，可以存在如下编码方式：利用两倍第一时间长度(例如，100μs)的脉冲长度对具有超过阈值曲线115的当前值的两倍但不超过阈值曲线115的当前值的三倍的振幅的回波进行编码，以此类推。

以此方式，上级计算机系统505可以快速地确定各个回波是显著回波还是微弱回波(比较图3的“新编码”705与“先前编码”700)。

优选地，超声传感器405将上级计算机系统505在命令阶段120中传输给超声传感器405的测量配置文件存储在超声传感器405的非易失性存储器415中。由此，能够将超声传感器每次开启过程中耗时的各测量配置文件的配置数据的数据传输减少到例如批量生产的生产线结束时的一次性传输。

图4

图4示意性地示出了根据本提案的具有超声传感器405的简化超声系统400。控制设备410优选为微型计算机，例如ARM控制器，其通过数据总线495和可能的其它控制和信号线(为了清楚起见未示出)控制超声传感器405的设备部件并监测它们的状态。特别优选地，超声传感器包括非易失性存储器415、易失性存储器420和超声传感器405的控制设备410的其它外围块425。超声传感器405还包括能够执行本文提出的方法的改进的UART接口430。超声传感器405的控制设备410优选地控制超声传感器405的超声控制器435。超声控制器435产生超声控制器435的用于控制超声传输路径的数字部分445的数字控制信号440。超声传感器405的超声传输路径的数字部分445由此产生数字超声发射信号450以及用于超声传输路径的模拟部分455的控制信号450。超声传感器405的超声传输路径的模拟部分455由此产生用于驱动超声换能器465的模拟超声发射信号460。超声换能器465将模拟超声发射信号460转换为超声信号510，并将其辐射到其周围环境中。超声传感器405的超声传输通道中的物体515将超声信号510反射为反射超声信号520。超声换能器465接收反射超声信号并将其转换为超声换能器465的模拟超声接收信号470。超声传感器405的超声接收路径的模拟部分475由此产生超声换能器465的数字超声接收信号480。超声传感器405的超声接收路径的数字部分485从中提取接收数据、分类数据、状态数据和测试结果数据490，并通过超声控制器435经由超声传感器405的内部数据和控制总线495将这些数据提供给控制设备410。经由外部数据总线500来进行本文讨论的与上级计算机系统505的改进的UART数据通信。在图4的示例中，外部数据总线500例如是单线数据总线500。根据本提案的超声传感器405在UART模式190中以及在通知模式195中经由上级计算机系统505的UART接口560与上级计算机系统505通信。

在超声控制器435和超声传送和接收路径的设备部件445、455、465、475、485之间，用于控制超声接收路径515、520、465、470、475、480、485、490和超声传输路径440、445、450、455、460、465、510、515的可控设备部件445、455、465、475、485的控制信号525以及设备部件445、455、465、475、485的用于允许超声控制器435分析和监测这些设备部件的状态的状态信号将这些设备部件的状态通知给超声控制器435并允许超声控制器435控制这些设备部件。因此，控制设备410可以控制这些设备部件。

此外，超声传感器405包括UART时钟发生器或UART振荡器530。UART数据接口430可以利用同步线535使UART时钟发生器或UART振荡器与数据总线500上的同步信号的时钟和/或频率和/或相位同步，以同步超声传感器405的系统时钟和/或UART时钟发生器或UART振荡器530的UART系统时钟540的UART时钟频率。然后，UART接口430使用超声传感器405的以此方式同步的系统时钟540和/或UART时钟发生器或UART振荡器530的UART系统时钟。

根据本提案，超声传感器405包括计时器555，该计时器555例如通常在经编程的、设定的或预定的持续时间之后结束超声测量阶段125，并且在必要时可以用于超声测量阶段125中为回波数据确定时间戳。

图5

图5在很大程度上对应于图4，但不同之处在于数据总线500不是单线数据总线而是双线数据总线。该双线数据总线包括用于将数据从超声传感器405传输到上级计算机系统505的第一数据线545。经由该第一数据线545进行的利用UART协议的数据传输在超声测量阶段125中中断，并且在超声测量阶段125的持续时间内被利用所述通知协议的通知代替，以便能够及时、无延迟地通知回波140、141、142、143、144。双线数据总线包括用于将数据从上级计算机系统505传输到超声传感器405的第二数据线550。经由该第二数据线550进行的利用UART协议的数据传输在超声测量阶段125中通常不中断。

图6

图6示出了具有多个超声传感器405、801至803的超声系统800。为简单起见，本文假设这些超声传感器以相同的方式和方法构造，但本文的技术启示不限于此。

在图6的示例中，不同于超声传感器405的超声传感器801发射超声信号510，而所有超声传感器405、801至803接收各个反射的超声信号520。在图6的示例中，所有这些超声传感器405、801至803都利用点对点数据链路以上述方式经由相应的改进的UART接口560与上级计算机系统505通信。

图7

图7对应于图6，其中，在图7的示例中，所有这些超声传感器405、801至803都通过公共数据总线500利用星形数据链路以上述方式经由改进的UART接口560与上级计算机系统505通信。为了实现这一点，必须避免总线冲突。通常，这种配置并不实用，因为通常期望同时通知来自所有超声传感器的回波，而这种配置无法实现这种同时通知。

词汇表

UART

以下文字引自相应的维基百科页面(https://de.wikipedia.org/wiki/Universal_Asynchronous_Receiver_Transmitter)：“通用异步收发器(简称，UART)是一种用于实现数字串行接口的电子电路。在此，它可以是独立的电子元件(UART芯片或模块)，也可以是更高集成的部件(例如，微型控制器)的功能块。UART接口用于通过数据线传输和接收数据，并且形成PC和微型控制器上的串行接口的标准。该接口在具有各种接口(例如，RS-232或EIA-485或RS-485)的工业领域也很常见。数据以具有固定帧的串行数字数据流的形式传输，该固定帧由一个起始位、五至最多八个或九个数据位(取决于应用)、一个可选的用于识别传输故障的奇偶校验位以及一个或两个停止位组成。传输器不需要通过其自己的控制线向接收器传输传输时钟。相反，接收器根据数据线的时钟计算传输器的时钟，并借助起始位和停止位与其同步。通常，停止位可被配置为一位的正常传输时间的1.5或2倍。这被称为1.5或2个停止位，并且必须在传输器和接收器上同样地进行设定。由于接收器利用接收的每个字节重新计算传输器的时钟并每次与其重新同步，因此传输器和接收器之间的较大时钟差异也可以得到补偿。即使是短期的时钟波动也能迅速得到补偿。因此，这种类型的数据传输被称为“异步”的，而这种类型的同步被称为“字节同步”的。”

因此，本文意义上的通用异步接收器-传输器通常是用于异步串行通信的计算机硬件设备，在该异步串行通信中，数据格式和传输速度是可配置的。它顺序地传输数据位，优选地从最低有效位到最高有效位传输数据位，优选地按照与UART时钟的尽可能固定的相位关系以通过起始位和停止位构成帧的方式同步地传输，使得通信信道允许精确的定时。电信号电平通常由UART逻辑外部的驱动电路处理。两种常见的信号电平是RS-232系统(12伏系统)和RS-485(5伏系统)。早期的电传打字机也使用电流环路。

UART通常是用于经由计算机或外围设备的串行端口进行串行通信的单个集成电路(IC)(或其一部分)。一个或多个UART外围设备通常集成到微型控制器芯片中。专用UART用于汽车、智能卡和SIM卡。

在本文的情况下，重点是将其用于上级计算机系统和超声传感器之间的通信。

相关设备(即，通用同步和异步接收器-传输器(USART))也支持同步操作。

通常，UART接口具有传输输出端(通常标记为TX)和接收输入端(通常标记为RX)。

当在本文中提及UART时，其也应包括所谓的USART接口。然后，读者可以将UART替换为USART。这尤其适用于权利要求。

在本文的意义上，通用同步和异步接收器-传输器(USART、可编程通信接口或PCI)是可以编程用于异步或同步通信的串行接口设备。

USART的同步能力主要用于支持与同步语音频率调制解调器一起使用的同步协议，该同步协议例如是IBM的同步收发方法(STR)、二进制同步通信(BSC)、同步数据链路控制(SDLC)以及ISO标准的HDLC协议(高级数据链路控制)。当调制解调器还是模拟设备时，开发这些协议旨在优化地利用带宽。当时，使用频移键控(FSK)的最快异步语音频带调制解调器的速度最高为300Bit/s，而使用相移键控(PSK)的同步调制解调器的速度可高达9600Bit/s。由于起始位和停止位是多余的，同步传输所需的带宽仅略高于如今常见的异步传输的80％。这些调制解调器已经过时，并且已被将异步数据转换为同步形式的调制解调器所取代，但类似的同步电信协议仍存在于许多面向块的技术中，例如广泛使用的IEEE802.2(以太网)链路层协议。USART有时仍集成在MCU中。USART仍在连接到外部CSU/DSU设备的路由器中使用，并且它们通常使用Cisco专有的HDLC实现或类似HDLC帧中的IETF标准点对点协议(PPP)(如RFC 1662中定义的)。

USART的操作与各种协议密切相关。

同步模式下的USART以帧为单位传输数据。在同步模式中，必须及时提供字符，直到一帧完成。如果控制处理器不这样做，则会出现所谓的“欠载错误(Underrun-Fehler)”，并且帧的传输中止。

作为同步设备操作的USART使用面向字符或面向比特的模式。在面向字符的模式(STR和BSC)中，设备依赖于特定字符来定义帧边界；在面向比特的模式(HDLC和SDLC)中，早期的设备依赖于物理层信号，而后来的设备采用通过物理层比特模式检测。

同步线路从不会中止；当调制解调器传输数据时，数据就会流动。当物理层指示调制解调器已启动时，USART传输稳定的填充流(根据设备和协议，字符或位)。

其它说明

上述说明不是详尽的，并且不将本公开限制在所示的示例中。本领域的普通技术人员可以根据附图、公开内容和权利要求理解和实施所公开的示例的其它变形例。德语不定冠词“一”或“一个”及其变形不排除多个，而提及特定数量的元件不排除存在更多或更少元件的可能性。单个单元可以实现本公开中所述的多个元件的功能，并且相反地，多个元件可以实现一个单元的功能。在不脱离本公开的使用范围的情况下，大量的替代例、等效例、变形例和组合是可能的。

除非另有说明，否则本发明的所有特征可以相互自由组合明确地是本文所述的技术启示的组成部分。这适用于在此提出的整个文件。除非另有说明，否则附图说明中描述的特征的自由组合，还可以作为本发明的特征与本文的技术启示的其它特征的组合明确地是本文所公开的技术启示的组成部分。在此，不明确规定将示例性实施例的单个特征限制为与示例性实施例的其它特征的组合。此外，设备的物体特征也可以变换为方法特征使用，并且方法特征也可以变换为设备的物体特征使用。因此，自动公开这种变换。

在上述的详细说明中，参考了附图。说明书和附图中的示例应被视为说明性的。本文件的说明书中的示例不应视为对所描述的具体示例或元件的限制。通过修改、组合或改变特定元件，可以从上述说明书和/或附图和/或权利要求中推导出多个示例。此外，本领域技术人员可以从说明书和/或附图中推导出未按字面描述的示例或元件。

附图标记列表

105 包络曲线信号；

110 超声测量周期；

115 阈值曲线；

120 命令阶段，超声测量周期110的第一阶段；

125 超声测量阶段(回波通知)，超声测量周期110的第二阶段。

在超声测量阶段中，超声传感器405利用不同于UART协议的通知协议经由UART接口430直接向上级计算机系统505通知回波140、141、142、143、144的到达；

130 超声测量周期110的第三阶段：状态和回波信息阶段；

135 命令；

140 第一回波信号；

141 第二回波信号；

142 第三回波信号；

143 第四回波信号；

144 第五回波信号；

150 状态数据；

155 第一回波140的数据；

156 第二回波141的数据；

157 第三回波142的数据；

158 第四回波143的数据；

160 CRC和/或测试信号；

165 上级计算机系统505利用UART协议经由外部数据总线500和超声传感器404的UART接口430向超声传感器405的控制设备410传输数据和命令120；

170超声传感器405经由外部数据总线500利用超声传感器405的UART接口430向上级计算机系统505传输所接收的回波信号140至144，其中，UART接口430不使用UART协议，但当超声传感器405检测到回波时，在通常UART时钟的一个时钟周期内将从超声传感器405到上级计算机系统505的数据线路强制从第一逻辑状态转换到第二逻辑状态；175超声传感器405利用UART协议经由外部数据总线500通过超声传感器405的UART接口430向上级计算机系统505传输状态数据和/或回波数据和/或分类数据和/或自检结果数据和/或测试数据等；

180上级计算机系统505经由外部数据总线500和超声传感器的UART接口430优选地利用UART协议将数据和/或命令传输到超声传感器405的控制设备410或类似设备，且/或利用UART协议从超声传感器405读出数据；

185起始信号，超声传感器405通过该起始信号在不使用UART协议的情况下经由数据总线500向上级计算机系统505通知超声测量阶段的开始以及超声信号510的发射的开始。例如，它可以是持续时间例如为50μs的第一脉冲，其标记了测量阶段125中的测量的开始以及信号处理链的第一滤波器测量点的时间；

190UART接口430和上级计算机系统505之间经由外部数据总线500进行的数据传输的UART模式，该数据传输在UART模式中使用UART协议；

195UART接口430和上级计算机系统505之间经由外部数据总线500进行的数据传输的通知模式，在超声传感器405检测到回波时，该通知模式例如在一个UART时钟周期内将数据总线的数据线路从第一逻辑状态拉到第二逻辑状态；

400 简化的超声系统；

405 超声传感器；

410 控制设备；

415 非易失性存储器；

420 易失性存储器；

425 其它外围块，它们是超声传感器405的一部分和超声传感器405的内部计算机系统的一部分；

430 (改进的)UART接口；

435 超声控制器；

440 超声控制器的用于控制超声传输路径的数字部分的控制信号；

445 超声传感器405的超声传输路径的数字部分；

450 数字超声发射信号和用于超声传输路径的模拟部分455的控制信号；

455 超声传感器405的超声传输路径的模拟部分；

460 用于驱动超声换能器465的模拟超声发射信号；

465 超声换能器；

470 超声换能器465的模拟超声接收信号；

475 超声传感器405的超声接收路径的模拟部分；

480 超声换能器465的数字超声接收信号；

485 超声传感器405的超声接收路径的数字部分；

490 接收数据、分类数据、状态数据和测试结果数据；

495 超声传感器405的内部数据总线和控制总线；

500 外部数据总线，经由该外部数据总线进行本文所讨论的改进的UART数据通信；

505上级计算机系统，超声传感器405经由数据总线500与该上级计算机系统通信；

510 发射的超声信号；

515 反射超声信号的一个或多个物体；

520 反射的超声信号；

525 用于控制超声接收路径(515、520、465、470、475、480、

485、490)和超声传输路径(440、445、450、455、460、

465、510、515)的可控设备部件445、455、465、475、485的控制信号以及这些设备部件445、455、465、475、485的用于允许超声控制器435分析和监测这些设备部件445、

455、465、475、485的状态的状态信号；

530 UART时钟发生器或UART振荡器；

535 同步线，其用于将UART时钟发生器或UART振荡器530与数据总线500上的同步信号的时钟和/或频率和/或相位同步，以同步超声传感器405的系统时钟和/或UART时钟发生器540或UART振荡器530的UART系统时钟540的UART时钟频率；

540超声传感器405的系统时钟和/或UART时钟发生器或UART振荡器530的UART系统时钟；

545用于将数据从超声传感器405传输到上级计算机系统505的数据线。利用UART协议经由该数据线进行的数据传输在超声测量阶段125中中断，并且在超声测量阶段125的持续时间内被利用所述通知协议的通知代替，以便能够及时、无延迟地通知回波140、141、142、143、144；

550用于将数据从上级计算机系统505传输到超声传感器405的数据线。利用UART协议经由该数据线进行的数据传输通常在超声测量阶段125中不中断；

555计时器555，其通常在经过编程的或设定的或预定的时段之后再次结束超声测量阶段125；

560 上级计算机系统505的UART接口；

600 模拟超声发射信号460的用于驱动超声换能器465的换能器驱动信号；

605 超声换能器465的模拟超声接收信号470的接收信号；

610 超声换能器465的振动元件的发射阶段和衰减阶段；

615 实际测量时间；

620 信号处理和回波检测；

625 具有来自超声传感器405的信号处理链的第一滤波器测量点的持续时间例如为50μs的示例性第二脉冲，其向上级计算机系统505通知衰减阶段和发射阶段610的结束；700 在超声测量阶段125中不通知回波高度的先前编码；

705 改进编码。在改进编码中，回波通知的持续时间取决于回波信号最大值的高度；

740 振幅非常高的第一回波的时间非常长的第一通知；

741 振幅非常高的第二回波的时间非常长的第二通知；

742 振幅较小的第三回波的时间较短的第三通知；

743 振幅非常高的第四回波的时间非常长的第四通知；

744 振幅较小的第五回波的时间较短的第五通知；

A 振幅；

t 时间；

t0 超声测量周期115的起始时间和命令阶段120的开始，其中，在随后的命令阶段120中，上级计算机系统505借助UART协议经由上级计算机系统505的UART接口560和超声传感器405的UART接口430向超声传感器405传输一个或多个命令135；

t1命令阶段120的结束时间和超声测量阶段125的起始时间。

通常，起始信号185经由数据总线500向上级计算机系统505通知超声测量阶段125的开始。从超声测量阶段的该起始时间开始或至少按照在该起始时间之后的固定时间关系，超声传感器405通常发射超声脉冲串或超声信号。优选地，超声传感器405在超声测量阶段125的起始时间t1启动计时器555，该计时器555通常在经过编程的或设定的或预定的时段之后再次结束超声测量阶段125；

t2超声测量阶段125的结束时间和超声测量周期110的第三阶段130的起始时间。优选地，计时器555通过从超声测量阶段125的起始时间t1开始经过编程的或设定的或预定的时段来确定超声测量阶段125的结束时间和超声测量周期110的第三阶段130的起始时间；

t3超声测量周期110的结束时间。超声传感器405可以将超声测量周期的结束例如通过特定的结束信号作为在超声测量周期110的第三阶段130中传输的数据的日期传输到上级计算机系统505，其中，在该结束信号之后，优选地仍有例如用于诸如CRC校验等的测试信息的预定数据量。代替结束信号，还可以想到的是，在超声测量周期110的第三阶段130开始时，超声传感器405向上级计算机单元505传输关于超声传感器405在超声测量周期110的该第三阶段130中仍传输的或总共传输的数据量的信息，使得上级计算机系统505能够计算出超声测量周期110的结束。

Claims

1.一种超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为经由所述超声传感器(405)的UART数据接口(430)利用UART协议与上级计算机系统(505)通信，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为执行利用所述UART协议与所述上级计算机系统(505)通信的方法，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在时间上连续且时间上不重叠的超声测量周期(110)中执行所述方法，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为以至少三个时间上连续的阶段(120、125、130)来执行各个当前的所述超声测量周期(110)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量周期(110)的第一阶段(120)开始时开始所述超声测量周期(110)，下文将所述第一阶段(120)称为命令阶段(120)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述命令阶段(120)中从所述上级计算机系统(505)接收至少一个命令(135)，所述命令指定所述超声传感器(405)应在所述超声测量周期(110)中，尤其应在当前的所述超声测量周期(110)的超声测量阶段(125)中执行的测量的类型，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在第二阶段(125)开始时发射超声脉冲串或超声信号(510)，下文将所述第二阶段(125)称为所述超声测量阶段(125)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为使得所述超声脉冲串或超声信号(510)的特性取决于所述超声传感器(405)在之前的和/或前一个命令阶段(120)中接收的之前的和/或前一个命令(135)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量阶段(125)期间中断从所述超声传感器(405)到所述上级计算机系统(505)的根据所述UART协议的通信，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为：当所述超声传感器(405)没有接收到回波时，在所述超声测量阶段(125)期间将所述超声传感器(405)的所述UART接口(430)的信号设置为第一逻辑值，并且当所述超声传感器(405)接收到回波时，在所述超声测量阶段(125)期间将所述UART接口(430)的信号设置为第二逻辑值，其中，所述第一逻辑值不同于所述第二逻辑值，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在预定时间之后且/或在存在预定条件时结束所述超声测量阶段(125)，并且开始所述超声测量周期(110)的第三阶段(130)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量阶段(125)结束之后在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中重新开始根据所述UART协议的通信，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中将数据(150、155至158、160)从所述超声传感器(405)传输到所述上级计算机系统(505)。

2.根据权利要求1所述的超声传感器，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为：当所述超声传感器(405)没有接收到回波时，在所述超声测量阶段(125)期间在预定的脉冲持续时间内将所述超声传感器(405)的所述UART接口(430)的信号设置为所述第一逻辑值，否则在所述超声传感器(405)接收到回波时，在所述超声测量阶段(125)期间将所述UART接口(430)的信号设置为所述第二逻辑值。

3.根据权利要求2所述的超声传感器，

-其中，所述脉冲持续时间取决于接收的回波的参数。

4.根据权利要求2所述的超声传感器，

-其中，所述脉冲持续时间取决于接收的回波的振幅。

5.根据权利要求1所述的超声传感器，其中，所述超声传感器(405)在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中从所述超声传感器(405)向所述上级计算机系统(505)传输的所述数据(150、155至158、160)包括一个或多个以下数据：

-表示所述超声传感器(405)的物理参数的测量值的状态信息(150)，和/或

-表示所述超声传感器(405)内的逻辑开关网络(435、445、485)的逻辑值的状态信息(150)，和/或

-反映所述超声传感器(405)的自检结果的状态信息(150)，和/或

-表示所述超声传感器(405)的超声传输路径(465、510、515、520、465)的测量值的状态信息(150)，所述超声传感器(405)向所述超声传输路径发射超声信号(510)且/或从所述超声传输路径接收超声信号(520)，和/或

-指示所述超声传感器(405)本想在前一个超声测量阶段(125)中发射的超声脉冲串和/或超声信号(510)的类型的状态信息(150)，和/或

-指示所述超声传感器(405)本想在前一个超声测量阶段(125)中发射的超声脉冲串和/或超声信号(510)的值的状态信息(150)，和/或

-指示所述超声传感器(405)本想在前一个超声测量阶段(125)中接收的超声脉冲串和/或超声信号(520)的值的信息，和/或

-表示在所述超声测量阶段(125)中接收的回波(140、141、142、143、144)的测量值的回波信息(155、156、157、158)，其中，所述测量值特别地表示回波(140、141、142、143、144)的数量、和/或回波(140、141、142、143、144)的振幅、和/或回波(140、141、142、143、144)的接收时间、和/或回波(140、141、142、143、144)实际上是所述超声传感器(405)的所述超声传输路径中的物体(515)的回波的概率置信值，和/或

-指示所述超声传感器(405)在一个之前的命令阶段(120)中且/或在前一个命令阶段(120)中接收了哪个或哪些命令(135)的命令信息，和/或

-指示所述超声传感器(405)在一个之前的命令阶段(120)中且/或在前一个命令阶段(120)中接收了哪个或哪些命令(135)并确定了所述超声传感器(405)发射的超声脉冲串或超声信号(510)的类型的命令信息，和/或

-在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中传输的所述数据的校验信息(160)，特别是CRC数据，其中，所述上级计算机系统(505)能够检查该校验信息，以检查所述超声传感器(405)在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中向所述上级计算机系统(505)传输的所述数据的正确接收，和/或

-在所述超声测量阶段(125)中通知的信息(140、141、142、143、144)的校验信息(160)，其中，所述上级计算机系统(505)能够检查该校验信息(160)，以检查在所述超声测量阶段(125)中通知的所述信息(140、141、142、143、144)的正确接收，和/或

-所述上级计算机系统(505)在所述命令阶段(120)中通知的所述命令(135)的校验信息(160)，其中，所述上级计算机系统(505)能够检查该校验信息，以检查所述超声传感器(405)对在所述命令阶段(120)中通知的所述命令(135)的正确接收，和/或

-在所述命令阶段(120)中通知的所述命令(135)的校验信息(160)，该校验信息指示所述超声传感器(405)当在所述命令阶段(120)中从所述上级计算机系统(505)向所述超声传感器(405)传输一个或多个所述命令(135)时是否检测到错误，和/或

-反映所述超声传感器(405)的自检或测试的结果的校验信息(160)，和/或

-长度信息，其指示或允许计算出所述超声传感器(405)在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中从所述超声传感器(405)向所述上级计算机系统(505)传输的数据的量，

-其中，所述超声传感器被配置为根据所述超声传感器接收的声学超声信号来形成所述超声传感器的超声换能器或所述超声传感器的超声接收器的接收信号。

6.根据权利要求1所述的超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为传输同步信号，以用于经由所述UART数据接口(430)同步所述UART通信的参与者的UART时钟频率。

7.根据权利要求6所述的超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)包括系统时钟、和/或所述UART数据接口(430)的UART系统时钟(540)，并且

-其中，所述超声传感器(405)根据向所述超声传感器(405)传输的所述同步信号来改变所述系统时钟和/或所述UART系统时钟(540)的参数，以同步所述UART时钟频率。

8.根据权利要求1所述的超声传感器(405)，其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述命令阶段(120)中接收和执行一个或多个命令(135)，其中，所述命令(135)包括一个或多个以下命令和/或子命令：

-用于同步所述超声传感器(405)的系统时钟和/或所述UART数据接口(430)的UART时钟(540)的同步信息，和/或

-指示所述命令(135)的长度和/或所述命令(135)包含的命令数据的数量的长度信息，和/或

-所述命令(135)和/或多个所述命令的校验信息，特别是校验位和/或校验值，例如特别是CRC校验和，和/或

-形成整个所述命令(135)的子命令的数量，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在所述超声测量阶段(125)中按照与所述超声传感器(405)在最近一个超声测量阶段(125)中的最近一次测量中执行测量的方式相同的方式重复执行测量的命令(135)或子命令，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在所述超声测量阶段(125)中按照与所述超声传感器(405)在之前的超声测量阶段(125)中的之前的测量中执行测量的方式相同的方式重复执行测量的命令(135)或子命令，和/或

-命令所述超声传感器(405)应根据所述超声传感器(405)已知的预定形式在之后的超声测量阶段(125)中执行测量的命令(135)或子命令，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在当前命令阶段(120)之后紧随的超声测量阶段(125)中根据所述超声传感器(405)已知的预定形式执行测量的命令(135)或子命令，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在之后的超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出与之前执行的超声测量周期(110)中的之前执行的线性调频方向对应的线性调频，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在后一个超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出与前一个超声测量周期(110)中的前一个线性调频方向对应的线性调频，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在之后的超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出与之前执行的超声测量周期(110)中的之前执行的线性调频方向相反的线性调频，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在后一个超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出与前一个超声测量周期(110)中的前一个线性调频方向相反的线性调频，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在之后的超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出线性降频，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在后一个超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出线性降频，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在之后的超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出线性升频，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在后一个超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出线性升频，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在之后的超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的频率，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在后一个超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的频率，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在之后的超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的或传输的起始频率，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在后一个超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的或传输的起始频率，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在之后的超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的或传输的结束频率，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在后一个超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应表现出预定的或传输的结束频率，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在之后的超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应具有预定数量的超声脉冲，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在后一个超声测量阶段(125)中利用如下超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，该超声脉冲串应具有预定数量的超声脉冲，和/或

-命令所述超声传感器(405)应在一个或多个之后的超声测量阶段(125)中利用如下多个连续的超声脉冲串(510)执行测量的命令(135)或子命令，这些超声脉冲串中的每者应具有预定数量的超声脉冲，和/或

-特别地被所述上级计算机系统(505)用来通知所述超声传感器(405)在n个之后的超声测量周期(110)中跳过所述命令阶段(120)的命令(135)或子命令，其中，n为大于的正整数或等于0，和/或

-通知不执行当前超声测量周期(110)的事实上随后出现的超声测量阶段(125)的命令(135)或子命令，和/或

-通知不执行当前超声测量周期(110)的事实上随后出现的第三阶段(130)的命令(135)或子命令，和/或

-在内容和/或其效果方面包括一个或多个上述子命令的命令(135)或子命令，和/或

-在预定的时段内且/或直到在所述数据通信中出现切回信号时将所述UART通信切换到不同的用于所述超声传感器和所述上级计算机系统之间的通信的通信协议的命令(135)。

9.根据权利要求1所述的超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为根据之前接收的所述命令(135)和/或子命令在所述超声测量阶段(125)开始时发射所述超声脉冲串或超声信号(510)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量阶段(125)接收反射的超声信号或超声脉冲串(520)并将其转换为接收信号(470)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量阶段(125)中根据所述接收信号(470)形成包络曲线信号(105)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在发射所述超声脉冲串或超声信号(510)之后在所述超声测量阶段(125)中测量所述包络曲线信号(105)，并确定测量值序列，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为根据所述测量值序列为所述包络曲线信号(105)中的分别具有相关的信号对象参数的一个或多个检测到的信号对象确定一个或多个符号，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中将检测到的所述信号对象的所述符号和/或所述信号对象的参数传输到所述上级计算机系统(505)。

10.根据权利要求1所述的超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为根据之前接收的所述命令(135)在所述超声测量阶段(125)开始时发射所述超声脉冲串或超声信号(510)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量阶段(125)中接收反射的超声信号或超声脉冲串(520)并将其转换为接收信号(470)，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在发射所述超声脉冲串或超声信号(510)之后在所述超声测量阶段(125)中测量所述包络曲线信号(105)，并在所述超声测量阶段(125)中确定所述包络曲线信号(105)的测量值，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为，

-当所述包络曲线信号(105)的值曲线在第一方向上穿过阈值曲线(115)的瞬时值时，在所述超声测量阶段(125)中向所述上级计算机系统(505)通知回波(140、141、142、143、144)在所述超声传感器(405)上的到达，和/或

-当所述包络曲线信号(105)的值曲线在与所述第一方向相反的第二方向上穿过所述阈值曲线(115)的瞬时值时，在所述超声测量阶段(125)中向所述上级计算机系统(505)通知回波(140、141、142、143、144)在所述超声传感器(405)上的到达的结束。

11.根据权利要求10所述的超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为：在所述超声测量阶段(125)中，以与所述超声传感器的系统时钟和/或所述UART数据接口(430)的UART系统时钟(540)同步的方式向所述上级计算机系统(505)通知回波(140、141、142、143、144)在所述超声传感器(405)上的到达。

12.根据权利要求1所述的超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为：在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中，向所述上级计算机系统(505)通知所述超声传感器(405)的诊断数据和其它诊断故障，所述诊断数据例如是所述超声传感器(405)的微电子电路或其它设备部件的硬件故障。

13.根据权利要求1所述的超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为：在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中，将多达四个回波(140、141、142、143、144)的确定值作为数据从所述超声传感器(405)通知给所述上级计算机(505)，

-其中，传输的所述确定值特别地能够是回波高度和/或相对于起始信号(185)的回波时间位置。

14.根据权利要求1所述的超声传感器(405)，

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量阶段(125)中利用第一脉冲(185)来通知所述超声测量阶段(125)的开始，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为在所述超声测量阶段(125)中利用第二脉冲(625)来通知实际测量阶段(615)的开始；

-检测所述第一脉冲(185)和所述第二脉冲(625)之间的时间间隔，并且

-其中，所述超声传感器(405)被配置为使得：如果所述第一脉冲(185)和所述第二脉冲(625)之间的所述时间间隔的值没有位于所述时间间隔的值的预期值区间内，则所述时间间隔表示所述超声传感器存在故障。

15.一种用于经由超声传感器(405)的UART数据接口(430)利用UART协议在上级计算机系统(505)和所述超声传感器(405)之间通信的方法，其包括以下步骤：

-执行包括三个时间上连续的阶段(120、125、130)的超声测量周期(110)；

-在所述超声测量周期(110)的第一阶段(120)开始时开始所述超声测量周期(110)，下面将所述第一阶段称为命令阶段(120)；

-从所述上级计算机系统(505)向所述超声传感器(405)传输命令(135)，所述命令指定所述超声传感器(405)应在所述超声测量周期(110)中执行的测量的类型，其中，所述传输发生在所述命令阶段(120)中；

-在第二阶段(125)开始时发射超声脉冲串或超声信号(510)，下面将所述第二阶段(125)称为超声测量阶段(125)，其中，所述超声脉冲串或超声信号(510)的特性取决于所述超声传感器(405)在之前的和/或前一个命令阶段(120)中接收的之前的和/或前一个命令(135)；

-在所述超声测量阶段(125)期间中断根据所述UART协议的通信；

-当所述超声传感器(405)没有接收回波时，在所述超声测量阶段(125)的持续时间内将所述超声传感器(405)侧的所述UART接口(430)的信号设置为第一逻辑值，并且当所述超声传感器(405)接收回波时，在所述超声测量阶段(125)期间将所述超声传感器(405)侧的所述UART接口(430)的信号设置为第二逻辑值，其中，所述第一逻辑值不同于所述第二逻辑值；

-在预定时间之后和/或当存在预定条件时结束所述超声测量阶段(125)，并且开始所述超声测量周期(110)的第三阶段(130)；

-在所述超声测量阶段(125)结束之后在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中，重新开始所述超声传感器(405)和所述上级计算机系统(505)之间的利用对应于所述UART协议的数据交换协议的通信；以及

-在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中，将数据从所述超声传感器(405)传输到所述上级计算机系统(505)。

16.根据权利要求15所述的方法，

-当所述超声传感器(405)没有接收到回波时，在所述超声测量阶段(125)期间在预定的脉冲持续时间内将所述超声传感器(405)的所述UART接口(430)的信号设置为所述第一逻辑值，否则当所述超声传感器(405)接收到回波时，在所述超声测量阶段(125)期间将所述UART接口(430)的信号设置为所述第二逻辑值。

17.根据权利要求16所述的方法，

-其中，所述脉冲持续时间取决于接收的回波的参数。

18.根据权利要求16所述的方法，

-其中，所述脉冲持续时间取决于接收的回波的振幅。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中从所述超声传感器(405)向所述上级计算机系统(505)传输的所述数据包括一个或多个以下数据：

-反映所述超声传感器(405)的自检结果的状态信息(150)，和/或

-长度信息，其指示或允许计算出所述超声传感器(405)将在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中从所述超声传感器(405)向所述上级计算机系统(505)传输的数据的量。

20.根据权利要求15所述的方法，其包括以下额外步骤：

-根据由所述超声传感器(405)接收的声学超声信号(520)来形成超声换能器(465)或超声接收器的超声接收信号(470)。

21.根据权利要求15所述的方法，其包括以下额外步骤：

-暂时传输同步信号，所述同步信号用于经由所述UART数据接口(430)同步所述UART通信的参与者的UART时钟频率。

22.根据权利要求21所述的方法，

-所述方法包括以下步骤：

-根据传输的所述同步信号改变所述超声传感器(405)的所述系统时钟(540)和/或所述超声传感器(405)的所述UART数据接口(430)的所述UART系统时钟(540)的参数，以同步所述UART时钟频率。

23.根据权利要求15所述的方法，其包括在所述命令阶段(120)中通过所述超声传感器(405)接收和执行一个或多个命令(135)和/或子命令，其中，所述命令(135)包括一个或多个以下命令和/或子命令：

-形成整个所述命令(135)的子命令的数量，和/或

-通知不执行当前超声测量周期(110)的事实上随后出现的后续第三阶段(130)的命令(135)或子命令，和/或

-在预定的时段内且/或直到在所述数据通信中出现切回信号时将所述UART通信切换到用于所述超声传感器和所述上级计算机系统之间的通信的不同的通信协议的命令(135)。

24.根据权利要求15所述方法，其包括以下步骤：

-根据之前接收的所述命令(135)在所述超声测量阶段(125)开始时进行所述超声脉冲串或超声信号(510)的所述发射；

-在所述超声测量阶段(125)中，接收反射的超声信号或反射的超声脉冲串(520)，并将其转换为接收信号(470)；

-在所述超声测量阶段中，根据所述接收信号形成包络曲线信号；

-在发射所述超声脉冲串或超声信号(510)之后在所述超声测量阶段(125)中测量所述包络曲线信号(105)，并且基于所述包络曲线信号(105)为分别具有相关的信号对象参数的一个或多个检测到的信号对象确定一个或多个符号；以及

-在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中，将检测到的所述信号对象的所述符号和/或所述信号对象的参数传输到所述上级计算机系统(505)。

25.根据权利要求15所述的方法，其包括以下步骤：

-根据之前接收的所述命令(135)在所述超声测量阶段(125)开始时进行所述超声脉冲串或所述超声信号(510)的所述发射；

-在所述超声测量阶段(125)中，根据所述接收信号(470)形成包络曲线信号(105)；

-在发射所述超声脉冲串或超声信号(510)之后在所述超声测量阶段(125)中测量所述包络曲线信号(105)，并且在所述超声测量阶段(125)中确定所述包络曲线信号(105)的测量值；

-当所述包络曲线信号(105)的值曲线在与所述第一方向相反的第二方向上穿过阈值曲线(115)的瞬时值时，在所述超声测量阶段(125)中向所述上级计算机系统(505)通知回波(140、141、142、143、144)在所述超声传感器(405)上的到达的结束。

26.根据权利要求25所述方法，

-在所述超声测量阶段(125)中，以与所述超声传感器的系统时钟同步且/或与所述UART数据接口(430)的UART系统时钟(540)同步的方式向所述上级计算机系统(505)通知回波(140、141、142、143、144)在所述超声传感器(405)上的到达。

27.根据权利要求15所述的方法，

-在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中，向所述上级计算机系统(505)传输所述超声传感器(405)的诊断数据和所述超声传感器(405)的其它诊断故障，所述诊断数据例如是所述超声传感器(405)的微电子电路或其它设备部件的硬件故障。

28.根据权利要求15所述方法，

-在所述超声测量周期(110)的所述第三阶段(130)中，将多达四个回波(140、141、142、143、144)的确定值作为数据从所述超声传感器(405)传输到所述上级计算机(505)，其中，传输的所述确定值特别地能够是回波高度和/或相对于起始信号(185)等的回波时间位置。

29.根据权利要求15所述方法，其包括以下步骤：

-在所述超声测量阶段(125)中，利用第一脉冲(185)来通知所述超声测量阶段(125)的开始，并且

-在所述超声测量阶段(125)中，利用第二脉冲(625)来通知所述实际测量阶段(615)的开始；

-如果检测的所述第一脉冲(185)和所述第二脉冲(625)之间的所述时间间隔的值不在所述时间间隔的值的预期值区间内，则推断出故障。