DE102008064896B3

DE102008064896B3 - measuring arrangement

Info

Publication number: DE102008064896B3
Application number: DE102008064896.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wocke
Original assignee: Ipetronik GmbH and Co KG
Current assignee: Ipetronik GmbH and Co KG
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2028-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung (1) mit einer Mehrzahl von Messdaten erzeugenden Messmodulen (2), welche als Knoten eines Busses in einer Linientopologie miteinander zu einer Messkette verbunden sind und miteinander sowie mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (3) Datenrahmen eines Feldbussystems austauschen. Um ohne großen Verkabelungsaufwand für die Messanordnung (1) eine schnelle Datenübertragung zwischen den Messmodulen (2) und eine Kommunikation mit von dem beispielsweise in einem Fahrzeug befindlichen Bussystems getrennten Einrichtungen realisieren zu können, wird vorgeschlagen, bei der Messanordnung (1) die Messmodule (2) über ein Ethernet-Datennetz (4) miteinander zu verbinden und jedes Messmodul (2) mit einem Modulationsglied zu versehen, welches die Feldbusdatenrahmen auf das Ethernet-Datennetz (4) derart aufmoduliert, dass die Messdaten über Datenrahmen sowohl des Feldbusses als auch des Ethernets übertragbar sind. (1)

The invention relates to a measuring arrangement (1) with a plurality of measuring modules (2) generating measurement data which are connected to a measuring chain as nodes of a bus in a line topology and exchange data frames of a fieldbus system with one another and with a control and evaluation device (3). In order to be able to realize a fast data transmission between the measuring modules (2) and a communication with devices separated from, for example, the bus system in a vehicle without large cabling effort for the measuring arrangement (1), it is proposed that in the measuring arrangement (1) the measuring modules (2 ) via an Ethernet data network (4) to each other and to provide each measuring module (2) with a modulation element which modulates the fieldbus data frames on the Ethernet data network (4) such that the measurement data on data frames of both the field bus and the Ethernet are transferable. ( 1 )

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung mit einer Mehrzahl von Messdaten erzeugenden Messmodulen, welche als Knoten eines Busses in einer Linientopologie miteinander zu einer Messkette verbunden sind und miteinander sowie mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung Datenrahmen eines Feldbussystems austauschen.The invention relates to a measuring arrangement with a plurality of measurement modules generating measurement data, which are connected as nodes of a bus in a line topology with each other to a measurement chain and exchange data frames of a fieldbus system with each other and with a control and evaluation.

Im Sektor der Automobilentwicklung werden neu entwickelte Fahrzeuge bzw. deren Komponenten und Teile ausgiebigen Tests unter unterschiedlichsten Bedingungen unterzogen. Zur Gewinnung von Messdaten werden die zu testenden Fahrzeuge hierbei mit einer Vielzahl von Sensoren und Steuergeräten ausgestattet. Bei der Verbindung solcher Module haben sich serielle Feldbusse und unter diesen insbesondere der sogenannte CAN-Bus etabliert, es kommen aber auch zentrale, parallele Bussysteme wie VME oder PXI zum Einsatz, auch herstellerabhängige proprietäre Systeme finden Verwendung.In the automotive development sector, newly developed vehicles or their components and parts are subjected to extensive tests under various conditions. To obtain measured data, the vehicles to be tested are equipped with a large number of sensors and control units. In the connection of such modules, serial field buses have established and among these, in particular, the so-called CAN bus, but there are also central, parallel bus systems such as VME or PXI used, also manufacturer-dependent proprietary systems are used.

Die erwähnten zentralen Systeme haben beim mobilen Einsatz Nachteile, da aufgrund der Vielzahl der benötigten Leitungen die Backplanes, an welche die Datenleitungen angeschlossen sind, sehr groß sind, so dass die Erfassung der Messdaten oft nicht am Ort des Entstehens erfolgen kann. Auch bei Auslegung als kleine Systeme sind diese wegen der immer vorhandenen Grundkosten des Backplane-Gehäuses eine teure Lösung, außerdem ist eine Anpassung an die rauen Umgebungsbedingungen im mobilen Umfeld bei diesen Produkten ebenfalls nicht gegeben. Kommen proprietäre Systeme zum Einsatz sind in der Regel spezielle Einschubkarten sowie Treiber für Messdatenerfassungssoftware vom jeweiligen Hersteller des Messsystems notwendig, weiter müssen meist zusätzliche Leitungen zur Synchronisation der Messmodule vorgesehen werden. Bei dem weit verbreiteten CAN-Bus schließlich wird es als Nachteil angesehen, dass dieser nur eine geringe Badbreite bei der Datenübertragung aufweist, auch hier zusätzliche Synchronisationsleitungen notwendig sind, und es sich im Grunde um ein geschlossenes System handelt, bei dem die Steuer- und Auswerteeinrichtung immer eine Schnittstelle zum CAN-Bus mitbringen muss.The mentioned central systems have disadvantages in mobile use, because due to the large number of lines required, the backplanes to which the data lines are connected are very large, so that the acquisition of the measured data often can not take place at the point of origin. Even when designed as small systems, these are an expensive solution because of the ever-present basic costs of the backplane housing, moreover, an adaptation to the harsh environmental conditions in the mobile environment in these products is also not given. If proprietary systems are used, special plug-in cards and drivers for measuring data acquisition software from the respective manufacturer of the measuring system are usually necessary. Furthermore, additional lines for synchronization of the measuring modules usually have to be provided. Finally, in the widespread CAN bus, it is considered a disadvantage that it has only a small bath width in the data transmission, additional synchronization lines are also necessary here, and it is basically a closed system, in which the control and evaluation always have to bring an interface to the CAN bus.

Die US 2007/0198144 A1 betrifft die autonome Regelung von Fahrzeugen und zeigt ein Fahrzeugregelungssystem mit mehreren robotischen Regelungseinheiten (RCUs), die miteinander über einen CAN-Bus und ein Ethernet-Netzwerk verbunden sind.The US 2007/0198144 A1 relates to the autonomous control of vehicles and shows a vehicle control system with multiple robotic control units (RCUs), which are interconnected via a CAN bus and an Ethernet network.

Es besteht daher die Aufgabe eine Messanordnung zur Verfügung zu stellen, die eine schnelle Datenübertragung zwischen den Messmodulen und eine Kommunikation mit von dem im Fahrzeug befindlichen Bussystem getrennten Einrichtungen gestattet und mit einem geringem Aufwand hinsichtlich ihrer Verkabelung auskommt.It is therefore an object to provide a measuring arrangement which permits a fast data transmission between the measuring modules and a communication with devices separated from the bus system located in the vehicle and which manages with little effort with regard to their cabling.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Messanordnung der eingangs genannten Art, bei der die Messmodule über ein Ethernet-Datennetz miteinander verbunden sind und jedes Messmodul mit einem Modulationsglied versehen ist, welches die Feldbusdatenrahmen auf das Ethernet-Datennetz derart aufmoduliert, dass die Messdaten über Datenrahmen sowohl des Feldbusses als auch des Ethernets übertragbar sind, wobei die Messkette von Messmodulen durch den in der IEEE 1588 definierten Standard des Precision Time Protocol synchronisierbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Messanordnung können also durch das Aufmodulieren des Feldbusses auf das Ethernet-Datennetz sowohl der Feldbus als auch Ethernet über die gleiche Leitung, nämlich die Ethernet-Leitung parallel genutzt werden, ohne dass zusätzliche Leitungen in dem betreffenden Testfahrzeug verlegt werden müssen. Hierdurch kommt es zu einer Verknüpfung von Vorteilen der beiden Systeme.This object is achieved by a measuring arrangement of the aforementioned type, in which the measuring modules are connected to one another via an Ethernet data network and each measuring module is provided with a modulation element which modulates the fieldbus data frames onto the Ethernet data network in such a way that the measured data are transmitted both via data frames the field bus as well as the Ethernet can be transmitted, wherein the measuring chain of measuring modules can be synchronized by the defined in the IEEE 1588 standard of the Precision Time Protocol. In the case of the measuring arrangement according to the invention, by modulating the fieldbus onto the Ethernet data network, both the fieldbus and Ethernet can be used in parallel via the same line, namely the Ethernet line, without additional lines having to be laid in the relevant test vehicle. This results in a combination of advantages of the two systems.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Messanordnung ist das Feldbussystem durch einen CAN-Bus gebildet. Da der CAN-Bus ein Quasi-Standard im Bereich der Automobilentwicklung ist, können die erfindungsgemäß ausgestatteten Messmodule praktisch an jede in diesem Bereich gängige Messsoftware angebunden werden, die Messwerte werden in einem ebenfalls quasistandardisierten Datenformat beschrieben und abgelegt. Diese Vorteile werden mit den sich durch die Verwendung von Ethernet mit höherer Bandbreite ergebenden Vorteilen kombiniert, Ethernet ermöglicht im übrigen auch eine einfache Anbindung des Fahrzeugbusses an das Internet oder Funknetze. Darüber hinaus muss die Steuer- und Auswerteeinrichtung nicht mehr zwingend mit eine an den Feldbus angepassten Hardware ausgestattet werden, die Messanordnung kann aber auch so ausgebildet werden, dass die eine Netzstruktur eine Rückfallebene für die andere bildet.In an advantageous embodiment of the measuring arrangement, the fieldbus system is formed by a CAN bus. Since the CAN bus is a quasi-standard in the field of automotive development, the measuring modules equipped according to the invention can be connected to virtually any measuring software commonly used in this field, the measured values are written and stored in a likewise quasi-standardized data format. These advantages are combined with the benefits of using higher-bandwidth Ethernet, and Ethernet also allows easy connection of the vehicle's bus to the Internet or wireless networks. Moreover, the control and evaluation device no longer necessarily has to be equipped with a hardware adapted to the fieldbus, but the measuring arrangement can also be designed such that one network structure forms a fallback level for the other.

Zum Erhalt einer ununterbrochenen Linientopologie der Messmodule ist es zweckmäßig, bei einer Ausführung der Messanordnung das am Kettenende der Messkette befindliche Messmodul über das Datennetz mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung zu verbinden.To obtain an uninterrupted line topology of the measuring modules, it is expedient, in one embodiment of the measuring arrangement, to connect the measuring module located at the chain end of the measuring chain to the control and evaluation device via the data network.

Um nach Abschluss von Messungen die Messdaten sowohl im Format des Feldbusses als auch als Ethernet-Format bei anschließenden Auswertungen verwerten zu können kann eine vorteilhafte Weiterbildung der Messanordnung darin bestehen, zwischen der Steuer- und Auswerteeinrichtung und der mit diesem verbundenen Messmodul ein Demodulationsglied anzuordnen, mittels dessen die Feldbus-Datenrahmen aus dem Ethernet-Signal auskoppelbar sind. Dieses Demodulationsglied kann passiv, also ohne Stromversorgung betrieben werden.In order to be able to use the measured data both in the format of the fieldbus and as Ethernet format in subsequent evaluations after completion of measurements, an advantageous further development of the measuring arrangement can be to arrange a demodulation element between the control and evaluation device and the measuring module connected thereto of which the fieldbus data frames from the Ethernet signal can be decoupled. This demodulation can be passive, ie operated without power.

Um die Verkettung der durch die Messmodule in dem Datennetz gebildeten Ethernetknoten gut handhabbar zu machen, kann bei einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Messanordnung jedes Messmodul zur Steuerung des Zugriffs auf das Datennetz ein Steuerelement aufweisen, welches durch ein Hardware-Token gebildet ist. Zum einen sind mittels der Steuerelemente bevorzugt der Kettenanfang und das Kettenende der Messkette bestimmbar, außerdem gestattet das Steuerelement die Bestimmung eines Messmoduls zum Taktmaster der Messkette. Durch Anfang und Ende der Messkette sind Übertragungsrichtungen definiert, die es ermöglichen, die Datenrahmen zwischen den Messmodulen abhängig von ihrer Übertragungsrichtung weiterzuleiten. Dies ist insbesondere für den Umstand von Vorteil, dass trotz hoher Datenübertragungsraten, beispielsweise > 10MBit, die Linientopologie erhalten werden soll. Hierfür werden die Netzwerkschnittstellen der Messmodule je nach Übertragungsrichtung der Datenrahmen unterschiedlich ausgelegt. In Übertragungsrichtung zur Steuer- und Auswerteeinrichtung sind diese Schnittstellen zugunsten einer schnellen Übertragung als sogenannter Hub ohne Kollisionsvermeidung ausgebildet, während sie in umgekehrter Richtung bei höherer Durchlaufzeit zur Vermeidung von Kollisionen von Befehlen und Daten als sogenannter Switch ausgebildet sind.In order to make the linking of the Ethernet nodes formed by the measuring modules in the data network easy to handle, in another advantageous embodiment of the measuring arrangement each measuring module for controlling the access to the data network can have a control, which is formed by a hardware token. On the one hand, the chain start and the chain end of the measuring chain are preferably determinable by means of the controls, in addition the control allows the determination of a measuring module for the clock master of the measuring chain. Transmission directions are defined by the start and end of the measuring chain, which make it possible to pass the data frames between the measuring modules depending on their transmission direction. This is particularly advantageous for the fact that, despite high data transmission rates, for example> 10 Mbit, the line topology should be obtained. For this purpose, the network interfaces of the measuring modules are designed differently depending on the transmission direction of the data frames. In the direction of transmission to the control and evaluation these interfaces are designed in favor of a fast transmission as a so-called hub without collision avoidance, while they are designed in the opposite direction at a higher throughput time to avoid collisions of commands and data as a so-called switch.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Messanordnung ist die Messkette von Messmodulen durch den in der IEEE 1588 definierten Standard synchronisierbar, das heißt die Messmodule werden über das Ethernet selbst mittels des sogenannten Precision Time Protocol synchronisiert, wodurch eine hohe zeitliche Genauigkeit erreicht wird und außerdem eigene, für die Synchronisation bestimmte Leitungen entfallen können, was wiederum auch dem Umfang der zu verlegenden Kabel zu Gute kommt. Umfang meint hier sowohl Anzahl als auch Dicke der Kabel.In the embodiment of the measuring arrangement according to the invention, the measuring chain of measuring modules can be synchronized by the standard defined in IEEE 1588, ie the measuring modules are synchronized via the Ethernet itself by means of the so-called Precision Time Protocol, whereby a high temporal accuracy is achieved and also own, for the synchronization certain lines can be omitted, which in turn also comes to the extent of the cable to be laid to good. Scope here means both number and thickness of the cables.

Eine zweckmäßige Ausbildung der Steuer- und Auswerteeinrichtung kann bei einer Ausführung der Messanordnung zumindest ein Datenaufzeichnungsgerät, ein Anzeigemittel und/oder ein gegebenenfalls transportables Computersystem aufweisen. Diese Geräte sind mit einer oder mehreren Schnittstellen ausgestattet, die den Empfang der Datenrahmen in einem oder beiden möglichen Formaten gestatten. So kann ein Computersystem in Form eines Laptops zum Beispiel beide Schnittstellen aufweisen, während ein CAN-Anzeigegerät als Anzeigemittel lediglich die aus dem Ethernet ausgekoppelten CAN-Datenrahmen interpretieren kann.An expedient embodiment of the control and evaluation device can have at least one data recording device, a display means and / or an optionally transportable computer system in one embodiment of the measuring arrangement. These devices are equipped with one or more interfaces that allow the reception of the data frames in one or both possible formats. Thus, for example, a computer system in the form of a laptop can have both interfaces, while a CAN display device as display means can only interpret the CAN data frame coupled out of the Ethernet.

Eine breitere Einsetzbarkeit kann mit der erfindungsgemäßen Messanordnung dann erreicht werden, wenn auch ein oder mehrere Messmodule, die nur über einen seriellen Feldbus verbunden sind, an die per Ethernet vernetzten Module anschließbar sind, weswegen bei einer zweckmäßigen Weiterbildung das an dem Kettenanfang der Messkette befindliche Messmodul mit einem Synchronisierungsmittel und/oder einem Koppelglied verbunden ist und über dieses eine zweite Messkette von über einen seriellen Feldbus verbundenen Messmodulen an die erste Messkette anbindet.A broader applicability can be achieved with the measuring arrangement according to the invention if one or more measuring modules, which are connected only via a serial field bus, can be connected to the modules networked by Ethernet, which is why in an expedient development the measuring module located at the beginning of the chain of the measuring chain is connected to a synchronization means and / or a coupling member and connects via this a second measuring chain connected via a serial field bus measuring modules to the first measuring chain.

Zur Übermittlung von Messwerten über größere Entfernungen vom Messort kann zwischen dem Kettenende der Messkette und der Steuer- und Auswerteeinrichtung ein drahtloses Übertragungsmittel angeordnet sein. Zweckmäßigerweise wird dieses Übertragungsmittel, das zum Beispiel durch eine Funkstrecke mit zwei WLAN-Stationen gebildet sein kann, das Signal hinter einem Demodulationsglied weiterleiten, so dass ein ausgekoppeltes Feldbus-Signal trotzdem noch innerhalb eines Fahrzeugs an einem Anzeigmittel kontrolliert werden kann.To transmit measured values over greater distances from the measuring location, a wireless transmission means can be arranged between the chain end of the measuring chain and the control and evaluation device. Appropriately, this transmission means, which may be formed for example by a radio link with two WLAN stations, forward the signal behind a demodulation, so that a decoupled fieldbus signal can still be controlled within a vehicle at a display means.

Um einen synchronen Betrieb der Messmodule zu gewährleisten und gleichzeitig einen Messrechner auch sehr weit entfernt von der Messkette positionieren zu können und beide etwa über das Internet zu verbinden, werden bei einer Weiterbildung der Messanordnung das die Messmodule verbindende Datennetz von einem die Messdaten zu der Steuer- und Auswerteeinrichtung transportierenden, größeren Datennetz durch eine Routing-Einrichtung getrennt.In order to ensure a synchronous operation of the measuring modules and at the same time be able to position a measuring computer very far away from the measuring chain and to connect both via the Internet, in a further development of the measuring arrangement, the data network connecting the measuring modules is separated from the measured data to the control unit. and evaluating transporting, larger data network separated by a routing device.

Insbesondere betrifft ein erster Aspekt der Erfindung eine Messanordnung mit einer Mehrzahl von Messdaten erzeugenden Messmodulen, welche als Knoten eines Busses in einer Linientopologie miteinander zu einer Messkette verbunden sind und miteinander sowie mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung Datenrahmen eines Feldbussystems austauschen, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmodule (2) über ein Ethernet-Datennetz (4) miteinander verbunden sind und jedes Messmodul (2) mit einem Modulationsglied versehen ist, welches die Feldbusdatenrahmen auf das Ethernet-Datennetz (4) derart aufmoduliert, dass die Messdaten über Datenrahmen sowohl des Feldbusses als auch des Ethernets übertragbar sind, wobei die Messkette von Messmodulen durch den in der IEEE 1588 definierten Standard des Precision Time Protocol synchronisierbar ist.In particular, a first aspect of the invention relates to a measuring arrangement with a plurality of measurement modules generating measurement data which are connected to a measurement chain as nodes of a bus in a line topology and exchange data frames of a fieldbus system with each other and with a control and evaluation device, characterized in that the Measuring modules (2) via an Ethernet data network (4) are interconnected and each measuring module (2) is provided with a modulation element which modulates the fieldbus data frame on the Ethernet data network (4) such that the measurement data on data frame both the field bus and can also be transferred to the Ethernet, wherein the measuring chain of measuring modules can be synchronized by the standard of the Precision Time Protocol defined in the IEEE 1588.

In einem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Feldbussystem durch einen CAN-Bus gebildet.In a second aspect of the invention, the fieldbus system is formed by a CAN bus.

In einem dritten Aspekt der Erfindung ist das am Kettenende der Messkette befindliche Messmodul (2) über das Datennetz (4) mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung verbunden.In a third aspect of the invention, that is located at the chain end of the measuring chain Measuring module (2) via the data network (4) connected to the control and evaluation.

In einem vierten Aspekt der Erfindung ist zwischen der Steuer- und Auswerteeinrichtung (3) und der mit diesem verbundenen Messmodul (2) ein Demodulationsglied (7) angeordnet, mittels dessen die Feldbus-Datenrahmen aus dem Ethernet-Signal auskoppelbar sind.In a fourth aspect of the invention, a demodulation element (7), by means of which the fieldbus data frames can be coupled out of the Ethernet signal, is arranged between the control and evaluation device (3) and the measuring module (2) connected thereto.

In einem fünften Aspekt der Erfindung weist jedes Messmodul (2) zur Steuerung des Zugriffs auf das Datennetz ein Steuerelement auf, welches durch ein Hardware-Token gebildet ist.In a fifth aspect of the invention, each measuring module (2) for controlling the access to the data network has a control, which is formed by a hardware token.

In einem sechsten Aspekt der Erfindung, insbesondere gemäß dem vorherigen fünften Aspekt, sind mittels der Steuerelemente der Kettenanfang und das Kettenende der Messkette bestimmbar.In a sixth aspect of the invention, in particular according to the previous fifth aspect, the chain start and the chain end of the measuring chain can be determined by means of the control elements.

In einem siebten Aspekt der Erfindung, insbesondere gemäß einem der vorherigen fünften oder sechsten Aspekte, gestattet das Steuerelement die Bestimmung eines Messmoduls (2) zum Taktmaster der Messkette.In a seventh aspect of the invention, in particular according to one of the preceding fifth or sixth aspects, the control element allows the determination of a measuring module (2) for the clock master of the measuring chain.

In einem achten Aspekt der Erfindung sind die Datenrahmen zwischen den Messmodulen (2) abhängig von ihrer Übertragungsrichtung weiterleitbar.In an eighth aspect of the invention, the data frames between the measuring modules (2) are forwardable depending on their transmission direction.

In einem neunten Aspekt der Erfindung weist die Steuer- und Auswerteeinrichtung (3) zumindest ein Datenaufzeichnungsgerät, ein Anzeigemittel (10) und/oder ein gegebenenfalls transportables Computersystem (8, 13) auf.In a ninth aspect of the invention, the control and evaluation device (3) has at least one data recording device, a display device (10) and / or an optionally transportable computer system (8, 13).

In einem zehnten Aspekt der Erfindung ist das an dem Kettenanfang der Messkette befindliche Messmodul (2) mit einem Koppelglied (11) mit Synchronisierungsmittel verbunden und bindet über dieses eine zweite Messkette von über einen seriellen Feldbus verbundenen Messmodulen (12) an die erste Messkette an.In a tenth aspect of the invention, the measuring module (2) located at the beginning of the measuring chain is connected to a coupling element (11) with synchronizing means and binds thereto a second measuring chain of measuring modules (12) connected via a serial field bus to the first measuring chain.

In einem elften Aspekt der Erfindung ist zwischen dem Kettenende der Messkette und der Steuer- und Auswerteeinrichtung (3) ein drahtloses Übertragungsmittel angeordnet.In an eleventh aspect of the invention, a wireless transmission means is arranged between the chain end of the measuring chain and the control and evaluation device (3).

In einem zwölften Aspekt der Erfindung ist das die Messmodule (2) verbindende Datennetz (4) von einem die Messdaten zu der Steuer- und Auswerteeinrichtung (3) transportierenden, größeren Datennetz durch eine Routing-Einrichtung (15) getrennt.In a twelfth aspect of the invention, the data network (4) connecting the measuring modules (2) is separated from a larger data network transporting the measured data to the control and evaluation device (3) by a routing device (15).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in schematisierter Darstellung die

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit in Linientopologie angeordneten Messmodulen,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Messanordnung mit in Linientopologie angeordneten Messmodulen, an welche eine zweite Messkette von über einen seriellen Bus miteinander verbundenen Messmodulen angebunden ist;
3 ein drittes Ausführungsbeispiele einer Messanordnung, bei welchem die Daten mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung über ein größeres Datennetz ausgetauscht werden.

The invention will be explained in more detail with reference to embodiments in the drawing. This show in a schematic representation of the

1 A first embodiment of a measuring arrangement with arranged in line topology measurement modules,
2 a second embodiment of a measuring arrangement with arranged in line topology measurement modules, to which a second measuring chain is connected by connected via a serial bus measuring modules connected;
3 a third embodiment of a measuring arrangement in which the data is exchanged with the control and evaluation over a larger data network.

Die 1 zeigt eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Messanordnung mit einer Mehrzahl von Messdaten erzeugenden Messmodulen 2, welche als Knoten eines Busses in einer Linientopologie miteinander zu einer Messkette verbunden sind und miteinander sowie mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 3 Datenrahmen eines Feldbussystems austauschen, bei dem es sich um einen CAN-Bus handelt. Die Messmodule 2 sind über ein Ethernet-Datennetz 4 miteinander verbunden und jedes Messmodul 2 ist mit einem nicht näher dargestellten Modulationsglied versehen, welches die Feldbusdatenrahmen auf das Ethernet-Datennetz derart aufmoduliert, dass die Messdaten über Datenrahmen sowohl des Feldbusses als auch des Ethernets übertragbar sind. An dem den Kettenanfang bildenden, für den Betrachter ganz rechten Messmodul 2 ist eine optionale Spannungsversorgung 5 zu erkennen, die die Messmodule 2 über die zwischen diesen verlaufende Leitung 6 speist. Das ganz linke, das Kettenende bildende Messmodul 2 ist mit dem Demodulationsglied 7, das das CAN-Signal aus dem Ethernet-Signal auskoppelt und beide Signale zunächst an einen Rechner 8 der Steuer- und Auswerteeinrichtung führt, das CAN-Signal wird außerdem über einen Abschlusswiderstand 9 an ein CAN-fähiges Anzeigemittel 10 geführt. Die Module 2 werden synchronisiert betrieben und das CAN-Signal kann etwa zum langsamen Beobachten der Entwicklung der Messwerte mit einer niedrigen Erfassungsrate eingesetzt werden.The 1 shows a generally designated 1 measuring arrangement with a plurality of measuring data generating measuring modules 2 which are connected as a node of a bus in a line topology with each other to a measuring chain and each other and with a control and evaluation 3 Exchange data frame of a fieldbus system, which is a CAN bus. The measuring modules 2 are over an Ethernet data network 4 interconnected and each measuring module 2 is provided with a modulation element not shown in detail, which modulates the fieldbus data frame on the Ethernet data network such that the measurement data via data frames of both the field bus and the Ethernet are transferable. At the beginning of the chain forming, for the viewer right measurement module 2 is an optional power supply 5 to recognize the measuring modules 2 over the line running between them 6 fed. The leftmost, the chain end forming measuring module 2 is with the demodulation member 7 , which decouples the CAN signal from the Ethernet signal and both signals to a computer first 8th the control and evaluation device leads, the CAN signal is also a terminator 9 to a CAN-capable display means 10 guided. The modules 2 are operated synchronized and the CAN signal can be used, for example, to slowly observe the development of the measured values with a low detection rate.

Im für den Betrachter linken Teil der 2 ist im wesentlichen die Messanordnung der 1 zu erkennen. Am Messmodul des Kettenanfangs ist nun ein Koppelglied 11 mit einem Synchronisierungsmittel angeordnet und über dieses wird eine zweite Messkette von über einen seriellen Feldbus 14 verbundenen Messmodulen 12 an die erste Messkette angebunden. Bei diesem Mischbetrieb der Messmodule 2, 12 sind diese untereinander innerhalb der jeweiligen Messkette und die Messketten miteinander synchronisiert, wobei das Koppelglied 11 den Takt der Feldbus-Messkette aus dem Takt der Ethernet-Messkette, deren mit dem Koppelglied 11 verbundenes Modul 2 den Taktmaster bildet, generiert. An dem für den Betrachter ganz rechten Modul 12 der Feldbus-Messkette sind eine wiederum optionale Spannungsversorgung 5 und ein Abschluss des Busses angeordnet. Die Weitervermittlung der Daten an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 3 verläuft wie bereits unter 1 beschrieben.In the viewer's left part of the 2 is essentially the measuring arrangement of 1 to recognize. At the measuring module of the chain beginning now a coupling member 11 is arranged with a synchronization means and this is a second measuring chain of a serial field bus 14 connected measuring modules 12 connected to the first measuring chain. In this mixed operation of the measuring modules 2, 12 they are synchronized with each other within the respective measuring chain and the measuring chains with each other, wherein the coupling member 11 the clock of the fieldbus measuring chain from the clock of the Ethernet measuring chain, whose with the coupling element 11 connected module 2 the clock master forms generated. At the far right module for the viewer 12 The fieldbus measuring chain is an optional power supply 5 and a completion of the bus arranged. The forwarding of the data to the control and evaluation device 3 proceeds as already below 1 described.

In der 3 ist eine der 1 ähnliche Messanordnung zu erkennen, die sich von dieser lediglich hinsichtlich der Weiterverarbeitung der bereits an die Steuer- und Auswerteeinrichtung übergebenen Daten unterscheidet, die nach dem Passieren des Demodulationsglieds 7 entweder von einer Einrichtung weiterverarbeitet werden, die eine CAN-fähige Schnittstelle aufweist oder zunächst an eine Netze trennende Routing-Einrichtung 15 übergeben und von dort weiter versandt werden, beispielsweise an einen in unmittelbarer Nähe indem gleichen Segment befindlichen Rechner 8 oder aber einen über das Internet verbunden Rechner 13.In the 3 is one of the 1 Detect similar measuring arrangement, which differs from this only in terms of further processing of the data already transferred to the control and evaluation, after passing the demodulation 7 either further processed by a device having a CAN-capable interface or first to a network separating routing device 15 be passed on and sent from there, for example, to a computer located in the immediate vicinity in the same segment 8th or a computer connected via the Internet 13 ,

Demnach betrifft die Erfindung also eine Messanordnung 1 mit einer Mehrzahl von Messdaten erzeugenden Messmodulen 2, welche als Knoten eines Busses in einer Linientopologie miteinander zu einer Messkette verbunden sind und miteinander sowie mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 3 Datenrahmen eines Feldbussystems austauschen. Um ohne großen Verkabelungsaufwand für die Messanordnung 1 eine schnelle Datenübertragung zwischen den Messmodulen 2 und eine Kommunikation mit von dem beispielsweise in einem Fahrzeug befindlichen Bussystems getrennten Einrichtungen realisieren zu können, sind bei der Messanordnung 1 die Messmodule 2 über ein Ethernet-Datennetz miteinander verbunden und jedes Messmodul 2 mit einem Modulationsglied versehen, welches die Feldbusdatenrahmen auf das Ethernet-Datennetz derart aufmoduliert, dass die Messdaten über Datenrahmen sowohl des Feldbusses als auch des Ethernets übertragbar sind.Accordingly, the invention thus relates to a measuring arrangement 1 with a plurality of measuring data generating measuring modules 2 which are connected as a node of a bus in a line topology with each other to a measuring chain and each other and with a control and evaluation 3 Exchange data frame of a fieldbus system. To without much cabling effort for the measuring arrangement 1 A fast data transmission between the measuring modules 2 and a communication with to be able to separate from the example located in a vehicle bus system devices are in the measuring arrangement 1 the measuring modules 2 connected via an Ethernet data network and each measuring module 2 provided with a modulation element which modulates the fieldbus data frames on the Ethernet data network in such a way that the measurement data can be transmitted via data frames of both the fieldbus and the Ethernet.

Claims

Measuring arrangement (1) with a plurality of measuring data generating measuring modules (2), which are connected as nodes of a bus in a line topology with each other to a measuring chain and with each other and with a control and evaluation (3) data frame of a fieldbus system exchange, the measuring modules ( 2) are connected to one another via an Ethernet data network (4) and each measuring module (2) is provided with a modulation element which modulates the fieldbus data frames onto the Ethernet data network (4) in such a way that the measurement data are transmitted via data frames of both the fieldbus and the fieldbus Ethernets are transferable, characterized in that the measuring chain of measuring modules (2) by the defined in the IEEE 1588 standard of the Precision Time Protocol is synchronized.

Measuring arrangement after Claim 1 , characterized in that the fieldbus system is formed by a CAN bus.

Measuring arrangement after Claim 1 or 2 , characterized in that the measuring module located at the chain end of the measuring chain (2) via the data network (4) is connected to the control and evaluation device.

Measuring arrangement according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that a demodulation element (7) is arranged between the control and evaluation device (3) and the measuring module (2) connected to it, by means of which the fieldbus data frames can be decoupled from the Ethernet signal.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that each measuring module (2) for controlling the access to the data network has a control, which is formed by a hardware token.

Measuring arrangement after Claim 5 , characterized in that by means of the controls of the chain start and the chain end of the measuring chain can be determined.

Measuring arrangement after Claim 5 or 6 , characterized in that the control allows the determination of a measuring module (2) to the clock master of the measuring chain.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the data frames between the measuring modules (2) can be forwarded depending on their transmission direction.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control and evaluation device (3) has at least one data recording device, a display means (10) and / or an optionally transportable computer system (8, 13).

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring module (2) located at the chain start of the measuring chain is connected to a coupling element (11) with synchronizing means and via this a second measuring chain of measuring modules (12) connected via a serial field bus to the connects the first measuring chain.

Measuring arrangement according to one of Claims 1 . 2 or 4 to 10 , characterized in that between the chain end of the measuring chain and the Control and evaluation device (3) a wireless transmission means is arranged.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the data network (4) connecting the measuring modules (2) is separated from a larger data network transporting the measured data to the control and evaluation device (3) by a routing device (15).