DE4232995C2

DE4232995C2 - Verfahren zur Übertragung von Daten mehrerer Datensender auf einer gemeinsamen Datenleitung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4232995C2
Application number: DE19924232995
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Maas; Joachim Dipl Ing Bunke
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2012-10-02
Also published as: FR2696562B1; DE4232995A1; GB2271255A; GB9319060D0; GB2271255B; FR2696562A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Daten mehrerer Datensender auf einer gemeinsamen Datenleitung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 4.

Aus der DE 39 21 744 A1 ist ein gattungsgemäßes Kommunikationsverfahren für einen Einleitungs-Datenbus von Kraftfahrzeugen bekannt, an letztwelchem eine Zentrale und Peripherieeinheiten angeschlossen sind. Dabei spricht die Zentrale die Peripherieeinheiten durch Spannungsimpulse sequentiell an, während die Peripherieeinheiten ein Stromsignal auf den Datenbus geben. Im Sendebetrieb liefern die Peripherieeinheiten zunächst ihre Adresse als codiertes Stromsignal und anschließend daran eine den gesamten Wertebereich des Sensors deckende codierte Strominformation auf den Datenbus und damit an die Zentrale. Die nur der Abgabe von Digitalsignalen fähigen Anschaltstufen der einzelnen Peripherieeinheiten verschlüsseln ihre in Richtung der Zentrale zu übermittelnde Information letztlich im Anschlattastverhältnis, mit dem der Bus definiert belastet wird. Entsprechende Hardwaremerkmale weist demgemäß eine Vorrichtung zur Durchführung jenes Verfahrens auf.

Aus der Normpublikation ISO 9141 (1989 (E)), "Road vehicles - Diagnostic systems - Requirements for interchange of digital information" ist ein anderes Verfahren bekannt, wonach entsprechende Daten digital aufbereitet werden. Die auf der Datenleitung übertragene Information ist dabei unterteilt in einen ersten Teil, der den jeweiligen Datensender charakterisiert und einen zweiten Teil, der die entsprechenden Daten des jeweiligen Datensenders charakterisiert. Eine entsprechende Vorrichtung ist dabei so aufgebaut, daß die Daten von dem Datensender digitalisiert werden müssen. Der Datensender kann die Information zu beliebigem Zeitpunkt auf die Datenleitung bringen. Dieses Verfahren und die Vorrichtung sind als Datenbus bekannt beispielsweise zur Übertragung von Daten zwischen mehreren Rechnern.

Weiterhin ist es allgemein bekannt, einem Rechner einen Analog-/Digitalwandler (A/D-Wandler) vorzuschalten. An diesen A/D-Wandler werden dann einzelne Sensoren mittels eines Vorwiderstandes über eine gemeinsame Leitung angeschlossen, deren analoge Signale durch die A/D-Wandler digitalisiert werden und somit von dem Rechner verarbeitet werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Übertragung von Daten mehrerer Datensender auf einer gemeinsamen Datenleitung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens derart auszugestalten, daß sich eine möglichst einfache Bauform hin sichtlich der zur Durchführung des Verfahrens und zur Ausbil dung der Vorrichtung benötigten Bauteile ergibt.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Übertragung von Daten mehrerer Datensender auf einer gemein samen Datenleitung sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gelöst, wobei die Merkmale der Unteran sprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.

Vorteile der Erfindung gegenüber dem bekannten Stand der Tech nik bestehen darin, daß sich eine Vereinfachung hinsichtlich der benötigten Bauteile unter Erhaltung einer hinreichenden Sicherheit bei der Übertragung der Daten ergibt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung beruht darauf, daß vorzugs weise mehrere Datensender an eine Datenleitung zum Übertragen der Daten angeschlossen sind. Dabei nehmen die von den Daten sendern auf die Datenleitung gesendeten Signale binäre Werte an. Bei der Übertragung von Daten eines Datensenders wird die Frequenz und das Tastverhältnis ausgewertet. Somit können meh rere Datensender Daten auf einer Datenleitung übertragen, da durch die Auswertung einer der beiden Größen (Frequenz oder Tastverhältnis) erkannt werden kann, von welchem Datensender gesendet wurde und durch die Auswertung der anderen Größe (Tastverhältnis oder Frequenz) die übersendeten Daten (Infor mationen) erhalten werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher be schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung bezüglich der Änderungen von Signal pegeln mehrerer an einer Datenleitung angeschlossener Datensender auf der Zeitachse,

Fig. 2 den Zeitverlauf des Signals auf der Datenleitung, bei den Änderungen der Signalpegel gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein erstes Ablaufdiagramm des Verfahrens, bei dem das Tastverhältnis den Datensender charakterisiert und die Frequenz die zu übertragenden Daten,

Fig. 4 ein zweites Ablaufdiagramm, bei dem die Frequenz den Datensender charakterisiert und das Tastverhältnis die zu übertragenden Daten,

Fig. 5 ein drittes Ablaufdiagramm, bei dem das Tastverhältnis den Datensender charakterisiert und die Frequenz die zu übertragenden Daten,

Fig. 6 ein viertes Ablaufdiagramm, bei dem die Frequenz den Datensender charakterisiert und das Tastverhältnis die zu übertragenden Daten und

Fig. 7 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, werden von den Datensendern Änderungen des Signalpegels auf die Datenleitung gesandt. Diese Änderungen des Signalpegels werden dann ausgewertet, um die Frequenz und das Tastverhältnis der einzelnen Datensender zu ermitteln. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei mit S1, S2 und S3 bezeichnete Datensender an eine Datenleitung angeschlossen. Die Bezeichnung S1+ bedeutet dann, daß von dem Datensender S1 eine aktive Signalpegeländerung auf die Daten leitung gesendet wird. Entsprechend bedeutet die Bezeichnung S1-, daß von dem Datensender S1 ein Signal entsprechend einer umgekehrten (bezogen auf die "aktive") Signalpegeländerung auf die Datenleitung gesendet wird. Die Bedeutung der Bezeichnung der anderen Datensender (S2+, S2-, S3+, S3-) ergibt sich dann entsprechend. Weiterhin ist der Fig. 1 zu entnehmen, daß jeder Pegeländerung genau ein Zeitpunkt zugeordnet wird. In dem Da tenempfänger wird dann die Spannungshöhe dahingehend ausgewer tet, daß die Sprünge erkannt werden und daß diesen Sprüngen die jeweiligen Zeitpunkte (t₀, t₁, t₂, t₃, t₄, t₅, t₆, t₇, t₈, t₉ und t₁₀) zugeordnet werden. Da die Datensender unsynchronisiert auf die Datenleitung senden, kann es vorkommen, daß zu einer bestimmten Zeit eine doppelte Signalpegeländerung derselben Richtung auftritt. In diesem Fall werden dieser Signalpegelän derung zwei Zeitpunkte zugeordnet. Aufgrund dieser Daten können dann - wie im folgenden beschrieben - die Frequenzen und Tast verhältnisse der einzelnen Datensender erkannt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Datensender S1 eine Wiederkehr von 5 Zeiteinheiten und ein Tastverhältnis von 0,2, der Datensender S2 eine Wiederkehr von 3 Zeiteinheiten und ein Tastverhältnis von 0,33 und der Datensender S3 eine Wiederkehr von 4 Zeiteinheiten und ein Tastverhältnis von 0,5. Die Wie derkehr bedeutet dabei den Kehrwert der Frequenz.

Fig. 2 ist eine Darstellung des sich auf der Datenleitung er gebenden Signales über der Zeit zu entnehmen, wenn an die Da tenleitung die Datensender S1, S2 und S3 angeschlossen sind und die Signalpegeländerungen entsprechend der Darstellung der Fig. 1 erfolgen.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ablaufdiagramm des Verfahrens, bei dem das Tastverhältnis den Datensender charakterisiert und die Frequenz die zu übertragenden Daten. Wie bei Fig. 1 be schrieben, werden die Zeiten der positiven und der negativen Sprünge festgehalten.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ablaufdiagramm ist das Verfahren zur Auswertung der Signalpegeländerungen beschrieben, das un mittelbar nach der Feststellung der negativen Signalpegelände rung zum Zeitpunkt t₉ ausgeführt wird. Es werden dann zur Aus wertung alle zurückliegenden Zeitpunkte von Signalpegelände rungen berücksichtigt, die in einem Zeitintervall liegen, das der maximal möglichen Wiederkehr der drei Datensender ent spricht. Die maximal mögliche Wiederkehr bezeichnet dabei den Zeitabstand, der der minimal möglichen Frequenz entspricht.

Das gezeigte Ablaufdiagramm kann zyklisch durchlaufen werden. Zur Auswertung werden zurückliegende Zeitpunkte benötigt, die innerhalb des genannten Zeitintervalles liegen. Deshalb wird in dem Schritt 301 zunächst geprüft, ob Zeitpunkte gespeichert sind, die von der aktuellen Zeit betrachtet länger zurückliegen als das genannte Zeitintervall. Wird bei dieser Überprüfung festgestellt, daß derartige Zeitpunkte gespeichert sind, werden in dem Schritt 302 diese Zeitpunkte dann entsprechend einem Stack-Speicher, der nach dem FIFO-Prinzip arbeitet, gelöscht.

In dem Schritt 304 wird dann die aktuelle Zeit als Zeitpunkt gespeichert, wenn in dem Schritt 303 eine Signalpegeländerung festgestellt wurde. Außer dem Zeitpunkt wird dabei auch die Richtung der Signalpegeländerung gespeichert.

In dem Schritt 305 erfolgt dann eine Auswertung dieser Meßda ten, indem zunächst jede mögliche Wiederkehr ermittelt wird.

Die Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispieles bezieht sich dabei auf die aktuelle Zeit derart, daß in dem Schritt 304 dem Zeitpunkt t₉ eine negative Signalpegeländerung zugeordnet wurde. Da zum Zeitpunkt t₉ eine negative Signalpegeländerung festgestellt wurde, wird in dem Schritt 305 der Zeitabstand zwischen dem Zeitpunkt t₉ und jedem Zeitpunkt (t₀, t₂, t₅₁, t₆) in dem genannten Zeitintervall berechnet, an dem ebenfalls eine negative Signalpegeländerung festgestellt wurde. Berechnet werden somit die Zeitabstände

t_abst,w1 = t₉-t₆ = 1,5,
t_abst,w2 = t₉-t₅ = 2,7,
t_abst,w3 = t₉-t₂ = 4,5,
t_abst,w4 = t₉-t₀ = 5,0.

In dem Schritt 306 wird dann jedes mögliche Tastverhältnis be rechnet. Dabei wird jeder in dem Zeitintervall liegende Zeit punkt, dem eine positive Signalpegeländerung zugeordnet wurde (t₁, t₃, t₄, t₇, t₈), mit jedem der in dem Schritt 305 berech neten Zeitabstände hinsichtlich des Tastverhältnisses ausge wertet, wobei nur die Tastverhältnisse berechnet werden, bei denen gilt, daß der Zeitpunkt der positiven Signalpegeländerung (t₁, t₃, t₄, t₇, t₈) nach dem Zeitpunkt der früheren negativen Signalpegeländerung (t₀, t₂, t₅, t₆) liegt. Es werden also die folgenden Tastverhältnisse berechnet, wobei die in der letzten Spalte stehenden Zahlen die Werte des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels betreffen:

t_tast11 = 1 - (t₁-t₉)/t_abst,w4 = 0,06,
t_tast21 = 1 - (t₃-t₉)/t_abst,w4 = 0,2,
t_tast22 = 1 - (t₃-t₉)/t_abst,w3 = 0,11,
t_tast31 = 1 - (t₄-t₉)/t_abst,w4 = 0,3,
t_tast32 = 1 - (t₄-t₉)/t_abst,w3 = 0,22,
t_tast41 = 1 - (t₇-t₉)/t_abst,w4 = 0,86,
t_tast42 = 1 - (t₇-t₉)/t_abst,w3 = 0,844,
t_tast43 = 1 - (t₇-t₉)/t_abst,w2 = 0,74,
t_tast44 = 1 - (t₇-t₉)/t_abst,w1 = 0,533,
t_tast51 = 1 - (t₈-t₉)/t_abst,w4 = 0,9,
t_tast52 = 1 - (t₈-t₉)/t_abst,w3 = 0,889,
t_tast53 = 1 - (t₈-t₉)/t_abst,w2 = 0,813,
t_tast54 = 1 - (t₈-t₉)/t_abst,w1 = 0,667.

In dem Schritt 307 werden dann die in dem Schritt 306 berech neten Tastverhältnisse verglichen mit den Tastverhältnissen der an die Datenleitung angeschlossenen Datensender. Bei Überein stimmung kann geschlossen werden, daß die entsprechenden Si gnale von dem Datensender gesendet wurden, dessen Tastverhält nis mit dem entsprechenden berechneten Tastverhältnis überein stimmt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Tast verhältnisse entsprechend der Beschreibung der Fig. 1 gleich 0,2 oder 0,33 oder 0,5. Nimmt man um diese Werte des Tastver hältnisses herum noch einen gewissen Toleranzbereich zum Aus gleich von Meßfehlern, der beispielsweise ±0,01 betragen kann, so zeigt sich, daß nur das Tastverhältnis t_tast21 der Bedingung genügt. Dieses Tastverhältnis wird dabei dem Datensender S1 zugeordnet, der das Tastverhältnis von 0,2 aufweist. Können mehrere der berechneten Tastverhältnisse einem Datensender zu geordnet werden, so ist keine sichere Aussage möglich, von welchem Datensender das Signal stammt. Ebenso kann es vorkom men, daß keines der Tastverhältnisse innerhalb eines der be schriebenen Toleranzbereiche liegt. In diesem Fall ist keine sichere Zuordnung zu einem Datensender möglich. Die Abfrage in dem Schritt 307 lautet also demnach, ob genau eines der be rechneten Tastverhältnisse mit einem der durch die Datensender vorgegebenen Tastverhältnisse zumindest innerhalb eines Tole ranzbereiches übereinstimmt. Ist dies der Fall, wird in dem Schritt 308 die bei der Berechnung dieses Tastverhältnisses verwendete Frequenz ausgewertet, um die Information des entsprechenden Datensenders zu erhalten. Andernfalls ist keine sichere Aussage möglich, von welchem Datensender die Si gnalpegeländerung gesendet wurde. In einer besonders vorteil haften Ausführungsform können jedoch alle gemäß dem Ergebnis der Überprüfung im Schritt 307 in Frage kommenden Frequenzen, die der Berechnung der entsprechenden Tastverhältnisse zugrunde gelegt wurden, in einem Schritt 309 auf ihre Plausibilität hin überprüft werden. Diese Plausibilitätsprüfung kann dabei be inhalten, daß der sich aus der jeweiligen Frequenz ergebende Wertebereich des Datensenders überprüft wird. Ebenso können bezüglich der einzelnen Datensender Änderungen gegenüber den bisherigen Datenwerten ausgewertet werden. Ergibt diese Plau sibilitätsprüfung in dem Schritt 309, daß nur eine der aufgrund der Überprüfung in dem Schritt 307 in Frage kommenden Fre quenzen der Information eines Datensenders entsprechen kann, wird in dem Schritt 310 die bei der Berechnung des entspre chenden Tastverhältnisses verwendete Frequenz ausgewertet, um die Information des entsprechenden Datensenders zu erhalten. Andernfalls kann dann bei diesem Programmzyklus keine Informa tion eines Datensenders gewonnen werden.

Grundsätzlich ist es gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 auch möglich, daß die Frequenz den Datensender charakterisiert und das Tastverhältnis die zu übertragenden Daten.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ablaufdiagramm ist das Verfahren zur Auswertung der Signalpegeländerungen beschrieben, das un mittelbar nach der Feststellung der negativen Signalpegeländerung zum Zeitpunkt t₉ ausgeführt wird. Es werden dann zur Aus wertung alle zurückliegenden Zeitpunkte von Signalpegeländerungen berücksichtigt, die in einem Zeitintervall liegen, das der maximal möglichen Wiederkehr der drei Datensender ent spricht. Die maximal mögliche Wiederkehr bezeichnet dabei den Zeitabstand, der der minimal möglichen Frequenz entspricht.

Das gezeigte Ablaufdiagramm wird zyklisch durchlaufen. Zur Auswertung werden zurückliegende Zeitpunkte benötigt, die in nerhalb des genannten Zeitintervalles liegen. Deshalb wird in dem Schritt 401 zunächst geprüft, ob Zeitpunkte gespeichert sind, die von der aktuellen Zeit betrachtet länger zurückliegen als das genannte Zeitintervall. Wird bei dieser Überprüfung festgestellt, daß derartige Zeitpunkte gespeichert sind, werden in dem Schritt 402 diese Zeitpunkte dann entsprechend einem Stack-Speicher, der nach dem FIFO-Prinzip arbeitet, gelöscht.

In dem Schritt 404 wird dann die aktuelle Zeit als Zeitpunkt gespeichert, wenn in dem Schritt 403 eine Signalpegeländerung festgestellt wurde. Außer dem Zeitpunkt wird dabei auch die Richtung der Signalpegeländerung gespeichert.

In dem Schritt 405 erfolgt dann eine Auswertung dieser Meßda ten, indem zunächst jede mögliche Wiederkehr ermittelt wird.

Die Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispieles bezieht sich dabei auf die aktuelle Zeit derart, daß in dem Schritt 404 dem Zeitpunkt t₉ eine negative Signalpegeländerung zugeordnet wurde. Da zum Zeitpunkt t₉ eine negative Signalpegeländerung festgestellt wurde, wird in dem Schritt 405 der Zeitabstand zwischen dem Zeitpunkt t₉ und jedem Zeitpunkt (t₀, t₂, t₅, t₆) in dem genannten Zeitintervall berechnet, an dem ebenfalls eine negative Signalpegeländerung festgestellt wurde. Berechnet werden somit die Zeitabstände

In dem Schritt 406 werden die berechneten Zeitabstände mit den aufgrund der verwendeten Datensender möglichen Wiederkehren verglichen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel betragen diese Werte gleich 3 oder 4 oder 5. Liegen dabei ein oder meh rere der berechneten Zeitabstände innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches um mögliche Werte für die Wiederkehr, werden in dem Schritt 407 die möglichen Tastverhältnisse berechnet. Andernfalls konnte die Signalpegeländerung keinem Datensender zugeordnet werden. Der aktuelle Durchlauf des Ablaufdiagrammes der Fig. 4 wird dann abgebrochen. Wird der Toleranzbereich beispielsweise als ±0,01 angenommen, so zeigt sich, daß nur der Zeitabstand t_abst,w4 als mögliche Wiederkehr eines Daten senders in Frage kommt.

In dem Schritt 407 werden alle möglichen Tastverhältnisse für die Wiederkehren berechnet, die gemäß der Überprüfung in dem Schritt 406 in Frage kommen, wobei hier analog zu der Be schreibung des Schrittes 306 auch nur die Tastverhältnisse be rechnet werden, für die gilt, daß der Zeitpunkt der positiven Signalpegeländerung nach dem Zeitpunkt der früheren negativen Signalpegeländerung liegt. Es werden also die folgenden Tast verhältnisse berechnet, wobei die in der letzten Spalte ste henden Zahlen die Werte des vorliegenden Ausführungsbeispiels betreffen:

t_tast11 = 1 - (t₁-t₉)/t_abst,w4 = 0,06,
t_tast21 = 1 - (t₃-t₉)/t_abst,w4 = 0,2,
t_tast31 = 1 - (t₄-t₉)/t_abst,w4 = 0,3,
t_tast41 = 1 - (t₇-t₉)/t_abst,w4 = 0,86,
t_tast51 = 1 - (t₈-t₉)/t_abst,w4 = 0,9.

Bei der Überprüfung entsprechend dem Schritt 408 wird dann das Tastverhältnis ausgewählt, das diesem Datensender zugeordnet wird. Aus dem Wert der Wiederkehr t_abst,w4 ergibt sich, daß es sich um den Datensender S1 handelt, der mit einem Tastverhält nis von 0,2 sendet. Dieses Tastverhältnis unterliegt dabei ge wissen Schwankungen, um die Information des Datensenders übertragen zu können. Nimmt man für den möglichen Bereich der Schwankungen des Tastverhältnisses beispielsweise 0,06 an, so zeigt sich, daß nur das Tastverhältnis t_tast21 in Frage kommt.

Ergibt sich bei der Überprüfung in dem Schritt 408, daß mehrere Tastverhältnisse in Frage kommen, kann beispielsweise noch versucht werden, anhand der Änderungen der jeweiligen Daten werte mit der Zeit eine eindeutige Festlegung zu treffen.

Entsprechend dem Schritt 308 (dort in Bezug auf die Frequenz) erfolgt dann in dem Schritt 409 eine Auswertung dieses Tast verhältnisses, um die Information des entsprechenden Datensen ders zu erhalten.

Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens zu entnehmen, bei dem das Tastver hältnis den Datensender charakterisiert und die Frequenz die zu übertragenden Daten.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ablaufdiagramm ist das Verfahren zur Auswertung der Signalpegeländerungen beschrieben, das un mittelbar nach der Feststellung der positiven Signalpegelände rung zum Zeitpunkt t₁₀ ausgeführt wird. Es werden dann zur Auswertung alle zurückliegenden Zeitpunkte von Signalpegelän derungen berücksichtigt, die in einem Zeitintervall liegen, das der maximal möglichen Wiederkehr zuzüglich der Zeit der Dauer des negativen Signalpegels jedes der drei Datensender ent spricht. Die maximal mögliche Wiederkehr bezeichnet dabei den Zeitabstand, der der minimal möglichen Frequenz entspricht.

Das gezeigte Ablaufdiagramm wird zyklisch durchlaufen. Zur Auswertung werden zurückliegende Zeitpunkte benötigt, die in nerhalb des genannten Zeitintervalles liegen. Deshalb wird in dem Schritt 501 zunächst geprüft, ob Zeitpunkte gespeichert sind, die von der aktuellen Zeit betrachtet länger zurückliegen als das genannte Zeitintervall. Wird bei dieser Überprüfung festgestellt, daß derartige Zeitpunkte gespeichert sind, werden in dem Schritt 502 diese Zeitpunkte dann entsprechend einem Stack-Speicher, der nach dem FIFO-Prinzip arbeitet, gelöscht.

In dem Schritt 504 wird dann die aktuelle Zeit als Zeitpunkt gespeichert, wenn in dem Schritt 503 eine Signalpegeländerung festgestellt wurde. Außer dem Zeitpunkt wird dabei auch die Richtung der Signalpegeländerung gespeichert.

In dem Schritt 505 erfolgt dann eine Auswertung dieser Meßda ten, indem zunächst jede mögliche Wiederkehr ermittelt wird.

Die Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispieles bezieht sich dabei auf die aktuelle Zeit derart, daß in dem Schritt 505 dem Zeitpunkt t₁₀ eine positive Signalpegeländerung zugeordnet wurde. Da zum Zeitpunkt t₁₀ eine positive Signalpegeländerung festgestellt wurde, wird in dem Schritt 505 jeder Zeitabstand aus der Menge der Zeitpunkte negativer Signalpegeländerungen (t₀, t₂, t₅, t₆) in dem genannten Zeitintervall berechnet. Be rechnet werden somit die Zeitabstände

t_abst,w11 = t₉-t₆ = 1,5,
t_abst,w21 = t₉-t₅ = 2,7,
t_abst,w31 = t₉-t₂ = 4,5,
t_abst,w41 = t₉-t₀ = 5,0,
t_abst,w12 = t₆-t₅ = 1,2,
t_abst,w22 = t₆-t₂ = 3,0,
t_abst,w32 = t₆-t₀ = 3,5,
t_abst,w13 = t₅-t₂ = 1,8,
t_abst,w23 = t₅-t₀ = 2,3,
t_abst,w14 = t₂-t₀ = 0,5.

In dem Schritt 506 werden dann die Tastverhältnisse berechnet:

t_tast,w11 = (t₁₀-t₉)/t_abst,w11 = 0,67,
t_tast,w21 = (t₁₀-t₉)/t_abst,w21 = 0,37,
t_tast,w31 = (t₁₀-t₉)/t_abst,w31 = 0,22,
t_tast,w41 = (t₁₀-t₉)/t_abst,w41 = 0,2,
t_tast,w12 = (t₁₀-t₆)/t_abst,w12 = 2,08,
t_tast,w22 = (t₁₀-t₆)/t_abst,w22 = 0,83,
t_tast,w32 = (t₁₀-t₆)/t_abst,w32 = 0,71,
t_tast,w13 = (t₁₀-t₅)/t_abst,w13 = 2,03,
t_tast,w23 = (t₁₀-t₅)/t_abst,w23 = 1,59,
t_tast,w14 = (t₁₀-t₂)/t_abst,w14 = 11.

In dem Schritt 507 werden dann die in dem Schritt 506 berech neten Tastverhältnisse verglichen mit den Tastverhältnissen der an die Datenleitung angeschlossenen Datensender. Bei Überein stimmung kann geschlossen werden, daß die entsprechenden Si gnale von dem Datensender gesendet wurden, dessen Tastverhält nis mit dem entsprechenden berechneten Tastverhältnis überein stimmt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Tast verhältnisse entsprechend der Beschreibung der Fig. 1 gleich 0,2 oder 0,33 oder 0,5. Nimmt man um diese Werte des Tastver hältnisses herum noch einen gewissen Toleranzbereich, der bei spielsweise ±0,01 betragen kann, zum Ausgleich von Meßfehlern und Änderungen des Datenwertes, so zeigt sich, daß nur das Tastverhältnis t_tastw41 der Bedingung genügt. Dieses Tastver hältnis wird dabei dem Datensender S1 zugeordnet, der das Tastverhältnis von 0,2 aufweist. Können mehrere der berechneten Tastverhältnisse einem Datensender zugeordnet werden, so ist keine sichere Aussage möglich, von welchem Datensender das Si gnal stammt. Ebenso kann es vorkommen, daß keines der Tastver hältnisse innerhalb eines der beschriebenen Toleranzbereiche liegt. In diesem Fall ist keine sichere Zuordnung zu einem Da tensender möglich. Die Abfrage in dem Schritt 507 lautet also demnach, ob genau eines der berechneten Tastverhältnisse mit einem der durch die Datensender vorgegebenen Tastverhältnisse zumindest innerhalb eines Toleranzbereiches übereinstimmt. Ist dies der Fall, wird in dem Schritt 508 die bei der Berechnung dieses Tastverhältnisses verwendete Frequenz ausgewertet, um die Information des entsprechenden Datensenders zu erhalten. Andernfalls ist keine sichere Aussage möglich, von welchem Da tensender die Signalpegeländerung gesendet wurde. In einer be sonders vorteilhaften Ausführungsform können jedoch alle gemäß dem Ergebnis der Überprüfung im Schritt 507 in Frage kommenden Frequenzen, die der Berechnung der entsprechenden Tastverhält nisse zugrunde gelegt wurden, in einem Schritt 509 auf ihre Plausibilität hin überprüft werden. Diese Plausibilitätsprüfung kann dabei beinhalten, daß der sich aus der jeweiligen Frequenz ergebende Wertebereich des Datensenders überprüft wird. Ebenso können bezüglich der einzelnen Datensender Änderungen gegenüber den bisherigen Datenwerten ausgewertet werden. Ergibt diese Plausibilitätsprüfung in dem Schritt 509, daß nur eine der aufgrund der Überprüfung in dem Schritt 507 in Frage kommenden Frequenzen der Information eines Datensenders entsprechen kann, wird in dem Schritt 510 die bei der Berechnung des ent sprechenden Tastverhältnisses verwendete Frequenz ausgewertet, um die Information des entsprechenden Datensenders zu erhalten. Andernfalls kann dann bei diesem Programmzyklus keine Informa tion eines Datensenders gewonnen werden.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Frequenz den Datensender charakterisiert und das Tastverhältnis die zu übertragenden Daten.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ablaufdiagramm ist das Verfahren zur Auswertung der Signalpegeländerungen beschrieben, das un mittelbar nach der Feststellung der positiven Signalpegelände rung zum Zeitpunkt t₁₀ ausgeführt wird. Es werden dann zur Auswertung alle zurückliegenden Zeitpunkte von Signalpegeländerungen berücksichtigt, die in einem Zeitinter vall liegen, das der maximal möglichen Wiederkehr zuzüglich der Zeit der Dauer des negativen Signalpegels jedes der drei Da tensender entspricht. Die maximal mögliche Wiederkehr bezeich net dabei den Zeitabstand, der der minimal möglichen Frequenz entspricht.

Das gezeigte Ablaufdiagramm wird zyklisch durchlaufen. Zur Auswertung werden zurückliegende Zeitpunkte benötigt, die in nerhalb des genannten Zeitintervalles liegen. Deshalb wird in dem Schritt 601 zunächst geprüft, ob Zeitpunkte gespeichert sind, die von der aktuellen Zeit betrachtet länger zurückliegen als das genannte Zeitintervall. Wird bei dieser Überprüfung festgestellt, daß derartige Zeitpunkte gespeichert sind, werden in dem Schritt 602 diese Zeitpunkte dann entsprechend einem Stack-Speicher, der nach dem FIFO-Prinzip arbeitet, gelöscht.

In dem Schritt 604 wird dann die aktuelle Zeit als Zeitpunkt gespeichert, wenn in dem Schritt 603 eine Signalpegeländerung festgestellt wurde. Außer dem Zeitpunkt wird dabei auch die Richtung der Signalpegeländerung gespeichert.

In dem Schritt 605 erfolgt dann eine Auswertung dieser Meßda ten, indem zunächst jede mögliche Wiederkehr ermittelt wird.

Die Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispieles bezieht sich dabei auf die aktuelle Zeit derart, daß in dem Schritt 605 dem Zeitpunkt t₁₀ eine positive Signalpegeländerung zugeordnet wurde. Da zum Zeitpunkt t₁₀ eine positive Signalpegeländerung festgestellt wurde, wird in dem Schritt 605 jeder Zeitabstand aus der Menge der Zeitpunkte negativer Signalpegeländerungen (t₀, t₂, t₅, t₆) in dem genannten Zeitintervall berechnet. Be rechnet werden somit die Zeitabstände

In dem Schritt 606 werden die berechneten Zeitabstände mit den aufgrund der verwendeten Datensender möglichen Wiederkehren verglichen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel betragen diese Werte gleich 3 oder 4 oder 5. Liegen dabei ein oder meh rere der berechneten Zeitabstände innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches um mögliche Werte für die Wiederkehr, werden in dem Schritt 607 die Tastverhältnisse berechnet. Andernfalls konnte die Signalpegeländerung keinem Datensender zugeordnet werden. Der aktuelle Durchlauf des Ablaufdiagrammes der Fig. 6 wird dann abgebrochen. Wird der Toleranzbereich beispielsweise als ±0,01 angenommen, so zeigt sich, daß die Zeitabstände t_abst,w41 und t_abst,w22 als mögliche Wiederkehr der Datensender S1 bzw. S2 in Frage kommen.

In dem Schritt 607 werden die Tastverhältnisse für die Wieder kehren berechnet, die gemäß der Überprüfung in dem Schritt 606 in Frage kommen. Es werden also die folgenden Tastverhältnisse berechnet, wobei die in der letzten Spalte stehenden Zahlen die Werte des vorliegenden Ausführungsbeispiels betreffen:

t_tast1 = (t₁₀-t₉)/t_abst,w41 = 0,2,
t_tast2 = (t₁₀-t₆)/t_abst,w22 = 0,83.

Bei der Überprüfung entsprechend dem Schritte 608 wird dann das Tastverhältnis ausgewählt, das einem Datensender zugeordnet werden kann. Aus dem Wert der möglichen Wiederkehren ergibt sich, daß es sich um den Datensender S1 oder S2 handelt, die mit einem Tastverhältnis von 0,2 bzw. 0,33 senden. Dieses Tastverhältnis unterliegt dabei gewissen Schwankungen, um die Information des Datensenders übertragen zu können. Nimmt man für den möglichen Bereich der Schwankungen des Tastverhältnis ses beispielsweise 0,06 an, so zeigt sich, daß nur das Tast verhältnis t_tast1 in Frage kommt, da das Tastverhältnis t_tast2 nicht von dem Datensender S2 kommen kann.

Ergibt sich bei der Überprüfung in dem Schritt 608, daß mehrere Tastverhältnisse in Frage kommen, kann beispielsweise außerdem noch versucht werden, anhand der Änderungen der jeweiligen Da tenwerte mit der Zeit eine eindeutige Festlegung zu treffen.

Entsprechend dem Schritt 409 erfolgt dann in dem Schritt 609 eine Auswertung dieses Tastverhältnisses, um die Information des entsprechenden Datensenders zu erhalten.

Wesentlich ist dabei, daß sowohl die Frequenz als auch das Tastverhältnis ausgewertet werden, um die Informationen den einzelnen Datensendern zuordnen zu können.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß in den vorstehend be schriebenen Ausführungsbeispielen anstelle der negativen Si gnalpegeländerungen auch positive Signalpegeländerungen ver wendet werden können, wobei dann auch die positiven Signalpe geländerungen durch negative Signalpegeländerungen zu ersetzen sind.

Eine sicherere Zuordnung der Signalpegeländerung zu den Daten sendern ist dabei zu erzielen, wenn die Datensender durch das Tastverhältnis charakterisiert werden. Dafür ist unter Umständen der Rechenaufwand geringer, wenn die Datensender durch die Frequenz charakterisiert werden.

Da die Datensender stochastisch auf die Datenleitung senden, können unter Umständen einzelne Datenwerte verlorengehen, wenn - wie oben beschrieben - keine Zuordnung einer Signalpegelän derung zu einem bestimmten Datensender möglich ist. Daher ist dieses Verfahren insbesondere zur Übertragung von Datenwerten sich langsam ändernder Größen geeignet.

Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. An eine vorzugsweise stabilisierte Spannungsversorgung U₀ sind über einen Vorwiderstand R_v mehrere Datensender S1, S2, . . . , Sn an den Stellen 702, 703, 704 an die Datenleitung 701 ange schlossen. Durch jeden Datensender kann dabei der auf der Da tenleitung 701 wirksame ohmsche Widerstand geändert werden, indem durch jeden Datensender S1, S2, . . . , Sn mittels jeweils eines Transistors 705, 706, 707 jeweils ein Widerstand R_s 708, 709, 710 mit Masse verbindbar ist. Schalten nun mehrere Daten sender gleichzeitig, ergibt sich somit eine Parallelschaltung der Widerstände R_s, d. h. eine Reduzierung des auf der Daten leitung wirkenden ohmschen Widerstandes. Von einer Rechenein richtung 711 wird nun die Spannung auf der Datenleitung 701 ausgewertet, indem einem mit der Recheneinrichtung 711 verbun denen A/D-Wandler 712 die an dem Widerstand R_v abfallende Teilspannung der Spannung U₀ bei einer Serienschaltung des Wi derstandes R_v und der Parallelschaltung der Widerstände R_s zu geführt wird. Daraus kann dann die Spannung auf der Datenlei tung 701 und damit auch die Signalpegeländerungen abgeleitet werden.

Die Anzahl der anschließbaren Datensender ist begrenzt durch Übergangs- und Kontaktwiderstände und kann bei Datensendern, deren Frequenz zwischen 1 und 2 kHz liegt, etwa 5 betragen.

Die Datensender können dabei entsprechend aufgebaute Sensoren sein oder auch andere Datensender wie z. B. Computer, die mit tels der Datenleitung vernetzt sind.

Claims

1. Verfahren zur Übertragung von Daten mehrerer Datensendern auf einer gemeinsamen Datenleitung zu einer zentralen Empfangseinheit, wobei die Datensender jeweils zweier logischer Ausgangszustände und zur Abgabe pulsweitenmodulierter Digitalsignale fähig und jeweils über einen (ersten) Widerstand an die Datenleitung anschließbar sind und an die zentrale Empfangseinheit übertragene Datensignale dort an einem die Datenleitung wenigstens mitabschließenden Widerstand abnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß von den Datensendern (S1, S2, . . . , Sn) digitale Signale in Form von positiven und negativen Signalpegeländerungen über entsprechende erste Widerstände gleichzeitig auf die Datenleitung (701) übertragen werden (t₀, t₁, t₂, t₃, t₄, t₅, t₆, t₇, t₈, t₉, t₁₀),
- daß von der zentralen Empfangseinheit in dem auf der Datenleitung (701) insoweit resultierenden quasi-analogen Summensignal auftretende, sprunghafte Signalpegeländerungen erfaßt werden (401, 402, 403, 404, 601, 602, 603, 604),
- daß in der zentralen Empfangseinheit aus den Zeitabständen zurückliegender positiver und negativer Signalpegeländerungen die auktuelle Frequenz und das aktuelle Tastverhältnis des digitalen Signals eines jeden der Datensender abgeleitet bzw. wiedergewonnen werden (405, 406, 407, 408, 605, 606, 607, 608) und
- daß die Frequenz jeweils den Datensender und das Tastverhältnis jeweils den aktuell zu übertragenden Datenwert des betreffenden Datensenders (409, 609) charakterisiert.

2. Verfahren zur Übertragung von Daten von mehreren Datensendern auf einer gemeinsamen Datenleitung, zu einer zentralen Empfangseinheit, wobei die Datensender jeweils zweier logischer Ausgangszustände und zur Abgabe pulsweitenmodulierter Digitalsignale fähig und jeweils über einen (ersten) Widerstand an die Datenleitung anschließbar sind und an die zentrale Empfangseinheit übertragene Datensignale dort an einem die Datenleitung wenigstens mitabschließenden Widerstand abnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß von den Datensendern (S1, S2, . . . , Sn) digitale Signale in Form von positiven und negativen Signalpegeländerungen über entsprechende erste Widerstände gleichzeitig auf die Datenleitung (701) übertragen werden (t₀, t₁, t₂, t₃, t₄, t₅, t₆, t₇, t₈, t₉, t₁₀),
- daß von der zentralen Empfangseinheit in dem auf der Datenleitung (701) insoweit resultierenden quasi-analogen Summensignal auftretende, sprunghafte Signalpegeländerungen erfaßt werden (401, 402, 403, 404, 601, 602, 603, 604),
- daß in der zentralen Empfangseinheit aus den Zeitabständen zurückliegender positiver und negativer Signalpegeländerungen die aktuelle Frequenz und das aktuelle Tastverhältnis des digitalen Signals eines jeden der Datensender abgeleitet bzw. wiedergewonnen werden (405, 406, 407, 408, 605, 606, 607, 608), und
- daß das Tastverhältnis jeweils den Datensender und die Frequenz jeweils den aktuell zu übertragenden Datenwert des betreffenden Datensenders (409, 609) charakterisiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine laufende Plausibilitätsprüfung der von der Datenleitung (701) empfangenen und einzelnen Datensendern jeweils zuzuordnenden Information durchgeführt wird (309, 509).

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein Datensender (S1, S2, . . . , Sn) ein schaltbares Trennmittel (705, 706, 707) umfaßt,
- daß vermittels besagten Trennmittels (705, 706, 707) die Datenleitung (701) von jedem Datensender (S1, S2, . . . , Sn) gleichberechtigt und jederzeit über den jedem Datensender zugeordneten (ersten) Widerstand (R_S; 708, 709, 710) an ein Bezugspotential schaltbar ist, und
- daß die zentrale Empfangseinheit (711, 712, R_V, R_M1, R_M2) einen A/D-Wandler (712) zur Umsetzung des von der Datenleitung (701) bezogenen quasi-analogen Summensignals in ein auf positive und negative Signalübergänge digital auswertbares Digitalsignal umfaßt.