EP1301913A1 - Data transmission method - Google Patents

Data transmission method

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Publication number
EP1301913A1
EP1301913A1 EP01955252A EP01955252A EP1301913A1 EP 1301913 A1 EP1301913 A1 EP 1301913A1 EP 01955252 A EP01955252 A EP 01955252A EP 01955252 A EP01955252 A EP 01955252A EP 1301913 A1 EP1301913 A1 EP 1301913A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
value
sensor
bus
sensors
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01955252A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Björn MAGNUSSEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1301913A1 publication Critical patent/EP1301913A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/403Bus networks with centralised control, e.g. polling
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L2012/40208Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215Controller Area Network CAN

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting data from a plurality of sensors to a control device, which is used, for example, in robotics.
  • data from sensors for example collision sensors and tactile sensors or touch sensors, are transmitted to the control device of a robot and give this information about whether the robot has come into contact with an object.
  • a collision message Since a collision generally represents an event that should be avoided by the other senses of the robot, such a collision message represents important and safety-relevant information, the rapid transmission of which is desirable. Especially when using a robot in the environment of people, fast and secure transmission is of priority for reasons of safety.
  • robots can also be important to find out the exact location or location at which the collision occurred. For this reason, robots often have a very large number of sensors, and disadvantageously, safe and fast transmission is only guaranteed at high costs.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method and a circuit arrangement therefor for transmitting data from a plurality of sensors to a control device which is reliable and fast
  • the data bus is designed as a single logical data line, via which all sensors communicate with the control device both on the receiving side and on the transmitting side.
  • This logical individual data line can advantageously be configured physically in the form of a two-line system, the differential voltage between two lines functioning as a logical data line, so that this configuration can advantageously ensure very interference-free data transmission.
  • the sensors begin to place their respective data relevance value, for example the detected pressure value of a collision, on the bus in synchronism with one another via their transmission output and an interface module. At the same time, the sensors listen to the corresponding signals with their receive input on the bus.
  • their respective data relevance value for example the detected pressure value of a collision
  • this synchronization can take place via appropriate protocols, for example a start bit, in particular a negative clock edge, which is detected by all sensors that are listening on the bus or via the control device, for example in the form of a PC, which generates a special control bit or signal on the bus , respectively.
  • a start bit in particular a negative clock edge
  • the control device for example in the form of a PC, which generates a special control bit or signal on the bus , respectively.
  • each sensor On the bus, which in the preferred embodiment of the invention is designed as a "0" dominant bus, each sensor sends its data relevance value, for example in the form of a Bytes until it detects a "0" on the receive side of the bus and a different value, ie a "II11 I! Value left.
  • the values in the sensors are positively binary, for example coded as a byte and the bus is "0" dominant, these values must be inverted for the most relevant value to be enforced.
  • the storage of the data relevance values in negative coding in the sensors or their microcontrollers or a bus system with "l" dominant behavior is also conceivable.
  • a unique ID of the sensor or sensors with the most relevant value can be transmitted to the PC as further information, for example as the next byte, for determination of a single sensor with the greatest importance, the transmission of the ID values can be carried out according to the same principle as described above for the data relevance values.
  • the ID values are advantageously assigned to the sensors in a decreasing or increasing order according to the importance of the locations at which the sensors are located, so that the most important ID value and thus the most relevant point with the most relevant pressure value in turn prevails on the bus and is transmitted to the control device.
  • the important event for example the most relevant pressure in the event of a collision
  • several or all of the pressure values of the sensors can be transmitted to the control device in the order of their relevance, the sensor with the highest data relevance value in each case switching off after its transmission to the control device, for example by setting its data relevance value to "0" and the above steps for transmitting the data relevance values of the other sensors are repeated.
  • the sensors or their microcontrollers can then automatically overwrite the value set to "0" with the newly detected value, wherein it is also conceivable that the sensors or their values can be reset by transmitting a special signal, for example a specific byte, from the control device to the sensors.
  • a special signal for example a specific byte
  • control unit can check the accessibility of the sensors via the bus, for example at regular intervals or on request, the sensors sending a date, for example their self-test signal, to the bus on request by the control device the control unit is evaluated.
  • errors such as defective sensors or errors in the transmission path, can be detected fully automatically and, if a value that is unique for each sensor is transmitted, can also be localized.
  • the sensors or their microcontrollers generate data relevance values depending on the severity of a collision at the location of this sensor and depending on certain relevance parameters of a linear or non-linear type in order to emphasize the importance of the pressure strength in a collision at certain points, such as the inclusion of a different sensitivity of different places or the like, to optimally adapt.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a circuit arrangement according to the invention.
  • PIC 1 and PIC 2 communicate with a control device 1, for example in the form of a PC, via a bus 6.
  • a control device for example in the form of a PC
  • 6 additional sensors in the form shown for PIC 1 and PIC 2 can be connected to this bus, with only the function and interaction of sensors PIC 1 and PIC 2 with control arrangement 1 being explained below to explain the circuit arrangement and the transmission method ,
  • the bus 6 is shown in the basic circuit diagram according to FIG. 1 as a logical data line, this logical data line being of course physically different Embodiments of how one-wire line with voltage difference compared to ground, two-wire line with voltage difference between the two lines, CAN bus, etc. can be implemented.
  • the circuit arrangement according to FIG. 1 can be used, for example, for a robot to enable communication between its sensors PIC 1, PIC 2, for example touch collision or tactile sensors, with its control device 1, for example in the form of a PC.
  • the receive inputs RX of the control device 1 and the sensors PIC 1 and PIC 2 are directly on the bus 6, which is connected via a resistor 7 to an energy supply (for example 5 volts).
  • These interface modules each comprise a transistor (5, 13, 19), for example a MOS-FET, the control input of which, for example, has a gate via an inverter 3, 11, 17 with the transmit output TX of the control device 1 or the sensors PIC 1, PIC 2 is connected.
  • the inversion by the inverters 3, 11 and 17 is intended to make it possible for a positive signal at the output TX, that is to say a logic “1” on the bus 6, to also result in a logic “1”.
  • a positive signal at the output TX that is to say a logic “1” on the bus 6, to also result in a logic “1”.
  • the illustrated transistor circuit of transistors 5, 13, 19 with a logic "1" at its control input, for example gate or base the gate-source or collector-emitter path is switched through, so that the This pulls bus 6 to ground 9, ie logically "0".
  • the events PIC1 and PIC2 the events registered there or their values, for example a pressure value of a collision of a robot, are to be transmitted to the control device 1, the date of a sensor, which is present, for example, in the register of a microcontroller of the sensor, is transmitted via the respective interface group 11; 13 and 17; 19 placed on the bus 6.
  • a start signal (a logical "0" or negative or positive clock edge), which is used, for example, to synchronize the transmission of the information from the sensors PICl and PIC2 to the control device 1, the respective pressure value of a sensor PICl is subsequently and simultaneously and PIC2 bit by bit in order 7-6-5-4-3-2-1-0 on bus 6.
  • the subsequent bits 5 to 0 of the sensor PIC2 can be transmitted via the bus 6 to the control device 1 or its input RX regardless of the value contained in the sensor PICl.
  • the highest value ie the most relevant value of one or more sensors, also prevails in a circuit arrangement with any number of sensors. It is conceivable that the highest value is present identically in several sensors, so that although it is possible to make a statement about the highest value or the most relevant value, which according to the invention is transmitted quickly and reliably to the control device 1, it is not known in which or in which sensors this value is present. As a result, the place or location of the occurrence of such a value is not known at this time.
  • control device 1 After this transmission, which can also be synchronized again by means of a start bit, the control device 1 then knows not only the most relevant value but also the location or location of its occurrence. For this purpose, the query of an ID or an overall query "pressure value and ID" can be repeated until no sensor transmits.
  • a sensor can determine the successful enforcement or successful transmission of its data relevance value (DR value) and possibly ID value by permanently "listening" with its receive input RX on bus 6, so that this sensor (for the subsequent shutdown or Zeroing the register) is known that only he has prevailed on the bus 6 against the other sensors. This is explained in more detail using the following example with three sensors connected to bus 6 and synchronous transmission:
  • DR value 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1010 ID value: 0000 0100 inverted: 1111 1011 sent: 1111 1011
  • This sensor notes that its DR value was high enough to be sent successfully. He knows that no other sensor has a higher data relevance. However, it may still be that another sensor has the same DR value (as in this example). In order to resolve the situation, the ID value is transmitted. This sensor detects that another sensor with the same DR value has a stronger ID. This is why this sensor withdraws from bus 6 from bit 1 of the ID and only sends "1".
  • Sensor 1 DR value: 0000 0000 inverted: 1111 1111 sent: 1111 1111 ID value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1011 All sensors recognize that they have the highest possible DR value, but do not know how many other sensors have the same value. When sending the ID, the sensor with the strongest ID prevails. From bit 1 of the ID, this sensor recognizes that another sensor is stronger (or has a stronger ID) and only sends "1" from there.
  • ID value 0000 0100 inverted: 1111 1011 sent: 1111 1011
  • All sensors recognize that they have the highest possible DR value, but do not know how many other sensors have the same value.
  • the sensor with the strongest ID prevails. From bit 1 of the ID, this sensor recognizes that another sensor is stronger (or has a stronger ID) and only sends "1" from there.
  • the sensors PICl PIC2 etc. begin to send on their own as soon as at least one sensor PICl, PIC2 detects a collision and applies a negative clock edge or a low-level signal to the bus 6, which of the other sensors is detected as a start bit, so that all sensors PIC1, PIC2, etc. on the bus 6 begin to transmit their contained pressure values synchronously at the same time.
  • PIC1 PIC2 detects a collision and applies a negative clock edge or a low-level signal to the bus 6, which of the other sensors is detected as a start bit, so that all sensors PIC1, PIC2, etc. on the bus 6 begin to transmit their contained pressure values synchronously at the same time.
  • only those sensors that actually detected a collision begin to transmit.
  • the ID transmission takes place without renewed synchronization, the synchronization being used for DR value or pressure value transmission and a fixed time delay taking place before the start of the ID transmission.
  • the sensors PIC1, PIC2 measure the time of the start bit (Ts), for example, sent by the control device 1, for example a first byte sent, and respond with the synchronized (simultaneous) transmission of the DR values at a specified time thereafter (Ts + Tl).
  • Ts start bit
  • the sensors PICl, PIC2 require no further synchronization and transmit with a defined delay
  • the control device 1 first sends a command (eg "send self-information") and then the ID of the desired sensor, while all other sensors are not involved in this transmission.
  • a “self-mode” can be integrated in the arrangement and the method, in which the sensors send a break signal that is dominant to all other transmissions (for example in the RS232 protocol) when a certain event occurs (for example 0 0000 0000 0000).
  • Each sensor can be equipped with a reaction threshold that can be set by the control device 1.
  • the method according to the invention and the circuit arrangement are not limited to the exemplary embodiment shown, but can be used in a wide variety of fields of application in which objects execute relative movements to one another, distances are to be determined, collisions are to be avoided, or also in stationary systems such as, for example Sensors for measuring earthquakes, wind speeds, etc. and transmitting this data to central control devices.
  • sensors in the sense of the invention are to be understood very broadly and also include, for example, input devices with at least one receive input RX and at least one transmit output TX.
  • the strongest data relevance value of all sensors connected to the bus asserts itself in the synchronous or simultaneous transmission of the (sensor) values and that the data value is or is contained in this data relevance value
  • Data relevance value depends on the data value and a parameter function. The relevance or priority during the transmission is thus dependent on the data itself, which according to the invention is to be understood as variable or dynamic relevance or priority of the data.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

According to the invention, data of several sensors (PIC1, PIC2) is transmitted to a control device (1) via a data bus (6), whereby a data relevance value is established in the sensor (PIC1, PIC2). Said data relevance value of the sensor (PIC1, PIC2) is stored on the bus (6) and only one single largest value of at least sensor (PIC1, PIC2) is transmitted to the control device (1).

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur DatenübermittlungData transmission procedures
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übermittlung von Daten mehrerer Sensoren an eine Steuerungseinrichtung, welches beispielsweise in der Robotik Verwendung findet. Hierbei werden Daten von Sensoren, beispielsweise Kollisionssensoren und Taktilsensoren bzw. Berührungssensoren an die Steuerungsein- richtung eines Roboters übermittelt und geben dieser Informationen darüber, ob der Roboter mit einem Objekt in Berührung gekommen ist.The invention relates to a method for transmitting data from a plurality of sensors to a control device, which is used, for example, in robotics. In this case, data from sensors, for example collision sensors and tactile sensors or touch sensors, are transmitted to the control device of a robot and give this information about whether the robot has come into contact with an object.
Da eine Kollision in der Regel ein Ereignis darstellt, das durch die übrigen Sinne des Roboters vermieden werden sollte, stellt eine solche Kollisionsmeldung eine wichtige und sicherheitsrelevante Information dar, deren schnelle Übertragung wünschenswert ist. Insbesondere bei Verwendung eines Roboters im Umfeld von Menschen ist eine schnelle und sichere Übertragung aus Gründen der Sicherheit vorrangig.Since a collision generally represents an event that should be avoided by the other senses of the robot, such a collision message represents important and safety-relevant information, the rapid transmission of which is desirable. Especially when using a robot in the environment of people, fast and secure transmission is of priority for reasons of safety.
Weiterhin kann es von Bedeutung sein, den genauen Ort bzw. die Stelle zu erfahren, an welcher die Kollision aufgetreten ist. Aus diesem Grund besitzen Roboter oftmals eine sehr gro- ße Anzahl von Sensoren, wobei nachteiligerweise eine sichere und schnelle Übertragung nur unter Einsatz hoher Kosten gewährleistet ist.It can also be important to find out the exact location or location at which the collision occurred. For this reason, robots often have a very large number of sensors, and disadvantageously, safe and fast transmission is only guaranteed at high costs.
Hierbei müssen sowohl die Kosten für die in den Sensoren üb- licherweise verwendeten Mikrocontroller als auch die Kosten für die Sende- und Empfangseinrichtung der Sensoren und eventuell auch der Steuerungseinrichtung, also die Einschalteinrichtung für die Kommunikationsleitungen, die üblicherweise in Form von Treiberbausteinen erhältlich sind, einberechnet werden. Aus diesem Grunde werden in den meisten bekannten Systemen kostengünstige Treiberbausteine für die MikroController verwendet, wobei jeder Sensor mit der Steuerungsein- heit einzeln verkabelt ist, um eine sichere und schnelle Ü- bertragung der Sensordaten zu gewährleisten.Both the costs for the microcontrollers normally used in the sensors and the costs for the transmitting and receiving device of the sensors and possibly also the control device, that is to say the switch-on device for the communication lines, which are usually available in the form of driver modules, must be factored in here become. For this reason, cost-effective driver modules for the microcontrollers are used in most known systems, each sensor with the control unit. is individually wired to ensure safe and fast transmission of the sensor data.
Als Alternative hierzu können die Sensoren über ein Bussystem mit der Steuerungseinrichtung verbunden sein, wobei derartige BusSysteme in der Praxis kaum Verwendung finden, da durch die hohen Geschwindigkeitsanforderungen sehr teuere Anschaltbaugruppen verwendet werden müssen, so dass diese Lösung für einen Einsatz im Großfeldbetrieb nachteiligerweise zu kostenin- tensiv ist.As an alternative to this, the sensors can be connected to the control device via a bus system, such bus systems rarely being used in practice, since the high speed requirements mean that very expensive interface modules have to be used, so that this solution is disadvantageously cost-intensive for use in large field operation. is intensive.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung hierfür, zur Übermittlung von Daten mehrerer Sensoren an eine Steuerungs- einrichtung zu schaffen, welches eine sichere und schnelleThe present invention is therefore based on the object of providing a method and a circuit arrangement therefor for transmitting data from a plurality of sensors to a control device which is reliable and fast
Übermittlung von Informationsdaten über ein eingetretenes Ereignis, beispielsweise einer Kollision, gewährleistet.Transmission of information data about an event that has occurred, for example a collision, is guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 5, gelöst.This object is achieved with a method with the features of claim 1 and a circuit arrangement with the features of claim 5.
Nach der Erfindung können sowohl kostengünstige Sende- und Empfangseinrichtungen, also Anschaltbaugruppen wie Treiber- bausteine u.a., sowie Sensoren mit kostengünstigen Mikrocont- rollern verwendet werden und zusätzlich eine komplizierte und kostenintensive Verkabelung mittels Einzelleitungen vermieden werden.According to the invention, it is possible to use both inexpensive transmission and reception devices, that is to say interface modules such as driver modules, and sensors with inexpensive microcontrollers, and in addition to avoid complicated and cost-intensive cabling by means of individual lines.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es weiterhin möglich, anstatt eines schnellen kostenintensiven Bussystems ein kostengünstiges langsameres Bussystem zu verwenden. Hierbei wird durch die Übermittlung der relevantesten Information, welche sich gegen weniger relevante Informatio- nen am Bus durchsetzt, erreicht, dass diese Information in ausreichender Geschwindigkeit und Sicherheit bei der Steue- rungseinrichtung vorliegt und entsprechende Reaktionen eingeleitet werden können.By using the method according to the invention, it is also possible to use an inexpensive, slower bus system instead of a fast, cost-intensive bus system. By transmitting the most relevant information, which prevails against less relevant information on the bus, it is achieved that this information is of sufficient speed and security for control purposes. tion facility exists and appropriate reactions can be initiated.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Datenbus als eine einzige logische Datenleitung ausgebildet, über die alle Sensoren sowohl e pfangs- als auch sendeseitig mit der Steuerungseinrichtung kommunizieren. Diese logische einzelne Datenleitung kann vorteilhafterweise physikalisch in Form eines Zweileitungssystems ausgebildet sein, wobei die Diffe- renzspannung zwischen zwei Leitungen als logische Datenleitung fungiert, so dass durch diese Ausgestaltung vorteilhafterweise eine sehr störsichere Datenübermittlung gewährleistet werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the data bus is designed as a single logical data line, via which all sensors communicate with the control device both on the receiving side and on the transmitting side. This logical individual data line can advantageously be configured physically in the form of a two-line system, the differential voltage between two lines functioning as a logical data line, so that this configuration can advantageously ensure very interference-free data transmission.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beginnen die Sensoren ihren jeweiligen Datenrelevanzwert, beispielsweise den detektierten Druckwert einer Kollision, über ihren Sendeausgang und eine Anschaltbaugruppe synchron zueinander auf den Bus zu legen. Gleichzeitig horchen die Sensoren mit ihrem Empfangseingang am Bus auf die entsprechenden Signale.In an advantageous embodiment of the invention, the sensors begin to place their respective data relevance value, for example the detected pressure value of a collision, on the bus in synchronism with one another via their transmission output and an interface module. At the same time, the sensors listen to the corresponding signals with their receive input on the bus.
Selbstverständlich kann dieses Synchronisieren über entsprechende Protokolle, beispielsweise ein Startbit, insbesondere negative Taktflanke, welches von allen Sensoren, die am Bus horchen, detektiert wird oder über die Steuerungseinrichtung, beispielsweise in Form eines PCs, welcher auf dem Bus ein spezielles Steuerungsbit oder -signal erzeugt, erfolgen.Of course, this synchronization can take place via appropriate protocols, for example a start bit, in particular a negative clock edge, which is detected by all sensors that are listening on the bus or via the control device, for example in the form of a PC, which generates a special control bit or signal on the bus , respectively.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung beginnen die Sensoren ihren jeweiligen Datenrelevanzwert erst auf Anfrage der Steuerungseinrichtung, also Empfang eines bestimmten Signals oder Signalfolge, beispielsweise ein Byte mit bestimmter Information, auf den Bus zu legen.In a preferred embodiment of the invention, the sensors only begin to place their respective data relevance value on the bus when the control device requests it, that is to say when it receives a specific signal or signal sequence, for example a byte with specific information.
Am Bus, der in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung als "0"-dominanter Bus ausgebildet ist, sendet jeder Sensor so lange seinen Datenrelevanzwert beispielsweise in Form eines Bytes, bis er empfangsseitig am Bus eine "0" detektiert und sendeseitig ein hierzu unterschiedlicher Wert, also eine " II11 I! anliegt. Nach diesem Prinzip schalten nacheinander die Sensoren mit weniger relevanten Werten ab, bis eine oder mehrere Sensoren mit dem gleichen höchsten relevanten Wert übrig bleiben.On the bus, which in the preferred embodiment of the invention is designed as a "0" dominant bus, each sensor sends its data relevance value, for example in the form of a Bytes until it detects a "0" on the receive side of the bus and a different value, ie a "II11 I!" Value left.
Sofern die Werte in den Sensoren positiv binär, beispielsweise als ein Byte kodiert und der Bus "0"-dominant ausgebildet ist, müssen diese Werte für eine Durchsetzung des relevantesten Wertes invertiert werden. Selbstverständlich ist auch die Speicherung der Datenrelevanzwerte in negativer Kodierung in den Sensoren bzw. deren MikroController oder ein Bussystem mit "l"-dominaten Verhalten denkbar.If the values in the sensors are positively binary, for example coded as a byte and the bus is "0" dominant, these values must be inverted for the most relevant value to be enforced. Of course, the storage of the data relevance values in negative coding in the sensors or their microcontrollers or a bus system with "l" dominant behavior is also conceivable.
Nach der Übermittlung des Datenrelevanzwertes kann, um in vorteilhafter Weise den Ort bzw. die Stelle einer Kollision festzustellen, als weitere Information, beispielsweise als nächstes Byte, eine eindeutige ID des oder der Sensoren mit dem relevantesten Wert an den PC übermittelt werden, wobei zur Bestimmung eines einzelnen Sensors mit der höchsten Wichtigkeit die Übermittlung der ID-Werte nach demselben Prinzip, wie vorstehend für die Datenrelevanzwerte beschrieben, erfolgen kann. Hierzu sind die ID-Werte vorteilhafterweise den Sensoren in fallender oder steigender Reihenfolge nach Wichtigkeit der Orte, an denen sich die Sensoren befinden, zugeordnet, so dass sich der wichtigste ID-Wert und damit die relevanteste Stelle mit dem relevantesten Druckwert wiederum am Bus durchsetzt und an die Steuerungseinrichtung übermittelt wird.After the data relevance value has been transmitted, in order to determine the location or location of a collision in an advantageous manner, a unique ID of the sensor or sensors with the most relevant value can be transmitted to the PC as further information, for example as the next byte, for determination of a single sensor with the greatest importance, the transmission of the ID values can be carried out according to the same principle as described above for the data relevance values. For this purpose, the ID values are advantageously assigned to the sensors in a decreasing or increasing order according to the importance of the locations at which the sensors are located, so that the most important ID value and thus the most relevant point with the most relevant pressure value in turn prevails on the bus and is transmitted to the control device.
Auf diese Art und Weise ist es vorteilhafterweise möglich, trotz Verwendung kostengünstigster elektronischer Bauteile und kostengünstiger Verkabelung eine schnelle und sichere Ü- ber ittlung des wichtigen Ereignisses, beispielsweise des relevantesten Druckes bei einer Kollision an eine Steuerungseinrichtung zu übermitteln. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere oder alle Druckwerte der Sensoren in der Reihenfolge ihrer Relevanz an die Steuerungseinrichtung übermitteln werden, wobei der Sensor mit dem jeweils höchsten Datenrelevanzwert nach dessen Übermittlung an die Steuerungseinrichtung abschaltet, beispielsweise indem er seinen Datenrelevanzwert auf "0" stellt und die vorstehenden Schritte zur Übermittlung der Datenrelevanzwerte der übrigen Sensoren wiederholt werden.In this way, it is advantageously possible to transmit a fast and safe transmission of the important event, for example the most relevant pressure in the event of a collision, to a control device despite the use of the cheapest electronic components and inexpensive cabling. In a further embodiment of the invention, several or all of the pressure values of the sensors can be transmitted to the control device in the order of their relevance, the sensor with the highest data relevance value in each case switching off after its transmission to the control device, for example by setting its data relevance value to "0" and the above steps for transmitting the data relevance values of the other sensors are repeated.
Dies kann in Abhängigkeit zu einem am PC vorbestimmbaren Schwellwert wiederholt geschehen, bis bei Unterschreiten dieses Schwellwertes die Datenübermittlung bzw. die Abfrage der Sensoren eingestellt wird, wobei, wenn der Schwellwert auf "0" gesetzt wurde, auch eine Abfrage aller Sensoren möglich ist.This can be done repeatedly depending on a threshold value that can be predetermined on the PC, until data transmission or the query of the sensors is set when this threshold value is undershot, wherein if the threshold value is set to "0", a query of all sensors is also possible.
Bei einer erneuten Kollision können dann die Sensoren bzw. deren MikroController von sich aus den selbst auf "0" gesetz- ten Wert mit dem neu detektierten Wert überschreiben, wobei auch denkbar ist, dass ein Rücksetzen der Sensoren bzw. ihrer Werte durch ein Übermitteln eines speziellen Signals, beispielsweise eines bestimmten Bytes, von der Steuerungseinrichtung an die Sensoren erfolgt.In the event of another collision, the sensors or their microcontrollers can then automatically overwrite the value set to "0" with the newly detected value, wherein it is also conceivable that the sensors or their values can be reset by transmitting a special signal, for example a specific byte, from the control device to the sensors.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerungseinheit, beispielsweise in regelmäßigen Abständen oder auf Anfrage, die Erreichbarkeit der Sensoren über den Bus ü- berprüfen, wobei die Sensoren hierbei auf Anfrage durch die Steuerungseinrichtung ein Datum, beispielsweise ihr Selbsttestsignal an den Bus legen, welches durch die Steuerungseinheit ausgewertet wird. Auf diese Weise können Fehler, wie defekte Sensoren oder Fehler in der Übertragungsstrecke, vollautomatisch erkannt und bei Übermittlung eines für jeden Sen- sor eindeutigen Wertes zusätzlich auch lokalisiert werden. Selbstverständlich ist es denkbar, dass die Sensoren bzw. deren Mikrocontroller Datenrelevanzwerte in Abhängigkeit der Stärke einer Kollision am Ort dieses Sensors und in Abhängigkeit bestimmter Relevanzparameter linearer oder nicht linearer Art erzeugen, um die Wichtigkeit der Druckstärke bei einer Kollision an bestimmten Stellen den entsprechenden Anforderungen, wie das Einbeziehen einer unterschiedlichen Empfindlichkeit unterschiedlicher Stellen o.a., möglichst optimal anzupassen.In a special embodiment of the invention, the control unit can check the accessibility of the sensors via the bus, for example at regular intervals or on request, the sensors sending a date, for example their self-test signal, to the bus on request by the control device the control unit is evaluated. In this way, errors, such as defective sensors or errors in the transmission path, can be detected fully automatically and, if a value that is unique for each sensor is transmitted, can also be localized. Of course, it is conceivable that the sensors or their microcontrollers generate data relevance values depending on the severity of a collision at the location of this sensor and depending on certain relevance parameters of a linear or non-linear type in order to emphasize the importance of the pressure strength in a collision at certain points, such as the inclusion of a different sensitivity of different places or the like, to optimally adapt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung undFig. 1 is a schematic diagram of a circuit arrangement according to the invention and
Fig. 2 ein Diagramm eines Kommunikationsprotokolls einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1FIG. 2 shows a diagram of a communication protocol of a circuit arrangement according to FIG. 1
Das Prinzipschaltbild nach Fig. 1 zeigt, wie zwei Sensoren1 shows how two sensors
PIC 1 und PIC 2 mit einer Steuerungseinrichtung 1, beispielsweise in Form eines PCs, über einen Bus 6 kommunizieren. Selbstverständlich können an diesem Bus 6 weitere Sensoren in der für PIC 1 und PIC 2 dargestellten Form angeschlossen sein, wobei zu Erläuterung der Schaltungsanordnung sowie des Übermittlungsverfahrens nachfolgend nur auf die Funktion und das Zusammenspiel der Sensoren PIC 1 und PIC 2 mit der Steuerungsanordnung 1 eingegangen wird.PIC 1 and PIC 2 communicate with a control device 1, for example in the form of a PC, via a bus 6. Of course, 6 additional sensors in the form shown for PIC 1 and PIC 2 can be connected to this bus, with only the function and interaction of sensors PIC 1 and PIC 2 with control arrangement 1 being explained below to explain the circuit arrangement and the transmission method ,
Der Bus 6 ist in dem Prinzipschaltbild nach Fig. 1 als eine logische Datenleitung dargestellt, wobei diese eine lo.gische Datenleitung selbstverständlich physikalisch in verschiedenen Ausführungsformen, wie Eindrahtleitung mit Spannungsdifferenz gegenüber Masse, Zweidrahtleitung mit Spannungsdifferenz zwischen beiden Leitungen, CAN-Bus, usw. realisiert sein kann.The bus 6 is shown in the basic circuit diagram according to FIG. 1 as a logical data line, this logical data line being of course physically different Embodiments of how one-wire line with voltage difference compared to ground, two-wire line with voltage difference between the two lines, CAN bus, etc. can be implemented.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 kann beispielsweise für einen Roboter verwendet werden, um die Kommunikation zwischen dessen Sensoren PIC 1, PIC 2, beispielsweise Berührungskolli- sions- oder Taktilsensoren, mit seiner Steuereinrichtung 1, beispielsweise in Form eines PCs, zu ermöglichen.The circuit arrangement according to FIG. 1 can be used, for example, for a robot to enable communication between its sensors PIC 1, PIC 2, for example touch collision or tactile sensors, with its control device 1, for example in the form of a PC.
Wie im Prinzipschaltbild dargestellt, liegen die Empfangseingänge RX der Steuerungseinrichtung 1 sowie der Sensoren PIC 1 und PIC 2 direkt am Bus 6 an, welcher über einen Widerstand 7 mit einer Energieversorgung (beispielsweise 5 Volt) verbunden ist.As shown in the basic circuit diagram, the receive inputs RX of the control device 1 and the sensors PIC 1 and PIC 2 are directly on the bus 6, which is connected via a resistor 7 to an energy supply (for example 5 volts).
Die Sendeausgänge TX der Steuerungseinrichtung 1 sowie der Sensoren PIC 1 und PIC 2 greifen dagegen auf den Bus über Anschaltbaugruppen 3; 5, 11; 13 und 17; 19 zu. Diese Anschaltbau- gruppen umfassen jeweils einen Transistor (5, 13, 19) , beispielsweise ein MOS-FET, dessen Steuereingang beispielsweise Gate jeweils über einen Inverter 3, 11, 17 mit dem Sendeausgang TX der Steuerungseinrichtung 1 bzw. der Sensoren PIC 1, PIC 2 verbunden ist.The transmit outputs TX of the control device 1 and of the sensors PIC 1 and PIC 2, on the other hand, access the bus via interface modules 3; 5, 11; 13 and 17; 19 to. These interface modules each comprise a transistor (5, 13, 19), for example a MOS-FET, the control input of which, for example, has a gate via an inverter 3, 11, 17 with the transmit output TX of the control device 1 or the sensors PIC 1, PIC 2 is connected.
Die Invertierung durch die Inverter 3, 11, und 17 soll hierbei ermöglichen, dass bei einem positiven Signal am Ausgang TX, also einer logischen "1" an dem Bus 6 ebenfalls eine logische "1" anliegt. Dies ist im Ausführungsbeispiel nötig, da die dargestellte Transistorschaltung der Transistoren 5, 13, 19 bei einer logischen "1" an ihrem Steuereingang, beispielsweise Gate oder Basis, die Strecke Gate-Source bzw. Collec- tor-Emitter durchgeschaltet wird, so dass der Bus 6 hierdurch auf Masse 9, also logisch "0", gezogen wird.The inversion by the inverters 3, 11 and 17 is intended to make it possible for a positive signal at the output TX, that is to say a logic “1” on the bus 6, to also result in a logic “1”. This is necessary in the exemplary embodiment, since the illustrated transistor circuit of transistors 5, 13, 19 with a logic "1" at its control input, for example gate or base, the gate-source or collector-emitter path is switched through, so that the This pulls bus 6 to ground 9, ie logically "0".
Um diese Invertierung in Folge der Transistoren 5, 13 und 19 und deren Verschaltung aufzuheben, ist an den Steuereingang des Transistors 5, 13 und 19 jeweils ein Inverter 3, 11 und 17 vorgeschaltet, so dass durch diese doppelte Negierung die Negierung der Transistoren 5, 13 und 19 aufgehoben wird und am Bus 6 dasselbe Signal wie an einem Ausgang TX der Steue- rungseinrichtung 1 bzw. der Sensoren PIC 1 und PIC 2 anliegt.In order to cancel this inversion as a result of the transistors 5, 13 and 19 and their interconnection, the control input is used each of the transistors 5, 13 and 19 is preceded by an inverter 3, 11 and 17, so that the negation of the transistors 5, 13 and 19 is canceled by this double negation and the same signal on the bus 6 as on an output TX of the control device 1 or the sensors PIC 1 and PIC 2 are present.
Selbstverständlich steht dieses Prinzip der Anschaltbaugruppen 3; 5 bzw. 11; 13 bzw. 17; 19 nur beispielhaft für bekannte Treiberbausteine, die sowohl sendeseitig (TX) wie empfangs- seitig (RX) verwendet werden können.Of course, this principle of the interface modules 3; 5 or 11; 13 and 17; 19 is only an example of known driver blocks that can be used on the transmit side (TX) and on the receive side (RX).
Das dargestellte Prinzipschaltbild zeigt, dass es sich hier um einen "0"-dominanten Bus handelt, also ein Bus, an dem sich eine logische "0" bzw. Low-Level gegenüber einem logi- sehen High bzw. einer logischen "1" durchsetzt, da der gesamte Bus durch eine einzige Verbindung zur Masse 9 auf diesen Low-Level gezogen wird.The block diagram shown shows that this is a "0" dominant bus, that is to say a bus on which a logical "0" or low level prevails over a logical high or a logical "1" , since the entire bus is pulled to this low level by a single connection to ground 9.
Weiterhin liegen die Steuerungseinrichtung 1 sowie die Senso- ren PIC 1 und PIC 2, die üblicherweise jeweils einen Mikro- controller aufweisen, empfangsseitig mit ihren Empfangseingängen RX am Bus 6, so dass der jeweilige Zustand des Busses 6 sowohl von der Steuerungseinrichtung 1 als auch den Sensoren PIC 1 und PIC 2 empfangen bzw. detektiert wird.Furthermore, the control device 1 and the sensors PIC 1 and PIC 2, which usually each have a microcontroller, are located on the reception side with their receive inputs RX on the bus 6, so that the respective state of the bus 6 is transmitted both by the control device 1 and by the Sensors PIC 1 and PIC 2 are received or detected.
Auf diese Weise ist es möglich, dass nicht nur die Steuerungseinrichtung 1 und die Sensoren PIC 1 oder PIC 2, gegenseitig ein gesendetes Signal, beispielsweise eine logische "0", empfangen, sondern auch ein Sensor, beispielsweise PIC 1 oder PIC 2 das Signal des oder der anderen Sensoren, beispielsweise PIC 2 oder PIC 1 empfängt. Auf diese Weise kann ein Sensor PIC 1 oder PIC2 beispielsweise feststellen, ob ein anderer Sensor PIC2 oder PICl eine logische "0" auf den Bus 6 legt. Anhand des in Fig. 2 dargestellten Kommunikationsprotokolls wird nachfolgend die Funktion der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 erklärt.In this way it is possible that not only the control device 1 and the sensors PIC 1 or PIC 2 mutually receive a transmitted signal, for example a logical "0", but also a sensor, for example PIC 1 or PIC 2, the signal of or the other sensors, for example PIC 2 or PIC 1. In this way, a sensor PIC 1 or PIC2 can determine, for example, whether another sensor PIC2 or PIC1 puts a logical "0" on the bus 6. The function of the circuit arrangement according to FIG. 1 is explained below on the basis of the communication protocol shown in FIG. 2.
Sollen von den Sensoren PICl und PIC2 die dort registrierten Ereignisse bzw. deren Werte, beispielsweise ein Druckwert einer Kollision eines Roboters, an die Steuerungseinrichtung 1 übermittelt werden, wird hierbei das Datum eines Sensors, welches beispielsweise im Register eines Mikrocontrollers des Sensors vorliegt, über die jeweilige Anschaltgruppe 11; 13 bzw. 17; 19 auf den Bus 6 gelegt.If the events PIC1 and PIC2 the events registered there or their values, for example a pressure value of a collision of a robot, are to be transmitted to the control device 1, the date of a sensor, which is present, for example, in the register of a microcontroller of the sensor, is transmitted via the respective interface group 11; 13 and 17; 19 placed on the bus 6.
Da die Sensoren PICl und PIC2 Druckwerte einer Kollision, enthalten und sich der relevanteste Wert, also der höchste Druck, durchsetzen soll, werden die in den Sensoren enthaltenen Werte bzw. Druckwerte vor dem Senden, beispielsweise im Mikrocontroller, negiert bzw. bei einer Ein-Byte-Übertragung mit FF (binär 1111 1111) EXOR verknüpft.Since the sensors PICl and PIC2 contain pressure values from a collision and the most relevant value, i.e. the highest pressure, is to prevail, the values or pressure values contained in the sensors are negated before transmission, for example in the microcontroller, or if the Byte transmission linked with FF (binary 1111 1111) EXOR.
Hieraus resultiert beispielsweise für einen Druckwert 63 (Dezimal) des Sensors PIC 1, welcher in binärer Darstellung 0011 1111 entspricht, der, wie in Fig. 1 oberste Zeile als Rechtecksignal dargestellte negierte Wert 1100 0000. Der Druckwert 72 (Dezimal) des Sensors PIC 2, der binär 0100 1000 ent- spricht, wird so, wie in Fig. 1 mittlere Zeile als Rechtecksignal dargestellt, zu 1011 Olli.This results, for example, for a pressure value 63 (decimal) of the sensor PIC 1, which corresponds in binary representation 0011 1111, to the negated value 1100 0000, as shown in the top line in FIG. 1 as a rectangular signal. The pressure value 72 (decimal) of the sensor PIC 2 , which corresponds to binary 0100 1000, becomes 1011 Olli as shown in the middle line in FIG. 1 as a square wave signal.
Nach einem Startsignal (einer logischen "0" bzw. negative o- der positive Taktflanke) , welches beispielsweise zur Synchro- nisation der Übertragung der Informationen der Sensoren PICl und PIC2 an die Steuerungseinrichtung 1 dient, wird nachfolgend und zeitgleich der jeweilige Druckwert eines Sensors PICl und PIC2 bitweise in Reihenfolge 7-6-5-4-3-2-1-0 an den Bus 6 gelegt.After a start signal (a logical "0" or negative or positive clock edge), which is used, for example, to synchronize the transmission of the information from the sensors PICl and PIC2 to the control device 1, the respective pressure value of a sensor PICl is subsequently and simultaneously and PIC2 bit by bit in order 7-6-5-4-3-2-1-0 on bus 6.
Da der Bus 6, wie vorstehend ausgeführt, "0"-dominant ist, setzt sich eine logische "0" eines Sensors PICl oder PIC2 durch, so dass die erste logische "0", wie im Beispiel Bit 6 des Sensors PIC2 sich am Bus 6 durchsetzt. Diese logische "0" wird nicht nur von der Steuerungseinrichtung 1 sondern auch von dem anderen Sensor PIC 2 oder weiteren übrigen Sensoren am Bus über ihre Empfangseingänge RX festgestellt.Since the bus 6, as stated above, is "0" dominant, a logic "0" of a sensor PICl or PIC2 is set so that the first logical "0", as in the example bit 6 of sensor PIC2, asserts itself on bus 6. This logical "0" is determined not only by the control device 1 but also by the other sensor PIC 2 or other sensors on the bus via its receive inputs RX.
Unterscheidet sich dieser Wert (logisch "0") von dem für diese Zeit gesendeten Bitwert am Ausgang TX eines jeweiligen Sensors, so hört dieser Sensor auf zu senden. Eine derartige Logik zur Feststellung eines solchen Falls "0" am Eingang RX und hiervon unterschiedlicher Wert am Ausgang TX ist beispielsweise über Gatter oder in Form eines Mikroprogramms eines MikroControllers realisierbar. Im Beispiel nach Fig. 2 hört demzufolge der Sensor PICl auf zu senden, wobei dies im Programm nicht ersichtlich ist, da aus Gründen des besseren Verständnisses im Diagramm die in den Sensoren PIC 1 und PIC 2 gespeicherten Druckwerte und nicht die an den Ausgängen TX bzw. am Bus 6 liegenden Signal logisch dargestellt sind.If this value (logically "0") differs from the bit value sent for this time at the output TX of a respective sensor, then this sensor stops sending. Such logic for determining such a case of "0" at the RX input and a different value at the TX output can be implemented, for example, by means of a gate or in the form of a microprogram of a microcontroller. In the example according to FIG. 2, the sensor PICl consequently stops transmitting, although this is not evident in the program, since, for reasons of better understanding, the pressure values stored in the sensors PIC 1 and PIC 2 and not those at the outputs TX or Signal lying on the bus 6 are logically represented.
Nachdem der Sensor PICl während der Übertragung des Bits 6 aufhört zu senden, können die nachfolgenden Bits 5 bis 0 des Sensors PIC2 unabhängig von dem im Sensor PICl enthaltenen Wert über den Bus 6 an die Steuerungseinrichtung 1 bzw. deren Eingang RX übertragen werden.After the sensor PICl stops transmitting during the transmission of the bit 6, the subsequent bits 5 to 0 of the sensor PIC2 can be transmitted via the bus 6 to the control device 1 or its input RX regardless of the value contained in the sensor PICl.
Demzufolge setzt sich auch bei einer Schaltungsanordnung mit beliebig vielen Sensoren der höchste Wert, also der relevanteste Wert eines oder mehrerer Sensoren durch. Dabei ist es denkbar, dass der höchste Wert in mehreren Sensoren identisch vorhanden ist, so dass sich zwar eine Aussage über den höchsten Wert bzw. den relevantesten Wert treffen lässt, der erfindungsgemäß schnell und sicher zur Steuerungseinrichtung 1 übertragen wird, jedoch nicht, in welchem oder in welchen Sensoren dieser Wert vorliegt. Zu diesem Zeitpunkt ist demzu- folge die Stelle oder der Ort des Auftretens eines solchen Wertes nicht bekannt. Dies ist jedoch auf einfache Art und Weise durch Übertragung eines für einen Sensor eindeutigen ID-Wertes, beispielsweise wiederum in Form eines Bytes, nachfolgend zur Übertragung des Druckwertes möglich, bei der sich ebenfalls, wie vorstehend für den höchsten Druckwert geschildert, nur ein bestimmter, beispielsweise der höchste ID-Wert durchsetzt.Accordingly, the highest value, ie the most relevant value of one or more sensors, also prevails in a circuit arrangement with any number of sensors. It is conceivable that the highest value is present identically in several sensors, so that although it is possible to make a statement about the highest value or the most relevant value, which according to the invention is transmitted quickly and reliably to the control device 1, it is not known in which or in which sensors this value is present. As a result, the place or location of the occurrence of such a value is not known at this time. However, this is possible in a simple manner by transmitting an ID value that is unique to a sensor, for example again in the form of a byte, subsequently for transmitting the pressure value, in which, as described above for the highest pressure value, only a certain, for example, the highest ID value is enforced.
Nach dieser Übertragung, die ebenfalls mittels eines Startbits nochmals synchronisiert sein kann, ist der Steuerein- richtung 1 dann nicht nur der relevanteste Wert sondern auch der Ort bzw. die Stelle dessen Auftretens bekannt. Hierzu kann die Abfrage eines IDs oder eine Gesamtabfrage "Druckwert und ID" so lange wiederholt werden, bis kein Sensor mehr sendet.After this transmission, which can also be synchronized again by means of a start bit, the control device 1 then knows not only the most relevant value but also the location or location of its occurrence. For this purpose, the query of an ID or an overall query "pressure value and ID" can be repeated until no sensor transmits.
Hierbei ist es notwendig, dass ein Sensor mit dem jeweils höchstwertigen ID und damit wiederum dem relevantesten Wert nach Übermittlung seines Wertes an die Steuerungseinrichtung 1 abschaltet bzw. bei weiteren ID-Abfragen nicht mehr sendet.In this case, it is necessary for a sensor with the most significant ID and thus in turn the most relevant value to switch off after transmission of its value to the control device 1 or to stop transmitting in the case of further ID queries.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Sensor PIC2, dessen Datenrelevanzwert und ID zur Steuerungseinrichtung 1 übertragen wurde, seinen Datenrelevanzwert auf den niedrigsten Wert setzt (z.B. 0000 0000 und damit invertiert 1111 1111) . Damit wird dieser Sensor bei der nächsten Anfrage nach Daten im Datenrelevanzwert und damit im Durchsetzungsvermögen auf dem Bus sicher übertroffen, so dass sich der nächsthöhere Wert (eines anderen Sensors PICl) durchsetzt und zur Steuerungseinrichtung 1 gelangt. Hierbei kann ein Sensor durch das permanente "Horchen" mit seinem Empfangseingang RX am Bus 6 das erfolgreiche Durchsetzen bzw. die erfolgreiche Übertragung seines Datenrelevanzwertes (DR-Wert) und evtl. ID-Wertes feststellen, so dass diesem Sensor (für das nachfolgende Abschalten bzw. Nullsetzen des Registers) bekannt ist, dass nur er sich am Bus 6 gegenüber den anderen Sensoren durchgesetzt hat. Dies wird anhand des nachfolgenden Beispiels mit drei an den Bus 6 angeschlossenen Sensoren und synchroner Übertragung näher erläutert:This can take place, for example, in that the sensor PIC2, whose data relevance value and ID have been transmitted to the control device 1, sets its data relevance value to the lowest value (for example 0000 0000 and thus inverted 1111 1111). This sensor is surpassed in the next request for data in the data relevance value and thus in the assertiveness on the bus, so that the next higher value (of another sensor PICl) prevails and reaches the control device 1. In this case, a sensor can determine the successful enforcement or successful transmission of its data relevance value (DR value) and possibly ID value by permanently "listening" with its receive input RX on bus 6, so that this sensor (for the subsequent shutdown or Zeroing the register) is known that only he has prevailed on the bus 6 against the other sensors. This is explained in more detail using the following example with three sensors connected to bus 6 and synchronous transmission:
Erste Abfrage durch Steuerungssystem 1:First query by control system 1:
Sensor 1:Sensor 1:
DR-Wert: 0000 0110 invertiert: 1111 1001 gesendet: 1111 1001DR value: 0000 0110 inverted: 1111 1001 sent: 1111 1001
ID-Wert:0000 0101 invertiert: 1111 1010 gesendet: 1111 1010 Dieser Sensor setzt sich beim Senden auf dem Bus 6 durch. Die Werte auf dem Bus 6 entsprechen denen, die der Sensor senden wollte. Der Sensor weiß also, dass er der "Gewinner" dieser Übertragung war. Nach dieser Übertragung setzt dieser Sensor seinen Datenrelevanzwert (DR-Wert) auf 0000 0000.ID value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1010 This sensor asserts itself when sending on bus 6. The values on bus 6 correspond to those that the sensor wanted to send. So the sensor knows that it was the "winner" of this transmission. After this transfer, this sensor sets its data relevance value (DR value) to 0000 0000.
Sensor 2:Sensor 2:
DR-Wert:0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1011 ID-Wert:0000 0110 invertiert : 1111 1001 gesendet: 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 1 (zweite Stelle von rechts s. Sensor 1) des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1" (bzw. 11...), insbesondere für den gesamten ID-Wert.DR value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1011 ID value: 0000 0110 inverted: 1111 1001 sent: 1111 1111 This sensor notices that its DR value was too low. It withdraws from bit 1 (second digit from the right, see sensor 1) of the DR value from bus 6 and only sends "1" (or 11 ...), especially for the entire ID value.
Sensor 3: DR-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1011 ID-Wert: 0000 0100 invertiert : 1111 1011 gesendet : 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 1 des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1", insbesondere für den gesamten ID-Wert.Sensor 3: DR value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1011 ID value: 0000 0100 inverted: 1111 1011 sent: 1111 1111 This sensor notices that its DR value was too low. It withdraws from bus 6 from bit 1 of the DR value and only sends "1", especially for the entire ID value.
Am PC bzw. der Steuerungseinrichtung 1 empfangene Werte: DR-Wert: 1111 1001 invertiert: 0000 0110=Druckwert von Sensor 1 ID-Wert: 1111 1010 invertiert : 0000 0101=ID-Wert des Sensors 1Values received on the PC or control device 1: DR value: 1111 1001 inverted: 0000 0110 = pressure value from sensor 1 ID value: 1111 1010 inverted: 0000 0101 = ID value of sensor 1
Abfrage des zweitrelevantesten Wertes Sensor 1 :Query of the second most relevant value Sensor 1:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert: 1111 1111 gesendet : 1111 1111 ID-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein (zurückgesetzter) DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 2 (dritte Stelle von rechts s. Sensor 2 und 3) des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1", insbesondere für den gesamten ID-Wert.DR value: 0000 0000 inverted: 1111 1111 sent: 1111 1111 ID value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1111 This sensor notices that its (reset) DR value was too low. It withdraws from bit 2 (third digit from the right, see sensors 2 and 3) of the DR value from bus 6 and only sends "1", especially for the entire ID value.
Sensor 2: DR-Wert: 0000 0101 invertiert: 1111 1010 gesendet: 1111 1010 ID-Wert: 0000 0110 invertiert : 1111 1001 gesendet : 1111 1001 Dieser Sensor setzt sich beim Senden auf dem Bus 6 durch. Die Werte auf dem Bus 6 entsprechen denen, die der Sensor senden wollte. Der Sensor weiß also, dass er der "Gewinner" dieser Übertragung war. Nach dieser Übertragung setzt dieser Sensor seinen Datenrelevanzwert (DR-Wert) auf 0000 0000.Sensor 2: DR value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1010 ID value: 0000 0110 inverted: 1111 1001 sent: 1111 1001 This sensor asserts itself when sending on bus 6. The values on bus 6 correspond to those that the sensor wanted to send. So the sensor knows that it was the "winner" of this transmission. After this transfer, this sensor sets its data relevance value (DR value) to 0000 0000.
Sensor 3:Sensor 3:
DR-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1010 ID-Wert: 0000 0100 invertiert : 1111 1011 gesendet : 1111 1011 Dieser Sensor bemerkt, dass sein DR-Wert hoch genug war, um erfolgreich gesendet zu werden. Er weiß damit, dass kein anderer Sensor eine höhere Datenrelevanz hat. Es kann jedoch trotzdem sein, dass ein anderer Sensor den gleichen DR-Wert hat (wie in diesem Beispiel) . Um die Situation aufzulösen, wird der ID-Wert übertragen. Hierbei stellt dieser Sensor fest, dass ein anderer Sensor mit dem gleichen DR-Wert eine stärker durchsetzende ID besitzt. Deswegen zieht sich dieser Sensor ab bit 1 der ID vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1".DR value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1010 ID value: 0000 0100 inverted: 1111 1011 sent: 1111 1011 This sensor notes that its DR value was high enough to be sent successfully. He knows that no other sensor has a higher data relevance. However, it may still be that another sensor has the same DR value (as in this example). In order to resolve the situation, the ID value is transmitted. This sensor detects that another sensor with the same DR value has a stronger ID. This is why this sensor withdraws from bus 6 from bit 1 of the ID and only sends "1".
Am PC bzw. der Steuerungseinrichtung 1 empfangene Werte: DR-Wert :1111 1010 invertiert: 0000 0101=Druckwert von Sensor 2 ID-Wert: 1111 1001 invertiert : 0000 0110=ID-Wert des Sensors 2Values received on the PC or control device 1: DR value: 1111 1010 inverted: 0000 0101 = pressure value from sensor 2 ID value: 1111 1001 inverted: 0000 0110 = ID value of sensor 2
Abfrage des drittrelevantesten Wertes: Sensor 1:Querying the third most relevant value: Sensor 1:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet : 1111 1111 ID-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein (zurückgesetzter) DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 2 (dritte Stelle von rechts s. Sensor 3) des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1", insbesondere für den gesamten ID-Wert.DR value: 0000 0000 inverted: 1111 1111 sent: 1111 1111 ID value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1111 This sensor notices that its (reset) DR value was too low. It withdraws from bit 2 (third digit from the right, see sensor 3) of the DR value from bus 6 and only sends "1", especially for the entire ID value.
Sensor 2:Sensor 2:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet: 1111 1111 ID-Wert: 0000 0110 invertiert : 1111 1001 gesendet: 1111 1111 Dieser Sensor bemerkt, dass sein (zurückgesetzter) DR-Wert zu gering war. Er zieht sich ab dem bit 2 (dritte Stelle von rechts s. Sensor 3) des DR-Wertes vom Bus 6 zurück und sendet nur noch "1", insbesondere für den gesamten ID-Wert.DR value: 0000 0000 inverted: 1111 1111 sent: 1111 1111 ID value: 0000 0110 inverted: 1111 1001 sent: 1111 1111 This sensor notices that its (reset) DR value was too low. It withdraws from bit 2 (third digit from the right, see sensor 3) of the DR value from bus 6 and only sends "1", especially for the entire ID value.
Sensor 3:Sensor 3:
DR-Wert: 0000 0101 invertiert : 1111 1010 gesendet : 1111 1010 ID-Wert: 0000 0100 invertiert : 1111 1011 gesendet: 1111 1011 Dieser Sensor setzt sich beim Senden auf dem Bus 6 durch. Die Werte auf dem Bus 6 entsprechen denen, die der Sensor senden wollte. Der Sensor weiß also, dass er der "Gewinner" dieser Übertragung war. Nach dieser Übertragung setzt dieser Sensor seinen Datenrelevanzwert (DR-Wert) auf 0000 0000.DR value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1010 ID value: 0000 0100 inverted: 1111 1011 sent: 1111 1011 This sensor asserts itself when sending on bus 6. The values on bus 6 correspond to those that the sensor wanted to send. So the sensor knows that it was the "winner" of this transmission. After this transfer, this sensor sets its data relevance value (DR value) to 0000 0000.
Am PC bzw. der Steuerungseinrichtung 1 empfangene Werte: DR-Wert: 1111 1010 invertiert : 0000 0101=Druckwert von Sensor 3 ID-Wert: 1111 1011 invertiert : 0000 0100=ID-Wert des Sensors 3Values received on the PC or control device 1: DR value: 1111 1010 inverted: 0000 0101 = pressure value from sensor 3 ID value: 1111 1011 inverted: 0000 0100 = ID value of sensor 3
Abfrage des viertrelevantesten Wertes:Querying the fourth most relevant value:
Sensor 1: DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet : 1111 1111 ID-Wert: 0000 0101 invertiert: 1111 1010 gesendet: 1111 1011 Alle Sensoren erkennen, dass sie den höchsten möglichen DR- Wert haben, wissen aber nicht, wie viele andere Sensoren den gleichen Wert haben. Beim Senden der ID setzt sich der Sensor mit der stärksten ID durch. Dieser Sensor erkennt ab bit 1 der ID, dass ein anderer Sensor stärker ist (bzw. stärkere ID besitzt) und sendet ab dort nur noch "1".Sensor 1: DR value: 0000 0000 inverted: 1111 1111 sent: 1111 1111 ID value: 0000 0101 inverted: 1111 1010 sent: 1111 1011 All sensors recognize that they have the highest possible DR value, but do not know how many other sensors have the same value. When sending the ID, the sensor with the strongest ID prevails. From bit 1 of the ID, this sensor recognizes that another sensor is stronger (or has a stronger ID) and only sends "1" from there.
Sensor 2:Sensor 2:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet : 1111 1111 ID-Wert: 0000 0110 invertiert : 1111 1001 gesendet: 1111 1001 Alle Sensoren erkennen, dass sie den höchsten möglichen DR- Wert haben, wissen aber nicht, wie viele andere Sensoren den gleichen Wert haben. Beim Senden der ID setzt sich der Sensor mit der stärksten ID durch. Dieser Sensor erkennt, dass seine ID sich auf dem Bus durchgesetzt hat.DR value: 0000 0000 inverted: 1111 1111 sent: 1111 1111 ID value: 0000 0110 inverted: 1111 1001 sent: 1111 1001 All sensors recognize that they have the highest possible DR value, but do not know how many other sensors have the same value. When sending the ID, the sensor with the strongest ID prevails. This sensor recognizes that its ID has prevailed on the bus.
Sensor 3:Sensor 3:
DR-Wert: 0000 0000 invertiert : 1111 1111 gesendet: 1111 1111DR value: 0000 0000 inverted: 1111 1111 sent: 1111 1111
ID-Wert: 0000 0100 invertiert : 1111 1011 gesendet: 1111 1011 Alle Sensoren erkennen, dass sie den höchsten möglichen DR- Wert haben, wissen aber nicht, wie viele andere Sensoren den gleichen Wert haben. Beim Senden der ID setzt sich der Sensor mit der stärksten ID durch. Dieser Sensor erkennt ab bit 1 der ID, dass ein anderer Sensor stärker ist (bzw. stärkere ID besitzt) und sendet ab dort nur noch "1".ID value: 0000 0100 inverted: 1111 1011 sent: 1111 1011 All sensors recognize that they have the highest possible DR value, but do not know how many other sensors have the same value. When sending the ID, the sensor with the strongest ID prevails. From bit 1 of the ID, this sensor recognizes that another sensor is stronger (or has a stronger ID) and only sends "1" from there.
Am PC bzw. der Steuerungseinrichtung 1 empfangene Werte: DR-Wert: 1111 1111 invertiert : 0000 0000=minimaler DR-Wert ID-Wert: 1111 1001 invertiert : 0000 0110=ID-Wert des Sensors 2 Der PC erkennt, dass die ID des Sensors 2 nun zum zweitenmal gesendet wurde. Das bedeutet, dass alle Sensoren ausgelesen wurden. Dies lässt sich auch am Datenrelevanzwert erkennen, da der niedrigstmögliche DR-Wert (0000 0000) nicht das Ergebnis einer Druckmessung sein darf. Um dies erkennbar zu ma- chen, kann beispielsweise hierfür für jeden gemessenen Druck immer eine "1" hinzuaddiert werden. Die ID-Übermittlung kann hierbei ebenso wie die Druckwertübermittlung auf Anfrage der Steuerungseinrichtung 1, beispielsweise durch Übermittlung eines Startsignals in Form ei- nes Bits, negative oder positive Taktflanke, speziellen Bytes o.a., erfolgen.Values received on the PC or control device 1: DR value: 1111 1111 inverted: 0000 0000 = minimum DR value ID value: 1111 1001 inverted: 0000 0110 = ID value of sensor 2 The PC recognizes that the ID of the Sensor 2 has now been sent for the second time. This means that all sensors have been read out. This can also be seen from the data relevance value, since the lowest possible DR value (0000 0000) must not be the result of a pressure measurement. In order to make this recognizable, a "1" can always be added for each measured pressure. The ID transmission, like the pressure value transmission, can take place on request from the control device 1, for example by transmission of a start signal in the form of a bit, negative or positive clock edge, special bytes or the like.
Es ist aber auch denkbar, dass die Sensoren PICl PIC2 usw. von sich aus zu senden beginnen, sobald wenigstens ein Sensor PICl, PIC2 eine Kollision feststellt und an den Bus 6 eine negative Taktflanke oder ein Low-Level-Signal legt, welches von den übrigen Sensoren als Startbit detektiert wird, so dass alle an dem Bus 6 liegenden Sensoren PICl, PIC2 usw. zeitgleich synchron ihre enthaltenen Druckwerte zu übermit- teln beginnen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass nur diejenigen Sensoren zu senden beginnen, welche überhaupt eine Kollision detektierten.However, it is also conceivable that the sensors PICl PIC2 etc. begin to send on their own as soon as at least one sensor PICl, PIC2 detects a collision and applies a negative clock edge or a low-level signal to the bus 6, which of the other sensors is detected as a start bit, so that all sensors PIC1, PIC2, etc. on the bus 6 begin to transmit their contained pressure values synchronously at the same time. Of course, it is also conceivable that only those sensors that actually detected a collision begin to transmit.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung erfolgt die ID- Übermittlung ohne erneute Synchronisation, wobei die Synchronisation zur DR-Wert- bzw. Druckwertübermittlung ausgenutzt wird und vor dem Start der ID-Übermittlung eine festgelegte Zeitverzögerung stattfindet. Typischerweise messen die Sensoren PICl, PIC2 den Zeitpunkt des beispielsweise von der Steu- erungseinrichtung 1 gesendeten Startbits (Ts), beispielsweise eines ersten gesendeten Bytes, und antworten mit der auf diese Weise synchronisierten (zeitgleichen) Übertragung der DR- Werte zu einem festgelegten Zeitpunkt danach (Ts+Tl) . Im folgenden benötigen die Sensoren PICl, PIC2 keine weitere Syn- chronisation und senden mit festgelegter VerzögerungIn a preferred embodiment of the invention, the ID transmission takes place without renewed synchronization, the synchronization being used for DR value or pressure value transmission and a fixed time delay taking place before the start of the ID transmission. Typically, the sensors PIC1, PIC2 measure the time of the start bit (Ts), for example, sent by the control device 1, for example a first byte sent, and respond with the synchronized (simultaneous) transmission of the DR values at a specified time thereafter (Ts + Tl). In the following, the sensors PICl, PIC2 require no further synchronization and transmit with a defined delay
(TS+T1+T2) ihren ID-Wert. Demzufolge ist eine erneute Synchronisation zwischen der Übertragung der DR-Werte und der Übertragung der ID-Werte nicht notwendigerweise erforderlich. Falls die Zeitbasis der Sensoren jedoch schlecht ist, können die Sensoren eine definierte Zeit warten und dann zur Synchronisation der Übertragung der ID-Werte mit dem Senden eines Startbits beginnen. Hierbei kann der Wartevorgang, wäh- rend die Sensoren den Bus 6 auf auftretende Startbits abhören, abgebrochen werden, und somit eine (erneute) Synchronisation erreicht werden.(TS + T1 + T2) their ID value. As a result, re-synchronization between the transmission of the DR values and the transmission of the ID values is not necessarily necessary. However, if the time base of the sensors is bad, the sensors can wait a defined time and then start sending a start bit to synchronize the transmission of the ID values. Here, the waiting process, rend the sensors listen to the bus 6 for occurring start bits, are aborted, and thus (re) synchronization is achieved.
Für die erfindungsgemäße schnelle Datenübermittlung zwischen den Sensoren PICl, PIC2 und der Steuerungseinrichtung 1 kann vorteilhafterweise auf kostengünstige, im Handel erhältliche Bauteile (in Massenproduktion bspw. RS485 oder CAN-Treiber von Philips) zurückgegriffen werden.For the fast data transmission according to the invention between the sensors PIC1, PIC2 and the control device 1, inexpensive, commercially available components (in mass production, for example RS485 or CAN drivers from Philips) can advantageously be used.
Die Datenübermittlung kann über den bekannten günstigen Standard RS232 erfolgen, wobei ein kostengünstiges Bussystem mit nur einer logischen Datenleitung und kostengünstige übliche Anschaltbaugruppen bzw. Bustreiberbausteine verwendet werden können, um mehrere an einem Bus liegende Sensoren beispielsweise nach dem Wired-AND-Prinzip mit der Steuereinrichtung 1 zu verbinden. Insbesondere kann als Datenprotokoll auf Seite der Steuerungseinrichtung 1 ein herkömmliches RS232 Protokoll verwendet werden, so dass vorteilhafterweise dieses System an viele bestehende PCs oder anderes Equipment mit RS 232 ohne einen Protokollumsetzer (aber eventuell mit Pegelumsetzer) angeschlossen werden kann.The data transmission can take place via the well-known inexpensive standard RS232, whereby an inexpensive bus system with only one logical data line and inexpensive customary interface modules or bus driver modules can be used to control several sensors on a bus, for example according to the wired AND principle connect to. In particular, a conventional RS232 protocol can be used as the data protocol on the control device 1 side, so that this system can advantageously be connected to many existing PCs or other equipment with RS 232 without a protocol converter (but possibly with level converter).
Ebenso ist es möglich, bei dieser Schaltungsanordnung auf kostengünstige Sensoren, beispielsweise mit Mikrocontroller, zurückzugreifen, da durch das erfindungsgemäße Prinzip, bei dem sich der relevanteste Wert zuerst und alleine am Bus durchsetzt und somit an die Steuerungseinrichtung 1 übermittelt wird, trotz kostengünstiger Realisierung der Schaltungs- anordnung eine ausreichende Schnelligkeit und Sicherheit gewährleistet wird.It is also possible to use inexpensive sensors, for example with a microcontroller, in this circuit arrangement, since the principle according to the invention, in which the most relevant value prevails first and only on the bus and is thus transmitted to the control device 1, despite the cost-effective implementation of the circuit - order a sufficient speed and security is guaranteed.
Selbstverständlich können bei diesem System mit niedrigstem Verkabelungsaufwand und kostengünstigsten elektronischen Bau- steinen auch weitere Funktionen wie Rücksetzen der Sensoren, beispielsweise der Register der Mikrocontroller, Kalibrierung der Sensoren PICl und PIC2, usw. realisiert werden. So ist es möglich, auf Anforderung der Steuerungseinrichtung 1 beispielsweise durch Übermittlung eines speziellen BytesOf course, other functions such as resetting the sensors, for example the register of the microcontrollers, calibrating the sensors PICl and PIC2, etc. can also be implemented in this system with the lowest cabling effort and cost-effective electronic components. It is thus possible, at the request of the control device 1, for example by transmitting a special byte
(selbstverständlich unterschiedlich zum Anforderungsbyte) ein Rücksetzen der Sensoren PICl, PIC2 sowie durch Übermittlung eines anderen speziellen Bytes einen Kalibrierungsvorgang(of course different from the request byte) a reset of the sensors PICl, PIC2 as well as a calibration process by transmitting another special byte
(z.B. der Zeitbasis und/oder der Sensorempfindlichkeit bzw. der mathematischen Funktion nach der ein Druckwert im Sensor berechnet wird) o.a. auszulösen.(e.g. the time base and / or the sensor sensitivity or the mathematical function according to which a pressure value is calculated in the sensor) o.a. trigger.
Denkbar ist beispielsweise auch ein Test auf Funktionsfähigkeit des gesamten Systems, bei dem ohne Kollision die Druckwerte und/oder die eindeutigen ID-Werte an die Steuerungseinrichtung 1 übermittelt werden und auf diese Weise die Funkti- onsfähigkeit aller Sensoren PIC, PIC2, usw. und der Übermittlungsstrecke überprüft werden kann.It is also conceivable, for example, to test the functionality of the entire system, in which the pressure values and / or the unique ID values are transmitted to the control device 1 without a collision, and in this way the functionality of all sensors PIC, PIC2, etc. and the like Transmission path can be checked.
Um die Wertigkeit der Sensoren PICl, PIC2 möglichst optimal an die jeweilige Verwendung anzupassen, ist es weiterhin denkbar, nicht nur die ID-Werte nach Relevanz der Orte bzw. der Stellen der Sensoren, beispielsweise absteigend, zu verteilen, sondern auch einen festgestellten Kollisionswert in einem Sensor PIC 1, PIC 2 usw. mit einem einstellbaren Relevanzwert in einer linearen oder nicht linearen Funktion zu koppeln, so dass ein Druckwert für eine Kollision in Abhängigkeit dieses Relevanzwertes und der Funktion sowie des eigentlichen Sensorwertes entsteht, welcher dann an die Steuerungseinrichtung 1 übermittelt wird.In order to optimally adapt the value of the sensors PIC1, PIC2 to the respective use, it is also conceivable not only to distribute the ID values according to the relevance of the locations or locations of the sensors, for example in descending order, but also to determine a collision value in to couple a sensor PIC 1, PIC 2, etc. with an adjustable relevance value in a linear or non-linear function, so that a pressure value for a collision arises depending on this relevance value and the function and the actual sensor value, which is then transmitted to the control device 1 becomes.
Nach der Erfindung ist es auch denkbar, bestimmte Sensoren gezielt durch Übertragung der ID des Sensors anzusprechen. In diesem Fall sendet die Steuerungseinrichtung 1 zuerst ein Kommando (z.B. "schicke Selbstinformation") und dann die ID des gewünschten Sensors, während alle anderen Sensoren bei dieser Übertragung nicht beteiligt sind. Weiterhin kann in der Anordnung und dem Verfahren ein "Selbstmodus" integriert sein, bei dem die Sensoren bei Eintreten eines bestimmten Ereignisses (beispielsweise 0 0000 0000 0000 0000) ein gegenüber allen anderen Übertragungen do- minantes Breaksignal (beispielsweise im RS232-Protokoll) senden. Hierbei kann jeder Sensor mit einer Reaktionsschwelle ausgerüstet sein, die von der Steuerungseinrichtung 1 setzbar ist. Wird die Reaktionsschwelle (Datenrelevanzschwelle) bei einem Sensor, nachdem die Sensoren in den "Selbstmeldemodus" geschalten wurden, überschritten, so sendet er selbst (ohne Anforderung durch die Steuerungseinrichtung 1) beispielsweise 0000 0000. Selbst bei gleichzeitigem Senden mehrerer Sensoren ergibt sich als Ergebnis entweder wieder 0000 0000 oder eine längere Periode, die von der Steuerungseinrichtung 1 eben- falls erkennbar ist (z.B. Break Signal gemäß RS232 Protokoll) . Wenn Sensoren über ihren Empfangseingang RX eine 0000 0000 empfangen, so gehen sie in den normalen vorstehend geschilderten Kommunikationsmodus zurück. Demzufolge ist es nicht notwendig, dass Steuerungseinrichtung 1 den Wert (z.B. Kollisionsdruck) eines Sensors bzw. aller angeschlossenerAccording to the invention, it is also conceivable to address specific sensors in a targeted manner by transmitting the ID of the sensor. In this case, the control device 1 first sends a command (eg "send self-information") and then the ID of the desired sensor, while all other sensors are not involved in this transmission. Furthermore, a “self-mode” can be integrated in the arrangement and the method, in which the sensors send a break signal that is dominant to all other transmissions (for example in the RS232 protocol) when a certain event occurs (for example 0 0000 0000 0000 0000). Each sensor can be equipped with a reaction threshold that can be set by the control device 1. If the reaction threshold (data relevance threshold) is exceeded for a sensor after the sensors have been switched to the "self-reporting mode", then it sends itself (without request from the control device 1), for example 0000 0000. Even if several sensors are sent at the same time, the result is either 0000 0000 again or a longer period that can also be recognized by the control device 1 (eg break signal according to RS232 protocol). If sensors receive a 0000 0000 via their receive input RX, they return to the normal communication mode described above. Accordingly, it is not necessary for control device 1 to have the value (for example collision pressure) of a sensor or of all connected sensors
Sensoren dauernd abfragt, sondern kann warten, bis an der seriellen Schnittstelle (RS232) ein Signal ankommt. Hat die Steuerungseinrichtung 1 ein solches Signal empfangen, so fragt sie mit dem vorstehend geschilderten Verfahren nach dem stärksten bzw. relevantesten Druckwert. Hierbei ist es auch möglich, dass die Steuerungseinrichtung 1 diesen "Selbstmeldemodus" vorzeitig abbricht, indem sie beispielsweise selbst 0000 0000 sendet.Sensor continuously polls, but can wait until a signal arrives at the serial interface (RS232). If the control device 1 has received such a signal, it asks for the strongest or most relevant pressure value using the method described above. It is also possible here for the control device 1 to terminate this “self-reporting mode” prematurely, for example by sending 0000 0000 itself.
Denkbar ist auch, dass ein Sensor, der eine bestimmte vorbestimmbare Zeitdauer nicht abgefragt wurde, sich mit längeren 0-Perioden bemerkbar machen kann. Dieses Signal wird dann unabhängig von sonstigen Vorgängen von der Steuerungseinrichtung 1 als Breaksignal empfangen.It is also conceivable that a sensor that has not been queried for a certain predeterminable period of time can make itself noticeable with longer 0 periods. This signal is then received by the control device 1 as a break signal independently of other processes.
Durch das vorstehend für einen Roboter und Kollisionen beschriebene Verfahren wird durch das erfindungsgemäße Prinzip der Übermittlung von Daten in Abhängigkeit von deren Relevanz somit bei kostengünstigster Realisierung gewährleistet, dass zumindest der oder die relevantesten Werte mit ausreichender Geschwindigkeit und Sicherheit bei der Steuerungseinrichtung 1 zur Weiterverarbeitung vorliegen.By the method described above for a robot and collisions, the principle according to the invention The transmission of data depending on their relevance thus ensures, with the most cost-effective implementation, that at least the relevant value or values are available with sufficient speed and security at the control device 1 for further processing.
Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Schaltungsanordnung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann in verschiedensten An- Wendungsgebieten Verwendung finden, bei denen Objekte zueinander relative Bewegungen ausführen, Entfernungen festgestellt werden sollen, Kollisionen vermieden werden sollen, oder auch bei stationären Systemen wie beispielsweise Sensoren zur Messung von Erdbeben, Windgeschwindigkeiten, usw. und Übermittlung dieser Daten an zentrale Steuerungseinrichtungen.Of course, the method according to the invention and the circuit arrangement are not limited to the exemplary embodiment shown, but can be used in a wide variety of fields of application in which objects execute relative movements to one another, distances are to be determined, collisions are to be avoided, or also in stationary systems such as, for example Sensors for measuring earthquakes, wind speeds, etc. and transmitting this data to central control devices.
Hierbei kann vorteilhafterweise durch die vorstehend beschriebene Konkurrenz der Wichtigkeit bzw. Relevanz der Daten der Sensoren zueinander und das Durchsetzen (in Abhängigkeit von dieser Konkurrenz und demzufolge dynamisch) des relevantesten Wertes der sendenden bzw. an einem Bus liegenden Sensoren erreicht werden, dass im Vergleich zu herkömmlichen Systemen diese Information schneller vorliegt, so dass vor- teilhafterweise auch langsamere, einfachere und kostengünstigere Systeme zur Übertragung (Bussysteme, Anschaltbaugruppen, Sensoren, usw.) Verwendung finden können. Hierbei sollen Sensoren im Sinne der Erfindung sehr weitreichend verstanden werden und auch beispielsweise Eingabegeräte mit wenigstens einem Empfangseingang RX und wenigstens einem Sendeausgang TX umfassen.In this case, by means of the competition described above, the importance or relevance of the data from the sensors to one another and the enforcement (depending on this competition and consequently dynamically) of the most relevant value of the sensors which are transmitting or are located on a bus can be achieved in comparison with This information is available more quickly to conventional systems, so that, advantageously, slower, simpler and more cost-effective systems for transmission (bus systems, interface modules, sensors, etc.) can also be used. Here, sensors in the sense of the invention are to be understood very broadly and also include, for example, input devices with at least one receive input RX and at least one transmit output TX.
Hierbei wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass erfindungsgemäß sich der stärkste Datenrelevanzwert aller an den Bus angeschlossenen Sensoren bei der synchronen bzw. gleichzeitigen Übertragung der (Sensoren-) erte durchsetzt und in diesem Datenrelevanzwert der Datenwert enthalten ist bzw. der Datenrelevanzwert von dem Datenwert und einer Parameterfunktion abhängt. Somit ist bei der Übertragung die Relevanz bzw. Priorität von den Daten selbst abhängig, was erfindungsgemäß als variable oder dynamische Relevanz bzw. Priorität der Da- ten verstanden werden soll. It is expressly pointed out that, according to the invention, the strongest data relevance value of all sensors connected to the bus asserts itself in the synchronous or simultaneous transmission of the (sensor) values and that the data value is or is contained in this data relevance value Data relevance value depends on the data value and a parameter function. The relevance or priority during the transmission is thus dependent on the data itself, which according to the invention is to be understood as variable or dynamic relevance or priority of the data.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Übermittlung von Daten mehrerer Sensoren (PICl, PIC2) an eine Steuerungseinrichtung (1) über einen Da- tenbus (6), wobei1. Method for transmitting data from a plurality of sensors (PICl, PIC2) to a control device (1) via a data bus (6), wherein
a) in dem Sensor (PICl, PIC2) ein Datenrelevanzwert ermittelt wird,a) a data relevance value is determined in the sensor (PICl, PIC2),
b) der Datenrelevanzwert des Sensors (PICl, PIC2) auf den Bus (6) gelegt wird undb) the data relevance value of the sensor (PICl, PIC2) is placed on the bus (6) and
c) nur der größte Datenrelevanzwert der Sensoren (PICl, PIC2) an die Steuerungseinrichtung (1) übermittelt wird.c) only the largest data relevance value of the sensors (PICl, PIC2) is transmitted to the control device (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenrelevanzwert des Sensors (PICl, PIC2) bei einem de- tektierten Ereignis an dem Sensor (PICl, PIC2) und/oder auf Anfrage der Steuerungseinrichtung (1) oder eines anderen Sen- sors (PICl, PIC2) auf den Bus (6) gelegt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the data relevance value of the sensor (PICl, PIC2) in the event of a detected event on the sensor (PICl, PIC2) and / or at the request of the control device (1) or another sensor (PICl, PIC2) is placed on the bus (6).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend auf Schritt c) , d) ein ID-Wert des wenigstens einen Sensors (PICl, PIC2) auf den Bus (6) gelegt wird und nur ein einziger relevantester ID-Wert an die Steuerungseinrichtung (1) übermittelt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that following step c), d) an ID value of the at least one sensor (PICl, PIC2) is placed on the bus (6) and only a single most relevant ID value is transmitted to the control device (1).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) bis d) solange wiederholt werden, wobei je- weils der Sensor (PICl, PIC2) dessen ID-Wert übermittelt wurde, aufhört zu senden, bis die an die Steuerungseinrichtung (1) übermittelten Werte unterhalb eines vorbestimmbaren Schwellwertes liegen.4. The method as claimed in claim 3, characterized in that steps a) to d) are repeated for as long as the sensor (PICl, PIC2) whose ID value has been transmitted stops transmitting until it is sent to the control device ( 1) transmitted values lie below a predeterminable threshold value.
5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren Sensoren (PICl, PIC2), einem Datenbus (6) und einer Steuerungseinrich- tung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren über den Datenbus (6) im Wired-AND Prinzip mit der Steuereinrichtung (1) verbunden sind, so dass sich nur ein Datum eines Sensors (PICl, PIC2) durchsetzt.5. Circuit arrangement for performing the method according to one of the preceding claims, with a plurality of sensors (PICl, PIC2), a data bus (6) and a control device device (1), characterized in that the sensors are connected to the control device (1) via the data bus (6) in a wired-AND principle, so that only one date of a sensor (PICl, PIC2) is established.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (PICl, PIC2) einen Sendeausgang (TX) und einen Empfangseingang (RX) , welche mit dem Bus (6) mittels Anschaltbaugruppen (3; 5, 11; 13, 17; 19) verbunden sind, und eine Kontrolleinrichtung aufweist, die bei unterschiedlichen Signalen an Sendeausgang (TX) und Empfangseingang (RX) den Sendeausgang (TX) mit einem neutralen Signal (logisch "1") belegt.6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the sensor (PICl, PIC2) has a transmit output (TX) and a receive input (RX) which are connected to the bus (6) by means of interface modules (3; 5, 11; 13, 17; 19) are connected, and have a control device which, in the case of different signals at the transmit output (TX) and receive input (RX), occupies the transmit output (TX) with a neutral signal (logical "1").
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bus (6) nur eine logische Datenleitung umfasst .7. Circuit arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the bus (6) comprises only one logical data line.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da- durch gekennzeichnet, dass der Bus (6) "0"-dominant, "1"- dominant, oder als wired OR ausgebildet ist.8. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the bus (6) is "0" dominant, "1" dominant, or is designed as a wired OR.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bus (6) elektrisch als CAN-Bus ausgebildet ist.9. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 8, characterized in that the bus (6) is designed electrically as a CAN bus.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sensor (PI1, PIC2) einen eindeutigen an die Steuereinrichtung (1) übermittelbaren ID- Wert aufweist.10. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 9, characterized in that each sensor (PI1, PIC2) has a unique ID value which can be transmitted to the control device (1).
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (1) RS232 kompatibel ausgebildet ist. 11. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 10, characterized in that the control device (1) is RS232 compatible.
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