WO2019043083A1 - Method for transmitting sensor data, computer program, machine-readable storage medium and apparatus - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for transmitting sensor data, a corresponding computer program and machine-readable storage medium and a corresponding device.
- PSI5 A widely used standard for sensor data transmission is PSI5. Sensors operating on the PS 15 standard typically use a fixed resolution for the sensor reading of a sensor channel on a single communication slot. Disadvantage of the previous practice is that different
- Data words with different sensor measured values of a sensor can only ever be transmitted in one communication slot within a PSI5 communication bus in one communication cycle.
- a current controller supports a sampling rate (cycle time) of 500 is.
- a sampling rate (cycle time) of 500 is.
- up to four data words with a data word width of 10 bits from different sensors or from the same sensor in different communication slots are transmitted within these 500 bits and received in the control unit (see PSI5 specification). That means a Sensor reading, which of a sensor in a communication slot as
- Data word is transmitted in the control unit only every 500 is newly received. However, this is not fast enough for many applications, such as algorithms on the controller.
- Transmission of sensor data is provided a communication cycle, wherein a plurality of communication slots are provided within a communication cycle.
- the main advantage presented method is that now a sensor can transmit multiple sensor data within a communication cycle.
- the plurality of the plurality of communication slots follow each other.
- the sensor data are different sensor data of the sensor. It has proven to be advantageous if the different sensor data are consecutive
- the sensor data in the sensor is prepared by conditioning sensor readings of the sensor
- a special form of preparing sensor measured values is the sampling of the sensor measured values in order to obtain sensor data.
- Another aspect of the present invention is a computer program configured to perform all the steps of one embodiment of the method of the present invention.
- Another aspect of the present invention is a machine-readable one
- Invention is stored.
- Another aspect of the present invention is an apparatus configured to perform all the steps of one embodiment of the method of the present invention.
- a special form of the device is a sensor.
- Fig. 1 is a voltage or current-time diagram of a sensor data transmission according to the prior art
- Fig. 2 is a voltage or current-time diagram of a sensor data transmission according to the present invention.
- Figure 1 shows a voltage or current-time diagram of a
- the upper part of the diagram shows the voltage-time curve.
- the lower part of the diagram shows the current-time curve.
- the data transmission according to the PSI5 standard is done by current modulation.
- For the data transmission communication cycles are provided tcycie.
- a cycle typically takes 500 is.
- Within a cycle at least one communication slot is provided.
- more than one communication slot is provided.
- up to four communication slots are planned. Between the communication slots a communication break is provided.
- Each subscriber on the communication bus is one or more
- the beginning of a communication cycle, tcycie is modulated by a synchronization pulse that is modulated onto the prevailing voltage, typically by the receiver, typically a controller.
- the synchronization pulses at the beginning of a communication cycle are in
- a transmission of a data word p n occurs only in the third communication slot slot 3. This is shown by a communication slot with a solid frame.
- Figure 2 shows a voltage or current-time diagram of a
- a voltage-time diagram is plotted in the upper part, to which the synchronization pulses which indicate the beginning of a communication cycle t cyc ie are to be taken.
- a current-time diagram is plotted in the lower part.
- each communication slot slot 1, slot 2, slot 3 different sensor data, in particular successive sensor data p n 1, p n 2, p n 3, transmitted.
- Each sensor datum p n 1, p n 2, p n 3 is based on the preparation of sensor measured values, for example by sampling the sensor measured values to a sensor datum p n 1, p n 2, p n 3, within the transmitting sensor.
- the sensor readings are sampled three times as often in the sensor according to the illustrated embodiment and transmitted three times as often. This results in an increased data rate which in this example is approximately 500 is / 3 * 166 is ("6 kHz) per sensor measured value.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
A method for transmitting sensor data (pn, pn 1, pn 2, pn 3) on a communication bus having at least one sensor and at least one receiver, wherein for the purpose of transmitting sensor data (pn, pn 1, pn 2, pn 3) there is provision for a communication cycle (tcycle), wherein within a communication cycle there is provision for a multiplicity of communication slots (Slot 1, Slot 2, Slot 3), characterised in that the sensor transmits sensor data in several of the multiplicity of communication slots (Slot 1, Slot 2, Slot 3) within a communication cycle (tcycle).
Description
Beschreibung description
Titel title
Verfahren zum Übertragen von Sensordaten, Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und Vorrichtung Method for transmitting sensor data, computer program, machine-readable storage medium and device
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Sensordaten, ein entsprechendes Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium sowie ein eine entsprechende Vorrichtung. The present invention relates to a method for transmitting sensor data, a corresponding computer program and machine-readable storage medium and a corresponding device.
Stand der Technik State of the art
Ein weit verbreiteter Standard für die Sensordatenübertragung ist PSI5. Sensoren, die nach dem PS 15 Standard betrieben werden, verwenden in der Regel eine fest definierte Auflösung für den Sensormesswert eines Sensorkanals auf einem einzigen Kommunikationsslot. Nachteil der bisherigen Praxis ist, dass unterschiedliche A widely used standard for sensor data transmission is PSI5. Sensors operating on the PS 15 standard typically use a fixed resolution for the sensor reading of a sensor channel on a single communication slot. Disadvantage of the previous practice is that different
Datenworte mit unterschiedlichen Sensormesswerten eines Sensors immer nur in einem Kommunikationsslot innerhalb eines PSI5 Kommunikationsbusses in einem Kommunikationszyklus übertragen werden. Data words with different sensor measured values of a sensor can only ever be transmitted in one communication slot within a PSI5 communication bus in one communication cycle.
Beispielsweise unterstützt ein heutiges Steuergerät eine Samplingrate (Zykluszeit) von 500 is. Innerhalb dieser 500 is werden je nach Kommunikationsmodus bis zu vier Datenworte mit einer Datenwortbreite von 10 Bit von unterschiedlichen Sensoren bzw. aus dem gleichen Sensor in unterschiedlichen Kommunikationsslots übertragen und im Steuergerät empfangen (siehe PSI5 Spezifikation). Das bedeutet, dass ein
Sensormesswert, welcher von einem Sensor in einem Kommunikationsslot als For example, a current controller supports a sampling rate (cycle time) of 500 is. Depending on the mode of communication, up to four data words with a data word width of 10 bits from different sensors or from the same sensor in different communication slots are transmitted within these 500 bits and received in the control unit (see PSI5 specification). That means a Sensor reading, which of a sensor in a communication slot as
Datenwort übertragen wird, im Steuergerät nur alle 500 is neu empfangen wird. Dies ist jedoch für viele Anwendungen wie beispielsweise Algorithmen auf dem Steuergerät nicht ausreichend schnell. Data word is transmitted in the control unit only every 500 is newly received. However, this is not fast enough for many applications, such as algorithms on the controller.
Allerdings ist eine Anpassung des Sensors bzw. des Steuergeräts an eine höhere Datenrate (z. B. 4 kHz) in der Regel aus Kostengründen nicht einfach umsetzbar. However, adaptation of the sensor or of the control device to a higher data rate (eg 4 kHz) is usually not easy to implement for cost reasons.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren zum Übertragen von Sensordaten auf einem Kommunikationsbus mit mindestens einem Sensor und mindestens einem Empfänger gemäß dem Hauptanspruch vorgestellt. Für das Verfahren ist zur Against this background, a method for transmitting sensor data on a communication bus having at least one sensor and at least one receiver according to the main claim is presented. For the procedure is to
Übertragung von Sensordaten ein Kommunikationszyklus vorgesehen ist, wobei innerhalb eines Kommunikationszyklus eine Vielzahl von Kommunikationsslots vorgesehen sind. Transmission of sensor data is provided a communication cycle, wherein a plurality of communication slots are provided within a communication cycle.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass von dem Sensor innerhalb eines Kommunikationszyklus in mehreren der Vielzahl von Kommunikationsslots The method is characterized in that of the sensor within a communication cycle in a plurality of the plurality of communication slots
Sensordaten übertragen werden. Sensor data are transmitted.
Der wesentliche Vorteil vorgestellten Verfahrens liegt darin, dass nunmehr ein Sensor mehrere Sensordaten innerhalb eines Kommunikationszyklus übertragen kann. The main advantage presented method is that now a sensor can transmit multiple sensor data within a communication cycle.
Dadurch erhöht sich die Frequenz, mit der Daten von dem Sensor zu dem Empfänger, typischerweise ein Steuergerät, übertragen werden können. Durch die höhere This increases the frequency with which data can be transferred from the sensor to the receiver, typically a controller. By the higher
Datenrate aus einem Sensor kann die Performance der Ansteuerverfahren bzw. - algorithmen, die auf den Steuergeräten ausgeführt werden erhöht werden, ohne die Rahmenbedingungen (Vorgaben hinsichtlich der Datenwortbreite, Hardware-, Softwarevorgaben) des PSI Standards anzupassen. Somit bleibt eine Kompatibilität der eingesetzten Sensoren bzw. Steuergeräte im Wesentlichen erhalten. Data rate from a sensor, the performance of the control methods or algorithms that are executed on the control units can be increased without the framework conditions (specifications regarding the data word width, hardware, software specifications) of the PSI standard to adjust. Thus, a compatibility of the sensors or control units used is essentially retained.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung folgen die mehreren der Vielzahl von Kommunikationsslots aufeinander.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei den Sensordaten um unterschiedliche Sensordaten des Sensors. Als vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, wenn es sich bei den unterschiedlichen Sensordaten um aufeinanderfolgende According to an embodiment of the method of the present invention, the plurality of the plurality of communication slots follow each other. According to one embodiment of the method, the sensor data are different sensor data of the sensor. It has proven to be advantageous if the different sensor data are consecutive
Sensordaten handelt. Sensor data acts.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung werden die Sensordaten im Sensor durch Aufbereiten von Sensormesswerten des According to one embodiment of the method of the present invention, the sensor data in the sensor is prepared by conditioning sensor readings of the sensor
Sensorelements des Sensors gebildet. Sensor element of the sensor formed.
Eine besondere Form des Aufbereitens von Sensormesswerten ist dabei das Sampeln der Sensormesswerte, um dadurch Sensordaten zu erhalten. A special form of preparing sensor measured values is the sampling of the sensor measured values in order to obtain sensor data.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist alle Schritte einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auszuführen. Another aspect of the present invention is a computer program configured to perform all the steps of one embodiment of the method of the present invention.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein maschinenlesbares Another aspect of the present invention is a machine-readable one
Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gemäß der vorliegenden Storage medium on which the computer program according to the present
Erfindung gespeichert ist. Invention is stored.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist alle Schritte einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auszuführen. Another aspect of the present invention is an apparatus configured to perform all the steps of one embodiment of the method of the present invention.
Eine besondere Form der Vorrichtung stellt dabei ein Sensor dar. A special form of the device is a sensor.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Figuren dargestellt und erläutert. Es zeigen: Hereinafter, embodiments of the present invention will be illustrated and explained with reference to figures. Show it:
Fig. 1 ein Spannungs- bzw. Strom-Zeit- Diagramm einer Sensordatenübertragung nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein Spannungs- bzw. Strom-Zeit- Diagramm einer Sensordatenübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 is a voltage or current-time diagram of a sensor data transmission according to the prior art; Fig. 2 is a voltage or current-time diagram of a sensor data transmission according to the present invention.
Figur 1 zeigt ein Spannungs- bzw. Strom-Zeit- Diagramm einer Figure 1 shows a voltage or current-time diagram of a
Sensordatenübertragung nach dem Stand der Technik. Sensor data transmission according to the prior art.
Im oberen Teil des Diagramms ist der Spannungs-Zeit-Verlauf aufgetragen. The upper part of the diagram shows the voltage-time curve.
Im unteren Teil des Diagramms ist der Strom-Zeit- Verlauf aufgetragen. The lower part of the diagram shows the current-time curve.
Die Datenübertragung gemäß dem PSI5 Standard erfolgt durch Strommodulation. Für die Datenübertragung sind Kommunikationszyklen tcycie vorgesehen. Ein Zyklus dauert typischerweise 500 is. Innerhalb eines Zyklus ist mindestens ein Kommunikationsslot vorgesehen. Typischerweise ist mehr als ein Kommunikationsslot vorgesehen. Nach dem aktuellen Standard sind bis zu vier Kommunikationsslots vorgesehen. Zwischen den einzelnen Kommunikationsslots ist eine Kommunikationspause vorgesehen. Jedem Teilnehmer an dem Kommunikationsbus sind ein oder mehrere The data transmission according to the PSI5 standard is done by current modulation. For the data transmission communication cycles are provided tcycie. A cycle typically takes 500 is. Within a cycle at least one communication slot is provided. Typically, more than one communication slot is provided. According to the current standard, up to four communication slots are planned. Between the communication slots a communication break is provided. Each subscriber on the communication bus is one or more
Kommunikationsslots zur Übertragung von Datenworten mit einer typischen Communication slots for transmitting data words with a typical one
Datenwortbreite von 10 Bit vorgesehen. Data word width of 10 bits provided.
Der Beginn eines Kommunikationszyklus tcycie wird durch einen Synchronisationspuls, der auf die vorherrschende Spannung typischerweise durch den Empfänger, typischerweise ein Steuergerät, aufmoduliert wird. Die Synchronisationspulse zu Beginn eines Kommunikationszyklus sind im The beginning of a communication cycle, tcycie, is modulated by a synchronization pulse that is modulated onto the prevailing voltage, typically by the receiver, typically a controller. The synchronization pulses at the beginning of a communication cycle are in
Spannungs-Zeit- Verlauf der Fig. 1 deutlich zu erkennen. Voltage-time course of Fig. 1 clearly visible.
Innerhalb eines Kommunikationszyklus tcycie sind in der dargestellten Variante drei Kommunikationsslots vorgesehen. Im dargestellten Fall erfolgt eine Übertragung eines Datenworts pn lediglich im dritten Kommunikationsslot Slot 3. Dargestellt ist dies durch ein Kommunikationslot mit durchgezogenem Rahmen. Within a communication cycle tcycie three communication slots are provided in the illustrated variant. In the illustrated case, a transmission of a data word p n occurs only in the third communication slot slot 3. This is shown by a communication slot with a solid frame.
Im Worst-Case werden die anderen Kommunikationsslots nicht genutzt. Dargestellt ist dies durch Kommunikationsslots mit einem gestrichelten Rahmen. Somit bliebe Bandbreite zur Übertragung von weiteren Datenworten ungenutzt. In the worst case, the other communication slots are not used. This is illustrated by communication slots with a dashed frame. Thus bandwidth would remain unused for the transmission of further data words.
Dies verdeutlicht den wesentlichen Nachteil der heutigen Übertragungsweise. This illustrates the major disadvantage of today's transmission.
Sensormesswerte welche von einem Sensor in einem Kommunikationsslot als
Datenwort übertragen werden, werden im Steuergerät nur alle 500 με empfangen. Für viele Anwendungen wie beispielsweise für Ansteuerverfahren für Personenschutzmittel (Airbag-Algorithmen) ist dies nicht ausreichend schnell. Sensor readings from a sensor in a communication slot as Data word are received in the control unit only every 500 microseconds. For many applications, such as for personal protective equipment (airbag algorithms), this is not fast enough.
Figur 2 zeigt ein Spannungs- bzw. Strom-Zeit- Diagramm einer Figure 2 shows a voltage or current-time diagram of a
Sensordatenübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung. Sensor data transmission according to the present invention.
Wiederum ist wie in Figur 1 im oberen Teil ein Spannungs-Zeit-Diagramm aufgetragen, dem die Synchronisationspulse, die den Beginn eines Kommunikationszyklus tcycie anzeigen, zu entnehmen sind. Ebenso wie in Figur 1 ist im unteren Teil ein Strom-Zeit- Diagramm aufgetragen. Once again, as in FIG. 1, a voltage-time diagram is plotted in the upper part, to which the synchronization pulses which indicate the beginning of a communication cycle t cyc ie are to be taken. As in Figure 1, a current-time diagram is plotted in the lower part.
Nunmehr werden alle drei Kommunikationsslots Slot 1, Slot 2, Slot 3 zur Übertragung von Datenworten pn 1, pn 2, pn 3 mit Sensordaten genutzt. Dargestellt ist dies durch Kommunikationsslots Slot 1, Slot 2, Slot 3 mit durchgezogenem Rahmen. Now all three communication slots slot 1, slot 2, slot 3 are used to transmit data words p n 1, p n 2, p n 3 with sensor data. This is illustrated by communication slots slot 1, slot 2, slot 3 with a solid frame.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, werden in jedem Kommunikationsslot Slot 1, Slot 2, Slot 3 unterschiedliche Sensordaten, insbesondere aufeinander folgende Sensordaten pn 1, pn 2, pn 3, übertragen. Jedes Sensordatum pn 1, pn 2, pn 3 basiert auf der Aufbereitung von Sensormesswerten, bspw. durch das Sampeln der Sensormesswerte zu einem Sensordatum pn 1, pn 2, pn 3, innerhalb des sendenden Sensors. Die Sensormesswerte werden im Sensor gemäß der dargestellten Ausführungsform dreimal so oft gesampelt und dreimal so oft übertragen. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Datenrate die in diesem Beispiel bei ca. 500 is / 3 * 166 is (« 6 kHz) pro Sensormesswert liegt. According to the illustrated embodiment of the present invention, in each communication slot slot 1, slot 2, slot 3 different sensor data, in particular successive sensor data p n 1, p n 2, p n 3, transmitted. Each sensor datum p n 1, p n 2, p n 3 is based on the preparation of sensor measured values, for example by sampling the sensor measured values to a sensor datum p n 1, p n 2, p n 3, within the transmitting sensor. The sensor readings are sampled three times as often in the sensor according to the illustrated embodiment and transmitted three times as often. This results in an increased data rate which in this example is approximately 500 is / 3 * 166 is ("6 kHz) per sensor measured value.
Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass hierfür keine The particular advantage of this embodiment is that for this no
Anpassungen an der Hardware des Empfängers, typischerweise des Steuergeräts erforderlich ist, da diese bereits dazu ausgelegt ist, die Datenworte der verschiedenen Kommunikationsslots Slot 1, Slot 2, Slot 3 zu empfangen. Adjustments to the hardware of the receiver, typically the controller is required, since this is already designed to receive the data words of the various communication slots slot 1, slot 2, slot 3.
Auf Sensorseite sind hierfür nur wenige Anpassungen notwendig, um die On the sensor side, only a few adjustments are necessary to the
Sensormesswerte für jeden Kommunikationsslot Slot 1, Slot 2, Slot 3 zu sampeln und zu übertragen.
Sensor readings for each communication slot Slot 1, Slot 2, Slot 3 to sample and transfer.
Claims
1. Verfahren zum Übertragen von Sensordaten (pn, pn 1, Pn 2, pn 3) auf einem 1. A method for transmitting sensor data (p n , p n 1, Pn 2, p n 3) on a
Kommunikationsbus mit mindestens einem Sensor und mindestens einem Communication bus with at least one sensor and at least one
Empfänger, wobei zur Übertragung von Sensordaten (pn, pn 1, Pn 2, pn 3) ein Kommunikationszyklus (tycie) vorgesehen ist, wobei innerhalb eines Receiver, wherein for the transmission of sensor data (p n , p n 1, Pn 2, p n 3) a communication cycle (tycie) is provided, wherein within a
Kommunikationszyklus eine Vielzahl von Kommunikationsslots (Slot 1, Slot 2, Slot 3) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Sensor innerhalb eines Kommunikationszyklus (tcycie) in mehreren der Vielzahl von Communication cycle a plurality of communication slots (slot 1, slot 2, slot 3) are provided, characterized in that of the sensor within a communication cycle (t cyc ie) in more of the plurality of
Kommunikationsslots (Slot 1, Slot 2, Slot 3) Sensordaten übertragen werden. Communication slots (slot 1, slot 2, slot 3) sensor data are transmitted.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mehreren der Vielzahl von 2. The method of claim 1, wherein the plurality of the plurality of
Kommunikationsslots (Slot 1, Slot 2, Slot 3) aufeinander folgen. Communication slots (slot 1, slot 2, slot 3) follow each other.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sensordaten (pn, pn 1, Pn 2, pn 3) unterschiedliche Sensordaten (pn, pn 1, Pn 2, pn 3) des Sensors sind, insbesondere aufeinanderfolgende Sensordaten (pn, pn 1, Pn 2, pn 3). 3. The method of claim 1 or 2, wherein the sensor data (p n , p n 1, Pn 2, p n 3) are different sensor data (p n , p n 1, Pn 2, p n 3) of the sensor, in particular sequential Sensor data (p n , p n 1, Pn 2, p n 3).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensordaten (pn, pn 1, pn 2, pn 3) im Sensor durch Aufbereiten, insbesondere Sampeln, von 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the sensor data (p n , p n 1, p n 2, p n 3) in the sensor by processing, in particular sampling, of
Sensormesswerten des Sensorelements des Sensors gebildet werden. Sensor measured values of the sensor element of the sensor are formed.
5. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist alle Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
A computer program adapted to perform all the steps of a method according to any one of the preceding claims.
6. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 5 gespeichert ist. 6. A machine-readable storage medium on which the computer program according to claim 5 is stored.
7. Vorrichtung, insbesondere Sensor, die dazu eingerichtet ist alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
7. Device, in particular sensor, which is adapted to perform all steps of a method according to one of claims 1 to 4.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18762499 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18762499 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |