用于在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中使用的裝置、數(shù)字傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利摘要】用于在具有至少兩個參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ渲?，該至少兩個參與裝置是通過數(shù)據(jù)連接來連接的；用于在具有至少一個另外的參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中使用的參與裝置，該另外的參與裝置特別是開關(guān)裝置和/或操作者控制器、控制器或聯(lián)網(wǎng)裝置；以及具有至少兩個參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。
【專利說明】用于在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中使用的裝置、數(shù)字傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在具有至少兩個參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方法，該至少兩個參與裝置經(jīng)由數(shù)據(jù)連接而被連接；用于在具有至少一個其他參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用的參與裝置，至少一個其他參與裝置特別地是開關(guān)裝置和/或操作、控制或聯(lián)網(wǎng)裝置；以及具有至少兩個參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]EP1814002A1示出用于分布式自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。在該文獻中，提出了一種自動化系統(tǒng)，其中字段裝置和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)直接互連，并且來自字段裝置的數(shù)據(jù)可以經(jīng)由該網(wǎng)絡(luò)被主動地直接傳輸至數(shù)據(jù)庫。
[0003]DE102005003011A1示出了具有點對點連接的數(shù)字傳輸系統(tǒng)的示例。在這里設(shè)想的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，參與裝置一方面包括開關(guān)裝置，諸如斷路器或電機斷路器，以及另一方面包括控制裝置，例如網(wǎng)關(guān)、操作控制單元或具有接口和合適軟件的PC?？捎米鲄⑴c裝置的大量不同開關(guān)裝置的共同之處在于它們捕獲電流以及可能的其他物理量，并在適用時進行開關(guān)操作。然而，由各種開關(guān)裝置和控制裝置以物理量和/或開關(guān)命令的形式處理的具體數(shù)據(jù)類型顯著不同。為此，參與裝置通常具有用于處理協(xié)議棧的處理器，這些協(xié)議棧單獨地適用于每個參與裝置的特定環(huán)境。針對每個參與裝置的這種單獨組裝的點對點連接允許最佳通信，但構(gòu)造和修改公認很貴。為了獲得用于在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用的參與裝置的更高兼容性，和/或降低將參與裝置適配在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的花費，數(shù)據(jù)傳輸可以被簡化為以下效果，所有參與裝置被給予統(tǒng)一通信接口，換句話說是公共協(xié)議棧，其中，通信接口經(jīng)由協(xié)議棧的模塊化構(gòu)造基本上可適用于相應(yīng)參與裝置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不會發(fā)生對特定數(shù)據(jù)的單獨適用的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個任務(wù)在于優(yōu)化統(tǒng)一通信接口中的通信。
[0005]該任務(wù)通過獨立權(quán)利要求的目標來實現(xiàn)。優(yōu)選實施例和有益改進可以從從屬權(quán)利要求得到。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的在具有至少兩個參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方法提供為經(jīng)由數(shù)據(jù)連接來連接至少兩個參與裝置。協(xié)議棧使用參與裝置的處理器來處理。協(xié)議棧的以下描述涉及OSI參考模型(開放系統(tǒng)互連參考模型)，其為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用作通信協(xié)議的基礎(chǔ)的分層模型。經(jīng)由數(shù)據(jù)連接在至少兩個參與裝置之間的數(shù)據(jù)交換通過在協(xié)議棧的會話層中的通信調(diào)用例程來組織。用于填寫和/或讀出協(xié)議棧的傳輸層中的存儲器緩沖器的讀寫例程將數(shù)據(jù)分配至一系列消息。這里，根據(jù)本發(fā)明，針對數(shù)據(jù)傳輸定義至少兩個不同的預(yù)定義優(yōu)先級。
[0007]定義不同的優(yōu)先級提供以高于其他數(shù)據(jù)的優(yōu)先級方便地傳輸特定數(shù)據(jù)的可能性。由此，該方法更好地適于數(shù)據(jù)傳輸?shù)沫h(huán)境，因為根據(jù)參與裝置，其他數(shù)據(jù)被認為是重要的。
[0008]該方法的一個優(yōu)選示例性實施例提供為每個消息被再劃分成多個分段，至少一個狀態(tài)數(shù)據(jù)分段用于具有最高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)，以及至少一個數(shù)據(jù)域分段被定義為用于具有其他優(yōu)先級的數(shù)據(jù)。這意味著具有最高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)被寫入每個數(shù)據(jù)消息并因此在每次傳輸時被更新，因為狀態(tài)數(shù)據(jù)分段被保留以用于處于最高優(yōu)先級的這些數(shù)據(jù)。
[0009]該方法的另一優(yōu)選示例性實施例提供為需要被循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被輸入至每個消息的至少一個第一數(shù)據(jù)域分段和一個第二數(shù)據(jù)域分段。數(shù)據(jù)被分配至第一數(shù)據(jù)域分段和/或第二數(shù)據(jù)域分段，具體地，這種分配按照循環(huán)算法。要循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形成低于要被寫入狀態(tài)數(shù)據(jù)分段的數(shù)據(jù)的第二優(yōu)先級。循環(huán)數(shù)據(jù)在運行基礎(chǔ)上傳輸，但并不隨每個數(shù)據(jù)消息一起完成傳輸。如果對于所有循環(huán)數(shù)據(jù)沒有足夠存儲空間，則使用循環(huán)算法通過幾個消息分布式發(fā)送這些循環(huán)數(shù)據(jù)。
[0010]該方法的另一優(yōu)選示例性實施例提供為通知分段被分配給至少一個數(shù)據(jù)域分段，在通知分段中傳遞的信息關(guān)于針對非循環(huán)數(shù)據(jù)是否存在對非循環(huán)數(shù)據(jù)的需求和/或所關(guān)聯(lián)的相關(guān)數(shù)據(jù)域分段是否包含非循環(huán)數(shù)據(jù)。為了本發(fā)明的目的，低于循環(huán)數(shù)據(jù)的第三優(yōu)先級針對被指定為用于未在運行基礎(chǔ)上傳輸而僅在需要時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來指定。非循環(huán)數(shù)據(jù)以與循環(huán)數(shù)據(jù)相同的方式被方便地寫入數(shù)據(jù)域分段中。通知分段相應(yīng)地包含關(guān)于存在什么類型的數(shù)據(jù)(循環(huán)或非循環(huán))的信息。在另一方面，通知分段方便地同時服務(wù)于將針對非循環(huán)數(shù)據(jù)的需求傳送至參與裝置。
[0011]還優(yōu)選地，數(shù)據(jù)對象利用每個數(shù)據(jù)域分段傳輸，特定類型的數(shù)據(jù)被組合成數(shù)據(jù)對象。數(shù)據(jù)對象特別地在通信調(diào)用例程之上的協(xié)議棧的層中定義。這用于允許統(tǒng)一協(xié)議棧適用于各個參與裝置，其提供的數(shù)據(jù)的類型在此從所定義數(shù)據(jù)對象的集合中選擇。優(yōu)選地，除了對在裝置中應(yīng)用的對象的數(shù)據(jù)集合的配置以外，該至少兩個參與裝置的處理器處理相同的協(xié)議棧，對裝置中應(yīng)用的對象的數(shù)據(jù)集合的配置是根據(jù)相應(yīng)參與裝置的屬性在配置步驟中執(zhí)行。
[0012]本發(fā)明的另一目標是用于在具有至少一個其他參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用的參與裝置，其優(yōu)選地使用先前描述的方法來操作。根據(jù)本發(fā)明，通信模塊被提供用于經(jīng)由數(shù)據(jù)連接來連接參與裝置與至少一個其他參與裝置，以及提供用于數(shù)據(jù)存儲的存儲器緩沖器，用于處理協(xié)議棧的處理器，形成協(xié)議棧的會話層來用于組織參與裝置和至少一個其他參與裝置之間經(jīng)由數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)交換的通信調(diào)用例程，以及在協(xié)議棧的傳輸層中提供用于填寫和/或讀出存儲器緩沖器的讀寫例程，該讀寫例程將數(shù)據(jù)分配至一系列消息以及每個消息具有用于不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)的至少兩個優(yōu)先級。
[0013]不同的優(yōu)先級有利地提供參與裝置利用高于其他數(shù)據(jù)的優(yōu)先級傳輸特定數(shù)據(jù)的可能性。由此，可以在傳輸數(shù)據(jù)時更好地考慮各個參與裝置的情況，因為根據(jù)參與裝置，其他數(shù)據(jù)被認為是重要的。
[0014]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，每個消息被再劃分成多個分段，針對具有最高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)提供至少一個狀態(tài)數(shù)據(jù)分段以及針對具有其他優(yōu)先級的數(shù)據(jù)提供至少一個數(shù)據(jù)域分段。每個數(shù)據(jù)域分段優(yōu)選地被提供為用于傳輸一個數(shù)據(jù)對象，一種特定類型的數(shù)據(jù)被組合成數(shù)據(jù)對象。協(xié)議棧的一個層優(yōu)選地形成通信調(diào)用例程上的數(shù)據(jù)對象的定義。
[0015]根據(jù)另一優(yōu)選實施例，每個消息的至少一個第一數(shù)據(jù)域分段和一個第二數(shù)據(jù)域分段被提供用于傳輸要循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)分配至第一數(shù)據(jù)域分段和/或第二數(shù)據(jù)域分段優(yōu)選地使用循環(huán)算法來完成。
[0016]根據(jù)另一優(yōu)選實施例，通知分段被分配給至少一個數(shù)據(jù)域分段，通知分段被提供用于傳輸關(guān)于是否存在針對非循環(huán)數(shù)據(jù)的請求和/或所分配的數(shù)據(jù)域分段是否包含非循環(huán)數(shù)據(jù)的信息。
[0017]在也是本發(fā)明的目標的具有至少兩個參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，除了可以根據(jù)參與裝置的屬性執(zhí)行的配置以外，至少兩個參與裝置的處理器處理相同的協(xié)議棧。該配置特別地包括由參與裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)對象的定義。
[0018]以下將基于一個實施例參考附圖更詳細地描述本發(fā)明。實施例涉及根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明用于在具有至少一個其他參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用的參與裝置，以及具有至少兩個參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的各種可能實施例，在根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置中，在狀態(tài)數(shù)據(jù)、循環(huán)和非循環(huán)數(shù)據(jù)之間進行區(qū)分。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，狀態(tài)數(shù)據(jù)例如由描述裝置的狀態(tài)單獨的位組成，例如，開啟/關(guān)閉/運行(TRIP)、進行中的通信、電源電壓的狀態(tài)。根據(jù)一個優(yōu)選實施例，循環(huán)和非循環(huán)數(shù)據(jù)以對象的形式組合。這里，根據(jù)一個實施例的對象是相同類型的數(shù)據(jù)的集合，例如，關(guān)于電流、電壓、裝置標識、參數(shù)的數(shù)據(jù)。
[0020]根據(jù)一個優(yōu)選實施例，循環(huán)數(shù)據(jù)被“自動地”和重復(fù)地傳輸，即，相應(yīng)的對象在不需要用戶干預(yù)或針對這些數(shù)據(jù)的任何其他明確請求的情況下一次又一次地傳輸。相反，根據(jù)一個優(yōu)選實施例，非循環(huán)數(shù)據(jù)僅在請求時被傳輸一次。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置，特別地本發(fā)明的參與裝置通過以下特征中的一個或多個來表征:
[0022]1.通信方法，其中在消息中提供至少兩個優(yōu)先級。
[0023]2.優(yōu)先級通過對消息的分段實現(xiàn)，例如存在具有最高優(yōu)先級狀態(tài)數(shù)據(jù)的至少一個分段和用于其他數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)域分段。
[0024]3.數(shù)據(jù)域包含數(shù)據(jù)對象，其集合了一種類型的數(shù)據(jù)(電流，電壓等)。
[0025]4.數(shù)據(jù)對象被循環(huán)地傳輸至數(shù)據(jù)域，可以存在多于一個數(shù)據(jù)域。
[0026]5.數(shù)據(jù)域可以具有分配至它們的通知分段，包含關(guān)于是否需要和/或傳輸非循環(huán)數(shù)據(jù)的信息。
[0027]6.數(shù)據(jù)對象的定義發(fā)生在實際通信例程之上的層中(0SI/IS0參考模型)。
[0028]7.所有參與裝置使用相同的軟件來控制通信；但所使用的數(shù)據(jù)對象可以是不同的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]以下是附圖的細節(jié):
[0030]圖1是用于應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法的可能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0031 ] 圖2是用于闡明消息的結(jié)構(gòu)的圖；
[0032]圖3是用于闡明數(shù)據(jù)對象的圖；
[0033]圖4示出參考OSI參考模型的對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的方法的點對點協(xié)議棧；
[0034]圖5以詳細示意圖示出圖1的結(jié)構(gòu)的一部分；[0035]圖6至8示出用于在兩個參與裝置之間通信的三種示例性情況。
【具體實施方式】
[0036]這里參考圖1至8描述的根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實施例和根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字傳輸系統(tǒng)是可以用于各種開關(guān)裝置的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)還被設(shè)計為實現(xiàn)用于這些裝置的可用數(shù)據(jù)的最佳傳輸。同時，該系統(tǒng)容易適用于單獨裝置的需求。
[0037]該方法以圖1所示意性示出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。在圖的左側(cè)是不限定數(shù)量的開關(guān)裝置11、12、13至IN，其中IN表示第N個開關(guān)裝置。各種開關(guān)裝置，例如斷路器或電機斷路器，具有共同的特征:它們獲取電流和可能的其他物理量并在合適時進行開關(guān)操作。它們中的每一個可以直接經(jīng)由第一連接10或經(jīng)由插入的顯示器或控制單元21、23至2N以及第二連接20與現(xiàn)場總線網(wǎng)關(guān)31、32、33至3N耦合，其中總線連接40利用現(xiàn)場總線主控(未示出)產(chǎn)生。此外，每個開關(guān)裝置到PC41、42至4N的連接可以利用合適的軟件實現(xiàn)，例如經(jīng)由分支連接30連接至裝置12本身或至顯示器21、2N。根據(jù)該實施例，除了至網(wǎng)關(guān)31、32、3N的連接以外，還可以實現(xiàn)該連接30，或者可以實現(xiàn)該連接30來替代至網(wǎng)關(guān)31、32、3N的連接。
[0038]可以連接至這種系統(tǒng)的裝置是例如開關(guān)裝置，即開放型或緊湊型斷路器、電機啟動器、電機斷路器、電機保護系統(tǒng)、軟啟動器和頻率轉(zhuǎn)換器，以及操作者控制模塊、控制器以及諸如顯示和操作者控制單元的網(wǎng)絡(luò)裝置、現(xiàn)場總線網(wǎng)關(guān)、具有合適軟件的PC，以及其他裝置可以添加至該列表。
[0039]現(xiàn)在將參考圖2討論數(shù)據(jù)消息100。使用根據(jù)本發(fā)明的方法連接的裝置通常具有不同種類的數(shù)據(jù)。為了適用于它們并且實現(xiàn)最有效的可能傳輸，數(shù)據(jù)消息100被再分成多個分段I至6以進行信息傳輸。標識分段I包含不可改變的消息標識符，例如序列號。狀態(tài)數(shù)據(jù)分段2包含裝置的狀態(tài)和/或所連接負載的概況。這里，例如將示出警報條件，然而不指示具體值。狀態(tài)數(shù)據(jù)通常最快被更新，例如大概每15-25毫秒，并且一般在諸如可編程邏輯控制器(PLC)或過程控制系統(tǒng)的較高級系統(tǒng)中使用，以用于流量控制。
[0040]第一數(shù)據(jù)域3和第二數(shù)據(jù)域5被提供用于容納循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，例如傳感器值和時間信息等。這些數(shù)據(jù)在重要性上低于狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且因此不經(jīng)常更新，通常大約每50-200毫秒。這兩個數(shù)據(jù)域3、5的每個傳輸數(shù)據(jù)對象(見圖3)，其中，相同類型的數(shù)據(jù)被聚合。例如，所有有效電流或相位電壓可以被捆成一個對象。循環(huán)地傳輸多于兩個數(shù)據(jù)對象的裝置在每個傳輸周期中更換數(shù)據(jù)域3、5的內(nèi)容。例如，在具有五個對象A、B、C、D、E的裝置中，這意味著在第一周期中傳輸對象A和B，在第二周期中傳輸對象C和D，以及在第三周期中再次傳輸對象E和A，這也稱為循環(huán)過程。
[0041]通知分段4提供對裝置數(shù)據(jù)的有針對性的查詢的可能性。這對于不會被循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是特別重要的，例如對于裝置的標識數(shù)據(jù)或事件存儲器的內(nèi)容。并非一直需要這些數(shù)據(jù)而只是在需要時明確請求這些數(shù)據(jù)。請求(REQuest)或其應(yīng)答(RESponse)是在通知數(shù)據(jù)分段4中進行標記的，也將其稱為REQ/RES域。然而，該域4不包含任何數(shù)據(jù)，而是僅包含請求或應(yīng)答可用的標識。在請求時，數(shù)據(jù)域5用于實際數(shù)據(jù)。
[0042]校驗和分段6包含例如用于消息內(nèi)容的CRC-16校驗和并由此用于保護所傳輸數(shù)據(jù)。該消息結(jié)構(gòu)確保所有數(shù)據(jù)根據(jù)它們的相關(guān)性來傳輸。狀態(tài)數(shù)據(jù)作為最重要的信息到來得就像在裝置本身能提供它們一樣快。循環(huán)數(shù)據(jù)以同樣的速度被傳輸，但這里由于循環(huán)算法而具有較長更新時間。此外，作為第三級，特定數(shù)據(jù)可以在有針對性的基礎(chǔ)上被請求和傳輸。
[0043]來自數(shù)據(jù)域3、5的所有數(shù)據(jù)被組合成如圖3所示的數(shù)據(jù)對象。這些對象各自由對象頭7、8(其指示數(shù)據(jù)的類型)和實際數(shù)據(jù)9組成。對象頭包括用于數(shù)據(jù)分類的域7和用于區(qū)分相同類別的數(shù)據(jù)的枚舉的域8。在數(shù)據(jù)域9中，例如24個字節(jié)可用于數(shù)據(jù)。針對整個系統(tǒng)統(tǒng)一地確定對象定義。這實際上意味著，具有對象定義的數(shù)據(jù)文件一旦被建立，就可與該系統(tǒng)中的所有裝置一起使用。實際使用來自該池的哪些對象在任何情況下可以在裝置之間不同。在任何情況下，通過使用對象，相應(yīng)的變量自動被編譯。所有未使用的變量也未在編譯中被考慮，并且由此在微控制器中不占據(jù)任何資源。該方法提供以下優(yōu)點:實現(xiàn)了裝置之間的盡可能高的兼容性。因為所有裝置附接至相同的數(shù)據(jù)庫，因而幾乎完全排除了錯誤的解釋。如果對象不被參與裝置支持，則最壞的情況是其不被評價或傳遞。因為盡管這樣，傳輸協(xié)議的形式要求也會被滿足，因而將不會有進一步的影響，例如消息的破壞、數(shù)據(jù)的損失或系統(tǒng)崩潰。
[0044]參考圖4，以下參考具有七層的OSI參考模型，描述根據(jù)本發(fā)明的方法的點對點協(xié)議棧60。OSI參考模型50主要假定具有多于兩個參與裝置的網(wǎng)絡(luò)，而根據(jù)本發(fā)明的方法提供點對點通信。因此，層結(jié)構(gòu)不是完全一致的。應(yīng)用層57、表示層56和會話層55被組合用于限定裝置軟件內(nèi)的數(shù)據(jù)對象67和實際通信調(diào)用65。這里，基本上實現(xiàn)了用于實際應(yīng)用以及諸如組裝和拆卸或監(jiān)視的基本通信方面的數(shù)據(jù)接口。然而，實際表示層不存在于協(xié)議棧60中，因為對應(yīng)用的接口對于所有參與裝置都是相同的并且因此不需要進行數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)。
[0045]OSI參考模型50中的傳輸層54直接對應(yīng)于用于填寫和讀出傳輸緩沖器64的例程。這里，指定接下來必須傳輸哪些數(shù)據(jù)對象，例如是否需要對非循環(huán)數(shù)據(jù)請求(Request)進行應(yīng)答。
[0046]網(wǎng)絡(luò)層53在協(xié)議棧60中被省掉，因為不存在網(wǎng)絡(luò)，而是存在點對點連接。網(wǎng)絡(luò)層52轉(zhuǎn)而直接由傳輸和接收例程62覆蓋。這里，實現(xiàn)了傳輸?shù)暮鸵獋鬏數(shù)臄?shù)據(jù)的安全和它們的至相應(yīng)位傳輸層51的正確前進路由。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，位傳輸層51包括兩個層，處理對所使用的處理器的適配的硬件抽象層(HAL) 61a和實際物理接口 61b。
[0047]包括對通信例程65的調(diào)用和對存儲器緩沖器64的填充和清空的核心區(qū)域總是保持不變，而所有其他層可以適用于各自的需求。數(shù)據(jù)對象層67的范圍通過使用預(yù)定義數(shù)據(jù)對象來確定，其根據(jù)裝置而變化。通信算法的類型通過傳輸和接收例程62來定義。由此這些確定是使用例如利用UART的異步數(shù)據(jù)交換還是使用諸如SPI的同步算法。由此，算法之間的切換通過替代相應(yīng)的例程來完成。系統(tǒng)的所有其他組件都保持相同。對實際在使用的硬件的適配是通過硬件抽象層61a來進行，意味著在微控制器上進行。這使得將所有的覆蓋層與不同的微控制器一起使用成為可能。
[0048]由于模塊構(gòu)造和廣泛的適應(yīng)性，可以使得軟件通用。這意味著其僅被編程一次，并且之后僅需要稍微進行配置來用于相應(yīng)裝置中。
[0049]在圖5中示出了一個示例。相同的軟件用于在斷路器11中以及在顯示器21和網(wǎng)關(guān)31中通信。其僅在配置上不同，可以在幾個步驟中對其進行調(diào)整以適應(yīng)各個裝置的需要。斷路器11僅具有一個接口 111和一個內(nèi)部存儲器110。箭頭A示出各個裝置的內(nèi)部處理對所存儲的內(nèi)容有影響。斷路器11提供傳感器值并接收參數(shù)數(shù)據(jù)。顯示器21具有兩個接口 211、212和存儲器210。其接收來自斷路器11的傳感器值，顯示傳感器值并將傳感器值向前路由至網(wǎng)關(guān)31，接收來自網(wǎng)關(guān)31的參數(shù)，顯示參數(shù)并將參數(shù)路由至斷路器31。顯示器21，就其本身而言，可以通過菜單控制來請求諸如斷路器11和網(wǎng)關(guān)31的參數(shù)或標識的數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)31僅具有接口 311和存儲器310。其接收由斷路器11經(jīng)由顯示器21傳遞的傳感器值，并發(fā)送由顯示器21傳遞至斷路器11的參數(shù)。所有這些配置可以在沒有編程工作的情況下實現(xiàn)；針對每個裝置僅需要在配置文件中選擇所要求的屬性。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字傳輸系統(tǒng)的優(yōu)點是通過合適的消息結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的對重要數(shù)據(jù)的快速更新以及同時通過將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化為對象而實現(xiàn)的最大靈活性。由此使得幾乎任意的延展性成為可能。所獲得的改進的兼容性應(yīng)歸功于對象結(jié)構(gòu)；未知的對象可以簡單地被忽略，但不會導(dǎo)致系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)成本可以被保持相對較低，因為固件可以用于各種裝置類別。此外，系統(tǒng)不需要特定硬件，例如總線控制器，所以這里不產(chǎn)生任何成本。在最簡單的情況下，兩個微控制器可以直接耦合在一起。由于HAL61a，可以在需要的任何硬件平臺上實施。由于提供用于在開關(guān)裝置中實施的項目模板，實現(xiàn)了簡單應(yīng)用。通過僅保持被配置的普遍可應(yīng)用的通信系統(tǒng)來加速開發(fā)。加速測試通過對通信的配置而不是編程來實現(xiàn)。已知的方法和組件可用于該目的并且加速了測試。另外，誤差的可能性被大大降低，因為系統(tǒng)不再被編程，而是現(xiàn)有的固件僅保持被配置。好的可維護性由于模塊化系統(tǒng)(層)而實現(xiàn)。
[0051]基于結(jié)合圖2描述的消息結(jié)構(gòu)，以下將描述根據(jù)圖6至8的三種數(shù)據(jù)傳輸案例。這里，總是假設(shè)開關(guān)裝置，例如斷路器，與例如顯示器的外部裝置通信。這里，外部裝置將通常發(fā)送相對較少的數(shù)據(jù)。對于該例子，假設(shè)除了第三案例中的數(shù)據(jù)請求之外，其僅在數(shù)據(jù)分段
3、5中傳輸時間和數(shù)據(jù)信息T、D至開關(guān)。開關(guān)裝置傳輸表示為100、101、102等的消息，每個增量都構(gòu)成新的周期。從外部裝置發(fā)送的消息相應(yīng)地表示為200、201、202等。數(shù)據(jù)分段I至7僅在幾個消息上通過示例的方式示出。
[0052]在圖6的示例中，斷路器僅發(fā)送兩個對象，即電流I和電壓U，由數(shù)據(jù)域3、5的相應(yīng)指定表示。因為所有數(shù)據(jù)在一個周期中被傳輸，因而所有消息100、101、102看起來相同，除了標識分段I中的連續(xù)消息編號和校驗和分段6中的校驗和(這里被標記為C)。所傳輸?shù)碾娏鱅和電流U的值可以自然地在周期之間改變。狀態(tài)數(shù)據(jù)被表示為S并且在每個周期中在狀態(tài)數(shù)據(jù)分段2中傳輸。在通知數(shù)據(jù)分段4中，傳輸空值00，其意味著沒有任何非循環(huán)數(shù)據(jù)被請求或傳輸。
[0053]在圖7中，根據(jù)圖6示出了案例示例，但具有更高的數(shù)據(jù)流量。斷路器發(fā)送五個對象，即，電流1、電壓U、功率P、能量E和溫度H。由此，不是所有數(shù)據(jù)都可以在一個周期中被傳輸。這些數(shù)據(jù)被分布在幾個報文100、101、102的數(shù)據(jù)分段3、5之間并且之后從消息102中第二數(shù)據(jù)分段5中的對象開始重復(fù)(即在第三周期中)。在通知數(shù)據(jù)分段4中，空值00被傳輸，這意味著沒有請求或傳輸任何非循環(huán)數(shù)據(jù)。
[0054]在圖8中示出了對應(yīng)于圖7的案例示例，其具有增加的數(shù)據(jù)流量，此外，對斷路器作出非循環(huán)數(shù)據(jù)請求。為此，外部裝置在第二消息201中通知分段4中發(fā)送數(shù)據(jù)請求REQ，例如使用開關(guān)裝置的類型代碼X，開關(guān)裝置在第三周期中利用消息102答復(fù)，其中，在第二數(shù)據(jù)域5中寫入類型代碼X而不是實際發(fā)生的電流值I，并且答復(fù)指示符RES被放置在通知分段4中。電流I的傳輸由此在第四周期中被移交至第四消息103中第一數(shù)據(jù)分段3中的第一數(shù)據(jù)對象。如果需要指定第二消息201的通知分段4中的數(shù)據(jù)請求REQ，則該消息的第二數(shù)據(jù)分段5用于該目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在具有至少兩個參與裝置的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，?jīng)由數(shù)據(jù)連接來連接所述至少兩個參與裝置并且通過所述參與裝置的處理器處理協(xié)議棧，經(jīng)由數(shù)據(jù)連接在所述至少兩個參與裝置之間的數(shù)據(jù)交換通過在所述協(xié)議棧的會話層中的通信調(diào)用例程來組織，用于填寫和/或讀出所述協(xié)議棧的傳輸層中的存儲器緩沖器的讀寫例程將數(shù)據(jù)分配至一系列消息，以及在所述消息中定義至少兩個預(yù)定義優(yōu)先級以用于傳輸具有不同的優(yōu)先級的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個消息被再劃分成多個分段，至少一個狀態(tài)數(shù)據(jù)分段被定義為用于具有最高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)，以及至少一個數(shù)據(jù)分段被定義為用于其他優(yōu)先級的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，數(shù)據(jù)對象利用每個數(shù)據(jù)域分段傳輸，一種特定類型的數(shù)據(jù)被聚合為數(shù)據(jù)對象。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，將要被循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)輸入到每個消息的至少一個第一數(shù)據(jù)域分段和一個第二數(shù)據(jù)域分段以用于進行傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，通知分段被分配給至少一個數(shù)據(jù)域分段，通過所述通知分段傳輸關(guān)于是否存在針對非循環(huán)數(shù)據(jù)的請求和/或所分配的數(shù)據(jù)域分段是否包含所請求的非循環(huán)數(shù)據(jù)的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)對象在所述通信調(diào)用例程之上的協(xié)議棧的層中定義。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的方法，其特征在于，除了根據(jù)相應(yīng)參與裝置的屬性在配置步驟中執(zhí)行的對 數(shù)據(jù)對象的定義之外，所述至少兩個參與裝置的處理器處理相同的協(xié)議棧。
8.一種用于在具有至少一個其他參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中使用的參與裝置，具有: 用于經(jīng)由數(shù)據(jù)連接來連接所述參與裝置和所述至少一個其他參與裝置的通信模塊，用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器緩沖器，用于處理協(xié)議棧的處理器，形成所述協(xié)議棧的會話層以用于組織經(jīng)由所述數(shù)據(jù)連接在所述參與裝置和所述至少一個其他參與裝置之間的數(shù)據(jù)交換的通信調(diào)用例程，以及用于填寫和/或讀出在所述協(xié)議棧的傳輸層中提供的所述存儲器緩沖器的讀寫例程，所述讀寫例程將數(shù)據(jù)分配至一系列消息以及每個報文具有用于不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)的至少兩個不同的預(yù)定義優(yōu)先級。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的參與裝置，其特征在于，每個消息被再劃分成多個分段，至少一個狀態(tài)數(shù)據(jù)分段被用于具有最高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)以及至少一個數(shù)據(jù)分段被用于具有其他優(yōu)先級的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的參與裝置，其特征在于，每個數(shù)據(jù)域分段被提供用于傳輸一個數(shù)據(jù)對象，一種特定類型的數(shù)據(jù)被聚合在一個數(shù)據(jù)對象中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的參與裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)對象的定義構(gòu)成所述通信調(diào)用例程上的所述協(xié)議棧的層。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的參與裝置，其特征在于，每個消息的至少一個第一數(shù)據(jù)域分段和一個第二數(shù)據(jù)域分段被提供用于傳輸要循環(huán)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的參與裝置，其特征在于，通知分段被分配給至少一個數(shù)據(jù)域分段，所述數(shù)據(jù)域分段被提供用于傳輸關(guān)于是否存在針對非循環(huán)數(shù)據(jù)的請求和/或所分配的數(shù)據(jù)域分段是否包含所請求的非循環(huán)數(shù)據(jù)的信息。
14.一種具有至少兩個根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項所述的參與裝置的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征在于，除了能夠根據(jù)所述參與裝置的屬性執(zhí)行的配置之外，所述至少兩個參與裝置的處理器處理相 同的協(xié)議棧。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述配置包括所述參與裝置的數(shù)據(jù)對象的定義。
【文檔編號】H04L12/951GK103959725SQ201280056346
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月15日
【發(fā)明者】L·嘉古馳 申請人:伊頓電氣Ip兩合公司