操作具有多个传感器装置的传感器排列的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有多个传感器装置的传感器排列，并且特别涉及操作具有多个传感器装置的传感器排列的方法。
【背景技术】
[0002]传感器装置广泛用于控制和监视生产设备中，例如，用于测量距离，计算部件，感知温度，检测颜色等。然而，传感器装置常常具有有限的感知范围，因此针对实际应用的需要，常常应用包括多个传感器装置的传感器排列或传感器阵列。
[0003]为了覆盖连续的共同感知，常常将多个传感器装置布置成使它们的感知范围重叠。特别对于发射光、另一些种类的辐射波或声波的传感器装置而言，因为在同时运行时，相邻的传感器装置可能发生干扰，所以关于间隔和传感器间最小距离的要求得不到满足。
[0004]为了避免这样的干扰，处于传感器排列中的多个传感器装置以同步的方式运行。通常为传感器排列中的传感器装置提供多路运行，以使这些传感器装置根据预定的激活顺序来持续进行它们的感知任务。已知的是，传感器装置执行它们的测量的顺序取决于参数，例如传感器在传感器排列中的位置和数量。需要在这些传感器装置中的每一个中预设这些参数。
[0005]此外，例如从文件DE10240832A1和DE102010041810A1中获知，根据序列号码来导出多个传感器装置的运行顺序。序列号码标识每个传感器装置的身份，并且储存于其中。此夕卜，已知借助同步通道来耦接传感器阵列中的传感器装置，所述同步通道允许通信以选择性地使相互连接的传感器装置激活和停用。
[0006]此外，已知的是，多个传感器装置的激活顺序最初可由随机等待时间来确定，然后每个传感器装置设法占据一通信时间槽以标识其本身在传感器排列中的身份，从而可记录其在激活顺序中的轮次。然而，这样的初始化方法的持续时间大体上取决于每个传感器设备的循环时间，这使得这样的初始化方法的最大持续时间是不确定的。
[0007]特别地，由于随机数的计数是有限的，所以可能发生这样的情况，S卩，多个传感器装置保持开启，占据相同的通信时间槽，从而将它们自己记录于激活序列中，这导致该初始化方法停顿了较长的时间，使得不能精确地确定该初始化方法的最大持续时间。然而，常常需强制传感器排列满足给定的就绪延迟，而上述方法不能保证该就绪延迟。
[0008]本发明的一个目的是提供一种初始化方法，其中传感器排列的传感器装置可以在多路操作中建立激活顺序，无需用户的互动。该激活顺序应当是被定义的并且是静态的，同时该初始化方法的持续时间应当被限制为低于给定的就绪延迟。
[0009]本发明的另一个目的是确保可在任何时刻容易地将传感器装置添加至传感器排列中或从传感器排列中移除，而不影响该传感器排列的多路工作。
【发明内容】
[0010]通过在具有本发明要求保护的在具有多路传感器装置的传感器排列中操作一传感器装置的方法，以及通过在本发明中所述的传感器装置、传感器排列和传感器系统，实现上述目的。
[0011]其他实施方案在本发明中也得到描述。
[0012]一方面，本发明提供了一种用于在含有通过公用通信线路相互连接的多个传感器的传感器排列中操作传感器装置的方法，所述方法包括以下步骤:
[0013]-于所述通信线路上连续地发送数据，其中通过施加电平序列于所述通信线路上来发送数据，其中所述电平包括一个优势电平以及一个或多个次优势电平，其中仅所述优势电平的施加能够覆盖所述通信线路上的次优势电平；
[0014]-监测所述通信线路；以及
[0015]-在优势电平存在于尚未被该传感器装置作用的通信线路上的情况下，中断所述数据发送和/或阻止所述数据发送。
[0016]上述操作传感器装置的方法的一个理念是，首先其允许在初始化模式中协商用于多个传感器装置的激活顺序，其次其允许仅使用单个通信线路在多路操作中在测量模式下操作所述多个传感器装置。通过在所述通信线路上提供可被所有连接的传感器装置检测到的优势电平，在连接的传感器装置之间进行协商和通信成为可能。
[0017]在一个初始化模式中，可将标识数据进一步连续发送至所述通信线路上，作为所述电平的对应序列，其中所述标识数据唯一地标识所述传感器装置。
[0018]本发明可提供，只要尚未通过所述通信线路完全发送所述标识数据，则重复于所述通信线路上连续发送所述标识数据的步骤。
[0019]根据一个实施方案，在所述初始化模式中，监测每次标识数据的完全发送，分配并储存地址，例如，由通信控制单元进行此过程，特别地，将所述地址与关于所述通信线路上发生的顺序的信息一起储存。
[0020]此外，在所述初始化模式中，如果在预定时间内未在所述通信线路上监测到标识数据的发送，则可终止所述初始化模式，并开始测量模式。
[0021]另一方面，本发明提供了一种操作含有通过公用通信线路相互连接的多个传感器的传感器排列的方法，其中所述传感器装置中的每一个:
[0022]-在所述通信线路上连续地发送数据，其中通过于所述通信线路上施加电平序列来发送数据，其中所述电平包括一个优势电平以及一个或多个次优势电平，其中仅所述优势电平的施加能够覆盖所述通信线路上的次优势电平；
[0023]-监测所述通信线路；以及
[0024]-在尚未被该传感器装置作用的通信线路上，在一优势电平存在的情况下，中断所述数据发送和/或阻止所述数据发送。
[0025]在操作所述传感器排列的方法中，本发明可提供，在所有传感器装置中，特别是在对所述传感器排列供电后的预定起动时间处，同时开始初始化模式，其中每个传感器装置在连续的时间帧中开始连续发送标识数据，其中在所述传感器中的每一个中，将由公用地址分配方案生成的地址分配至所述传感器装置中的能够完全发送它们各自的标识数据的一个或多个，其中所分配的地址与关于在所述初始化模式期间的发生顺序的信息一起储存。
[0026]在所述初始化模式中，使用每个传感器装置的标识码来确定传感器排列中多个传感器装置的激活，以牢固地登记所述传感器装置中的每一个以及在不使用随机等待时间或涉及随机数的任何其他方法的情况下进一步定义所述激活顺序中的每个位置。所述传感器装置与能够携带至少两个电平(即，电量的水平，例如，电压或电流)的通信线路相互连接，其中将所述电平中的一个定义为优势电平。由所述传感器装置中的至少一个施加于所述通信线路上的优势电平覆盖由其他传感器装置施加于所述通信线路上的所有其他电平。
[0027]对于所述初始化模式而言，一些传感器装置通过所述通信线路相互连接，以使得在启动后，所述传感器装置中的每一个都同时开始连续地将其标识数据发送于所述通信线路上。作为另一选择或此外，每个传感器装置可被配置为，当由于在所述通信线路上存在优势电平而不能将次优势电平施加于所述通信线路上时，阻止所述标识数据的任何发送。结果，由于所述传感器装置中的每一个都开始试图在一时间帧内将其标识数据发送至所述通信线路上，所以一旦所述标识数据需要将次优势电平施加于所述通信线路上，这些传感器装置就将阻止其标识数据的发送，同时所述传感器装置中的另一些将与其本身标识有关的优势电平施加于所述通信线路上。因此，仅仅那个具有通过所述通信线路完全发送的施加的标识数据的传感器装置才可登记其具有标识数据的完全发送发生顺序中的预定级别的唯一地址。可根据对所述传感器排列中的所有传感器装置而言相同的公用地址分配方案生成所述唯一地址。除了已经被记录了的那些传感器装置外，所有传感器装置都重复该方法，直至这些传感器装置已经被记录，并且其地址已经被关联。
[0028]上述通过在初始化方法中施加表示发生顺序的位置的自动记录传感器装置的方法具有无需对传感器装置进行手动定制的优点。基于标识数据及其所关联的地址的唯一标识导致自动化多路运行的简化。由地址定义的顺序不是随机的，并且所述初始化方法的最大持续时间不会被限制至协商所述地址所需的间隔。因此，所述初始化延迟较低并且是可确定的。
[0029]在传感器装置的测量模式中，可进行测量操作，其中该测量于当通过监测通信线路确定接收到的表征数据包括或表示分配给相应的传感器装置的地址时开始，其中当开始测量时将优势电平施加于所述通信线路上。
[0030]根据一个实施方案，在测量模式中，在完成测量后可通过通信线路发送包括分配给下一传感器装置的地址并且接收自激活顺序表的表征数据。
[0031]此外，在测量模式中，可反复发送含有分配给下一传感器装置的