用于配置自动化设备的方法、自动化设备和读取器设备与流程

各种示例实施方式涉及一种自动化设备、用于自动化设备的读取器设备以及用于配置自动化设备的方法。

背景技术：

自动化设备用于各个行业的过程控制和自动化解决方案。由于场地可能很大和/或是分布式的，因此自动化设备的配置是要求非常高的任务(考虑到技术实施、可用性、数据安全性、在使用机械解决方案例如旋转开关的情况下的可靠性等)。显然期望进一步的完善。

技术实现要素：

根据一个方面，提供了一种自动化设备(100)，包括：无源电子标签(110)，被配置成：以无线的方式从读取器设备(160)收集(202)能量(190)；以无线的方式从读取器设备(160)接收(206)配置数据(194)；以及将配置数据(194，120)存储(208)至无源电子标签(110)的非易失性存储器(138)；以及处理器(102)，处理器(102)连接至无源电子标签(110)，并且被配置成从无源电子标签(110)读取(212)配置数据(120)。

例如，自动化设备还可以包括：一个或更多个通信接口(140)，处理器(102)还连接至一个或更多个通信接口(140)，处理器(102)被配置成使用从无源电子标签(110)读取的配置数据(120)经由一个或更多个通信接口(140)进行通信(214)。

例如，配置数据(194，120)可以包括下述中的一个或更多个：节点标识符(122)、节点地址(124)、因特网协议地址(126)、一个或更多个通信协议参数(128)、与一个或更多个通信接口(140)有关的订户标识模块的密码(130)。

例如，一个或更多个通信接口(140)可以被配置成使用下述中的一个或更多个进行通信(214)：无线局域网(wlan)(142)、低功率广域网(lpwan)(144)、窄带物联网(nb-iot)(146)、蜂窝无线电网络(148)、总线接口(150)、有线通信接口(152)、无线通信接口(154)、短距离无线收发器(156)。

例如，处理器(102)可以被配置成根据从无源电子标签(110)读取的配置数据(194，120)来操作(216)自动化设备(100)。

例如，配置数据(194，120)可以包括自动化设备(100)的下述操作参数(132)中的一个或更多个：日期、时间、时区、夏时制设置、马达控制模式、马达铭牌值、加速和减速斜坡设置、最大速度、最大电流、最大转矩、控制信号设置、速度基准选择、驱动器的电源电压。

例如，无源电子标签(110)可以被配置成：在以无线的方式收集(202)能量(190)之后并且在以无线的方式接收(206)配置数据(194)之前，以无线的方式发送(204)先前所存储的配置数据(192)。

例如，先前所存储的配置数据(192)可以包括自动化设备(100)的序列号(136)。

例如，在处理器(102)被关断时，无源电子标签(110)可以被配置成：以无线的方式收集(202)能量(190)；以无线的方式接收(206)配置数据(194)以及存储(208)配置数据(194，120)，并且在处理器(102)被接通(210)之后，处理器(102)被配置成从无源电子标签(110)读取(212)所存储的配置数据(120)。

例如，无源电子标签(110)可以被配置成使用下述中的一个或更多个进行操作：近场通信(nfc)技术(116)、射频识别(rfid)技术(118)。

根据另一个方面，提供了一种用于上述自动化设备(100)的读取器设备(160)，读取器设备(160)包括：用户接口(170)，被配置成与用户(176)交互；通信接口(174)，被配置成与网络(180)通信；读取器(172)，被配置成：以无线的方式向无源电子标签(110)提供能量(190)；以无线的方式向无源电子标签(110)发送配置数据(194)；以及处理器(162)，连接至用户接口(170)、通信接口(174)和读取器(172)，并且处理器(162)被配置成从用户接口(170)和/或经由通信接口(174)从网络服务(182)接收配置数据(194)的至少一部分。

根据另一个方面，提供了一种用于配置自动化设备的方法，包括：由无源电子标签以无线的方式从读取器设备收集(202)能量；由无源电子标签以无线的方式从读取器设备接收(206)配置数据；由无源电子标签将配置数据存储(208)至无源电子标签的非易失性存储器；以及由处理器从无源电子标签读取(212)配置数据。

例如，该方法，还可以包括：以无线的方式接收(206)由用户接口生成的和/或从网络服务接收的配置数据的至少一部分。

在附图和实施方式的描述中更详细地阐述了实现的一个或更多个示例。

附图说明

现在将参照附图描述一些示例实施方式，在附图中：

图1是示出自动化设备和读取器设备的示例实施方式的框图；

图2是示出用于配置自动化设备的方法的示例实施方式的流程图；并且

图3和图4是示出自动化设备、读取器设备以及用于配置自动化设备的方法的示例实施方式的信号序列图。

具体实施方式

以下实施方式仅是示例。尽管说明书会在若干位置中提到“一个”实施方式，但这不一定意味着每一个这种提及是针对相同的实施方式，或者特征仅适用于单个实施方式。也可以对不同实施方式的单个特征进行组合以提供其他实施方式。此外，不应当将词语“包含”和“包括”理解为将所描述的实施方式限制成由仅已经提及的那些特征组成，而是这样的实施方式可以还包括没有明确提及的特征/结构。

示例实施方式的描述中的附图标记用于参照附图来示出示例实施方式，而不是将附图标记限于仅这些示例。

让我们同时研究图1和图2两者，图1示出了自动化设备100和读取器设备160的示例实施方式，以及图2示出了用于配置自动化设备100的方法的示例实施方式。

自动化设备100可以用于包括但不限于下述的许多行业的过程控制和自动化解决方案中：铝生产、建筑和设施、水泥和玻璃、化学品、数据中心自动化、能源和公用事业、食品和饮料制造、航海船舶管理、金属加工、采矿和矿物加工、油、气和石油化工、原始设备制造商、制药和生命科学、印刷报纸、港口、纸浆和纸制造、道路和隧道基础设施、水和废水。

该方法在200处开始，并且在218处结束。

自动化设备100包括：无源电子标签110；和处理器102，连接(通过有线连接，例如通过布线或另一类型的传输介质例如导电轨道来实现)至无源电子标签110。

无源电子标签110被配置成：以无线的方式从读取器设备160收集202能量190；以无线的方式从读取器设备160接收206配置数据194；以及将配置数据194、120存储208至无源电子标签110的非易失性存储器138。

在示例实施方式中，无源电子标签110被配置成使用下述中的一个或更多个进行操作：近场通信(nfc)技术116、射频识别(rfid)技术118。

如图1所示，无源电子标签110可以包括芯片(或集成电路)112和天线114。非易失性存储器138(例如闪存)可以实现在芯片112内或与芯片112耦接。芯片112被配置成：从天线114与读取器设备160之间的磁感应接收能量(用于数据处理、数据传送和存储器操作)；从读取器设备160接收数据；将数据写入非易失性存储器138；从非易失性存储器138读取数据；以及将数据发送至读取器设备160。天线114可以是线圈形的并且可以由例如铜或铝制成。

在示例实施方式中，读取器设备160是有源的，即，读取器设备160发送询问无线电信号并且可以从由询问信号供电的无源电子标签110接收无线电信号。

处理器102被配置成读取212来自无源电子标签110(的非易失性存储器138)的配置数据120。

处理器102被配置成使自动化设备100执行用于配置自动化设备100的方法。

处理器102可以用一个或更多个处理器(例如微处理器或微控制器)102以及包括计算机程序代码106的一个或更多个存储器104来实现。一个或更多个存储器104和计算机程序代码106被配置成通过一个或更多个处理器102使得执行访问控制设备100的数据处理操作。

术语‘处理器’102是指能够处理数据的装置。根据所需的处理能力，访问控制设备100可以包括若干处理器102，例如并行处理器、多核处理器，或同时利用来自若干物理计算机单元的资源的计算环境(有时这些资源被称为云计算环境、雾计算环境或虚拟化计算环境)。当设计处理器102的实现时，本领域技术人员将考虑例如针对控制设备100的尺寸和功耗、必要的处理能力、生产成本和生产量而设置的要求。

用于处理器102和存储器104的实现技术的非穷举列表包括但不限于：逻辑部件、标准集成电路、专用集成电路(asic)、片上系统(soc)、专用标准产品(assp)、微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用计算机芯片、现场可编程门阵列(fpga)以及其他合适的电子结构。

术语‘存储器’104是指能够存储数据运行时间的装置(＝工作存储器)或永久地存储数据运行时间的装置(＝非易失性存储器)。工作存储器和非易失性存储器可以由随机存取存储器(ram)、动态ram(dram)、静态ram(sram)、闪存、固态盘(ssd)、prom(可编程只读存储器)、合适的半导体或实现电子计算机存储器的任何其他方式来实现。

可以通过软件来实现计算机程序代码106。在示例实施方式中，可以由适当的编程语言来编写软件，并且可以将所得的可执行代码存储在存储器104中并且由处理器102运行该所得的可执行代码。

示例实施方式提供了存储计算机程序代码106的计算机可读介质108，该计算机程序代码106在被加载至一个或更多个处理器102中并且由一个或更多个处理器102执行时，使得一个或更多个处理器102执行用于配置自动化设备100的计算机实现的方法，这将参照图2进行说明。计算机可读介质108可以包括至少下述：能够将计算机程序代码106携带至处理器102的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号和软件分发介质。在一些管辖区中，根据立法和专利实践，计算机可读介质108可能不是电信信号。在示例实施方式中，计算机可读介质108可以是计算机可读存储介质。在示例实施方式中，计算机可读介质108可以是非暂态计算机可读存储介质。

在示例实施方式中，在处理器102被关断时，无源电子标签110被配置成：以无线的方式收集202能量190；以无线的方式接收206配置数据194；以及存储208配置数据194、120(至非易失性存储器138)。在处理器102被接通210之后，处理器102被配置成从无源电子标签110读取212所存储的配置数据120。以这种方式，即使当没有电力可用时，自动化设备100也可以被配置。因此，可以在自动化设备100的制造期间进行配置。例如，也可以在已经接收到针对自动化设备100的订单之后在仓库中进行配置。也可以在将自动化设备100安装在(工业)场地期间或之后进行配置。在自动化设备100被上电之后，从无源电子标签110读取配置数据120。

在示例实施方式中，无源电子标签110被配置成：在以无线的方式收集202能量190之后并且在以无线的方式接收206配置数据194之前以无线的方式发送204先前(在非易失性存储器138中)所存储的配置数据192。以这种方式，读取器设备160的用户176可以检查先前所存储的配置数据192，以确定是否需要改变或更新配置数据。先前所存储的配置数据192可能在自动化设备100的制造期间或在自动化设备100的安装期间或在先前的配置会话期间已经被存储在无源电子标签110(的非易失性存储器138)中。也有可能首先经由自动化设备100的用户接口或经由自动化设备100的通信接口140输入先前所存储的配置数据192，并且然后将先前所存储的配置数据192复制到无源电子标签110的非易失性存储器138中。读取器设备160可以基于由用户176对用户接口170进行操作和/或经由通信接口174从网络服务182更新配置数据192。

在示例实施方式中，先前所存储的配置数据192包括自动化设备100的序列号136。序列号136可以是自动化设备100的唯一标识符。读取器设备160可以通过经由通信接口174与网络服务182进行通信来检查序列号136的有效性。读取器设备160还可以基于有效序列号136从网络服务182请求配置数据194。

接下来让我们考虑配置的性质。该配置可以至少涉及自动化设备100的两个不同方面：通信和/或操作。

在示例实施方式中，自动化设备100还包括一个或更多个通信接口140，处理器102还连接至一个或更多个通信接口140。处理器102被配置成使用从无源电子标签110读取的配置数据120经由一个或更多个通信接口140进行通信214。

一个或更多个通信接口140可以利用适当的有线/无线通信技术和标准/专有协议来操作。

在示例实施方式中，配置数据194、120包括下述中的一个或更多个：节点标识符122、节点地址124、因特网协议地址126、一个或更多个通信协议参数128、与一个或更多个通信接口140有关的订户标识模块的密码130(例如个人识别码pin)。

在示例实施方式中，一个或更多个通信接口140被配置成使用下述中的一个或更多个进行通信214：无线局域网(wlan)142、低功率广域网(lpwan)144、窄带物联网(nb-iot)146、蜂窝无线电网络148、总线接口150(例如工业通信总线)、有线通信接口152(例如以太网)、无线通信接口154、短距离无线收发器156(例如蓝牙或低功耗蓝牙ble)。

在示例实施方式中，处理器102被配置成根据从无源电子标签110读取的配置数据194、120来操作216自动化设备100。

在示例实施方式中，配置数据194、120包括自动化设备100的下述操作参数132中的一个或更多个：日期、时间、时区、夏时制设置、马达控制模式(例如，标量、直接转矩控制(dtc)等)、马达铭牌值(例如，标称电压、标称频率、标称功率、标称速度、标称电流、标称转矩、标称功率因数等)、加速和减速斜坡设置、最大速度、最大电流、最大转矩、控制信号设置(例如，用于开始/停止指令的源、旋转方向的源，这通常是一些数字输入或现场总线)、速度基准选择(这通常是一些模拟输入或现场总线)、驱动器的电源电压。

读取器设备160包括被配置成与用户176交互的用户接口170。用户接口170被配置成实现与用户176的图形、文本和/或听觉信息的交换。用户接口170可以通过下述各种技术来实现：例如显示器、触摸垫、触摸屏、扬声器、键盘/小键盘/按钮/旋转按钮、启用音频控制的语音识别系统、光标控制装置(鼠标、轨迹球、箭头键、触摸敏感区域等)、触觉反馈技术等。用户176可以是在工业场地中工作的本地工作者(例如工厂技术员)，或者是调试或维修自动化设备100的来访工作者(例如服务工程师)。

读取器设备160包括被配置成与网络180通信的通信接口174。通信接口174可以利用适当的有线/无线通信技术和标准/专有协议来操作，包括但不限于：蜂窝无线电网络技术、无线局域网技术。

读取器设备160包括读取器172，该读取器172被配置成：以无线的方式向无源电子标签110提供能量190；以及以无线的方式向无源电子标签110发送配置数据194。读取器172可以包括无线电收发器，以实现所需的能量传输、数据传输和数据接收。

读取器设备160包括连接至用户接口170、通信接口174和读取器172的处理器162。处理器162可以以与自动化设备100的处理器102类似的方式实现。

处理器162被配置成从用户接口170和/或经由通信接口174从网络服务182接收配置数据194的至少一部分。

让我们考虑这两个示例实施方式，首先参照图3，从用户接口170接收配置数据194，并且然后参照图4，经由通信接口174从网络服务182接收配置数据194。

在图3中，用户176启动300读取器设备160中的配置应用。无源电子标签110以无线的方式从读取器设备160收集202能量并且以无线的方式发送204先前所存储的配置数据192(可能响应于来自读取器设备160的读取指令)。用户176查看先前所存储的配置数据192并且利用配置应用调整302先前所存储的配置数据192，以生成配置数据194。无源电子标签110以无线的方式从读取器设备160接收206配置数据194(即，读取器设备160将配置数据194写入无源电子标签110)，并且存储208配置数据194、120。在配置之后，处理器102可以被接通210(如果处理器102以前被关断)，并且处理器102从无源电子标签110读取212配置数据120。处理器102可以检查304配置数据120的有效性。如果所有配置数据都有效，则通信214和/或操作216可以如先前所说明的开始；否则，可以(经由自动化设备100的用户接口或经由读取器设备160的用户接口170)向用户176通知无效的配置数据120，并且可以请求用户再次执行配置，以校正配置数据120。

在图4中，用户176启动400读取器设备160中的配置应用。无源电子标签110以无线的方式从读取器设备160收集202能量并且以无线的方式发送204先前所存储的配置数据192(可能响应于来自读取器设备160的读取指令)。用户176查看先前所存储的配置数据192并且通过从网络服务182请求404新版本来利用配置应用调整402先前所存储的配置数据192。网络服务182从数据库提取配置数据194并且将配置数据194发送404至读取器设备160。无源电子标签110以无线的方式从读取器设备160接收206配置数据194(即，读取器设备160将配置数据194写入无源电子标签110)，并且存储208配置数据194、120。在配置之后，处理器102可以被接通210(如果处理器102以前被关断)，并且处理器102从无源电子标签110读取212配置数据120。处理器102可以检查408配置数据120的有效性。如果所有配置数据都有效，则通信214和/或操作216可以如先前所说明的开始；否则，可以(经由自动化设备100的用户接口或经由读取器设备160的用户接口170)向用户176通知无效的配置数据120，并且可以请求用户再次执行配置以校正配置数据120。

读取器设备160可以是计算机、膝上型计算机、平板计算机、平板电话、移动电话、智能电话、通用移动计算装置或实现用户交互的一些其他电子设备。与特制的专用设备相反，读取器设备160可以是通用的现成计算装置，由此研发成本将较低，这是因为仅需要设计、实施和测试专用软件(而不是硬件)。

网络服务182可以由经由网络180(网络180可以包括有线网络例如因特网和/或一个或更多个无线网络例如蜂窝无线电网络)可访问的一个或更多个计算机服务器来实现。网络服务182可以根据客户端服务器架构、云计算架构、对等系统或另外的适用的分布式计算架构与自动化设备100进行交互操作。

尽管已经参照根据附图的一个或更多个示例实施方式描述了本发明，但是显然本发明不限于此，而是可以在所附权利要求书的范围内以若干方式进行修改。所有词语和表达应当被宽泛地解释，并且他们旨在说明示例实施方式而不是限制示例实施方式。对于本领域技术人员将明显的是，随着技术进步，可以以各种方式来实现本发明构思。