[發明專利]一種數字傳感器軟模型系統

有效

• 申請號: 201910080105.5
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109857018B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王改芳;樊峰峰
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫妮

1.一種數字傳感器軟模型系統，其特征在于，所述數字傳感器軟模型系統包括依次連接的新建傳感器子系統、傳感器管理子系統、單片機子系統和命令響應子系統；其中：

所述新建傳感器子系統，用于新建若干個傳感器；其中，針對每個傳感器，由用戶輸入其對應的傳感器參數，進一步完成傳感器的創建；所述新建傳感器子系統包括數據轉換模塊和新建文件模塊；所述數據轉換模塊用于對用戶輸入的傳感器參數進行數據格式轉換，并將轉換后的數據進一步傳輸到新建文件模塊；所述新建文件模塊用于根據接收數據轉換模塊傳輸的數據，創建對應的傳感器文件；

所述傳感器管理子系統，用于管理并加載新建的若干個傳感器到數字傳感器軟模型系統中；所述傳感器管理子系統包括加載傳感器模塊、初始化傳感器模塊和關閉傳感器模塊；所述加載傳感器模塊，用于讀出每個傳感器文件中存儲的傳感器參數，將讀出的數據進行數據處理后，加載到位于內存中的傳感器參數列表中；所述初始化傳感器模塊，用于對傳感器進行初始化；所述關閉傳感器模塊，用于關閉加載到數字傳感器軟模型系統中的傳感器，具體是對傳感器參數列表中的數據進行格式化；

針對加載到數字傳感器軟模型系統的每一個傳感器，所述單片機子系統用于讀取、存儲和傳輸傳感器傳輸的數據；

所述命令響應子系統，用于接收用戶輸入的操作命令，并將接收到的操作命令通過單片機子系統傳輸到每個傳感器，傳感器對接收到操作命令進行進一步的判斷和響應。

2.根據權利要求1所述的數字傳感器軟模型系統，其特征在于，所述新建傳感器子系統中，用戶輸入的傳感器參數包括十進制整數，針對用戶輸入的傳感器參數進行數據格式轉換，具體是將讀到的十進制整數轉換成8位有符號的二進制數據，其中最高位為符號位，0表示非負數，1表示負數，若輸入的參數為負數，則將參數轉換成補碼形式的二進制數據。

3.根據權利要求1所述的數字傳感器軟模型系統，其特征在于，所述加載傳感器模塊中數據處理，具體是在讀取到8位二進制數據中，將低6位設置為默認值“1”。

4.根據權利要求1所述的數字傳感器軟模型系統，其特征在于，所述新建傳感器子系統中，傳感器文件中存儲的傳感器參數包括最高限值、最低限值、配置參數表、報警標志和供電方式；所述加載傳感器模塊將讀取到的最高限值、最低限值、配置參數表分別賦給傳感器參數列表中RAM的第2、3、4字節；將第0、1、5、6、7字節設置為默認值“1”；RAM中第8字節設置為RAM前8個字節的循環冗余校驗碼。

5.根據權利要求1所述的數字傳感器軟模型系統，其特征在于，所述命令響應子系統包括接收命令模塊、返回ROM值模塊、返回RAM值模塊、循環冗余校驗模塊、消去處理模塊、數值轉換模塊和數值比較模塊；其中：

所述返回ROM值模塊，用于讀取傳感器的64位ROM值，且每次讀取一位，循環64次讀取完畢；

所述返回RAM值模塊，用于讀取用戶輸入的供電方式，并獲取每個傳感器的RAM值；

所述接收命令模塊，用于接收用戶發送的操作命令，所述操作命令為二進制數據串，且發送命令的過程就是向加載到數字傳感器軟模型系統中的傳感器寫數據的過程；

所述循環冗余校驗模塊，用于計算指定的二進制數據串的循環冗余校驗碼，然后與數據串自帶的循環冗余檢驗碼進行比較；

所述消去處理模塊，用于通過消去算法識別出當前加載到數字傳感器軟模型系統中所有傳感器的ROM值；

所述數值轉換模塊，用于將一個十進制實數轉換成二進制數據；

數值比較模塊，用于讀取傳感器參數列表中RAM第0個字節和第1個字節中存儲的數據，并將讀取到的數據分別與參數列表中最高限值和最低限值進行比較；若傳感器RAM第0個字節存儲的數據大于最高限值，或傳感器RAM第1個字節存儲的數據大于最低限值，則將報警標志置為1，其他情況下報警標志置為0；其中在報警標志置為1時，當前傳感器即為報警傳感器。

6.根據權利要求1所述的數字傳感器軟模型系統，其特征在于，用戶輸入的操作命令包括讀ROM命令、跳過ROM命令、匹配ROM命令、搜索ROM命令、報警搜索命令、數值轉換命令、讀RAM命令、寫RAM命令、復制RAM命令、重調EEPROM命令和讀供電方式命令，所述命令響應子系統接收用戶傳輸的操作命令，并通過單片機傳輸給每個傳感器，傳感器針對接收到的操作命令依次做出的響應包括：

命令響應子系統接收到讀ROM命令時，傳感器將自身的ROM值發送給單片機子系統；單片機子系統進一步控制命令響應子系統中的循環冗余校驗模塊，針對接收到的數據進行循環冗余校驗，同時將讀取到的結果反饋給用戶；

命令響應子系統接收到跳過ROM命令時，不進行任何操作；

命令響應子系統接收到匹配ROM命令時，由單片機子系統向每個傳感器發送用戶需要匹配的ROM值，每個傳感器將接收到的ROM值與自身的ROM值進行比較，并將比較結果通過單片機子系統反饋給用戶；

命令響應子系統接收到搜索ROM命令時，由當前加載到數字傳感器軟模型系統中所有處于工作狀態的傳感器，向單片機子系統提供自身的ROM值，單片機子系統根據單總線上接收的序列，控制命令響應子系統中消去處理模塊，還原出每個傳感器的ROM值；其中，單總線上的值是每個處于工作狀態的傳感器的ROM值對應位相與后的結果；

命令響應子系統接收到報警搜索命令時，單片機子系統控制命令響應子系統中的數值比較模塊，將報警傳感器篩選出來；篩選出來的報警傳感器向單片機子系統提供自身的ROM值，且進行與接收到搜索ROM命令時相同的操作；

命令響應子系統接收到數值轉換命令時，所述單片機子系統先在用戶設定的范圍內隨機獲取一個實數，且控制命令響應子系統中的數值轉換模塊對獲取到的實數進行格式轉換；轉換后的數據通過單片機子系統進一步傳輸到每一個傳感器，傳感器將接收到的數據與其自身的最高限值和最低限值分別進行比較；

命令響應子系統接收到讀RAM命令時，每個傳感器將自身的RAM值發送給單片機子系統，單片機子系統進一步控制命令響應子系統中的循環冗余校驗模塊，對接收到的數據進行循環冗余校驗，同時將讀取結果反饋給用戶；

命令響應子系統接收到寫RAM命令時，單片機子系統控制命令響應子系統中的數值轉換模塊，對用戶設置的數據進行格式轉換，轉換后的數據經由單片機子系統發送給每個傳感器，傳感器將接收到的數據分別寫入自身RAM的第2個字節和第3個字節；

命令響應子系統接收到復制RAM命令時，每個傳感器將自身RAM的第2、3和4個字節的數據寫入與其對應的傳感器文件中；

命令響應子系統接收到重調EEPROM命令時，每個傳感器將與其對應的傳感器文件中前三個字節的數據寫入自身RAM的第2、3和4個字節；

命令響應子系統接收到讀供電方式命令時，每個傳感器將自身的供電方式通過單片機子系統進一步反饋給用戶。