一種編碼器、外部診斷設備及在線診斷與調(diào)整方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，公開了一種編碼器、外部診斷設備及在線診斷與調(diào)整方法。本發(fā)明中在線診斷與調(diào)整方法包含以下步驟：若編碼器的基本狀態(tài)正常，則外部診斷設備通過編碼器上的I2C接口從編碼器內(nèi)置的寄存器中讀取編碼器的運行參數(shù)；其中，運行參數(shù)包含編碼器的輸出信號的幅值、直流偏移和相位；外部診斷設備根據(jù)運行參數(shù)，確定編碼器的運行狀態(tài)，并根據(jù)運行狀態(tài)對運行參數(shù)進行調(diào)整，直至運行參數(shù)在預設的范圍內(nèi)，否則，判定編碼器異常。這樣，外部診斷設備可以通過I2C驅(qū)動接口對編碼器內(nèi)置的寄存器中的運行參數(shù)進行遠程在線讀取，并對其進行遠程在線調(diào)整，而無需通過拆除編碼器對其進行檢修，這樣，降低了設計的復雜性，提高了編碼器調(diào)整的可靠性。
【專利說明】一種編碼器、外部診斷設備及在線診斷與調(diào)整方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種編碼器、外部診斷設備及在線診斷與調(diào)整方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在電梯的調(diào)試與運行過程中，編碼器扮演了重要角色。但是，由于電梯的運行環(huán)境 較為惡劣，編碼器很容易出現(xiàn)諸如無信號輸出、輸出信號幅值偏移變化導致的脈沖丟失、輸 出信號相位變化導致的系統(tǒng)無法正常工作等問題。同時，有時編碼器本身無問題，周圍環(huán)境 的變化也會導致系統(tǒng)報編碼器錯誤。
[0003] 上述情況下，需要對編碼器是否損壞以及損壞程度進行評估并根據(jù)情況進行調(diào) 整。目前，市場上的編碼器多為固定集成的，當編碼器出現(xiàn)問題時，唯一的辦法是將編碼器 拆掉進行相關(guān)檢測，無法實現(xiàn)在線的診斷并根據(jù)診斷結(jié)果進行在線調(diào)整編碼器，這樣必然 會影響檢修效率。
[0004] 解決上述問題的一個方案是，采用普通信號調(diào)理芯片、外圍配置電路與通訊電路 進行組合。然而，在該方案中，幅值和直流偏移需要增加帶通訊接口的數(shù)字電位器進行調(diào) 節(jié)，對于相位調(diào)整則需要增加額外的相位調(diào)整電路。顯然，這種方案增加了設計的復雜性， 降低了編碼器調(diào)整的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種編碼器、外部診斷設備及在線診斷與調(diào)整方法，可以 降低設計的復雜性，提高編碼器調(diào)整的可靠性。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種在線診斷與調(diào)整方法，包含 以下步驟：
[0007] 若編碼器的基本狀態(tài)正常，則外部診斷設備通過所述編碼器上的I2C接口從所述 編碼器內(nèi)置的寄存器中讀取所述編碼器的運行參數(shù)；其中，所述運行參數(shù)包含所述編碼器 的輸出信號的幅值、直流偏移和相位；
[0008] 所述外部診斷設備根據(jù)所述運行參數(shù)，確定所述編碼器的運行狀態(tài)，并根據(jù)所述 運行狀態(tài)對所述運行參數(shù)進行調(diào)整，直至所述運行參數(shù)在預設的范圍內(nèi)，否則，判定所述編 碼器異常。
[0009] 本發(fā)明的實施方式還提供了一種編碼器，包含：信號調(diào)理芯片與I2C驅(qū)動模塊；
[0010] 其中，所述信號調(diào)理芯片內(nèi)置有寄存器，并包含與所述I2C驅(qū)動模塊進行通訊的 I2C接口；
[0011] 所述信號調(diào)理芯片內(nèi)置的寄存器中儲存的所述編碼器的運行參數(shù)通過所述I2C 接口被外部診斷設備進行讀取與調(diào)整；其中，所述運行參數(shù)包含所述編碼器的輸出信號的 幅值、直流偏移和相位；
[0012] 所述I2C驅(qū)動模塊將所述信號調(diào)理芯片通過所述I2C接口輸出的信息轉(zhuǎn)化為差分 信號，以輸出至所述外部診斷設備。
[0013] 本發(fā)明的實施方式還提供了一種外部診斷設備，包含：信息處理與補償單元以及 顯示模塊；
[0014] 所述信息處理與補償單元與所述顯示模塊相連；
[0015] 所述信息處理與補償單元，對從編碼器內(nèi)置的寄存器中讀取的運行參數(shù)進行診斷 并補償；
[0016] 所述顯示模塊，顯示診斷狀態(tài)。
[0017] 本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，由于編碼器包含I2C接口，外部診斷設備 可以通過該I2C接口對編碼器內(nèi)置的寄存器中的運行參數(shù)進行在線讀取，并根據(jù)讀取的運 行參數(shù)對其進行在線調(diào)整，這樣，不但無需通過拆除編碼器對其進行檢修，減少檢修時對編 碼器的拆卸次數(shù)，提高編碼器的使用壽命與檢修效率，而且，降低了設計的復雜性，提高了 編碼器調(diào)整的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的編碼器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的I2C驅(qū)動模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的外部診斷設備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的在線診斷與調(diào)整方法流程示意圖。

【具體實施方式】
[0022] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實 施方式進行詳細的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中， 為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細節(jié)和基 于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方 案。
[0023] 本發(fā)明的第一實施方式涉及一種編碼器，具體如圖1所示，包含：光電芯片（1C)、 信號調(diào)理芯片、I2C驅(qū)動模塊與存儲器。
[0024] 其中，信號調(diào)理芯片內(nèi)置有寄存器，并包含與I2C驅(qū)動模塊進行通訊的通訊接口， 光電IC與信號調(diào)理芯片相連。在本實施方式中，該通訊接口為I2C接口。
[0025] 光電1C，用于將接收的光信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，并輸出至信號調(diào)理芯片。其中，電 壓信號為光電池原始電壓信號。具體地說，光電IC接收經(jīng)光柵調(diào)理后的光信號后，將其轉(zhuǎn) 化為電信號并進行初步的電流轉(zhuǎn)電壓處理，輸出光電池原始電壓信號。
[0026] 在系統(tǒng)上電時，信號調(diào)理芯片，通過I2C接口讀取存儲器中配置有的輸出信號的 幅值、直流偏移和相位等運行參數(shù)。在本實施方式中，存儲器為帶電可擦可編程只讀存儲器 (EEPROM)。當然，存儲器也可以采用其他常規(guī)的存儲器。
[0027] 信號調(diào)理芯片內(nèi)置的寄存器中儲存的編碼器的運行參數(shù)通過I2C接口可被外部 診斷設備進行在線讀取與調(diào)整；其中，運行參數(shù)包含編碼器的輸出信號的幅值、直流偏移和 相位；其中，外部診斷設備可以為手持設備或者電梯控制器。
[0028] 進一步地，信號調(diào)理芯片，還可以將編碼器的輸出信號的幅值過大與過小、信號有 無丟失、信號有無削峰以及有無溫度保護的信息存儲到寄存器與存儲器。外部診斷設備通 過I2C接口可以在線讀取寄存器與存儲器中的上述信息，對編碼器的健康狀態(tài)進行初步判 斷，并據(jù)此判斷是否進行進一步的檢修，這樣，可以進一步提高檢修效率。
[0029] 進一步地，信號調(diào)理芯片，還可以根據(jù)環(huán)境進行幅值的自動調(diào)節(jié)。當環(huán)境變化時， 編碼器可以根據(jù)環(huán)境的變化，調(diào)整自身的運行參數(shù)，進而適應新環(huán)境，保持良好的運行狀 態(tài)。這樣，增強了編碼器的對環(huán)境的適應能力，進一步減少了對編碼器的拆卸次數(shù)，提高編 碼器的使用壽命。
[0030] I2C驅(qū)動模塊將信號調(diào)理芯片通過I2C接口輸出的信息轉(zhuǎn)化為差分信號，以輸出 至外部診斷設備。由于差分信號可以長距離傳輸且抗干擾能力強，這樣，可以增加編碼器與 外部診斷設備之間的傳輸距離。
[0031] 另外，外部診斷設備，既可以通過I2C驅(qū)動模塊獲取編碼器的運行參數(shù)，也可以通 過I2C驅(qū)動模塊傳輸調(diào)整編碼器運行參數(shù)的信息。
[0032] 具體地說，12C驅(qū)動模塊包含兩個RS485芯片，與一個轉(zhuǎn)換電路，具體如圖2所示。 在本實施方式中，RS485芯片采用MAX485芯片。I2C接口的時鐘線（SCL)經(jīng)MAX485芯片轉(zhuǎn) 為差分輸出（SCL+、SCL-)，數(shù)據(jù)線（SDA)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路與MAX485芯片轉(zhuǎn)為差分輸出（SDA+、 SDA-)。利用I2C驅(qū)動模塊進行差分傳輸，可以提高傳輸距離和抗干擾能力，且成本低。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于編碼器包含I2C接口，外部診斷設備可以通過該I2C接口對 編碼器內(nèi)置的寄存器中的運行參數(shù)進行在線讀取，并根據(jù)讀取的運行參數(shù)對其進行在線調(diào) 整，這樣，不但無需通過拆除編碼器對其進行檢修，減少檢修時對編碼器的拆卸次數(shù)，提高 編碼器的使用壽命與檢修效率，而且，降低了設計的復雜性，提高了編碼器調(diào)整的可靠性。
[0034] 另外，需要說明的是，在實際應用中，I2C驅(qū)動模塊還可以采用I2C總線驅(qū)動芯片， 增加傳輸距離，具體實施時，可根據(jù)情況進行選擇，在此不再贅述。
[0035] 本發(fā)明的第二實施方式涉及一種外部診斷設備，具體如圖3所示，包含：信息處理 與補償單元以及顯示模塊。其中，信息處理與補償單元與顯示模塊相連。在本實施方式中， 外部診斷設備為手持設備或者電梯控制器。
[0036] 信息處理與補償單元，用于對從編碼器內(nèi)置的寄存器中讀取的運行參數(shù)進行診斷 并補償。
[0037] 具體地說，信息處理與補償單元包含：信號檢測模塊、信號處理與信息提取模塊、 狀態(tài)判斷與補償信息譯碼模塊、狀態(tài)信息處理模塊與通訊模塊。
[0038] 狀態(tài)信息處理模塊，通過通訊模塊從編碼器中讀取基本狀態(tài)的參數(shù)。
[0039] 信號檢測模塊，在從編碼器讀取的兩路正余弦正交信號中檢測到有效信號時，將 有效信號作為采樣信號輸出至信息處理與信息提取模塊。其中，正弦信號用Sin表示，余弦 信號用Cos表示。其中，信號檢測模塊包含信號調(diào)理器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器。信號調(diào)理器將正余 弦信號放大到一定的幅度，數(shù)模轉(zhuǎn)換器對放大后的正余弦信號進行采樣。
[0040] 另外，需要說明的是，本實施方式中的編碼器為正余弦模擬輸出的增量式編碼器。
[0041] 信號處理與信息提取模塊，將通過通訊模塊讀取的基本狀態(tài)的參數(shù)與采樣信號攜 帶的運行參數(shù)結(jié)合后進行處理，兩者結(jié)合與處理方式為：先通過通訊模塊將編碼器的基本 狀態(tài)的參數(shù)進行提取，然后對采樣得到的正余弦信號的幅值、直流偏移、相位等參數(shù)進行分 別提取，將上述信息打包后輸出至狀態(tài)判斷與補償譯碼模塊。
[0042] 狀態(tài)判斷與補償信息譯碼模塊，根據(jù)接收的信息對編碼器的狀態(tài)進行判斷并譯 碼，獲取與寄存器對應的補償信息及最終狀態(tài)的運行參數(shù)，并將補償信息通過通訊模塊輸 出至編碼器，以供編碼器對當前的運行參數(shù)進行補償；還將編碼器的最終狀態(tài)的運行參數(shù) 輸出至狀態(tài)信息處理模塊。
[0043] 狀態(tài)信息處理模塊，從狀態(tài)判斷與補償信息譯碼模塊讀取編碼器的最終狀態(tài)的運 行參數(shù)，并根據(jù)讀取的信息（包含基本狀態(tài)的參數(shù)與編碼器的最終狀態(tài)的運行參數(shù)）進行 診斷，獲取對編碼器的診斷狀態(tài)。
[0044] 顯示模塊，顯示狀態(tài)信息處理模塊獲取的診斷狀態(tài)，供檢修人員查看，并了解編碼 器的運行狀態(tài)及存在的問題。
[0045] 本發(fā)明第三實施方式涉及一種在線診斷與調(diào)整方法，如圖4所示，包含以下步驟：
[0046] 步驟401，外部診斷設備通過編碼器的I2C接口從寄存器中讀取編碼器的基本狀 態(tài)的參數(shù)。其中，基本狀態(tài)的參數(shù)包含輸出信號的幅值、直流偏移和相位等運行參數(shù)。
[0047] 步驟402,根據(jù)基本狀態(tài)的參數(shù)，判斷環(huán)境是否過熱。若是，則執(zhí)行步驟403,若否， 則執(zhí)行步驟404。
[0048] 步驟403,診斷為因環(huán)境過熱導致編碼器輸出異常。
[0049] 步驟404,判斷信號是否丟失。若是，則執(zhí)行步驟405,若否，則執(zhí)行步驟406.
[0050] 步驟405,診斷為編碼器信號丟失。
[0051] 步驟406,計算直流偏移量。

【權(quán)利要求】
1. 一種在線診斷與調(diào)整方法，其特征在于，包含以下步驟： 若編碼器的基本狀態(tài)正常，則外部診斷設備通過所述編碼器上的I2C接口從所述編碼 器內(nèi)置的寄存器中讀取所述編碼器的運行參數(shù)；其中，所述運行參數(shù)包含所述編碼器的輸 出信號的幅值、直流偏移和相位； 所述外部診斷設備根據(jù)所述運行參數(shù)，確定所述編碼器的運行狀態(tài)，并根據(jù)所述運行 狀態(tài)對所述運行參數(shù)進行調(diào)整，直至所述運行參數(shù)在預設的范圍內(nèi)，否則，判定所述編碼器 異常。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線診斷與調(diào)整方法，其特征在于，在所述外部診斷設備通 過所述編碼器上的I2C接口從所述編碼器內(nèi)置的寄存器中讀取所述編碼器的運行參數(shù)的 步驟之前，包含以下步驟： 所述外部診斷設備通過所述I2C接口從所述寄存器中讀取所述編碼器的基本狀態(tài)的 參數(shù)； 根據(jù)所述基本狀態(tài)的參數(shù)，檢測到所述編碼器因環(huán)境過熱或者信號丟失時，判定所述 編碼器異常，否則，判定所述編碼器的基本狀態(tài)正常。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線診斷與調(diào)整方法，其特征在于，在所述外部診斷設備根 據(jù)所述運行參數(shù)，確定所述編碼器的運行狀態(tài)，并根據(jù)所述運行狀態(tài)對所述運行參數(shù)進行 調(diào)整，直至所述運行參數(shù)在預設的范圍內(nèi)的步驟中， 依次根據(jù)所述編碼器的輸出信號的幅值、直流偏移和相位確定所述編碼器的運行狀 態(tài)，并根據(jù)所述運行狀態(tài)對對應的運行參數(shù)進行調(diào)整，直至對應的運行參數(shù)在預設的范圍 內(nèi)。
4. 一種編碼器，其特征在于，包含：信號調(diào)理芯片與I2C驅(qū)動模塊； 其中，所述信號調(diào)理芯片內(nèi)置有寄存器，并包含與所述I2C驅(qū)動模塊進行通訊的I2C接 P ; 所述信號調(diào)理芯片內(nèi)置的寄存器中儲存的所述編碼器的運行參數(shù)通過所述I2C接口 被外部診斷設備進行讀取與調(diào)整；其中，所述運行參數(shù)包含所述編碼器的輸出信號的幅值、 直流偏移和相位； 所述I2C驅(qū)動模塊將所述信號調(diào)理芯片通過所述I2C接口輸出的信息轉(zhuǎn)化為差分信 號，以輸出至所述外部診斷設備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼器，其特征在于，還包含配置有所述運行參數(shù)的存儲器； 系統(tǒng)上電后通過I2C接口將所述存儲器中的參數(shù)加載到所述寄存器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼器，其特征在于，還包含光電芯片1C ; 所述光電1C與所述信號調(diào)理芯片相連； 所述光電1C，用于將接收的光信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，并輸出至所述信號調(diào)理芯片；其 中，所述電壓信號為光電池原始電壓信號。
7. -種外部診斷設備，其特征在于，包含：信息處理與補償單元以及顯示模塊； 所述信息處理與補償單元與所述顯示模塊相連； 所述信息處理與補償單元，對從編碼器內(nèi)置的寄存器中讀取的運行參數(shù)進行診斷并補 償； 所述顯示模塊，顯示診斷狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的外部診斷設備，其特征在于，所述信息處理與補償單元包含： 信號檢測模塊、信號處理與信息提取模塊、狀態(tài)判斷與補償信息譯碼模塊、狀態(tài)信息處理模 塊與通訊模塊； 所述狀態(tài)信息處理模塊，通過所述通訊模塊從所述編碼器中讀取基本狀態(tài)的參數(shù)，然 后從所述狀態(tài)判斷與補償信息譯碼模塊讀取所述編碼器的最終狀態(tài)的運行參數(shù)，并根據(jù)讀 取的信息，進行診斷，獲取所述診斷狀態(tài)； 所述信號檢測模塊，在從所述編碼器讀取的兩路正余弦正交信號中檢測到有效信號 時，將所述有效信號作為采樣信號輸出至所述信息處理與信息提取模塊； 所述信號處理與信息提取模塊，將通過所述通訊模塊讀取的所述基本狀態(tài)的參數(shù)與 所述采樣信號攜帶的運行參數(shù)結(jié)合后進行處理，并輸出至所述狀態(tài)判斷與補償信息譯碼模 塊； 所述狀態(tài)判斷與補償信息譯碼模塊，根據(jù)接收的信息對所述編碼器的狀態(tài)進行判斷并 譯碼，獲取與所述寄存器對應的補償信息及所述最終狀態(tài)的運行參數(shù)，并將所述補償信息 通過所述通訊模塊輸出至所述編碼器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼器，其特征在于，所述外部診斷設備為手持設備或者電 梯控制器。
【文檔編號】B66B5/00GK104482954SQ201410852079
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】王鵬, 杜超, 林開偉 申請人:上海新時達電氣股份有限公司