用于總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括安裝軌、第一總線參與者和第二總線參與者。第一總線參與者包括發(fā)射/接收模塊。第二總線參與者也包括發(fā)射/接收模塊。第一總線參與者和第二總線參與者可釋放地固定到安裝軌，以能夠彼此附連，并且第一和第二總線參與者的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成以便借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另一種模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括安裝軌和至少第一總線參與者。安裝軌包括至少一個發(fā)射/接收模塊。第一總線參與者包括發(fā)射/接收模塊并可釋放地固定到安裝軌。安裝軌允許另外的總線參與者以可附連的方式固定到第一總線參與者。此外，安裝軌和第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波傳輸數(shù)據(jù)。
【專利說明】用于總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)環(huán)境下總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，已知的總線參與者模塊是用于工業(yè)應(yīng)用的周邊模塊，例如，自動化技術(shù)的輸入/輸出模塊。這種周邊模塊通常必須符合電氣方面以及相對于它們的周圍條件的特定要求。
[0003]由此，例如，在特別嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境下，對于總線參與者模塊的使用來說，符合特定的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是必須的。保護(hù)類型的廣泛已知的分類，如例如IEC 60529，確定電氣操作裝置操作在容許溫度范圍內(nèi)并且具有腐蝕性負(fù)荷下的適用性，如例如對工業(yè)中的侵蝕性物質(zhì)(如潮氣、水、蒸汽、酸、堿溶液、油或燃料)的抵抗力。
[0004]出于能夠以通用方式用在工業(yè)中的目的，期望總線參與者模塊的高的保護(hù)等級。于是，從克服如灰塵和潮氣的環(huán)境影響的機(jī)械角度，直到防止向周圍飛濺火花而帶來爆炸風(fēng)險，通常采取特殊的保護(hù)步驟。
[0005]但是，在已知總線參與者模塊的情況下，保護(hù)等級較低，因為通常設(shè)置暴露的電觸頭以用于工業(yè)總線參與者模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0006]例如，US6371435B1公開了一種包括多個總線參與者模塊的系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，使用總線參與者模塊，該總線參與者模塊每個包含數(shù)據(jù)總線線路以及用于集成電子單元的電流供給線路。每個總線參與者模塊在相對于相鄰模塊的橫向表面上具有暴露的壓力觸頭，使得在總線參與者模塊接合在安裝軌上時，觸頭在總線參與者模塊的布置方向上自動彼此接觸。接合在安裝軌上的總線參與者模塊于是連接到連續(xù)的數(shù)據(jù)總線和電流供給線路，以形成終端總線。
[0007]雖然這個系統(tǒng)帶來了一種簡單和模塊化的連接以向總線參與者模塊提供數(shù)據(jù)，但是電接觸會導(dǎo)致暴露的電觸頭的高腐蝕性負(fù)擔(dān)，尤其是在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境下，這導(dǎo)致總線參與者模塊的數(shù)據(jù)供給的信號完整性方面的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于包括總線參與者的技術(shù)連接裝置，其運(yùn)行總線參與者模塊之間的穩(wěn)固的數(shù)據(jù)傳輸，并也適于用在特別嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境下。
[0009]這個目的是根據(jù)本發(fā)明來實現(xiàn)的，在于能夠彼此附連到安裝軌的總線參與者模塊包括至少一個發(fā)射/接收模塊，該發(fā)射/接收模塊借助于電磁波構(gòu)成，該電磁波具有微米范圍內(nèi)的波長，以用于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]該波長有利地是在I至5微米之間，使得發(fā)射/接收模塊適于發(fā)射/接收載波頻率在61GHz至244GHz之間的電磁波。
[0011]尤其是，借助于具有微米范圍內(nèi)的波長的電磁波的數(shù)據(jù)傳輸運(yùn)行在相對大的距離上在電磁失真方面的降低，這是因為具有這樣波長的電磁波在空氣中經(jīng)歷高程度的衰減。此外，借助于具有在微米范圍內(nèi)的波長的電磁波的數(shù)據(jù)傳輸需要低水平的傳輸功率。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括安裝軌、第一總線參與者和第二總線參與者。第一總線參與者包括發(fā)射/接收模塊。第二總線參與者也包括發(fā)射/接收模塊。第一總線參與者和第二總線參與者可釋放地固定到安裝軌，以能夠彼此附連，并且第一和第二總線參與者的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成以借助于具有在微米范圍內(nèi)的波長的電磁波傳輸數(shù)據(jù)。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的有利實施方式中，至少第一和/或第二總線參與者包括波導(dǎo)，該波導(dǎo)被構(gòu)造成用于電磁波的低損失傳輸，并且布置在第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊和第二總線參與者的發(fā)射/接收模塊之間。
[0014]在另一個有利的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括第三總線參與者，該第三總線參與者包括發(fā)射/接收模塊并且可釋放地固定到安裝軌，以附連到所述總線參與者。所述第一總線參與者還包括第二發(fā)射/接收模塊，所述第二發(fā)射/接收模塊和所述第三總線參與者的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于具有在微米范圍內(nèi)的波長的電磁波傳輸數(shù)據(jù)。至少第一和/或第三總線參與者可選地包括波導(dǎo)，該波導(dǎo)被構(gòu)造成用于電磁波的低損失傳輸，并且布置在第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊和第三總線參與者的發(fā)射/接收模塊之間。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的另一有利的實施方式中，所述總線參與者每個包括控制單元，該控制單元連接到相對應(yīng)的總線參與者的發(fā)射/接收模塊的其中一個或二者上。在每個總線參與者具有多個發(fā)射/接收模塊的情況下，所述模塊連接到控制單元，所述控制單元將一個發(fā)射/接收模塊接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個發(fā)射/接收模塊，以用于數(shù)據(jù)傳輸。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，波長有利地在1至5微米之間，使得發(fā)射/接收模塊適于發(fā)射接收載波頻率在61GHz至244GHz之間的電磁波。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括安裝軌和至少第一總線參與者。所述安裝軌包括至少一個發(fā)射/接收模塊。所述第一總線參與者包括發(fā)射/接收模塊并可釋放地固定到安裝軌。所述安裝軌允許另外的總線參與者以可附連的方式固定到第一總線參與者。所述安裝軌和第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊被進(jìn)一步構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波傳輸數(shù)據(jù)。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的有利的實施方式中，第一總線參與者包括波導(dǎo)，該波導(dǎo)被構(gòu)造成用于電磁波的低損失傳輸，并且布置在第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊和安裝軌的發(fā)射/接收模塊之間。
[0019]在另一個有利的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括第二總線參與者。所述第二總線參與者包括發(fā)射/接收模塊，且所述安裝軌包括第二發(fā)射/接收模塊。所述第二總線參與者可釋放地固定到安裝軌一附連到所述第一總線參與者。安裝軌和第二總線參與者的另外的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波傳輸數(shù)據(jù)。至少第一和/或第二總線參與者可選地包括波導(dǎo)，該波導(dǎo)被構(gòu)造成用于電磁波的低損失傳輸，并布置在第二總線參與者的發(fā)射/接收模塊和安裝軌的發(fā)射/接收模塊之間。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的另一個有利實施方式中，總線參與者每個包括控制單元，該控制單元連接到所述安裝軌的多個發(fā)射/接收模塊上，并且將一個發(fā)射/接收模塊接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到其他發(fā)射/接收模塊中至少一個，用于數(shù)據(jù)傳輸。
[0021]有利地是，根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的波長在I至5微米之間，使得發(fā)射/接收模塊適于發(fā)射/接收載波頻率在61GHz至244GHz之間的電磁波。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的前述模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)所述的另一有利實施方式，至少一個總線參與者包括電氣連接裝置。所述總線參與者被進(jìn)一步布置在安裝軌的接收構(gòu)件內(nèi)并由該接收構(gòu)件可釋放地連接到安裝軌。所述安裝軌的接收構(gòu)件包括電氣對立連接裝置，該電氣對立連接裝置以連接狀態(tài)連接到第一總線參與者的電氣連接裝置上，用于供給能量的傳輸。
[0023]有利地是，在根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的總線參與者的電氣連接裝置與接收構(gòu)件的電氣對立連接裝置形成非接觸或形成接觸的插頭類型連接，用于傳輸供給能量。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的另一個有利的實施方式中，總線參與者的電氣連接裝置還包括具有發(fā)射/接收線圈的部分-發(fā)射器，而接收構(gòu)件的電氣對立連接裝置也包括具有發(fā)射/接收線圈的部分-發(fā)射器，所述總線參與者的部分-發(fā)射器可選地集成在總線參與者的發(fā)射/接收模塊內(nèi)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的前述模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的一個所述的另一有利的實施方式，至少一個波導(dǎo)布置在總線參與者內(nèi)，使得波導(dǎo)的第一端部與總線參與者的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊相對，而波導(dǎo)的第二端部延伸到總線參與者的外側(cè)，并且這個端部與相鄰總線參與者的發(fā)射/接收模塊或者安裝軌的發(fā)射/接收模塊相對。
[0026]根據(jù)前述模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的一個所述的另一個有利的實施方式，所述相對應(yīng)的波導(dǎo)的延伸到總線參與者的外側(cè)的第二端部被以漏斗狀方式構(gòu)造，以便補(bǔ)償總線參與者固定到安裝軌時的定位公差，并且可選地所述波導(dǎo)的第一端部也以漏斗狀方式構(gòu)造。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的至少一個波導(dǎo)有利地被構(gòu)造成中空導(dǎo)體，其具有圓形或帶角的橫截面。
[0028]可替代的時，根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的至少一個波導(dǎo)被構(gòu)造為介電材料作為芯部并且一個或多個金屬限界元件圍繞所述芯部的結(jié)構(gòu)，使得所述限界構(gòu)件形成具有圓形或帶角的橫截面的波傳播路徑。
[0029]可替代的是，在根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的至少一個波導(dǎo)被構(gòu)造為具有第一介電材料作為芯部且第二介電材料圍繞芯部的結(jié)構(gòu)，所述第二介電材料具有圓形或帶角的橫截面并且在所述第一和第二介電材料之間的邊界面反射所述電磁波。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的前述模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的一個所述的另一有利的實施方式，發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造為將發(fā)射和接收裝置單獨(dú)地布置在總線參與者內(nèi)，并且為每個發(fā)射和接收裝置設(shè)置波導(dǎo)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]為了更好地理解本發(fā)明，參照隨后的附圖中所示的實施方式來更加詳細(xì)地解釋本發(fā)明。相同的部件利用相同的附圖標(biāo)記和相同的部件稱謂來表示。此外，來自所示和所描述的實施方式的單個特征的組合也可以單獨(dú)地構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的獨(dú)立的發(fā)明技術(shù)方案。附圖中:
[0032]圖1+2是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D，用于根據(jù)第一和第二實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給；
[0033]圖3a+3b是根據(jù)本發(fā)明的用于總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)的透視圖，其具有或不具有第一或第二實施方式的單個總線參與者模塊的殼體；
[0034]圖4a+4b是來自圖3b的透視圖的前和后詳細(xì)視圖；
[0035]圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于第一或第二實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D；
[0036]圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)的透視圖，其不具有根據(jù)第三實施方式的單個總線參與者的殼體；
[0037]圖7是來自圖6的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的透視圖的詳細(xì)截面，其具有單個總線參與者模塊的殼體；
[0038]圖8是根據(jù)本發(fā)明的用于根據(jù)第四實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D；
[0039]圖9是用于第四實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的透視圖；
[0040]圖10是用于來自圖9的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的透視圖，其不具有單個總線參與者模塊的殼體；
[0041]圖11是用于第四實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D；
[0042]圖12a_12c是用于根據(jù)前述實施方式中的一個所述的總線參與者的非接觸式數(shù)據(jù)供給的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的不同波導(dǎo)的透視圖；以及
[0043]圖13a_13g是用于根據(jù)前述實施方式中的一個所述的總線參與者的非接觸式數(shù)據(jù)供給的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的不同波導(dǎo)的透視圖。

【具體實施方式】
[0044]參照圖1和2，下面，首先要更加詳細(xì)地解釋用于總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)的總體發(fā)明原理。
[0045]圖1和2不出根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的兩個實施方式都允許總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給。
[0046]模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)100包括多個總線參與者模塊，例如，總線參與者模塊110和120，它們被構(gòu)造成用于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。在系統(tǒng)100內(nèi)連接的所有總線參與者模塊優(yōu)選地是相同類型的，并且在這種情況下，下面的描述可以同等地應(yīng)用于這種總線參與者模塊。
[0047]模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200包括多個總線參與者模塊，例如，總線參與者模塊210和220，它們被構(gòu)造成用于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。在系統(tǒng)200內(nèi)連接的所有總線參與者模塊優(yōu)選地是相同類型的，并且在這種情況下，下面的描述可以同等地應(yīng)用于這樣的總線參與者模塊。
[0048]為了非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，所示的第一和第二總線參與者模塊110或210中的每一個包括至少一個發(fā)射/接收模塊112、113或212、213、214、215，其允許到系統(tǒng)中的相鄰布置的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。為此目的，第一總線參與者模塊的至少一個發(fā)射/接收模塊和第二總線參與者模塊的至少一個發(fā)射/接收模塊優(yōu)選地彼此相對布置。
[0049]第一實施方式的總線參與者模塊110包括第一發(fā)射/接收模塊112和第二發(fā)射/接收模塊113?？偩€參與者模塊110的兩個發(fā)射/接收模塊112、113都優(yōu)選地構(gòu)造成用于雙向數(shù)據(jù)傳輸。借助于兩個發(fā)射/接收模塊112、113，以兩個相鄰的總線參與者模塊進(jìn)行同時的雙向數(shù)據(jù)傳輸是有可能的。
[0050]第二實施方式的總線參與者模塊210包括第一發(fā)射/接收模塊組212、215和第二發(fā)射/接收模塊組213、214。第一發(fā)射/接收模塊組212、215包括第一接收模塊212和第一發(fā)射模塊215。第二發(fā)射/接收模塊組213、214包括第一發(fā)射模塊213和第二接收模塊214。
[0051]相對應(yīng)的總線參與者模塊210的第四發(fā)射/接收模塊212、213、214、215優(yōu)選地構(gòu)造成用于單向數(shù)據(jù)傳輸。借助于四個發(fā)射/接收模塊212、213、214、215，可以以兩個相鄰的總線參與者模塊進(jìn)行同時的雙向數(shù)據(jù)傳輸。
[0052]于是，第一實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)100與第二實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200的區(qū)別在于第一系統(tǒng)100的總線參與者模塊120具有集成的發(fā)射/接收模塊112和113，它們每個包括發(fā)射器和接收器，而第二系統(tǒng)200的總線參與者模塊210具有包括專用的發(fā)射模塊和專用的接收模塊212、213、214和215的組。
[0053]相對應(yīng)的總線參與者模塊110、210的上述發(fā)射/接收模塊112、113或212、213、214和215的共同方面在于它們被構(gòu)造成借助于具有在微米范圍內(nèi)的波長的電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0054]結(jié)合本發(fā)明，具有在微米范圍內(nèi)的波長的電磁波意在被理解為具有在61GHz至244GHz之間的載波頻率的電磁波。尤其是，λ = 4.9 μ m的波長導(dǎo)致具有61GHz的頻率的電磁波，λ = 1.2μπι的波長導(dǎo)致具有244GHz的頻率的電磁波。
[0055]有利地是，非接觸式數(shù)據(jù)傳輸允許發(fā)射/接收模塊集成在相對應(yīng)總線參與者模塊的殼體內(nèi)。因此，對于總線參與者模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸來說，不需要電氣連接(也就是說，無電氣耦接)，并且可以免去用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋┞兜碾姎庥|頭。
[0056]波長在微米范圍內(nèi)的電磁波的使用進(jìn)一步減小了在總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給期間的感應(yīng)干擾。
[0057]尤其是，在總線參與者模塊的發(fā)射/接收模塊之間的感應(yīng)干擾能夠通過使用波長在微米范圍內(nèi)的電磁波來減小，這將在下面更加詳細(xì)地解釋。
[0058]根據(jù)第一或第二實施方式，總線參與者模塊優(yōu)選地被構(gòu)造成具有兩個發(fā)射/接收模塊或者兩個發(fā)射/接收模塊組。由于利用兩個發(fā)射/接收模塊，同時的數(shù)據(jù)傳輸是可實現(xiàn)的，并且是需要的，因此在兩個數(shù)據(jù)傳輸操作之間會發(fā)生感應(yīng)干擾。
[0059]有利地是，發(fā)射/接收模塊所使用的電磁波的短波長導(dǎo)致在空氣中的高程度的阻尼(所謂的自由空間衰減)，使得在微米范圍內(nèi)的波長下發(fā)生的感應(yīng)干擾僅在若干毫米(在0和20mm之間)的距離上發(fā)生。
[0060]于是，相對應(yīng)的總線參與者的發(fā)射/接收模塊112、113或212、213、214和215能夠在印刷電路板上極其靠近地布置到一起，并且不需要任何特別的裝置來改善信噪比。
[0061]不必說，單個總線參與者模塊的發(fā)射/接收模塊112、113或212、213、214和215的最大發(fā)射功率也適于在模塊化總線參與者系統(tǒng)中使用，使得總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嗷ナд嬉步柚趥鬏敼β蔬m應(yīng)而得以最小化。
[0062]通過使用波長在微米范圍內(nèi)的電磁波，可獲得另外的優(yōu)點。
[0063]由于短的波長，總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給可以在短響應(yīng)時間下實現(xiàn)。這個優(yōu)點對于自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域來說是尤其重要的，這是因為只有基于小的響應(yīng)時間才有可能實現(xiàn)工業(yè)操作的精確和準(zhǔn)確的同步控制。
[0064]根據(jù)第一或第二實施方式，系統(tǒng)100的總線參與者模塊110或者系統(tǒng)200的總線參與者模塊210包括控制系統(tǒng)111或211?？刂葡到y(tǒng)111或211可以被構(gòu)造為微處理器，或者構(gòu)造為專用邏輯模塊，并且連接到發(fā)射/接收模塊112、113或212、213、214和215。
[0065]控制系統(tǒng)111或211被構(gòu)造成使得，一方面，它提供尋址到(addressed to)總線參與者模塊110或210并且非接觸地傳輸?shù)狡渖弦杂糜谠诳偩€參與者模塊內(nèi)進(jìn)一步處理的數(shù)據(jù)，另一方面，它將目的地不是它的非接觸地傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到總線參與者模塊110或210。
[0066]非接觸地傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的進(jìn)一步處理由總線參與者模塊例如借助于工業(yè)的致動器、傳感器、啟動器和/或其他電氣裝置的外部連接來進(jìn)行。
[0067]尤其是，總線參與者模塊110或210的控制系統(tǒng)111或211可以被構(gòu)造成使得該系統(tǒng)110或210作用為級聯(lián)鏈(daisy chain)。如通常已知的，級聯(lián)鏈被理解為這樣的系統(tǒng)，其中總線參與者模塊110或210僅連接到其相鄰的、在后或在前的總線參與者模塊以用于數(shù)據(jù)傳輸(相對于被構(gòu)造成作為邏輯總線主設(shè)備的控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€參與者模塊)。
[0068]于是，數(shù)據(jù)傳輸信號在它到達(dá)所提供的數(shù)據(jù)接收器(其目標(biāo))之前，必須從數(shù)據(jù)源(其來源)在一些條件下通過一個或多個總線參與者模塊轉(zhuǎn)發(fā)。
[0069]根據(jù)第一和第二實施方式，總線參與者模塊110或210提供第二發(fā)射/接收模塊113或第二發(fā)射/接收模塊組213、213，通過它們，隨后的總線參與者模塊被提供數(shù)據(jù)傳輸信號，由此產(chǎn)生總線參與者模塊的鏈路。
[0070]此外，第一和第二實施方式的總線參與者模塊110或210能夠被設(shè)置有電氣連接裝置，為了清楚的緣故，該電氣連接裝置在圖1和2中未示出。該電氣連接裝置被構(gòu)造成使得它與電氣對立連接裝置協(xié)作，從而可以將能量提供到總線參與者模塊110或210。
[0071]可替代的，總線參與者模塊也能夠包括單獨(dú)的電源(例如，電池)，例如以便在系統(tǒng)故障或電能故障的情況下，也能夠確保致動器、傳感器、啟動器和/或其他電氣裝置被控制為進(jìn)入預(yù)先限定的休止?fàn)顟B(tài)。相對應(yīng)的總線參與者模塊的電氣分離(例如，相對于其他總線參與者模塊)借助于單獨(dú)的電源實現(xiàn)，該單獨(dú)的電源集成在總線參與者模塊中。
[0072]總線參與者模塊的電源(以與電氣連接裝置相同的方式)優(yōu)選地尤其是連接到發(fā)射/接收模塊112、113或212、213、214和215以及控制系統(tǒng)111、211，并且給它供能。
[0073]總之，可以說第一和第二實施方式的總線參與者模塊被構(gòu)造成，借助于兩個集成的發(fā)射/接收模塊或者借助于兩個發(fā)射/接收模塊組，而用于與至少一個附連的總線參與者模塊相互或用于雙向數(shù)據(jù)傳輸。
[0074]圖3a和3b是根本發(fā)明的第二實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的透視圖。所示的系統(tǒng)200允許總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給。該總線參與者模塊在圖3a中示出具有殼體，而在圖3b中示出沒有殼體。
[0075]應(yīng)該指出的是，下面相對于圖3a和圖3b的解釋不僅僅應(yīng)用于第二實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200，而且可以結(jié)合第一實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)100使用。但是出于冗余的原因，為了簡化而舍棄這樣的描述。
[0076]圖3a和3b示出根據(jù)第二實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200，該模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括如下元件:安裝軌240 ;第一總線參與者模塊210和第二總線參與者模塊220。如圖3a和3b所示，模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200也能夠通過第三總線參與者模塊230來擴(kuò)展，也就是，在于第三總線參與者模塊230以附連到第二總線參與者模塊220的狀態(tài)固定到安裝軌240上。
[0077]第一總線參與者模塊210包括至少一個發(fā)射/接收模塊212、213、214和/或215 ；而第二總線參與者模塊220也包括至少一個發(fā)射/接收模塊。第一和第二總線參與者模塊210、220的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0078]總線參與者模塊210和220可釋放地固定到安裝軌240，安裝軌240允許總線參與者模塊210、220以能夠彼此附連的方式布置。
[0079]僅僅通過總線參與者模塊210和220以彼此附連的狀態(tài)機(jī)械固定到安裝軌，還確定了總線參與者模塊相對于彼此的橫向取向并尤其是可以確定總線參與者模塊的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊相對于彼此的橫向取向。于是，不需要總線參與者模塊的發(fā)射/接收模塊相對于另一個總線參與者模塊的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊的附加的橫向定位。
[0080]通常，安裝軌240提供用于總線參與者模塊210、220的機(jī)械固定裝置，并允許總線參與者模塊210、220在對應(yīng)于安裝軌240的延伸方向的主延伸方向上布置。
[0081]由于這樣的布置，對于每個總線參與者模塊(例如，總線參與者模塊210)限定了相鄰關(guān)系:以附連到相對應(yīng)的總線參與者模塊的狀態(tài)固定于安裝軌的總線參與者模塊是總線參與者模塊的鄰居(也就是說，相鄰的總線參與者模塊)。
[0082]安裝軌240的典型示例是在圖3a和3b中示出的禮帽狀軌道(top hat rail)，即，具有帽子狀橫截面的固定軌道。但是，也有可能使用替代的具有不同橫截面(如，例如G狀、H狀或T狀橫截面)的安裝軌240，只要該安裝軌240允許總線參與者模塊210、220以能夠彼此附連的方式固定即可。
[0083]安裝軌240的這種構(gòu)造與總線參與者模塊210、220能夠自由定位在安裝軌240上的優(yōu)點相關(guān)聯(lián)。相對于總線參與者模塊210、220的預(yù)定寬度的限制被摒棄。
[0084]總線參與者模塊210還包括印刷電路板(PCB)，所述至少一個發(fā)射/接收模塊布置在該印刷電路板上。例如，總線參與者模塊210包括其上布置有發(fā)射/接收模塊212、213、214和215以及控制系統(tǒng)211的印刷電路板216。
[0085]優(yōu)選地是，第一組的發(fā)射/接收模塊212、215布置在印刷電路板216的一側(cè)，而第二組的發(fā)射/接收模塊213、214布置在印刷電路板216的另一側(cè)。在發(fā)射/接收模塊的這種布置中，印刷電路板216作用為屏蔽裝置，其相對于另一組發(fā)射/接收模塊屏蔽一組發(fā)射/接收模塊的電磁波輻射/接收。
[0086]可替代的是，發(fā)射/接收模塊也可以布置在總線參與者模塊內(nèi)的印刷電路板216的一側(cè)上，在相對應(yīng)的總線參與者模塊內(nèi)的另外的屏蔽裝置影響電磁波的輻射/接收以至于一組發(fā)射/接收模塊的電磁波的輻射/接收相對于相應(yīng)的另一組發(fā)射/接收模塊被屏蔽的程度。
[0087]此外，總線參與者模塊210包括電氣連接裝置217，該電氣連接裝置被構(gòu)造成向總線參與者模塊210、尤其是向發(fā)射/接收模塊212、213、214和215以及控制系統(tǒng)211供能。為此目的，電氣連接裝置217被構(gòu)造成使得它與電氣對立連接裝置配合。
[0088]相對應(yīng)的電氣對立連接裝置能夠設(shè)置用于安裝軌的接收構(gòu)件內(nèi)的一個或多個總線參與者模塊；或能夠通過另一個總線參與者模塊的電氣連接裝置形成，以附連到相對應(yīng)的總線參與者模塊。
[0089]在第二實施方式中，總線參與者模塊210的電氣連接裝置217包括五個形成接觸式插頭連接。這些形成接觸式插頭連接中的四個作用為向總線參與者模塊210提供一種或不同電勢的電能，并且第五個形成接觸式插頭連接作用為將總線參與者模塊210接地。
[0090]詳細(xì)地說，根據(jù)第二實施方式的總線參與者模塊210的形成接觸式插頭連接被構(gòu)造成使得，在位于總線參與者模塊內(nèi)的印刷電路板216和以附連狀態(tài)固定的總線參與者模塊的相對應(yīng)的電氣連接裝置之間形成電連接。
[0091]為此目的，總線參與者模塊210的形成接觸式插頭連接每個在第一端部處被構(gòu)造為夾緊觸頭，該夾緊觸頭在邊緣處圍繞印刷電路板216接合，并且電連接到印刷電路板216的設(shè)置在兩側(cè)處的相對應(yīng)的印刷導(dǎo)體。
[0092]總線參與者模塊210的四個形成接觸式插頭連接的另一端部(第二端部)設(shè)置有兩個相反取向的接觸區(qū)域，該接觸區(qū)域允許相對于以附連方式固定的總線參與者模塊的電連接。
[0093]總線參與者模塊210的第五個形成接觸式插頭連接構(gòu)成例外。布置于總線參與者模塊210的最中間的第五個形成接觸式插頭連接的第二端部作用為通過安裝軌240使總線參與者模塊210接地。
[0094]為此目的，第五個形成接觸式插頭連接的第二端部沒有如同其他四個形成接觸式插頭連接那樣設(shè)置相反取向的接觸區(qū)域，而是代之允許與安裝軌接合，并因此形成到安裝軌的電連接。在金屬安裝軌216的情況下，總線參與者模塊例如能夠通過這種形成接觸式插頭連接而接地。
[0095]圖4a是圖3b的系統(tǒng)200的透視圖的前部細(xì)節(jié)圖，而圖4b是后部細(xì)節(jié)圖。于是，圖4a和4b涉及模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的第二實施方式。
[0096]尤其是，圖4b示出總線參與者模塊210，該總線參與者模塊210包括第一組的發(fā)射/接收模塊212、215，該第一組發(fā)射/接收模塊處于布置在印刷電路板216的一側(cè)的狀態(tài)下，并且包括第二組的發(fā)射/接收模塊213、214，該第二組發(fā)射/接收模塊處于布置在印刷電路板216的另一側(cè)的狀態(tài)下。
[0097]圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于第二實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D。
[0098]尤其是，圖5示出了模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200，該模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)200包括第一總線參與者模塊210、第二總線參與者模塊220和第三總線參與者模塊230。
[0099]總線參與者210、220和230中的每一個包括兩組發(fā)射/接收模塊，該發(fā)射/接收模塊允許與相對應(yīng)的相鄰總線參與者模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。兩組發(fā)射/接收模塊布置在總線參與者模塊中的印刷電路板的相對兩側(cè)。
[0100]下面將描述借助于圖6和7中的示例示出的根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)300。
[0101]圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的系統(tǒng)的透視圖?？偩€參與者模塊被示出為沒有殼體。圖7是圖6的系統(tǒng)的透視圖的詳細(xì)截面，其具有單個總線參與者模塊的殼體。
[0102]總地來說，總線參與者模塊可以構(gòu)造成具有兩個集成的發(fā)射/接收模塊，如關(guān)于圖1所解釋的，或者具有包括專用發(fā)射模塊和專用接收模塊的兩組，如關(guān)于圖2所解釋的。
[0103]但是，所示的模塊化總線參與者系統(tǒng)300包括第一總線參與者模塊310和第二總線參與者模塊320，它們每個包括兩組發(fā)射/接收模塊?？偩€參與者模塊310尤其包括兩組發(fā)射/接收模塊312和315、313和314。發(fā)射/接收模塊312、313、314和315對應(yīng)于發(fā)射/接收模塊212、213、214和215，并且在此方面期望省略詳細(xì)描述。
[0104]應(yīng)該指出的是發(fā)射/接收模塊312、313、314和315被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0105]有利地是，在模塊化總線參與者系統(tǒng)300內(nèi)使用的波長在I至5微米之間，使得發(fā)射/接收模塊適于發(fā)射/接收載波頻率在61GHz至244GHz之間的電磁波。
[0106]此外，至少第一總線參與者模塊310和/或第二總線參與者模塊320包括波導(dǎo)318。波導(dǎo)被構(gòu)造成用于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波的低損失傳輸。于是，波導(dǎo)318的橫截面和長度適于該波長。
[0107]此外，在第一總線參與者模塊310和/或第二總線參與者模塊320內(nèi)的波導(dǎo)318被布置在第一總線參與者模塊310的發(fā)射/接收模塊和第二總線參與者模塊320的發(fā)射/接收模塊之間。
[0108]圖6和7示出具有兩個波導(dǎo)318、319的總線參與者模塊310，所述兩個波導(dǎo)布置在總線參與者模塊310的殼體內(nèi)。
[0109]第一波導(dǎo)318相對于接收模塊312定位，使得它沿著接收模塊312和以附連于總線參與者模塊310的狀態(tài)布置的總線參與者模塊的潛在的發(fā)射模塊之間的路徑(也是波傳播路徑)導(dǎo)引電磁波。
[0110]第二波導(dǎo)318關(guān)于發(fā)射模塊313定位，使得它沿著在接收模塊313和以附連到總線參與者模塊310的狀態(tài)布置的總線參與者模塊320的接收模塊之間的路徑導(dǎo)引電磁波。
[0111]由于定位在發(fā)射模塊的區(qū)域內(nèi)的波導(dǎo)的第一端部，由發(fā)射模塊發(fā)射的電磁波被指向波導(dǎo)并被結(jié)合。然后，電磁波在波導(dǎo)內(nèi)被引導(dǎo)直至波導(dǎo)的第二端部。
[0112]波導(dǎo)的第二端部有利地直接布置在相應(yīng)的接收模塊旁邊或者與第二波導(dǎo)的第一端部協(xié)作，所述第二波導(dǎo)然后使其第二端部布置在相對應(yīng)的接收模塊的區(qū)域內(nèi)，以便將電磁波引導(dǎo)到相對應(yīng)的接收模塊。
[0113]具有不同幾何形狀的波導(dǎo)可以用在總線參與者模塊內(nèi)。例如，波導(dǎo)可以在縱向方向上是筆直的，但是也可以提供彎曲的、成角度的或S狀部分，其允許發(fā)射/接收模塊在總線參與者模塊內(nèi)自由布置。
[0114]換言之:
[0115]第一和第二實施方式提供了總線參與者模塊的發(fā)射/接收模塊和以附連方式固定的總線參與者模塊的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊的相對布置。在這種情況下，電磁波成為沿著總線參與者模塊的發(fā)射/接收模塊與以附連方式固定的總線參與者模塊的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊之間的單向路徑傳播。
[0116]但是，在第三實施方式中，有利地是，由于在總線參與者模塊310內(nèi)的波導(dǎo)318，總線參與者310的發(fā)射/接收模塊和以附連方式固定的總線參與者模塊的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊不相對布置。
[0117]代之，波導(dǎo)318能夠影響電磁波在波導(dǎo)的縱向方向上的傳播方向，使得電磁波沿著彎曲的、成角度的或S狀路徑傳播。于是，波導(dǎo)帶來了將相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊在總線參與者模塊內(nèi)自由定位的能力。
[0118]除了涉及到定位自由的能力之外，另一個優(yōu)點是與波導(dǎo)相關(guān)的:由總線參與者的發(fā)射/接收模塊射出的電磁波被波導(dǎo)結(jié)合，并且系統(tǒng)地傳輸?shù)较噜徆潭ǖ目偩€參與者模塊的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊。
[0119]由此，波導(dǎo)屏蔽靠近布置的其他發(fā)射/接收模塊而免受所述發(fā)射/接收模塊所射出的電磁波的影響。于是，總線參與者模塊內(nèi)的波導(dǎo)降低了信噪比，并等同地降低了相對于附近總線參與者模塊的感應(yīng)干擾。也有可能降低發(fā)射/接收模塊的傳輸功率。
[0120]在第三實施方式中，波導(dǎo)319布置在總線參與者模塊310的殼體內(nèi)，使得波導(dǎo)319的一個端部(第一端部)指向發(fā)射/接收模塊313、314，而波導(dǎo)319的另一端部(第二端部)到達(dá)總線參與者模塊310的殼體的內(nèi)側(cè)。結(jié)果，發(fā)射/接收模塊312、315向布置在印刷電路板316的相對側(cè)的發(fā)射/接收模塊313、314的電磁波的輻射能夠被減小。
[0121]尤其是，延伸直至總線參與者模塊310的殼體內(nèi)側(cè)的波導(dǎo)319的端部定位成使得它與另一個波導(dǎo)的(其他)端部(第一端部)相對，所述另一波導(dǎo)布置在以附連狀態(tài)固定于總線參與者模塊310上的總線參與者模塊320內(nèi)。這個其他波導(dǎo)的第二端部定位成使得電磁波借助于所述其他波導(dǎo)從發(fā)射/接收模塊313、314向總線參與者模塊320的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊傳導(dǎo)。
[0122]應(yīng)進(jìn)一步提及的是每個波導(dǎo)318和319也能夠被構(gòu)造成使得它提供用于傳播電磁波的兩個分離的路徑(也是波傳播路徑)。波導(dǎo)的這種構(gòu)造在包括專用的發(fā)射模塊和接收模塊的組的情況下是有利的，這是因為它在相鄰固定的總線參與者模塊之間將用于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚€傳輸通道彼此屏蔽。
[0123]下面要描述借助于圖8中的示例示出的根據(jù)本發(fā)明的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)400的第四實施方式。
[0124]對于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，所示的總線參與者模塊410和安裝軌440每個分別包括至少一個發(fā)射/接收模塊412或442，由此，可以相對于該系統(tǒng)的相鄰布置的總線參與者模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0125]模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)400包括一個或多個總線參與者模塊，例如，總線參與者模塊410、以及安裝軌440，它們被構(gòu)造成用于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。在系統(tǒng)中連接的所有總線參與者模塊優(yōu)選地為相同類型的，并在這種情況下，下面的描述可以等同地應(yīng)用于這樣的總線參與者模塊。
[0126]在第四實施方式中，總線參與者模塊410包括第一發(fā)射/接收模塊412，且安裝軌440包括第一和第二發(fā)射/接收模塊442、443。安裝軌440的兩個發(fā)射/接收模塊442、443和總線參與者模塊410的發(fā)射/接收模塊412優(yōu)選地被構(gòu)造成用于雙向數(shù)據(jù)傳輸。借助于兩個發(fā)射/接收模塊442、443，可以通過兩個相鄰的總線參與者模塊同時進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
[0127]相應(yīng)的總線參與者模塊410或安裝軌440的上述發(fā)射/接收模塊412、442和443的共同方面在于他們被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0128]有利地是，在模塊化總線參與者系統(tǒng)400內(nèi)使用的波長在1至5微米之間，使得發(fā)射/接收模塊適用于發(fā)射/接收載波頻率在61GHz和244GH在之間的電磁波。
[0129]結(jié)合本發(fā)明，波長在微米范圍內(nèi)的電磁波意在被理解為載波頻率在61GHz至244GHz之間的電磁波。尤其是，λ = 4.9 μ m的波長導(dǎo)致具有61GHz的頻率的電磁波，而入=1.2 μ m的波長導(dǎo)致具有244GHz頻率的電磁波。
[0130]非接觸式數(shù)據(jù)傳輸有利地允許發(fā)射/接收模塊集成在相對應(yīng)的總線參與者模塊/安裝軌的殼體內(nèi)。結(jié)果，不需要電連接用于在總線參與者模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(也就是說，沒有電氣耦接)，并且可以摒棄用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋┞兜碾娪|頭。
[0131]波長在微米范圍內(nèi)的電磁波的使用進(jìn)一步降低了在總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給期間的感應(yīng)干擾。
[0132]此外，總線參與者模塊之間的感應(yīng)距離能夠通過利用波長在微米范圍內(nèi)的電磁波來減小，這將在下面更加詳細(xì)地加以解釋。
[0133]根據(jù)第一或第四實施方式，安裝軌440優(yōu)選地被構(gòu)造成具有兩個發(fā)射/接收模塊442、443。由于利用兩個發(fā)射/接收模塊，同時的數(shù)據(jù)傳輸是可能的并可能是必要的，因此在兩個數(shù)據(jù)傳輸操作之間會發(fā)生感應(yīng)干擾。
[0134]有利地是，發(fā)射/接收模塊所使用的電磁波的短波長導(dǎo)致空氣中的高程度的阻尼(所謂的自由空間衰減)，使得在微米范圍的波長下僅在若干毫米(在0至20_之間)的距離處發(fā)生感應(yīng)干擾。
[0135]于是，安裝軌440的發(fā)射/接收模塊442、443并因此總線參與者模塊也是能夠極其靠近地一起布置在印刷電路板上，并且不需要用于改進(jìn)信噪比的特殊裝置。
[0136]不必提及的是總線參與者模塊/安裝軌的發(fā)射/接收模塊412、442和443的最大發(fā)射功率也適于用在模塊化總線參與者系統(tǒng)中，使得總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕フ{(diào)失真(mutual distort1n)也借助于傳輸功率適應(yīng)而最小化。
[0137]利用波長在微米范圍內(nèi)的電磁波帶來另一個優(yōu)點。
[0138]由于短波長，總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給可以在短響應(yīng)時間下實現(xiàn)。這個優(yōu)點對于自動化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域是尤其關(guān)鍵的，因為只有基于小響應(yīng)時間才能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)操作的精確和準(zhǔn)確的同步控制。
[0139]根據(jù)第四實施方式，系統(tǒng)400的總線參與者模塊410包括控制系統(tǒng)411?？刂葡到y(tǒng)411可以被構(gòu)造為微處理器或者構(gòu)造為專用邏輯模塊，并連接到發(fā)射/接收模塊412。安裝軌440也包括控制系統(tǒng)(未示出)，該控制系統(tǒng)連接到發(fā)射/接收模塊442、442。
[0140]總線參與者模塊410的控制系統(tǒng)411以這樣的方式構(gòu)造，使得它提供被尋址到總線參與者模塊410并且非接觸地傳輸?shù)狡渖弦栽诳偩€參與者模塊內(nèi)進(jìn)一步處理的數(shù)據(jù)。非接觸傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的進(jìn)一步處理可以通過總線參與者模塊，例如，借助于致動器、傳感器、啟動器和/或工業(yè)的其他電器裝置的外部連接來進(jìn)行。
[0141]安裝軌440的控制系統(tǒng)被構(gòu)造成使得它將非接觸傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到相對應(yīng)尋址的總線參與者模塊410。為此目的，安裝軌的發(fā)射/接收模塊所接收的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)發(fā)，以用于由安裝軌的另一發(fā)射/接收模塊來傳輸。
[0142]尤其是，安裝軌440的控制系統(tǒng)被構(gòu)造成使得系統(tǒng)400作用為數(shù)據(jù)總線。如通常已知的，數(shù)據(jù)總線被理解為這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)被構(gòu)造成使得其中安裝軌440將借助于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸而將所接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所有其他總線參與者。但是，可替代的是，根據(jù)級聯(lián)鏈的控制系統(tǒng)也是可能的，其中，由發(fā)射/接收模塊接收的數(shù)據(jù)僅被轉(zhuǎn)發(fā)到安裝軌440的相對應(yīng)的相鄰發(fā)射/接收模塊，以用于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。
[0143]對于級聯(lián)鏈，可以得知數(shù)據(jù)傳輸信號在它到達(dá)所提供的數(shù)據(jù)接收器(其目標(biāo))之前必須在一些條件下由一個或多個總線參與者模塊從數(shù)據(jù)源(其來源)轉(zhuǎn)發(fā)。
[0144]第四實施方式的總線參與者模塊410可以進(jìn)一步設(shè)置有電氣連接裝置，為了清晰的緣故在圖8中沒有示出。電氣連接裝置被構(gòu)造成使得它與安裝軌440內(nèi)的電氣對立連接裝置相協(xié)作，使得可以將能量供給到總線參與者模塊410。
[0145]可替代的是，總線參與者模塊也能夠包括分離的電源(例如，電池)，例如，以便在系統(tǒng)故障或電源故障的情況下也能夠確保將致動器、傳感器、啟動器和/或其他電氣裝置控制到預(yù)先限定的休止?fàn)顟B(tài)。相對應(yīng)的總線參與者模塊的電氣分離(例如，相對于其他總線參與者模塊)借助于單獨(dú)的電源是可行的，該單獨(dú)的電源集成在總線參與者模塊中。
[0146]以與電氣連接裝置相同的方式，總線參與者模塊的電源尤其是連接到發(fā)射/接收模塊412和控制系統(tǒng)411，以給其供電。
[0147]圖9和10是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的透視圖。所示的該系統(tǒng)400允許總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給。總線參與者模塊和安裝軌在圖9中被示出具有殼體，而在圖10中被示出沒有殼體。
[0148]圖9和10示出了根據(jù)第四實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)400，借助于示例，其包括以下構(gòu)件:安裝軌440、第一總線參與者模塊410和第二總線參與者模塊420。如圖9中所表示的，模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)400能夠通過另外的總線參與者模塊430來擴(kuò)展，也就是說，另外的總線參與者模塊430以附連到第二總線參與者模塊420的狀態(tài)固定到安裝軌440上。
[0149]但是，應(yīng)該指出的是，對于本發(fā)明的概念來說，第四實施方式的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)400不必需包括兩個總線參與者模塊，而是代之，可包括至少一個總線參與者模塊410。
[0150]第一總線參與者模塊410包括一個發(fā)射/接收模塊412，且安裝軌也包括至少一個發(fā)射/接收模塊442。所述第一總線參與者模塊410和安裝軌440的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0151]第一總線參與者模塊410可釋放地固定到安裝軌440上，安裝軌440允許另外的總線參與者模塊以附連到第一總線參與者模塊410的狀態(tài)布置。
[0152]通常，安裝軌440提供用于第一總線參與者模塊410以及可選的另外的總線參與者模塊的機(jī)械固定裝置，并且允許總線參與者模塊在主延伸方向上布置，所述主延伸方向?qū)?yīng)于安裝軌440的延伸方向。
[0153]由于那樣的布置，對每個總線參與者模塊(例如，總線參與者模塊410)限定了相鄰關(guān)系:對于總線參與者模塊來說，以附連到相對應(yīng)的總線參與者模塊的狀態(tài)固定到安裝軌的總線參與者模塊是鄰居(也就是說，相鄰的總線參與者模塊)。
[0154]在第四實施方式中，安裝軌440還提供了至少一個總線參與者模塊的無線數(shù)據(jù)供給，并且為此目的而包括在引言中解釋的至少一個發(fā)射/接收模塊442。于是，安裝軌440在第四實施方式中實現(xiàn)了 “主干(backbone) ”的功能。
[0155]安裝軌440的典型示例是在圖9和10中示出的固定裝置440，其具有多個沿著安裝軌440的延伸方向布置的接收構(gòu)件?？偩€參與者模塊可以布置為使得，安裝軌的這種接收構(gòu)件可釋放地由此連接到安裝軌。如果總線參與者模塊連接到安裝軌，則在下面將稱之為連接狀態(tài)。
[0156]安裝軌440的這種構(gòu)造與這樣的優(yōu)點相關(guān)聯(lián)，S卩:至少一個總線參與者模塊410能夠布置在預(yù)定的接收構(gòu)件內(nèi)，并于是僅布置在安裝軌440的固定位置處，并且由此可以向總線參與者模塊指派地址。
[0157]此外，總線參與者模塊410包括印刷電路板(PCB) 416，發(fā)射/接收模塊412布置在該印刷電路板上。安裝軌440也包括印刷電路板446，至少一個發(fā)射/接收模塊442安裝于該印刷電路板446上。此外，控制系統(tǒng)411或446可布置在總線參與者模塊410或安裝軌440的印刷電路板416、446上。
[0158]優(yōu)選地是，總線參與者模塊410的發(fā)射/接收模塊412布置在印刷電路板416的指向安裝軌442的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊442的位置的一側(cè)上。在這種布置中，印刷電路板416作用為屏蔽裝置，其將通過總線參與者模塊410的發(fā)射/接收模塊而輻射/接收的電磁波相對于在每種情況下相鄰布置(尤其是，布置成背向)的總線參與者模塊屏蔽。
[0159]在這個上下文中，應(yīng)該提及的是取代所示的集成發(fā)射/接收模塊412、442和443，系統(tǒng)400也可以提供包括專用發(fā)射模塊和接收模塊的組。此外，系統(tǒng)400的總線參與者模塊也可以包括波導(dǎo)，該波導(dǎo)關(guān)于發(fā)射/接收模塊自由定位以及改善信噪比的能力方面實現(xiàn)了與相對于第三實施方式描述的那些波導(dǎo)相當(dāng)?shù)男Ч?br> [0160]此外，總線參與者模塊410包括電氣連接裝置417，該電氣連接裝置417被構(gòu)造成向總線參與者模塊410、包括發(fā)射/接收模塊412和控制系統(tǒng)411等供給能量。為此目的，電氣連接裝置447被構(gòu)造成使得它與電氣對立連接裝置相協(xié)作。
[0161]在第四實施方式中，安裝軌440包括至少一個電氣對立連接裝置447。該安裝軌440的接收構(gòu)件可以包括電氣對立連接裝置447，在連接狀態(tài)中，該電氣對立連接裝置連接到總線參與者模塊410的電氣連接裝置417，以傳輸供給能量。
[0162]有利的是，總線參與者模塊410的電氣連接裝置417可以與安裝軌440的電氣對立連接裝置447形成非接觸連接，以便傳輸供給能量。
[0163]由于非接觸能量傳輸，將發(fā)射/接收模塊與電氣連接裝置一起集成在相對應(yīng)的總線參與者模塊的殼體內(nèi)成為可能。結(jié)果，或是對于總線參與者模塊和安裝軌之間的數(shù)據(jù)傳輸、或是對于相應(yīng)的能量傳輸，不需要電連接(也就是說，沒有電氣耦接)，并且可以摒棄用于數(shù)據(jù)和能量傳輸?shù)谋┞兜碾娪|頭。
[0164]同樣的原理可以應(yīng)用于安裝軌，于是，安裝軌也不需要暴露的電觸頭來用于總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給和能量供給。
[0165]對于非接觸能量傳輸來說，總線參與者410的電氣連接裝置417包括具有發(fā)射/接收線圈的部分-發(fā)射器，且安裝軌440的電氣對立連接裝置447包括具有發(fā)射/接收線圈的部分-發(fā)射器。總線參與者模塊410的部分-發(fā)射器可選地集成在發(fā)射/接收模塊412(未示出)內(nèi)。
[0166]圖11是用于第四實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D。
[0167]尤其是，圖11示出了模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)400，其包括第一總線參與者模塊410、第二總線參與者模塊420和安裝軌440。
[0168]總線參與者模塊410和420中的每一個包括發(fā)射/接收模塊，且安裝軌440也包括每個總線參與者模塊至少一個發(fā)射/接收模塊，由此，與相鄰總線參與者模塊的數(shù)據(jù)傳輸變得可能。發(fā)射/接收模塊布置在總線參與者模塊內(nèi)、在印刷電路板的指向安裝軌的端部處。
[0169]圖12a到12c是用于根據(jù)其中一個前述實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的不同的波導(dǎo)的透視圖。
[0170]結(jié)合第三和第四實施方式，已經(jīng)提到波導(dǎo)能夠設(shè)置在總線參與者模塊內(nèi)，以便獲得諸如發(fā)射/接收模塊在總線參與者模塊內(nèi)自由定位能力以及在無線數(shù)據(jù)傳輸期間的信噪比的改善的優(yōu)點。
[0171]例如，波導(dǎo)被構(gòu)造成中空導(dǎo)體，如圖12a所示。
[0172]可替代的是，波導(dǎo)也可以由具有第一介電材料作為芯部且具有一個或多個金屬限界元件(其圍繞所述芯部)的結(jié)構(gòu)來構(gòu)造。圖12b示出了包含塑料材料、樹脂或其他介電材料作為芯部并且包含圍繞芯部的金屬覆層作為限界元件的波導(dǎo)。所述金屬覆層能夠被構(gòu)造為金屬涂覆的塑料層或為金屬層。
[0173]在另一種替代方式中，波導(dǎo)可以被構(gòu)造成具有第一介電材料作為芯部且具有圍繞芯部的第二介電材料的結(jié)構(gòu)，所述第一介電材料和第二介電材料之間的邊界面反射電磁波，例如，參照圖12c。重要的方面是兩個介電材料對所使用的電磁波具有不同的折射率。例如，這可以通過產(chǎn)生介電帶隙而實現(xiàn)。
[0174]圖13a至13g是用于根據(jù)其中一個前述實施方式的總線參與者模塊的非接觸式數(shù)據(jù)供給的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的不同波導(dǎo)的透視圖。
[0175]關(guān)于圖13a和13b應(yīng)該特別提到的是圖12a至12c的前述波導(dǎo)或是形成為圓形或是形成為帶角的橫截面。波導(dǎo)的橫截面的直徑或?qū)挾冗m于在無線數(shù)據(jù)傳輸中使用的波長。
[0176]此外，如圖13c中所示，波導(dǎo)也可以具有多個路徑(波傳播路徑)，用于不同傳輸通道的電磁波。在波導(dǎo)內(nèi)的兩個單獨(dú)的波傳播路徑在包括專用的發(fā)射模塊和接收模塊的組方面是有利的。這種波導(dǎo)允許設(shè)置用于非接觸式數(shù)據(jù)傳輸(發(fā)射和接收)的兩個傳輸通道彼此屏蔽。
[0177]如圖13d和13f中所表示的，波導(dǎo)也可以設(shè)置有漏斗狀端部件。例如，延伸到總線參與者模塊的外側(cè)的相對應(yīng)的波導(dǎo)的第二端部可以漏斗狀方式構(gòu)造，以補(bǔ)償總線參與者模塊固定到安裝軌時的定位公差?？蛇x的，波導(dǎo)的第一端部也可以以漏斗狀方式構(gòu)造。
[0178]此外，波導(dǎo)可以是沿著縱向方向筆直的，或者可以提供彎曲的、成角度的或S狀的部分。在圖13e中，波導(dǎo)被構(gòu)造成具有彎曲部，使得波導(dǎo)沿著彼此以90度角度布置的兩個發(fā)射/接收模塊之間的路徑引導(dǎo)電磁波。
[0179]可替代的是，如圖13f中所示，波導(dǎo)也可以構(gòu)造在印刷電路板內(nèi)，其中，芯部由印刷電路板的未設(shè)置有印刷導(dǎo)體并且圍繞有多個金屬孔(貫通觸點)的區(qū)域形成，被孔圍繞的芯部形成波傳播路徑。
[0180]附圖標(biāo)記列表:
[0181]110、210、310、420第一總線參與者模塊
[0182]120、220、320、420第二總線參與者模塊
[0183]230,430第三總線參與者模塊
[0184]340、440安裝桿
[0185]112、212、312、412、442發(fā)射 / 接收模塊
[0186]113、213、313、443發(fā)射 / 接收模塊
[0187]214,314發(fā)射/接收模塊
[0188]215,315發(fā)射/接收模塊
[0189]216、316、416、446印刷電路板
[0190]217、317、417電氣連接裝置
[0191]447電氣對立連接裝置
[0192]318、319波導(dǎo)
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括: 安裝軌； 第一總線參與者，包括發(fā)射/接收模塊；以及 第二總線參與者，包括發(fā)射/接收模塊， 所述第一總線參與者和所述第二總線參與者可釋放地固定到所述安裝軌，以能夠彼此附連， 所述第一和第二總線參與者的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波傳輸數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 至少第一和/或第二總線參與者包括波導(dǎo)，所述波導(dǎo)被構(gòu)造成用于所述電磁波的低損失傳輸并且布置在所述第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊和所述第二總線參與者的發(fā)射/接收模塊之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括: 第三總線參與者，所述第三總線參與者包括發(fā)射/接收模塊，并且可釋放地固定到所述安裝軌以附連到所述第一總線參與者； 所述第一總線參與者包括第二發(fā)射/接收模塊，且所述第二發(fā)射/接收模塊和所述第三總線參與者的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且 至少所述第一和/或第三總線參與者包括波導(dǎo)，所述波導(dǎo)被構(gòu)造成用于所述電磁波的低損失傳輸并且布置在所述第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊和所述第三總線參與者的發(fā)射/接收模塊之間。
4.一種模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括: 安裝軌，包括至少一個發(fā)射/接收模塊；以及 至少第一總線參與者，包括發(fā)射/接收模塊， 所述第一總線參與者可釋放地固定到所述安裝軌，且所述安裝軌允許另外的總線參與者以可附連的方式固定到所述第一總線參與者， 所述安裝軌的發(fā)射/接收模塊和所述第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
5.如權(quán)利要求4所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 所述第一總線參與者包括波導(dǎo)，所述波導(dǎo)被構(gòu)造成用于所述電磁波的低損失傳輸，并且所述波導(dǎo)布置在所述第一總線參與者的發(fā)射/接收模塊和所述安裝軌的發(fā)射/接收模塊之間。
6.如權(quán)利要求4或5所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括: 第二總線參與者，包括發(fā)射/接收模塊；且 所述安裝軌包括第二發(fā)射/接收模塊，并且所述第二總線參與者可釋放地固定到所述安裝軌以附連到所述第一總線參與者， 所述第二總線參與者和所述安裝軌的另外的發(fā)射/接收模塊被構(gòu)造成借助于波長在微米范圍內(nèi)的電磁波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，且 至少所述第一和/或第二總線參與者包括波導(dǎo)，所述波導(dǎo)被構(gòu)造成用于所述電磁波的低損失傳輸，并且所述波導(dǎo)布置在所述第二總線參與者的發(fā)射/接收模塊和所述安裝軌的發(fā)射/接收模塊之間。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 所述波長在I至5微米之間，使得所述發(fā)射/接收模塊適于發(fā)射/接收載波頻率在61GHz至244GHz之間的電磁波。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 所述總線參與者中的至少一個包括電氣連接裝置，且所述總線參與者被布置在安裝軌的接收構(gòu)件內(nèi)，并且由此可釋放地連接到所述安裝軌；且 所述安裝軌的接收構(gòu)件包括電氣對立連接裝置，所述電氣對立連接裝置在連接狀態(tài)中連接到所述第一總線參與者的電氣連接裝置，用于傳輸電能。
9.如權(quán)利要求8所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 所述總線參與者的電氣連接裝置與所述接收構(gòu)件的電氣對立連接裝置形成非接觸式或形成接觸式插頭連接，用于傳輸電能。
10.如權(quán)利要求9所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 總線參與者的電氣連接裝置包括具有發(fā)射/接收線圈的部分-發(fā)射器，且所述接收構(gòu)件的電氣對立連接裝置也包括具有發(fā)射/接收線圈的部分-發(fā)射器，所述總線參與者的部分-發(fā)射器可選地集成在所述總線參與者的發(fā)射/接收模塊內(nèi)。
11.如權(quán)利要求2、3和5至10中任一項所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 至少一個波導(dǎo)布置在所述總線參與者內(nèi)，其布置方式使得所述波導(dǎo)的第一端部與總線參與者的相對應(yīng)的發(fā)射/接收模塊相對，且所述波導(dǎo)的另一端部延伸到所述總線參與者的外側(cè)并且這個端部與相鄰的總線參與者的發(fā)射/接收模塊或者安裝軌的發(fā)射/接收模塊相對。
12.如權(quán)利要求11所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 相對應(yīng)的波導(dǎo)的延伸到所述總線參與者的外側(cè)的第二端部以漏斗狀方式構(gòu)造，以便補(bǔ)償總線參與者固定到安裝軌時的定位公差，并且可選地，所述波導(dǎo)的第一端部也以漏斗狀方式構(gòu)造。
13.如權(quán)利要求2、3和5至12中任一項所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 至少一個波導(dǎo)被構(gòu)造成具有圓形或帶角的橫截面的中空導(dǎo)體。
14.如權(quán)利要求2、3和5至12中任一項所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 至少一個波導(dǎo)被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)，即:具有介電材料作為芯部，且具有一個或多個圍繞所述芯部的金屬限界元件，使得所述限界構(gòu)件形成具有圓形或帶角的橫截面的波傳播路徑。
15.如權(quán)利要求2、3和5至12中任一項所述的模塊化數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中: 至少一個波導(dǎo)被構(gòu)造成如下結(jié)構(gòu)，即:具有第一介電材料作為芯部，具有圍繞芯部的第二介電材料，所述第二介電材料具有圓形或帶角的橫截面，并且所述第一和第二介電材料之間的邊界面反射所述電磁波。
【文檔編號】H04B5/00GK104285507SQ201380024853
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月12日
【發(fā)明者】B.伯格納, G.費(fèi)爾德邁耶 申請人:泰科電子Amp有限責(zé)任公司