具有带有自动通信绑定的远程显示器的数字万用表

申请号 CN201010222124.6 申请日 2010-06-30 公开(公告)号 CN102023247B 公开(公告)日 2014-12-17
申请人 弗卢克公司; 发明人 杰弗里·C·赫德森; 纳撒尼尔·J·韦策尔; 格伦·H·维特尔;
摘要 本 发明 提供了具有带有自动通信绑定的远程显示器的数字万用表。此外,本发明提供了一种包括具有第一通信地址的基本单元的电测试设备。还提供了从所述基本单元分离并具有第二通信地址的远程显示单元。通信 电路 可操作来在作为绑定通信对的所述基本单元和所述远程显示单元之间,基于所述第一和第二通信地址提供在第一RF模式中的电通信。所述通信电路还可操作来选择性地在第二安全通信模式中操作。所述第一和第二通信地址在所述第二安全通信模式中交换,来建立所述绑定通信对用于在所述第一RF模式中的后续通信。在某些示例性 实施例 中,所述第二通信模式是光通信模式(例如,IR通信模式)。
权利要求

1.一种电测试设备,包括
具有第一通信地址的基本单元;
从所述基本单元分离的远程显示单元,所述远程显示单元具有第二通信地址;
通信电路,其可操作来在作为绑定通信对的所述基本单元和所述远程显示单元之间,基于所述第一和第二通信地址提供在第一RF模式中的电通信;以及
所述通信电路还可操作来选择性地在第二安全通信模式中操作,所述第一和第二通信地址在所述第二安全通信模式中交换,来建立所述绑定通信对,用于在所述第一RF模式中的后续通信。
2.如权利要求1所述的电测试设备,其中所述第二安全通信模式是光通信模式。
3.如权利要求2所述的电测试设备,其中所述光通信模式是IR通信模式。
4.如权利要求1所述的电测试设备,其中所述远程显示单元可与所述基本单元结合。
5.如权利要求4所述的电测试设备,其中,当所述远程显示单元与所述基本单元结合时,所述通信电路自动转换到所述第二安全通信模式。
6.如权利要求1所述的电测试设备,其中所述通信电路当所述基本单元与所述远程显示单元分离时提供在所述第一RF模式中的电通信,并且当所述基本单元与所述远程显示单元彼此相邻时提供在所述第二安全通信模式中的电通信。
7.如权利要求6所述的电测试设备,其中所述第二安全通信模式是IR通信模式。
8.如权利要求7所述的电测试设备,其中所述通信电路尝试在所述IR通信模式中从所述基本单元建立通信,并且,如果IR通信不成功,则接着转换到RF通信模式。
9.如权利要求1所述的电测试设备,其中所述电测试设备是万用表。
10.所权利要求9所述的电测试设备,其中所述基本单元包含旋转选择旋钮和多个测试导线插孔。
11.一种自动绑定第一和第二设备用于RF通信的方法,所述方法包括步骤:
(a)在所述第一和第二设备之间建立安全非RF通信模式;
(b)在所述安全非RF通信模式中交换分别标识所述第一和第二设备的第一和第二通信地址,使得所述第一和第二设备将互相识别为通信伙伴;
(c)终止所述安全非RF通信模式;以及
(d)在作为第一绑定对的所述第一和第二设备间建立RF通信模式。
12.如权利要求11所述的方法,其中所述安全非RF通信模式是IR通信模式。
13.如权利要求11所述的方法,其中,当所述第一和第二设备位于彼此相邻时,所述安全非RF通信模式被自动建立。
14.如权利要求13所述的方法,其中所述第一和第二设备在物理上可互相结合。
15.如权利要求14所述的方法,其中所述第一和第二设备是万用表的可分离单元。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述第一设备是所述万用表的基本单元,并且所述第二设备是所述万用表的远程显示单元。
17.如权利要求11所述的方法,还包括步骤:
(e)在所述第一设备和第三设备之间建立安全非RF通信模式;
(f)在所述安全非RF通信模式中交换分别标识所述第一和第三设备的所述第一通信地址和第三通信地址,使得所述第一和第三设备将互相识别为通信伙伴;
(g)终止所述第一和第三设备之间的所述安全非RF通信模式;以及
(h)在作为第二绑定对的所述第一和第三设备之间建立所述RF通信模式。
18.一种用于RF通信的装置,包括:
第一设备和第二设备,其每个都具有控制电路、IR接口电路和RF收发器电路,所述控制电路具有关联存储器,用于存储当前RF通信伙伴的地址;
所述第一和第二设备分别具有第一地址和第二地址用于RF通信;
所述第一和第二设备经由所述IR接口电路互相交换所述第一和第二地址,使得所述第一设备将识别所述第二设备作为其RF通信伙伴,并且所述第二设备将识别所述第一设备作为其RF通信伙伴;以及
所述第一和第二设备可操作来经由所述RF收发器电路通信。
19.如权利要求18所述的装置,其中所述第一和第二设备可互相结合。
20.如权利要求19所述的装置,其中,当所述第一和第二设备互相结合时,所述控制电路自动导致经由所述IR接口电路的通信。
21.如权利要求20所述的装置,其中,当所述第一和第二设备互相分离时,所述控制电路自动尝试经由所述RF接口电路的通信。
22.如权利要求21所述的装置,其中所述第一和第二设备是万用表的分离单元。
23.一种能够建立与通信对的成对设备的RF通信的设备,所述设备包括:
IR接口电路;
RF收发器电路;
控制电路,具有关联存储器,用于存储当前RF通信伙伴的伙伴地址;
所述控制电路可操作来在IR通信模式中经由所述IR接口电路接收所述伙伴地址;以及
所述控制电路利用所述伙伴地址来在RF通信模式中与所述成对设备通信。

说明书全文

具有带有自动通信绑定的远程显示器的数字万用表

技术领域

[0001] 本发明一般涉及数字万用表。更具体地,本发明涉及具有自动绑定来与基本单元通信的远程显示单元的数字万用表。

背景技术

[0002] 数字万用表(DMM)用于测量服务、故障排除和维护所需要的多个电参数。这样的参数可以包括AC电压电流、DC电压和电流、阻抗和连续性。在某些情况下,DMM可以测量其它诸如电容和温度的参数。
[0003] DMM将经常被配置为具有旋钮的手持单元,通过所述旋钮选择多种功能。所述单元的壳(即,外壳)上提供多个导线插孔,用于连接测试导线。使用的特定插孔可以取决于已经选择的功能。LCD显示器提供测试参数的读数。关于万用表构造和操作的细节可以从美国专利No.7034517、6466003和6043640中了解,这里通过全文引用包含了它们中的每个。
[0004] 一般,期望在进行测量时将DMM放置于诸如架子的平坦表面上。但,该架子经常可能处于难以观看到LCD显示器的位置。在该情况下,用户可能被要求从远离测量点的地方看,以便看到测量读数。从DMM分离但通过通信链接到DMM的远程显示器可以被用来减小该困难。远程显示器的例子在Holzel的美国公开No.2003/0137310和Plathe的美国专利No.7304618中所示。
[0005] 远程显示器可以使用射频(RF)耦合用于与DMM的通信。但,在某些情况下,不止一个DMM可能位于远程显示器的范围内。如果该情况发生,有可能该远程显示器不期望地显示来自与所述用户操作的DMM不同的DMM的结果。因此,期望远程显示器和DMM通过寻址技术绑定用于通信,在所述寻址技术中,每个远程显示器“知道”其所关联的DMM的地址,反之亦然。

发明内容

[0006] 根据一个方面,本发明提供了一种包括具有第一通信地址的基本单元的电测试设备。并且提供了从所述基本单元分离并具有第二通信地址的远程显示单元。通信电路可操作来在作为绑定通信对的所述基本单元和所述远程显示单元之间,基于所述第一和第二通信地址提供第一RF模式中的电通信。所述通信电路还可操作来选择性地操作在第二安全通信模式中。所述第一和第二通信地址在所述第二安全通信模式中交换,来建立所述绑定通信对用于在所述第一RF模式中的后续通信。在某些示例性实施例中,所述第二通信模式是光通信模式(例如,IR通信模式)。
[0007] 通常,可能期望远程显示单元与基本单元可结合(matable)。在这样的实施例中,当远程显示单元与基本单元结合时,通信电路可以自动转换到第二安全通信模式。例如,当基本单元与远程显示单元间隔开时,通信电路可以提供在第一RF模式中的电通信,而当基本单元与远程显示单元彼此相邻时,通信电路可以提供在第二安全通信模式中的通信。在这一点上,通信电路可以尝试着在IR通信模式中从基本单元建立通信,并且如果IR通信不成功,则接着转换到RF通信模式。
[0008] 本发明的另一方面提供自动绑定第一和第二设备用于RF通信的方法。该方法的一个步骤包括在所述第一和第二设备之间建立安全非RF通信模式。根据另一步骤,分别标识所述第一和第二设备的第一和第二通信地址在所述安全非RF通信模式中交换,使得所述第一和第二设备将互相识别为通信伙伴。然后,所述安全非RF通信模式终止,并且在作为第一绑定对的所述第一和第二设备之间建立RF通信模式。
[0009] 该方法另外的步骤可以包括随后在所述第一和第二设备之间建立安全非RF通信模式。分别标识所述第一和第三设备的所述第一通信地址和第三通信地址在安全非RF通信模式中交换,使得所述第一和第三设备将互相识别为通信伙伴。然后,所述第一和第三设备之间的所述安全非RF通信模式终止,并且在作为第二绑定对的所述第一和第三设备之间建立所述RF通信模式。
[0010] 本发明的再一方面提供第一设备和第二设备,其每个都具有控制电路、IR接口电路和RF收发器电路。所述控制电路具有关联存储器,用于存储当前RF通信伙伴的地址。所述第一和第二设备分别具有用于RF通信的第一和第二地址。此外,所述第一和第二设备经由IR接口电路彼此交换所述第一和第二地址,使得所述第一设备将识别所述第二设备作为它的RF通信伙伴,并且所述第二设备将识别所述第一设备作为它的RF通信伙伴。然后,所述第一和第二设备可操作来经由所述RF收发器电路通信。
[0011] 本发明的再一方面提供能够与通信对中的成对的设备建立RF通信的设备。所述设备包括IR接口电路和RF收发器电路。还提供了具有用于存储当前RF通信伙伴的伙伴地址的关联存储器的控制电路。所述控制电路可操作来在IR通信模式中经由所述IR接口电路接收所述伙伴地址。此外,所述控制电路利用所述伙伴地址以在RF通信模式中与所述成对设备通信。
[0012] 本发明的其它目的、特征和方面通过所公开元件的各种组合和子组合以及实行它们的方法来提供,这将在下文更详细讨论。附图说明
[0013] 参照附图,在说明书的剩余部分更具体地提出本发明的全面和授权(enabling)公开,包括对于本领域普通技术人员的其最佳方式,其中:
[0014] 图1是根据本发明实施例构造的DMM的透视图;
[0015] 图2是示出远程显示单元的分离的图1的DMM的透视图;
[0016] 图3是示出连接到测试中的电路的DMM的测试导线的示意表示;
[0017] 图4是示出当远程显示单元与基本单元结合时、远程显示单元和基本单元之间的通信的示意表示;
[0018] 图5和6是分别示出基本单元和远程显示单元自动选择通信模式的方法的流程图
[0019] 图7A到7C是示出根据本发明的、在基本单元和对应的远程显示单元之间的自动通信绑定的示意表示;以及
[0020] 图8是示出根据本发明的自动通信绑定的附加细节的流程图。
[0021] 在本说明书和附图中参考字符的重复使用意在表示本发明的相同或类似特征或元件。

具体实施方式

[0022] 本领域普通技术人员将理解,本讨论只是示例性实施例的说明,而非意在限制本发明的更广阔方面,所述更广阔方面包含在示例性构造中。
[0023] 图1图示了根据本发明实施例构造的数字万用表(DMM)10。万用表10包括基本单元12和远程显示单元14。基本单元12的外壳限定了放置各种内部组件的内腔。在该实施例中,基本单元12的外壳优选地形成为具有两个或更多个组装在一起而形成内腔的外壳部件。优选地,这些外壳部件可以由高抗冲硬塑料材料模铸而成。在某些情况下,可期望在硬塑料材料的至少部分上模铸覆盖(overmold)较软的聚合材料来增强可握性与用户舒适度。
[0024] 在该情况下,远程显示单元14与基本单元12结合,使得其显示器16将位于整个DMM上的传统位置。显示器16(其将典型地是位于透明窗口后的LCD显示器)显示用户感兴趣的各种信息。优选地,显示器16将包括背光,其可以当期望便于在弱光条件下使用时被激活。依据DMM的操作模式和其它因素,数字字符和符号字符都可以出现在显示器16上。例如,4位7段的数字显示可以用作主要图标。
[0025] 在该实施例中,基本单元12包括允许用户选择特定万用表功能的旋转选择旋钮18。例如,5-10个这样的功能可以由该旋钮旋转中的各个停止位置来指示。正如本领域的技术人员将理解的,合适的图形将典型地被印在基本单元外壳的上表面来指示各个功能。
[0026] 基本单元12还包括用于各个测试导线的连接的多个插孔20a-c。特别地,取决于被测试的参数,两个测试导线连接到导线插孔20a-c中的相应两个。在这一点上,图3示出了连接到测试中的电路26的一对测试导线22和24。
[0027] 现在将再次参考图1而解释DMM 10的某些附加特征。在这一点上,DMM 10可以包括位于基本单元12上的转换键28。转换键28允许用户对于选择旋钮18的各个位置选择可选功能。高电压指示灯30向可能未在观看远程显示单元14(当与基本单元12分离时)的用户警示测试导线遇到了高电压情形。
[0028] 在该实施例中,远程显示单元14上也提供了多个功能按钮。典型地,这些按钮将涉及直接处理显示而不是DMM 10的操作参数的功能。例如,在所阐述的实施例中,在远程显示单元14上总共提供了四个功能按钮:保持按钮32、最小/最大按钮34、范围按钮36和背光按钮38。正如其名称所暗示的,背光按钮38激活用来照明LCD显示器的内部光。
[0029] 图2示出了所阐述实施例中远程显示单元14从基本单元12移除的方式。在该情况下,基本单元12定义远程显示单元14可滑动结合的接收部分40。接收部分40定义位于凹槽46任一侧的一对侧轨42和44。远程显示单元14的背面一般与接收部分40的结构互补。
[0030] 适当的定机构被优选地提供,以相对于基本单元12保持远程显示单元14。当期望从基本单元12中分离远程单元时,锁定机构可以简单地被用户解除。例如,在该实施例中,侧轨42和44分别包括沿着它们的长度方向延伸部分的凸缘48和50。具体地,凸缘48和50在到达基本单元12的壁52前终止,来定义各自的缝隙54和56。当远程显示单元14与基本单元12结合时,具有弹簧臂的终端凸起分别在缝隙54或56中被接收,以便分别接合凸缘48或50。当期望移除远程显示单元12时,通过按压远程显示单元12侧的关联按钮(例如按钮58)而释放该臂。然后,用户可以简单滑动远程显示单元14,直到它完全从基本单元12分离为止。
[0031] 如现在将解释的,当远程显示单元14与基本单元12彼此分离时,远程显示单元14将优选使用RF通信来与基本单元12通信。RF通信是有利的,因为其不需要基本单元12和远程显示单元14之间的直接的瞄准线(line ofsight)。然而,当远程显示单元14附接到基本单元12时,采用通信的第二模式。例如,在该实施例中,当远程显示单元14被结合时,DMM 10采用IR通信以比RF模式消耗更少电池功率。但,正如本领域技术人员将理解的,当远程显示单元14被安装上(dock)时,可以可选择地使用直接电连接。然而,一般地,即使在两个单元结合时也优选使用无线通信,来消除对暴露的金属导体的需要。RF和IR通信之间的转换优选地当远程显示单元14与基本单元12结合或从其分离时自动发生。
[0032] 现在参考图4,远程显示单元14包括控制电路60,其从按钮62接收输入并给显示器64提供信息。控制电路60还选择经由RF收发器66还是IR接口68来与基本单元12通信。RF收发器66可以包括为了实现与基本单元12的通信所需的任何电路组件。这些可以包括数摸转换器、频率产生器、调制器和天线。类似地,IR接口68将包括IR通信所需的组件,诸如IR-LED和光电探测器。正如本领域技术人员将理解的,控制电路60可以如所需或期望的,以硬件固件软件或它们的组合来实现。
[0033] 基本单元12将同样包括在与远程显示单元14通信时使用的电路元件。例如,控制电路70(其可以被实施为硬件、固件、软件或它们的组合)与RF收发器72和IR接口74进行电通信。控制电路70确定与远程显示单元14的通信应通过RF收发器72还是IR接口74发生。基本单元12和远程显示单元14两者都优选地配备有IR传送(transmissive)窗口(诸如基本单元12的窗口76(图2)),它们在远程显示单元14结合时对准,以便在IR接口68和IR接口74之间提供所期望的瞄准线(如图4中的78所示)。
[0034] 图5和图6图示了可由控制电路70和控制电路60执行来如上文所述在RF和IR模式之间转换通信的各个处理。首先参考图5,由控制电路70实施的处理如80所示开始。初始,“无线电”将被关闭(如82所示),意味着此时将没有RF通信。如84所示,基本单元
12接着经由IR接口“试通(ping)”远程显示单元14。然后,如86所示,控制电路60在预定时段内等待来自远程显示单元14的响应。如果远程显示单元14响应,则将采用IR通信而不是RF通信,如88所示。另一方面,如果远程显示单元14不响应该“试通”,则假定远程显示单元14从基本单元12分离。在该情况下,如90所示,将采用RF通信而不是IR通信。
[0035] 现在具体参考图6,类似处理发生在远程显示单元14的控制电路60。该处理如92所示开始。起初,该处理假设“无线电开启”条件,意味着通信将经由RF发生(如94所示)。然而,该处理将经由IR连续侦听“试通”,如96所示。决定98询问是否“听到”到试通。如果听到了试通,如100所示,则RF通信被关闭,并且将采用IR通信。另一方面,如果没有听到试通,则无线电将保持开启并且将利用RF通信,如102所示。
[0036] 参考前述附图所描述的RF和IR模式之间的自动通信转换被公开在于2009年1月21日提交的同时待审的申请中,该申请序号为12/356885,并且为了所有目的而通过全文引将其包含在这里。为了通信目的,期望在RF模式中基本单元12和显示14互相“绑定”。
换句话说,特定基本单元12“知道”可以与其通信的特定远程显示单元14的身份。类似地,特定远程显示单元14“知道”与其绑定的特定基本单元12的身份。与其它对的成员的通信被排除。
[0037] 基本单元12或远程显示单元14的身份一般在工厂中通过建立单元通信ID或“地址”而设置。例如,该地址可以是当该单元被制造时被硬编程的八位数。为了通信目的而与其绑定的另一个单元的地址也可以在工厂被硬编程。只要基本单元12与其绑定的远程显示单元14保持在一起,这样的技术就工作良好。然而,如果在稍后的时间必须替换所述两个单元中的一个,则困难出现。例如,如果远程显示单元需要被替换,则在该情况下,必须在与基本单元的通信可能发生之前,知道初始远程显示单元的地址并且将该地址硬编程到替换的远程显示单元中。
[0038] 此外,还可出现两个或更多个相同DMM互相临近地使用的情况。在这样的情况下,如果一个这样的DMM的远程显示单元14在测量会话(session)结尾时与另一个DMM的基本单元12结合,则困难可能出现。当稍后尝试使用该组合时,在基本单元12和远程单元14之间没有RF通信发生。用户将很可能发现该事件非常令人沮丧。
[0039] 现在将参考图7A至7C描述本发明的实施例克服这些困难的方式。在这一点上,图7A示出了分别具有基本单元12a-b和远程显示单元14a-b的一对DMM。如可以看出的,为了通信目的,基本单元12a具有示例性ID地址“00140186”。为了通信目的,远程显示单元14a具有示例性ID地址“00001512”。基本单元12a在存储器104(图4)中存储其绑定通信对的另一个成员是“00001512”。类似地,远程显示单元14a在存储器106(图4)中存储其绑定通信对的另一个成员是“00140186”。结果,基本单元12a和远程显示单元14a将在互相分离时经由RF通信。
[0040] 类似地,基本单元12b具有示例性ID地址“76096583”,其被远程显示单元14b所知。同样,远程显示单元14b具有示例性ID地址“04685127”,其被基本单元12b所知。这两个单元因此能够作为绑定对经由RF通信。与其它绑定对的成员的RF通信被排除。
[0041] 本发明考虑,当连接用于“安全通信”时,基本单元与远程显示单元可以互相交换ID地址(即,将它们的ID地址通知给另一方)。例如,当两个单元结合时发生的第二通信模式被认为“安全”,这是因为其不容易受到另一临近DMM的干扰。无论第二通信模式通过有线还是光无线技术发生,基本单元与其通信的特定远程显示单元都被高度确定地已知。
[0042] 在这一点上,图7B图示了远程显示单元14b与基本单元12a结合的情况。如上文所述,如果多个类似DMM被彼此邻近地使用时,可能无意中发生这样的情况。或者,如果由于某些原因而必须替换远程显示单元14a时,可能出现图7B中呈现的情景。当所述两个单元以该方式结合时,它们彼此交换ID地址以形成新绑定对。因此,当稍后分离时,基本单元12a(具有ID地址00140186)将与远程显示单元14b(具有ID地址04685127)、而不是远程显示单元14a(具有ID地址00001512)通信。
[0043] 图7C类似与图7A,除了绑定对已经根据本发明改变了之外。如所示的,为了通信目的,基本单元12a现在绑定到远程显示单元14b。类似地,为了通信目的,基本单元12b绑定到远程显示单元14a。
[0044] 图8是示出根据本发明、基本单元和远程显示单元可以通过其交换ID地址的优选方法的流程图。在该情况下,所述对在处理开始时没有绑定(如步骤108所示)。结果,在两个单元之间不可发生RF通信。接着,如步骤110所示,基本单元和远程显示单元结合(即,远程单元安装到基本单元上,如上文所描述)。这避开经由RF通信的尝试,并且使用第二通信模式在两者之间建立安全通信。
[0045] 如参考图5和6所述的,第二通信模式优选地通过所述两个单元之间的“试通”和响应而建立。再次参考图8,在该情况下的试通和响应还用于交换彼此的ID地址。在这一点上,步骤112指示基本单元发送其ID地址作为试通的一部分。远程显示单元确认该试通,并将其自己的地址发送回给基本单元,如步骤114所示。然后,基本单元和所结合的远程显示单元的地址被另一方存储(如步骤116所示)来建立绑定对。如步骤118所示,接着,当所述单元互相分离时,可以发生RF通信。
[0046] 因此,可以看出本发明提供了第一和第二RF无线设备可以在为安全通信而连接后、自动绑定用于后续RF通信的技术。根据本发明,主设备将其地址自动传送给第二设备,然后第二设备用其自己的地址响应。该交换在两个无线设备结合时自动发生。如果新的第二设备(带有其唯一地址)被结合到该主设备,则它们互相绑定,并且原始的第二设备不再绑定到该主设备。
[0047] 因此,虽然在DMM的上下文中描述,但本领域技术人员应该认识到本发明的原理可以适用于期望绑定对的RF通信的其它类型的设备。本发明避免了如过去可能已经要求的复杂建立例程的需要。此外,安全通信模式避免了来自可能在临近的类似设备的干扰。
[0048] 虽然已经示出和描述了本发明的优选实施例,但在不违背本发明的精神和范围的情况下,本领域的普通技术人员可以对本发明的优选实施例进行修改和变化。此外,应当理解,各种实施例的方面可以整体或部分交换。而且,本领域的普通技术人员将理解,前述描述仅通过举例,而不意在限制如进一步在所附权利要求中描述的本发明。
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