讯号发送方法、发送装置及信息交互系统与流程

1.本发明涉及半导体制造中的信息交换领域，尤其涉及讯号发送方法、发送装置及信息交互系统，主要用于将不支持secs/gem协议的设备转换成统一的协议传输至自动化控制系统。


背景技术：

2.随着半导体工艺制程的发展，半导体制造商需要在多变的全球市场中展开激烈竞争，制造商必须能够做到最大化使用设备、优化制造流程和制程参数、增加生产能力(throughput)、减少进入量产的准备时间，并提供更灵活和便捷的工作环境使得生产更有效率。由于制造流程的成本和复杂程度的增加，设备自动化已经成为前段半导体制造中必要的部分。今天，每一家前道的加工(fabrication:fab)厂都在不同程度上实现了自动化。设备监控、数据搜集、报警和事件管理等能力，都是基本的自动化需求。
3.由于12英寸晶圆生产线采用单晶圆片、连续流生产方式，且对于12英寸晶圆厂，每片晶圆的单价和成本相当高，任意一片报废，损失都非常惨重。另外，根据德国某著名半导体洁净室设计公司对附着在晶圆上的微尘(particle)来源做分析后指出，人体是微尘的最主要来源，而微尘又是影响半导体产品品质的最大杀手，因此要改善产品品质可靠度的最有效途径就是尽量减少人与产品的直接接触，所以晶圆厂需要实行高度的自动化，以保证高效精确的生产。而制造执行系统如何与半导体设备进行整合，从而高效准确地控制设备，它们之间的桥梁——设备自动化(equipment automation programming，eap)系统就显得尤为重要了。
4.eap(equipment automation programming)实现了对生产线上机台的实时监控，是工厂自动化不可缺少的控制系统。eap系统与fab中的机台紧密相关，系统的设计与开发必须与生产线的机台实际生产流程相一致，才能达到控制机台生产的目的。
5.eap是mes(制造执行管理系统)与设备的桥梁，eap通过secs(semiconductor equipment communication standard，半导体设备通讯标准)/gem(generic equipment model，通用设备模型)协议与机台进行数据传输。其中secs/gem协议是半导体设备(半导体行业称设备为机台)必须遵循的国际通信协议，eap通过该secs/gem协议与设备通信、传输数据、发送指令控制设备按照预先定义的流程进行生产加工，达到对设备远程控制和状态监控，实现设备运行的自动化。
6.secs/gem是半导体行业上层系统与自动化设备之间的通用通讯协议，透过此协议可对设备下达开启或停止的指令、改变制程参数和选择配方。secs/gem协议通讯程序通常寄托在现场工业电脑(pc)以及tcp/ip网络实现，在设备联网功能中扮演转发器的角色，这要求设备底层的可编程逻辑微控制器(plc)设计相关的功能接口配合进行配合。由于设备通讯在最底层，如果设备没有secs/gem通讯协议，则设备无法和fab沟通，甚至无法将讯息传送至mes系统。为了实现全自动化，现有设备和控制系统之间的通讯存在问题如下：
7.(一)厂内最底层的设备无法使用secs/gem协议与eap沟通，使得上层mes无法获取
eap提供的设备情况。若要将上述设备做到与eap沟通，需要联系到厂内的设备商对设备进行升级改造，而设备的改造不仅费用高，而且改机时间较长，对设备的改动较大，使产能受到影响，影响厂内自动化流程的推动。
8.(二)由于plc设备通讯协议众多，例如西门子的plc设备有3964r协议、mpi协议、ppi协议、自由通讯口协议，欧姆龙的plc设备有host link协议、controllink协议、施耐德的plc设备有modbustcp协议等，使得通讯协议层难以统一，给设备厂商以及工厂端的系统造成较大的开发和运维成本。
9.(三)设备的升级改造需要依靠熟悉secs/gem通讯逻辑的专业工程师来开发，其需要以通讯程序开发与验证的方式在主机端一个一个建置secs/gem信息与secs项目，其信息内容可达数百个，工作内容非常繁琐，需要花费大量的人力物力。并且工程师手动编写设备讯息上传系统，人工操写设备讯息不仅会导致可信度存在风险，使得secs/gem通讯的开发周期长，实施成本高，对于工厂的智能化造成阻碍。
10.(四)专业工程师编写设备讯息之后需要人工上传使mes获取设备信息，这种人工上传的方式会影响半导体制造的生产产能，增加不确定性风险。


技术实现要素：

11.针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供讯号发送方法、发送装置及信息交互系统，以解决现有技术中的一个或多个问题。
12.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
13.讯号发送方法，包括以下步骤：
14.接收数据；
15.配置第一功能；
16.供电；
17.分配电源；
18.检测电源分配状态，若异常，上报异常数据；若正常，传输正常数据。
19.所述分配电源包括步骤如下：
20.检测电流信息或检测电压信息；
21.获取电流信息或所述电压信息。
22.进一步的，所述讯号发送方法还包括配置第二功能，所述第二功能的配置包括步骤如下：
23.配置报警上限区间值；
24.配置报警下限区间值；
25.在所述报警上限区间值中配置报警上限定值；
26.在所述报警下限区间值中配置报警下限定值。
27.进一步的，所述讯号发送方法还包括配置第三功能，所述第三功能的配置包括步骤如下：
28.配置报警次数；
29.配置报警延迟时间。
30.进一步的，所述讯号发送方法还包括配置第四功能，所述第四功能的配置包括步
骤如下：
31.配置网关：
32.配置子网掩码；
33.配置dns。
34.进一步的，所述供电包括电源供电或poe供电的任意一种。
35.进一步的，所述第一功能的配置包括步骤如下：
36.配置厂牌信息；
37.配置型号信息；
38.配置电流数据信息或配置电压信息。
39.进一步的，所述讯号发送方法包括配置第五功能，所述第五功能的配置包括查看版本信息。
40.相应的，本发明还提供一种发送装置，所述发送装置包括
41.第一电源，所述第一电源用于提供电能；
42.第一芯片，所述第一芯片与所述电源连接；
43.处理器，所述处理器与所述第一芯片建立通讯并用于分配电源；
44.检测板，所述检测板与所述处理器连接，所述检测板用于向设备供电；
45.第一检测单元，所述第一检测单元与所述处理器建立通讯，所述第一检测单元用于获取设备的供电状态；
46.至少一个第一通讯模块，所述第一通讯模块具有一部分连接第一芯片，所述第一通讯模块具有另一部分分别连接检测板以及第一检测单元，所述第一通讯模块用于获取第一设备硬件信息、数据传输以及反馈供电状态；
47.至少一个第二通讯模块，所述第二通讯模块与所述第一芯片连接并且用于获取第二设备硬件信息；
48.至少一个第一通信接口，所述第一通信接口与第一芯片连接并且用于传输数据。
49.所述发送装置还包括至少一个第三通讯模块，所述第三通讯模块的一部分与所述第一芯片建立通讯，所述第三通讯模块的另一部分分别连接检测板以及第一检测单元，所述第三通讯模块用于获取设备第三设备硬件信息以及反馈供电状态。
50.进一步的，所述发送装置还包括至少一个通用串行总线以及至少一个多媒体接口，所述通用串行总线用于连接外部设备，所述多媒体接口用于连接多媒体设备。
51.进一步的，所述发送装置还包括壳体，所述壳体还具有显示屏以及至少一个按键，所述显示屏以及所述按键分别与第一芯片连接。
52.相应的，本发明还提供一种信息交互系统，包括上述发送装置以及与所述发送装置连接的转换装置。
53.与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下
54.(一)通过设置第一芯片、处理器，使得电源传输至第一芯片的供电口之后可由处理器分配电源，进而实现向第一通讯模块与第三通讯模块供电或非供电，避免因不同电压或电流的传感器与本发明发送装置连接之后因电压或电流过高导致的损毁情况发生，利用本发明可以选择为传感器提供与其型号、电压或电流匹配的电压或电流，检测板的设置可在供电之后实时检测供电状态，若产生异常数据时可向eap、mes上传异常数据，若产生正常
数据时可向eap、mes上传正常数据。
55.(二)进一步的，本发明所述转换装置可将不支援标准协议的设备例如传感器，将采集到的模拟信号转换成数字信号并经过滤波处理之后以标准协议进行传输，进而实现不同设备之间通讯协议层的统一，为设备厂商以及工厂端的系统减少开发和运维成本。
56.(三)进一步的，本发明所述转换装置不需要由熟悉secs/gem通讯逻辑的工程师开发，节省人力物力，减少工作内容，并且也可以避免人工操写设备讯息导致可信度的风险，有效降低了实施成本。
57.(四)进一步的，转换后的数据通过以串行通讯协议或网络通讯协议上传，有效避免人工上传的方式影响半导体制造的产能，降低了不确定性风险。
附图说明
58.图1示出了本发明实施例讯号发送方法、发送装置及信息交互系统中发送装置的外部结构示意图。
59.图2示出了本发明实施例讯号发送方法、发送装置及信息交互系统中发送装置的内部结构示意图。
60.图3示出了本发明实施例讯号发送方法、发送装置及信息交互系统中信息交互系统的结构示意图。
61.图4示出了本发明实施例讯号发送方法、发送装置及信息交互系统中信息交互系统中转换装置的结构示意图。
62.图5示出了本发明实施例讯号发送方法、发送装置及信息交互系统中信息交互系统中转换装置转换协议的示意图
63.附图中标记：1、发送装置；100、壳体；101、显示屏；102、按键；103、第一通讯模块；104、第二通讯模块；105、第三通讯模块；106、第一通信接口；107、通用串行总线；108、高清多媒体接口；109、第一电源；110、第一芯片；1100、第二通信接口；111、处理器；112、检测板；113、第一检测单元；1130、第一检测模块；1131、第二检测模块；114、第二芯片；115、供电口；2、转换装置；20、第二检测单元；200、第三检测模块；201、第四检测模块；202、转换器；203、微控制器；204、第二电源；205、第四通讯模块；206、第五通讯模块；3、传感器。
具体实施方式
64.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的讯号发送方法、发送装置及信息交互系统作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
65.请参考图1和图2，本发明实施例一所述发送装置1的具体结构如下：
66.第一电源109，所述第一电源109用于提供电能，具体的，在本发明实施例一所述发送装置1中，所述第一电源109优选为dc电源即直流稳压电源，其能将220v、50hz的交流电转换为直流电。
67.第一芯片110，所述第一芯片110与所述第一电源109连接，所述第一芯片110被配置为接收数据、配置参数以及供电。
68.处理器111，所述处理器111与所述第一芯片110建立串口通讯并用于分配电源。
69.检测板112，所述检测板112用于向连接第一通讯模块103和/或连接第三通讯模块105的设备供电，所述检测板112可以是第一芯片110的一部分，其也可以是独立于第一芯片110的结构，对此本发明不作进一步限制。
70.具体的，在本发明实施例一所述发送装置1中，所述设备具体为不支持标准协议例如secs/gem通讯协议或tcp/ip通讯协议的plc、pc或传感器或前端设备。
71.进一步的，请继续参考图2，所述检测板112为连接第一通讯模块103的设备提供所需的驱动电源，所述检测板112同样为连接第三通讯模块105的设备提供所需的驱动电源。
72.第一检测单元113，第一检测单元113与处理器111之间建立通讯，第一检测单元113用于获取连接第一通讯模块103和/或连接第三通讯模块105的设备供电状态。
73.具体的，请继续参考图2，在本发明实施例一所述发送装置1中，所述第一检测单元113的输入端分别连接第一通讯模块103以及第三通讯模块105，所述第一检测单元113的输出端连接处理器111，所述第一检测单元113包括第一检测模块1130以及第二检测模块1131，所述第一检测模块1130用于获取第一采样模拟信号输出电流信号，所述第二检测模块1131用于获取第二采样模拟信号输出电压信号。所述第一检测模块1130从设备中获取的采样模拟信号中输出电流信号，所述第二检测模块1131从设备中获取的采样模拟信号中输出电压信号，上述电流信号以及电压信号可以通讯的方式传输至处理器111，获取的电流信号以及电压信号便于数值监控。
74.请继续参考图2，所述发送装置1还包括至少一个第一通讯模块103，所述第一通讯模块103用于获取第一设备硬件信息。所述第一通讯模块103的一部分输入端连接检测板112，具体的，在本发明实施例所述发送装置1中，所述第一通讯模块103上具有四个百兆以太网接口，所述第一通讯模块103优选为传感器通讯模块，所述第一设备硬件信息具体是指连接所述传感器通讯模块的传感器信息，该传感器信息可以是已经通过转换装置2转换的传感器量测的实际数值(具体在下文转换装置中详细描述)，也可以是直接与该第一通讯模块103连接的传感器信息。
75.进一步的，请继续参考图2，在上述各第一通讯模块103的输入端与第二芯片114的输出端连接，所述第二芯片114优选为以太网交换芯片，该以太网交换芯片用于将一路通信接口扩充为多路通信接口。
76.进一步的，请继续参考图2，所述发送装置1还包括至少一个第二通讯模块104，所述第二通讯模块104与第一芯片110建立通讯，所述第二通讯模块104用于获取第二设备硬件信息。具体的，在本发明实施例所述发送装置1中所述第二通讯模块104优选为串口通信模块，所述串口通讯模块可以通过rs232协议或rs485协议获取第二设备硬件信息，其中该第二设备硬件信息具体为plc硬件信息或pc硬件信息。
77.进一步的，请继续参考图2，所述发送装置1还包括至少一个第一通信接口106，该
第一通信接口106的输出部分用于连接eap，所述第一通信接口106的输入部分与第一芯片110连接并建立通讯，所述第一通信接口106用于使用tcp/ip协议千兆网快速传输数据，该第一通信接口106支持poe供电，其可以在传输数据的同时提供电源至第一芯片110的供电口115，然后由第一芯片110将电源传送至处理器111进行电源分配管控。
78.进一步的，请继续参考图2，所述发送装置1还包括至少一个第三通讯模块105，所述第三通讯模块105用于获取第三设备硬件信息，所述第三通讯模块105的输入部分与第一芯片110的其中一个输出部分连接，在本实施例所述发送装置1中所述第三通讯模块105也优选为串口通信模块，但是该串口通信模块是通过can总线或rs485通信协议获取第三设备硬件信息，该第三设备硬件信息具体为前端硬件信息，优选的，该前端硬件优选为能建立rs485通信协议或建立can总线协议的设备，这些设备也包括传感器、plc或pc。
79.进一步的，请继续参考图2，所述发送装置1还包括至少一个通用串行总线107，所述第一芯片110的一部分输出端与该通用串行总线107连接，该通用串行总线107可以是有线通用串行总线或无线通用串行总线的任意一种，通过该通用串行总线107可以连接扫码设备获取设备的wafer id(硅片编号)以及lot id(批号)。同样的，该第一芯片110的一部分输出端还可以连接高清多媒体接口108，该高清多媒体接口108用于连接外挂多媒体设备，通过该高清多媒体接口108用于传输未压缩的音频以及视频信号，上述多媒体设备可以是机顶盒、显示器、计算机、电视等设备。
80.请参考图1，所述发送装置1还包括壳体100，所述第一芯片110、处理器111、检测板112以及第一检测单元113、第二芯片114均设置于所述壳体100的内部，而所述第一通讯模块103、第二通讯模块104、第三通讯模块105、第一通信接口106、通用串行总线107均设置于所述壳体100上。同样的，在该壳体100上还设置显示屏101以及至少一个个按键102，该显示屏101以及按键102分别连接第一芯片110。
81.相应的，本发明还提供有一种使用上述发送装置1的讯号发送方法，包括以下步骤：
82.s1：接收数据；请参考图2，传感器3连接转换装置2之后将传感器量测的实际数值以tcp/ip协议进行上传，所述第一通讯模块103的以太网接口以tcp/ip协议接收传感器信息即传感器量测的实际数值，该传感器量测的实际数值通过第二芯片114、以及通过第一芯片110的第二通信接口1100上传至第一芯片110，第一芯片110虽然接收到了传感器量测的实际数值，但是由于处于未通讯状态即断电，因此该传感器量测的实际数值并未以通讯的方式发出。
83.s2：配置第一功能；按下其中一个按键102并在显示屏101中进入第一功能即资料读取配置功能，该第一功能的配置步骤如下：
84.s200：配置厂牌，例如传感器的厂牌有盛思锐sensirion、欧姆龙omron或plc的厂牌有三菱、欧姆龙、松下、通用、施耐德等品牌，选择与连接第一通讯模块103相对应的传感器厂牌例如选择“欧姆龙”，通过其中一个按键102上翻或下翻显示不同的厂牌名称，直至显示屏101显示出现“欧姆龙”之后通过另一个按键102按下确认，进入下一步配置。
85.s201、配置型号，在显示屏101上通过按键102选择对应的传感器型号，例如选择zx1-ld50a61，然后按下按键102确认，进入下一步配置。
86.s202、配置该传感器的电压数据信息或配置该传感器的电流数据信息。以配置电
压数据信息为例，在显示屏101中输入该传感器的电压数据为10v。
87.相应的，在配置完厂牌、型号、电压数据或电流数据的同时还可以配置第二功能，所述第二功能包括配置报警上限值以及报警下限值。
88.具体的，请继续参考图2，报警上限值以及报警下限值的配置包括步骤如下：
89.s2030：选择“报警配置功能”：通过其中一个按键102并在显示屏101中选择“报警配置”并进入。
90.s2031：配置报警上限区间值，在显示屏101中输入报警上限区间值为4.75v～5.25v。
91.s2032：配置报警下限区间值，在显示屏101中输入报警上限区间值为2.75v～3.25v。
92.s2033：在所述报警上限区间值中配置报警上限定值，在显示屏101中输入报警上限定值为5.1v。
93.s2034:在所述报警下限区间值中配置报警下限定值，在显示屏101中输入报警下限定值为2.9v。
94.上述报警上限区间值、报警下限区间值、报警上限定值、报警下限定值可以根据传感器3的规格进行自定义，并不局限于本实施例中所配置上述值。
95.在配置完成之后会检测设备的连接状态，在本实施例所述发送装置1中，请参考图3，所述发送装置1会通过转换装置2检测传感器3是否连接，若连
96.当然，在本发明的其他实施例中，所述发送装置1也可以通过第一通讯模块103检测第一硬件设备连接状态，或通过第二通讯模块104检测第二硬件设备连接状态，或通过第三通讯模块105检测第三硬件设备状态，只有保证各硬件设备与相应的通讯模块连接之后，才会执行供电步骤。
97.当然，在本发明的其他实施例中，若plc或pc直接通过第二通讯模块104接入，并且传感器也接入第一通讯模块103，此时第一功能可以执行如下：
98.配置厂牌，例如plc的厂牌有三菱、欧姆龙、松下、通用、施耐德等品牌，选择与连接第一通讯模块103相对应的plc厂牌例如选择“欧姆龙”，通过其中一个按键102上翻或下翻显示不同的厂牌名称，直至显示屏101显示出现“欧姆龙”之后通过另一个按键102按下确认，进入下一步配置。
99.配置型号，在显示屏101上通过按键102选择对应的plc型号，例如选择nx701，然后按下按键102确认，进入下一步配置。
100.配置传感器的电压数据信息或配置该传感器的电流数据信息。由于plc或pc不需要额外供电，因此直接在显示屏101上通过按键配置传感器的电压数据信息或电流数据信息即可。以配置电压数据信息为例，在显示屏101中输入该传感器的电压数据为10v。
101.s3：供电；当配置参数步骤完成之后开启通道进行供电，第一电源109会按照步骤s202配置的电压数据或按照步骤s203配置的电流数据进行供电，具体的，所述供电的方式可选择通过第一电源109供电，所述第一电源109支持100v～240v，具体的，该第一电源109会将电源提供至第一芯片110上的供电口115处。
102.当然，在本发明的其他实施例中，所述供电可以选择通过第一通信接口106使用poe供电，该第一通信接口106将电源也传输至第一芯片110上的供电口115处。
103.s4：分配电源；第一芯片110将电源传送至处理器111进行电源分配管控，然后将传感器所需要的电源供应至检测板112，由所述检测板112将传感器所需电源供应至与第一通讯模块103连接的传感器3。
104.在供应电源之后通过第一检测单元113监控供电状态，具体的，请继续参考图2，所述监控供电状态包括步骤如下：
105.s401:检测电流数据信息和/或检测电压数据信息；请参考图2，通过第一检测模块1130获取连接第一通讯模块103的设备所使用的电流数据信息，或者也可以通过第二检测模块1131连接第一通讯模块103的设备所使用的电压数据信息。
106.s402:获取电流数据信息和/或获取电压数据信息；请参考图2，检测到的电流数据信息或电压数据信息反馈至处理器111。
107.s5:检测电源分配状态，若异常，上报异常数据；若正常，传输数据。具体的，请参考图2，检测到的电流数据信息或电压数据信息反馈至处理器111，若该电流数据信息或电压数据信息超过报警上限区间值或报警下限区间值，则判断为异常数据，处理器111以通讯的方式将该异常数据传输至第一芯片110，由第一芯片110通过第一通信接口106以tcp/ip协议的方式传输该异常数据至eap、mes。
108.若该电流数据信息或电压数据信息未超过报警上限区间值或报警下限区间值，判断为正常数据，此时处理器111以通讯的方式将该异常数据传输至第一芯片110，由第一芯片110通过第一通信接口106以tcp/ip协议的方式传输该正常数据至eap、mes。
109.相应的，在配置厂牌、型号、电压数据、电流数据的、报警上限值、报警下限值之外还可以配置第三功能，所述第三功能包括报警次数、配置报警延迟时间，具体的，所述第三功能的配置包括步骤如下：
110.首先通过其中一个按键102并在显示屏101中选择“报警设定值次数配置”并进入，然后输入报警次数数值，例如输入报警设定值次数为三次，若连续三次出现报警设定值时发出报警，反之，若未超过报警设定值次数，则不进行异常数据报警。
111.接着在显示屏101的菜单上退出并重新在显示屏101中选择“报警延迟时间配置”，在显示屏101中输入报警延迟时间，该报警延迟时间即为在报警之后超过多少时间之后如异常数据未消除再次进行报警，例如设置报警延迟时间为三十分钟，若三十分钟后报警未取消，则再次发送报警，避免在短时间内发出大量重复的异常数据。
112.进一步的，为了实现发送装置1的网络可以连接至eap、mes的网络并建立通讯，需要配置第四功能，所述第四功能的配置包括步骤如下：
113.s6:选择“ip地址配置”功能，首先通过其中一个按键102并在显示屏101中选择“ip地址配置”并进入；假设与发送装置1连接的eap、mes的ip地址为192.168.1.150。
114.s600：配置网关，在显示屏101中输入网关的ip地址为192.168.1.1。
115.s601：配置子网掩码，在显示屏101中输入子网掩码为255.255.255.0。
116.s602：配置dns地址，在显示屏101中输入子网掩码为114.114.115.115，dns为域名解析服务器，其将网址变成ip地址的服务器。
117.s603：将上述网关、子网掩码、dns地址传输至第一芯片110可使第一通信接口106与eap、mes之间建立通讯。
118.进一步的，在显示屏101中还可以查看版本信息，所述版本信息的查看通过其中一
个按键102在显示屏101中选择“info”并进入可以查看第一芯片110的版本信息。
119.相应的，请参考图3，本发明还提供一种信息交互系统，所述信息交互系统包括与发送装置1连接的转换装置2，所述转换装置2用于将非标准协议转换为标准协议并由发送装置1传输至eap、mes。
120.下面详细描述转换装置2的具体结构如下：
121.请参考图4，所述转换装置2包括第二检测单元20，所述第二检测单元20用于获取第一数据。具体的，在本发明实施例一提供的转换装置2中，该第二检测单元20包括至少一个第三检测模块200以及至少一个第四检测模块201，所述第三检测模块200用于检测被接入传感器3的第一采样模拟信号并透过电压作线性比计算，所述第四检测模块201用于被接入传感器3的第二采样模拟信号并通过电流作线性比计算，具体的，上述第三检测模块200以及、第四检测模块201与接入传感器之间的通讯可以是通过apb总线通讯。其中，本发明实施例一提供的转换装置2中，所述检测单元可接入至少一个入电压和/或接入至少一个入电流，所述第三检测模块200的输出信号以0～10v的连续电压传感器的输出端输入至转换器202，所述第四检测模块201的输出信号以4～20ma的连续通过电流传感器的输出端输入至转换器202。
122.请继续参考图4，所述转换装置2还包括转换器202，所述转换器202与上述第二检测单元20之间建立通讯连接，所述转换器202用于将上述连续的模拟信号转换成离散的数字信号，具体是将第三检测模块200的获取的第一采样模拟信号或第四检测模块201的第二采样模拟信号转换成数字信号输出。优选的，在本发明实施例一所述转换装置2中，所述转换器202优选为adc芯片。
123.所述转换器202的工作原理即通过前置的滤波器将输入信号中高于某一频率的频谱去除，避免高频信号在采样中混叠。然后通过采样保持电路将采样输入的模拟信号在一段时间内保持不变，便于后级电路转换成数字编码，转换通过量化完成，由量化器将参考信号分割成2n个子域(n为数字输出编码位数)，然后找出采样后的模拟输入所在子域，再通过编码器(即数字处理器)将相应的数字编码输出。
124.请继续参考图4，所述转换装置2还包括微控制器203，所述微控制器203与所述转换器202之间建立通讯连接，所述微控制器203接收转换器202输出的数字信号并进行滤波计算，进而得出传感器3量测的实际数值。
125.请继续参考图4，所述转换装置2还包括第二电源204，所述第二电源204的一部分输出端与检测单元机构的输入端连接，所述第二电源204的另一部分输出端与微控制器203连接，当第二电源204通电后会启动微控制器203，将设备的传感器3接入第三检测模块200或接入第四检测模块201时，也可以由该第二电源204提供对于相对应的电源供设备传感器使用。
126.请继续参考图4，所述转换装置2还包括通讯单元，所述通讯单元包括第四通讯模块205以及第五通讯模块206，其中所述第四通讯模块205以及第五通讯模块206分别与微控制器203之间建立通讯连接。优选的，本发明实施例一所述转换装置2中，所述第四通讯模块205优选为rs485通讯模块，所述rs485通讯模块获取从微控制器203计算得出的传感器量测的实际数值通过串行通讯标准即rs-485通讯协议进行数据交互。同样的，所述第二通讯模块104优选为网络通信模块，所述网络通信模块获取从微控制器203计算得出的传感器量测
的实际数值并且通过tcp/ip(传输控制协议/网际协议)能够在多个不同的网络间实现数据交互。
127.相应的，本发明还提供一种利用上述转换装置的转换方法，其包括步骤如下：
128.a1：请参考图4和图5，第二电源204供电启动后为第三检测模块200、第四检测模块201以及微控制器203提供电源。
129.a2：请参考图4和图5，获取第一数据，将传感器3接入第二检测单元20的输入端，通过第三检测模块200通过电压作线性比计算并输出电压值或通过第四检测模块201通过电流作线性比计算输出电流值，所述第一数据为电流采样模拟信号或电压采样模拟信号。在本发明实施例中，传感器的模拟输入以0v～10v输入并由第三检测模块200输出。
130.进一步的，所述传感器包括物理量传感器或化学量传感器中的任意一种或多种，其中所述物理量传感器利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成，例如机械自动化中包含的位移传感器、速度传感器、加速度传感器、扭矩传感器、振动传感器，也可以是电磁学中包含的电流传感器、电压传感器、电阻传感器、电容传感器或磁场传感器中的任意一种或多种。所述化学量传感器利用能把化学物质的成份转化为电学量的敏感元件制成，例如生物化学中的浓度传感器、成份传感器、ph值传感器，工业过程控制中的流量传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器或气体传感器以及辐射测量中的无线电波传感器、微波传感器。
131.当然，在本发明的其他实施例中，所述传感器也可以包括除上述位移传感器、速度传感器、加速度传感器、扭矩传感器、振动传感器、电流传感器、电压传感器、电阻传感器、电容传感器或磁场传感器中之外的其他传感器，其只要满足是物理量传感器或化学量传感器即可。
132.a3：请参考图4和图5，将上述第一数据由模拟信号转换为数字信号，所述转换器202获取所述电压采样模拟信号或电流采样模拟信号，然后对所述电压采样模拟信号或所述电流采样模拟信号进行二进制转换成数字信号输出。具体的，在本发明的实施例中，以差压传感器为例，十二位数字量(0～4095)对应0～10v，差压传感器的输出电压范围为0.25～4v，0.25v＝(4095/10)
×
0.25＝102.375≈102，而4v＝(4095/10)
×
4＝1638，因此转换器202的内码为102～1638(此时可知0.25v≈102，4v分为1638分等于0.0024)。
133.a4：请参考图4和图5，微控制器203获取上述数字信号并进行滤波处理，所述滤波处理的目的是为了过滤掉不符合标准的数值，留下可用的数值，避免因无用的数值过多而导致运算结果。其中所述滤波处理包括步骤如下：
134.a41：调取滤波计算方法。具体的，在本发明实施例一所述转换方法中，所述滤波计算方法包括中位值平均滤波法、算术平均滤波法、一阶滞后滤波法或滑动平均值滤波法(又称递推平均滤波法)中的任意一种。
135.当然，在本发明的其他实施例中，所述滤波计算方法还包括除上述滤波法之外的其他滤波计算方法，例如限幅滤波法(又称程序判断滤波法)、中位值滤波法、限幅平均滤波法、加权递推平均滤波法、消抖滤波法中的任意一种。
136.a42：获取滤波系数，通过上述滤波计算方法获取滤波系数，根据所述滤波系数设定采样频率(可调整0～30设定变化数值)。
137.所述滤波系数也可以称为刷新率，转换器202的采集频率上限为每秒1k次，设滤波
系数为2，因此每秒数据会刷新500次，直至与发送装置1通讯时，该数据才会传输，否则该数据始终以每秒500次刷新频率进行刷新。例如，与转换装置2连接的传感器每秒传输100笔数据，通过上述滤波计算方法求出的滤波系数设定为5，即每秒数据刷新200次(1000/5＝200)，由于滤波系数的刷新值即每秒数据刷新200次是大于每秒100笔的传输量，因此转换器202可将该100笔数据完全获取。设发送装置1的询问频率为每秒100次，则可以将上述100笔的数据完全传输至发送装置1，该滤波系数的设置为发送装置预处理部分数据，以过滤现场干扰毛刺。
138.a43：采集上下限，采集差压传感器的电压上限定值和电压下限定值或设定电流上限定值或电流下限定值，以步骤a3中的传感器为例，采集差压传感器的电压上限定值为0v，电压下限定值为10v。
139.在本发明的其他实施例中，所述采集上下限可以从后端设备中查询，通过第四通讯模块205以rs485协议或第二通讯模块104以tcp/ip协议从后端设备查询并获取查询结果，同时再传输回微控制器203。
140.a44：获取第二数据，所述第二数据即指实际数值。具体的，差压传感器的压力范围为3500pa,若收到的数值为1500(取102～1638中任意一值)，则1500
×
0.0024＝3.6v，按照压强＝(差压传感器压力范围-0.250)/3.75＝3126pa。由此可知差压传感器的实际数值以3.6v输出，并且压力检测值为3126pa。
141.a5：获取上述实际数值并以通过第四通讯模块205即rs485通讯模块以rs485协议进行数据传输，同样的，上述实际数值也可以通过第五通讯模块206即网络通讯模块以tcp/ip方式上传。
142.与现有技术相比，本发明实施例一所述的转换装置2为了获取传感器数据不再需要人工对传感器端口进行改造，并且也不需要将获取的数据通过人工更改通讯端口调试上传，有效节省了人力资源以及调试的时间，具有成本低、集成化高、设备变动小的优点。
143.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
144.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。