发明创造名称：一种基于数字通讯的在线调参系统及方法
外观设计名称：
决定号：194472
决定日：2019-11-06
委内编号：1F277936
优先权日：
申请（专利）号：201610849276.6
申请日：2016-09-23
复审请求人：北京机械设备研究所
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：林邦镛
合议组组长：温广辉
参审员：姜颖婷
国际分类号：G05B19/042
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与作为最接近的现有技术的对比文件存在区别技术特征，且部分所述区别技术特征未被其它对比文件公开也没有给出相应技术启示，也没有证据证明所述区别技术特征为本领域的公知常识，且所述权利要求由于具备了所述区别技术特征而达到了有益效果，则该权利要求相对于现有证据具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610849276.6，名称为“一种基于数字通讯的在线调参系统及方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为北京机械设备研究所。本申请的申请日为2016年09月23日，公开日为2016年12月21日。
经实质审查，国家知识产权局专利实质审查部门审查员于2019年02月01日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为申请日提交的说明书第1-64段、说明书附图1-2、说明书摘要、摘要附图以及2018年11月30日提交的权利要求第1-6项。
驳回决定中引用了如下2篇对比文件:
对比文件1：CN102214154A，公开日为2011年10月12日；
对比文件2：CN102520976A，公开日为2012年06月27日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于数字通讯的在线调参系统，其特征在于，包括：上位机、控制器和仿真器；
所述上位机还包括数字接口；所述控制器还包括DSP芯片、数字接口芯片和EEPROM芯片；所述DSP芯片还包括IEEE标准的JTAG接口、FLASH芯片；所述仿真器为JTAG仿真器，包括IEEE标准的JTAG接口；
所述上位机和控制器之间通过数字接口连接，所述控制器和仿真器之间通过JTAG电缆连接；
所述数字接口为RS422接口，或者为RS232接口，或者为CAN总线接口；
所述上位机用于实现控制参数的设置，包括读取当前使用的控制参数、输入待修改的控制参数以及通过数字接口将待修改的控制参数发送至控制器；
所述控制参数包括：PID控制参数；所述PID控制参数包括比例、积分、微分参数。
2. 根据权利要求1所述的在线调参系统，其特征在于，所述上位机上配置有控制参数设置界面，用于实现控制参数的设置。
3. 根据权利要求1所述的在线调参系统，其特征在于，所述数字接口用于实现上位机与控制器之间的通讯。
4. 根据权利要求1所述的在线调参系统，其特征在于，所述控制器中的DSP芯片通过JTAG接口同仿真器相接，实现对目标系统的仿真调试；
所述DSP芯片用于将调试好的程序烧写到FLASH存储器中、通过数字接口接收上位机发送的待修改的控制参数以及将待修改的控制参数存储到EEPROM芯片中；
所述数字接口芯片用于实现控制参数的双向传输；
所述EEPROM芯片用于存储上位机发送的待修改的控制参数；
所述JTAG接口用于实现控制器与仿真器之间的通讯；
所述FLASH芯片用于存储调试好的程序。
5. 根据权利要求1所述的在线调参系统，其特征在于，所述仿真器用于通过JTAG接口与DSP芯片相连，通过DSP芯片的JTAG接口调试DSP芯片中的程序；并通过JTAG接口与控制器进行通讯、将调试好的程序烧写至控制器的FLASH芯片中。
6. 一种基于权利要求1至5任一所述的在线调参系统的在线调参方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：控制器与仿真器之间通过JTAG接口进行通讯以调试DSP中的程序；
步骤2：控制器与仿真器之间通过JTAG接口进行通讯，将调试好的程序烧写到控制器的FLASH芯片中；
步骤3：上位机通过数字接口读取当前使用的控制参数，如果满足性能要求，则不对控制参数做出修改；如果不满足性能要求，则输入待修改的控制参数并通过数字接口将待修改的控制参数发送至控制器；所述控制参数包括：PID控制参数；所述PID控制参数包括比例、积分、微分参数；
步骤4：控制器通过数字接口接收上位机发送的待修改的控制参数并将其存储到EEPROM芯片中；
步骤5：控制器通过读取EEPROM芯片中存储的控制参数更新系统控制参数以进行后续动作实现对伺服系统的控制。”
驳回决定中主要认为：1）权利要求1和对比文件1的区别技术特征在于：本发明的在线修改与程序下载是由上位机和仿真器实现，且控制参数存储单元采用EEPROM，控制器采用DSP芯片，数字接口为RS422接口，或者为RS232接口，或者为CAN总线接口，而对比文件1的在线修改与程序下载是由上位机实现，控制参数存储单元采用SRAM；控制参数包括：PID控制参数；所述PID控制参数包括比例、积分、微分参数。基于上述区别技术特征可以确定，本发明实际所要解决的技术问题为：如何想到由仿真器实现程序下载。但是上述区别技术特征或在对比文件2中公开，或属于本领域公知常识。因此权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2）权利要求2-5的附加技术特征或在对比文件1公开，或属于本领域公知常识，在其引用的权利要求不具备创造性的基础上，权利要求2-6也不具备创造性。3）权利要求6要求保护一种基于权利要求1至5任一所述的在线调参系统的在线调参方法，在对比文件1的基础上，结合对比文件2以及本领域的公知常识得出该权利要求的技术方案，对本技术领域的技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求6所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年03月29日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书。其中根据说明书第5-6页的记载将“所述当前使用的控制参数由控制器从EEPROM读取，并通过数字接口发送至上位机；如果EEPROM中没有存储控制参数，则通过数字接口向上位机发送EEPROM已复位的消息；控制器中的DSP芯片读取EEPROM芯片中存储的控制参数，将FLASH芯片中的程序载入片内，运行所述程序，实现对伺服系统的控制”补入权利要求1和原权利要求6，同时将权利要求2、3、4和5的全部技术特征补入权利要求1中，同时修改了权利要求的序号和引用关系
复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种基于数字通讯的在线调参系统，其特征在于，包括：上位机、控制器和仿真器；
所述上位机还包括数字接口；所述控制器还包括DSP芯片、数字接口芯片和EEPROM芯片；所述DSP芯片还包括IEEE标准的JTAG接口、FLASH芯片；所述仿真器为JTAG仿真器，包括IEEE标准的JTAG接口；
所述上位机和控制器之间通过数字接口连接，所述控制器和仿真器之间通过JTAG电缆连接；
所述数字接口为RS422接口，或者为RS232接口，或者为CAN总线接口；
所述上位机用于实现控制参数的设置，包括读取当前使用的控制参数、输入待修改的控制参数以及通过数字接口将待修改的控制参数发送至控制器；
所述当前使用的控制参数由控制器从EEPROM中读取，并通过数字接口发送至上位机；如果EEPROM中没有存储控制参数，则通过数字接口向上位机发送EEPROM已复位的消息；控制器中的DSP芯片读取EEPROM芯片中存储的控制参数，将FLASH芯片中的程序载入片内，运行所述程序，实现对伺服系统的控制；
所述控制参数包括：PID控制参数；所述PID控制参数包括比例、积分、微分参数；
所述上位机上配置有控制参数设置界面，用于实现控制参数的设置；
所述数字接口用于实现上位机与控制器之间的通讯；
所述控制器中的DSP芯片通过JTAG接口同仿真器相接，实现对目标系统的仿真调试；
所述DSP芯片用于将调试好的程序烧写到FLASH存储器中、通过数字接口接收上位机发送的待修改的控制参数以及将待修改的控制参数 存储到EEPROM芯片中；
所述数字接口芯片用于实现控制参数的双向传输；
所述EEPROM芯片用于存储上位机发送的待修改的控制参数；
所述JTAG接口用于实现控制器与仿真器之间的通讯；
所述FLASH芯片用于存储调试好的程序；
所述仿真器用于通过JTAG接口与DSP芯片相连，通过DSP芯片的JTAG接口调试DSP芯片中的程序；并通过JTAG接口与控制器进行通讯、将调试好的程序烧写至控制器的FLASH芯片中。
2. 一种基于权利要求1所述的在线调参系统的在线调参方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：控制器与仿真器之间通过JTAG接口进行通讯以调试DSP中的程序；
步骤2：控制器与仿真器之间通过JTAG接口进行通讯，将调试好的程序烧写到控制器的FLASH芯片中；
步骤3：上位机通过数字接口读取当前使用的控制参数，如果满足性能要求，则不对控制参数做出修改；如果不满足性能要求，则输入待修改的控制参数并通过数字接口将待修改的控制参数发送至控制器；所述控制参数包括：PID控制参数；所述PID控制参数包括比例、积分、微分参数；所述当前使用的控制参数由控制器从EEPROM中读取，并通过数字接口发送至上位机；如果EEPROM中没有存储控制参数，则通过数字接口向上位机发送EEPROM已复位的消息；
步骤4：控制器通过数字接口接收上位机发送的待修改的控制参数并将其存储到EEPROM芯片中；
步骤5：控制器中的DSP芯片读取EEPROM芯片中存储的控制参数，将FLASH芯片中的程序载入片内，运行所述程序，实现对伺服系统的控制。”
复审请求人认为：1）本申请所要解决的技术问题在于如何控制伺服系统实现在线调参，并简化调试过程，提高工作效率。但是对比文件1并未公开在线调参的具体实现方式，其解决的问题是基于USB通信模块的通信方法以保证通信的实时性，可靠性和传输速率；2）本申请中对上位机数字接口和控制参数的具体限定，不属于本领域公知常识。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月22日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，1）对比文件1公开了通过仿真器对控制器调试过程中，通过上位机实现对参数设置，对比文件1的仿真器为仿真器软件，而附加仿真器实现程序下载属于本领域常规技术手段，本领域技术人员容易想到采用附加仿真器替换仿真器软件，对比文件1能够解决本申请中的程序调试中频繁烧写程序问题；控制接口和控制参数均属于本领域技术人员做出的常规选择；2）对比文件1记载了SRAM作为数字信号处理器单元的内存扩展，用来存储程序运行时的数据信息或寄存器信息。上位机发往伺服驱动器的报文有：对伺服驱动器的控制指令、对伺服参数的更新等。由EEPROM存储待修改的参数可根据实际需要人为选择，本领域公知单片机会对EEPROM存储状态进行查询，在此基础上，本领域技术人员容易想到将EEPROM中是否存储参数的存储状态向上位机发送消息。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
一）、审查文本的认定
复审请求人于2019年03月29日提交了权利要求书的修改替换页，经审查其中所做的修改符合专利法第33条和实施细则第61条的规定。本复审决定以复审请求人于2019年03月29日提交的权利要求第1-2项、于申请日2016年09月23日提交的说明书1-64段、说明书摘要、摘要附图、说明书附图1-2为审查的基础。
二）、关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求与作为最接近的现有技术的对比文件存在区别技术特征，且部分所述区别技术特征未被其它对比文件公开也没有给出相应技术启示，也没有证据证明所述区别技术特征为本领域的公知常识，且所述权利要求由于具备了所述区别技术特征而达到了有益效果，则该权利要求相对于现有证据具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。具体到本案：
1.权利要求1要求保护一种基于数字通讯的在线调参系统。对比文件1（CN102214154A）为最接近的现有技术，其公开了一种基于USB的交流伺服驱动器通信模块，实现了上位机与伺服驱动器之间的实时通信，能够在线修改伺服参数等，具体如下（参见说明书第0012段，第0015-0026段，第0039段，0045-0066段）：如图1-2所示，本发明包括上位机、伺服驱动器控制板，两者通过USB接口传输报文信息，伺服驱动器控制板上设有数字信号处理模块1。所述的数字信号处理模块1包括：数字信号处理器单元6、JTAG接口单元9、存储单元10。JTAG接口单元9符合IEEE1149.1标准，接口与数字信号处理器单元的调试管脚相连，借助上位机和专用的开发软件实现数字信号处理器单元的在线调试、程序下载和烧写，完成对芯片内部寄存器或存储空间的存取与监控。上位机与伺服驱动器之间上传、下载、保存伺服参数，上位机进行对伺服驱动器参数的优化、调谐与测试，具体是通过USB报文完成伺服参数更新。存储单元10包括数字信号处理器单元内部的FLASH单元和用来扩展存储空间的SRAM，实现对程序和数据的存储。数字信号处理器单元内部的FLASH单元用来配置已编译的系统程序，在控制板上电后自动引导运行，而SRAM则作为数字信号处理器单元的内存扩展，用来存储程序运行时的数据信息或寄存器信息。上位机发往伺服驱动器的报文有：对伺服驱动器的控制指令、对伺服参数的更新等，报文按功能不同，分为伺服参数更新、伺服命令、请求伺服返回参数三类，上位机设置伺服参数，如速度环比例增益等，发送伺服参数更新的通信报文，伺服驱动器接收到后会将原有的伺服参数更新为上位机传下来的伺服参数。
将对比文件1所公开的内容和权利要求1对比可知：伺服驱动器控制板相当于权利要求1的“控制器”；数字信号处理器单元6相当于“DSP芯片”；数字信号处理模块上还具有 JTAG接口单元9,其符合IEEE1149.1标准；数字处理信号模块的存储单元还具有FLASH单元和SRAM单元，Flash单元配置已编译的系统程序，相当于公开了“FLASH芯片用于存储调试好的程序”；上位机和专用的开发软件实现数字信号处理器单元的在线调试、程序下载和烧写，完成对芯片内部寄存器或存储空间的存取与监控，上位机与伺服驱动器之间上传、下载、保存伺服参数，上位机进行对伺服驱动器参数的优化、调谐与测试，相当于公开了“上位机用于实现控制参数的设置，包括读取当前使用的控制参数、输入待修改的控制参数”、“上位机通过数字接口将待修改的控制参数发送至控制器”和“DSP芯片用于将调试好的程序烧写到FLASH存储器中”。
因此，权利要求1与对比文件1相比，区别在于：1）仿真器，仿真器为JTAG仿真器，包括IEEE标准的JTAG接口；控制器和仿真器之间通过JTAG电缆连接；所述控制器中的DSP芯片通过JTAG接口同仿真器相接，实现对目标系统的仿真调试；所述JTAG接口用于实现控制器与仿真器之间的通讯；所述仿真器用于通过JTAG接口与DSP芯片相连，通过DSP芯片的JTAG接口调试DSP芯片中的程序；并通过JTAG接口与控制器进行通讯、将调试好的程序烧写至控制器的FLASH芯片中；2）上位机包括数字接口，控制器还包括数字接口芯片，上位机和控制器之间通过数字接口连接，数字接口为RS422接口，或者为RS232接口，或者为CAN总线接口；数字接口用于实现上位机与控制器之间的通讯；数字接口芯片用于实现控制参数的双向传输；3）上位机上配置有控制参数设置界面，用于实现控制参数的设置；控制参数包括：PID控制参数；所述PID控制参数包括比例、积分、微分参数；4）控制器包括EEPROM芯片，当前使用的控制参数由控制器从EEPROM中读取，并通过数字接口发送至上位机；如果EEPROM中没有存储控制参数，则通过数字接口向上位机发送EEPROM已复位的消息；控制器中的DSP芯片将调试好的程序烧写到FLASH存储器中、通过数字接口接收上位机发送的待修改的控制参数以及将待修改的控制参数存储到EEPROM芯片中；EEPROM芯片用于存储上位机发送的待修改的控制参数。
基于上述区别，本发明权利要求1所要解决的技术问题在于如何控制伺服系统实现在线调参，并简化调试过程，提高工作效率。
对于区别特征1），首先，在对比文件1中公开了数字信号处理模块可以连接JTAG接口单元，该JTAG接口符合IEEE1149.1标准，并且连接到了数字信号处理器单元的调试管脚，可见，在对比文件1中已经给出了可以利用JTAG进行系统调试的启示；而且对比文件2中也进一步公开一种DSP程序固化方法（参见权利要求1，说明书第0012-0019段、图1-3），其包括：可以将DSP目标工程中的可执行文件代码、DSP烧写工程代码的可执行文件代码均通过仿真器加载至DSP的RAM中；然后执行烧写，烧写好的程序存在FLASH存储器13中；并且在这一加载过程中，采用JTAG数据接口14连接仿真器和DSP，而至于JTAG接口间采用JTAG电缆连接，属于本领域技术人员的常识。
对于区别特征2），其实质是限定了上位机和数字芯片之间的连接接口和相应的通信方式。对比文件1中已经明确公开了上位机和数字信号处理器单元之间采用的是USB总线通信，但是对于本领域技术人员来说，RS422接口，或者为RS232接口，或者为CAN总线接口这些均属于本领域公知的数据接口，其已经广泛运用于控制系统中实现进行数据传输和通信，而且教科书（“现代供电技术”，孟祥忠，清华大学出版社，第7.2节，2006年8月）也记载：微型计算机系统，目前信号处理器（DSP）与工业控制计算机（IPC）应用进一步拓宽了微机保护设计思路，微机保护装置的通信接口电路，如RS-232、RS-422/485、CAN等现场通信网络接口电路。结合上述公知常识，RS422接口、RS232接口、CAN总线接口均为控制器与上位机连接常规接口，属于本领域技术人员做出的常规选择，并不需要付出创造性的劳动。
对于区别特征3），对比文件1已经公开了可以上位机可以进行调参，而上位机上设置参数设置界面和具体控制参数为PID参数属于本领域常识；
对于区别特征4），其反映出本申请的发明构思，即通过额外设置的EEPROM芯片来存储当前使用的控制参数，并且在控制时所需要的控制参数由该芯片中读取；而程序代码则由FLASH中读取。利用这种参数和程序代码分别独立存取的方式，解决了FLASH中频繁烧写的问题。虽然对比文件1中公开了数字信号处理器单元具有用来扩展存储空间的SRAM，但是其作用在于作为数字信号处理器单元的扩展，用来存储程序运行时的数据信息或寄存器信息；本领域技术人员知晓，控制参数与程序运行时的数据信息或寄存器信息并不等同。而且从对比文件1中，也没有任何特征能够体现出存在“参数和程序代码分别独立存取的方式”。由此可见，对比文件1中并未公开EEPROM芯片及其相关特征，而且SRAM的作用也并非存储需要被读取的控制参数，而是存储相应的运行数据。
并且，对比文件1所要解决的技术问题在于提出一种基于USB的交流伺服驱动器通信模块以及通信方法，通过在驱动器上集成USB总线功能，使用户的计算机方便与伺服驱动器相连接，实现上位机实时下发驱动指令、在线修改伺服参数、监控电机运行状态的功能，保证用户使用的便易性；但是，本申请主要是为了克服FLASH的频繁烧写对寿命的影响，简化调试过程，提高工作效率。由此可见，对比文件1中并未考虑到FLASH频繁烧写导致的寿命问题，其提出技术改进的出发点与本申请并不相同。
对比文件2公开的一种DSP程序固化方法（参见权利要求1，说明书第0012-0019段、图1-3），其公开了可以将需要执行的代码烧写到外部非易失性存储器中，外部非易失性存储器可以为EPROM、EEPROM、FLASH等，其主要目的在于提供快速、通用、可靠的DSP目标代码固化过程，同样也未考虑FLASH频繁烧写导致的寿命问题。虽然对比文件2中公开了系统具有EEPROM存储器，但其实际是用于存储程序代码，并非存储控制参数，也不涉及用于存储控制参数方便调参时进行调用。
同时，目前也没有证据表明上述特征属于本领域公知常识。
针对前置意见，合议组经过考虑认为：1）对比文件1中确实公开了可以采用上位机实现对参数进行设置，但是并未公开EEPROM芯片的相关特征，也并未意识到存在程序调试中频繁烧写程序问题并进而解决该问题；2）对本领域技术人员而言，由上位机发送信号来查询EEPROM芯片的状态，确实属于本领域公知常识。但是在本申请中，所公开的特征为“如果EEPROM中没有存储控制参数，则通过数字接口向上位机发送EEPROM已复位的消息”，也就是说，其查询的基础条件为EEPROM芯片中是否存储控制参数，并且需要以控制参数来进行相应的复位操作。但是在对比文件1并未涉及到EEPROM，而也未公开SRAM能够存储控制参数并由DSP进行读取来执行程序的情况下，本领域技术人员无法基于对比文件1来进一步以是否存在控制参数，来判断对EEPROM芯片是否进行复位。这并非本领域技术人员容易想到的。
因此，权利要求1所要求保护的技术方案相对于对比文件1、2和公知常识的结合不是显而易见的，权利要求1具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
2.权利要求2要求保护一种基于权利要求1所述的在线调参系统的在线调参方法。参照前述对对比文件1所公开内容的认定，对比文件1中公开了伺服驱动器控制板上设有数字信号处理模块1。所述的数字信号处理模块1包括：数字信号处理器单元6、JTAG接口单元9、存储单元10。JTAG接口单元9符合IEEE1149.1标准，接口与数字信号处理器单元的调试管脚相连，借助上位机和专用的开发软件实现数字信号处理器单元的在线调试、程序下载和烧写，完成对芯片内部寄存器或存储空间的存取与监控。借助上位机和专用的开发软件实现数字信号处理器单元的在线调试、程序下载和烧写，完成对芯片内部寄存器或存储空间的存取与监控。上位机与伺服驱动器之间上传、下载、保存伺服参数，上位机进行对伺服驱动器参数的优化、调谐与测试，具体是通过USB报文完成伺服参数更新；
因此对比文件1还公开了具有JTAG接口进行通讯来调试DSP程序、调试好的程序烧写在FLASH芯片中以及“上位机通过接口读取当前使用的控制参数，如果满足性能要求，则不对控制参数做出修改；如果不满足性能要求，则输入待修改的控制参数并通过接口将待修改的控制参数发送至控制器”。
将权利要求2与对比文件1对比可知，至少还包括如下区别技术特征：所述当前使用的控制参数由控制器从EEPROM中读取，并通过数字接口发送至上位机；如果EEPROM中没有存储控制参数，则通过数字接口向上位机发送EEPROM已复位的消息；步骤4：控制器通过数字接口接收上位机发送的待修改的控制参数并将其存储到EEPROM芯片中； 步骤5：控制器中的DSP芯片读取EEPROM芯片中存储的控制参数，将FLASH芯片中的程序载入片内，运行所述程序，实现对伺服系统的控制。
参照权利要求1的评述，这些区别技术特征并未被对比文件所公开，也没有证据表明其属于本领域公知常识，因此权利要求2具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
综上，权利要求1和2具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年02月01日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在复审文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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