JPH0131816B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一端末器当りの送信データ数がごく少
ないような場合に好適なデータ収集方式に関する
ものである。

第１図はデータ収集システムの３様の形態を示
したもので、各図において１はデータ収集装置、
２はデータ送信端末器、３は伝送線路である。デ
ータ送信端末器２はリレー接点のON、OFF、電
源スイツチのON、OFF火災警報器のON、OFF
などのデイジタルデータをとり込み、適当な方法
で中央のデータ収集装置１に対して送信するもの
で、データ収集装置１において端末器２から送信
されたきた信号を解読して端末側のデータを記憶
したり表示したり、場合によつては警報を発した
りすることになる。

第１図イのシステム構成は中央のデータ収集装
置１と各端末器２とが１：１で個別配線されてい
るもので、構成は単純であるが伝送線路３の配線
コストが高くつくことになる。

第１図ロのシステム構成は、各端末器２から発
せられた信号を、端末器２が次々に中継してデー
タ収集装置１に送信するもので、各端末器２とデ
ータ収集装置１は１本の伝送線路３により結ばれ
ているため配線コストが安くなる。その反面、端
末器２同志が重複して信号を発信するような事態
（以下「衝突」と称する）を避けるためソフト的
な配慮が必要となる。

第１図ハのシステム構成は、ループ状に形成さ
れた伝送線路３の所々に各端末器２が配置された
もので、データ収集装置１と各端末器２の間はも
とより、端末器２同志の間の信号のやりとりも可
能となる。このシステムは、伝送線路３の配線コ
ストは第１図ロのシステムと比べて高くなる反
面、データ伝送機能は著しく高くなる。

第２図はデータ送信端末器２の一般的な構成例
を示したものである。

マイクロプロセツサ４、読出し専用メモリ５、
ランダムアクセスメモリ６、データ送受信用LS
１７、データ入出力用LS１８といつたものがバ
スライン９を介して結合されている。

マイクロプロセツサ４は入力端１０ａを介して
外部から入つてくる情報を一時蓄積したのち直ち
に出力端１０ｂを介してデータ収集装置１に送出
し、かつ適当なタイミングで自己端末に接続され
ている入力情報を端末１１を介してとり込み、こ
れをやはり出力端１０ｂを介してデータ収集装置
１に送出する。

第３図は中央のデータ収集装置１に入つてくる
信号の様子を示したものである。

第３図イはやや単純な伝送方式の場合であり、
各端末器２からの信号１２がランダムなタイミン
グで到来する。その結果２つの端末器からの信号
１２と１３が衝突してしまうこともあり、この場
合双方のデータ共無効になつてしまう。このよう
な欠点はあるものの、本方式によれば端末器のソ
フトウエアは簡単であるので一端末当りのデータ
発信時間が短かい場合、あるいはデータ発生頻度
が小さい場合に適用可能である。

第３図ロは普通行われている方法であり、各端
末器２からの信号１４が衝突しないように到着す
る。第１図ロのようなシステムを用いた場合の衝
突を防ぐ方法は、信号を受信中の端末は自己信号
の送信をせずに一時待機し、受信信号を送信した
後に自己信号を送信するというような工夫が必要
である。また第１図ハのようなシステムでは、中
央のデータ収集装置１からの指令に基いて指定の
端末器のみの送信を行うようにするのが一般的で
ある。

いずれにせよ、一つの端末器からの送信データ
はもう少し詳しくみると、見出し部ａ、データ
ｂ、誤りチエツク部ｃなどよりなつている。見出
し部ａにはデータの始まりを示すコードや送信端
末アドレスなどが含まれ、誤りチエツク部ｃには
パリテイチエツクコードあるいはCRCコードな
ど、また送信情報の終結を示すコードなども含ま
れている。

以上示したデータ伝送方式は端末数が多く、各
端末当りの送信すべきデータ数も多く、かつ頻繁
に送信が行われるような場合には適している。し
かし、現実にはむしろ端末数、各端末当りの送信
データ数、送信頻度いずれも少ないシステムの方
が多い。

このような場合、第２図に示したようなデータ
端末装置を用いるのは非常に不経済となる。

例えば、ビル内の火災警報器の作動状態を集中
監視するようなシステムに第２図に示したような
端末器を使うと、１年に１度作動するかしないか
程度のシステムに対して毎秒何千ビツトものデー
タ送信が可能であるようなハードウエアを適用す
ることになり、そのハードウエアはほとんどの時
間「遊んでいる」ことになる。また、マイクロプ
ロセツサを用いて豊富な付加機能があるにもかか
わらず、それをあまり活用しないことにもなる。
更に、伝送すべきデータのビツト数よりも見出し
部のビツト数の方がはるかに多くなつてしまつた
りする。

本発明は上記に基いてなされたものであり、小
数データを低価格で収集でき、しかも信頼度の高
いデータ収集方式の提供を目的とするものであ
る。

すなわち、本発明は第１図ロに示すようなシス
テム構成を用い、各端末器からの発信データは１
ビツトとし、データ収集装置から最も遠い端末器
から順次中継伝送し、各端末器は受信データの先
頭に自己のデータを追加してデータ収集装置側に
送信し、受信データのない端末器はこの状態を検
知することによつて内部タイミング信号を用いて
十分長い一定の周期で自己データを送信するよう
にしたことを特徴とするものである。

第４図を参照して本発明の概要を説明する。な
お、各端末装置からの送信データ数は１ビツトと
し、データ“１”には太い幅のパルスを、データ
“０”には細い幅のパルスを対応させるものとす
る。

データ収集装置から最も遠い端末器からデータ
＃１が送信されると、次の端末器はデータ＃２を
付加し、以下順次各端末器は自己データを付加す
る。端末器数をＮ、データ１ビツト長をTbとす
ると、全データ長はNTbとなる。したがつて、
NTbと比べて十分長い繰返し周期Tfで再びこの
動作を繰返すことになる。

この繰返しのためには、データ収集装置から最
も遠い端末器にタイミングパルス発生器（周期
Tf）を設け、このタイミング発生器の立上り時
に自己のデータ＃１を送信するようにすればよ
い。

データ収集装置は受信信号のパルス幅を弁別
し、順次メモリにその内容を記憶する。Ｎ番目の
データ＃Ｎを受信すると、入力信号はなくなり休
止期間（長さT′＝Tf―NTb）に入る。これによ
りデータ収集装置は待機状態に入り、再び次に来
た信号は最も近い端末器からのものであると一義
的に識別できるようになる。

このように、入力データにアドレスや見出しな
どがついてなくとも、どのデータがどの端末器か
ら発信されたものであるかの判別が可能となる。

ところで、上記した方式では、一つの端末器が
故障してしまうと、当該端末器は勿論、当該端末
器よりも以前にある端末器からのデータが伝送さ
れなくなり、更には当該端末器よりも以降にある
端末器も自己データ送信用のタイミングが得られ
なくなつてしまい、結果的には一つの端末器の故
障がシステム全体に波及してしまうことになる。
そこで、本発明では各端末器に受信データがなか
つたことを検知して内部タイミング信号を発生さ
せる機能を設け、これに基いて自己データを送信
するようにしている。

また、本発明では、データ収集装置で受信パル
ス総数をカウントすることにより、端末器の故障
の有無および故障端末器の位置を検知することも
可能となる。

以下、第５図ないし第８図を参照して本発明の
一実施例を説明する。

第５図は端末器の回路構成を、第６図および第
７図はこの動作タイムチヤートを示したものであ
る。第５図において、５０は入力端子、５１は出
力端子、５２はデータ入力端子、５３は延長可能
な単安定マルチバイブレータ、５４はデータ発生
回路、５５は１ビツト遅延回路、５６は出力OR
ゲート、５７は内部タイミング発生回路である。
データ発生回路５４は単安定マルチバイブレータ
５４０，５４１およびデータ選択ゲート５４２，
５４３からなつており、また内部タイミング発生
回路５７は延長可能な単安定マルチバイブレータ
５７０、クロツク発生回路５７１、禁止ゲート５
７２および出力ゲート５７３からなつている。

まず、全端末器が正常に動作している場合につ
いて説明する。

入力端子５０に入つてきた信号は１ビツト遅延
回路５５を通つて出力ORゲート５６より出力端
子５１に出る。

一方、入力信号の第１番目のパルスの立上りで
単安定マルチバイブレータ５３を駆動し、その出
力によつてデータ発生回路５４を駆動する。デー
タ発生回路５４からは自己データ入力端子５２に
入る自己データが“１”か“０”かによつて異な
つた形状のパルスを出力ORゲート５６に出力す
る。

ここで、データ収集装置から最も遠い端末器よ
り数えて３番目の端末器を例にとつてその動作を
説明する。

この場合、端末器には２個のパルスが入つてく
ることになり、データ“１”には太い幅のパルス
を、データ“０”には細い幅のパルスを対応さ
せ、第６図の６０に示すような入力信号が入力信
号５０に入つてくるものとする。

まず、入力信号６０を１ビツト遅延回路５５で
１ビツトTbだけ遅延して信号６１を得る。この
信号６１に入力信号６０の第１ビツトの立上りに
同期した自己データを有する信号６３を付加する
ことにより信号６４が得られる。

一方、延長可能な単安定マルチバイブレータ５
３（準安定時間Tm）を駆動して信号６２を売
る。この単安定マルチバイブレータ５３は入力デ
ータの先頭ビツトの立上りを検出するものであ
り、準安定時間Tmを入力データ全長NTb（Ｎ：
端末器総数、Tb：１ビツト長）よりも十分長く
し、データ送信周期Tfよりは十分短かく設定し
ておけば、入力データの先頭のパルスの立上り時
にのみ自己データ発生用のタイミング信号をデー
タ発生回路５４に供給できる。

データ発生回路５４では、信号６２の立上りに
よつて幅の狭いパルスを出す単安定マルチバイブ
レータ５４０および幅の広いパルスを出す単安定
マルチバイブレー５４１が同時に駆動され、デー
タ選択ゲート５４２，５４３により自己データが
“１”なら幅の広いパルスが“０”なら幅の狭い
パルスが出力ORゲート５６に出力される。

なお、どの端末器にも故障がない場合には、入
力信号によつて延長可能な単安定マルチバイブレ
ータ５７０が駆動されるので、入力信号が存在す
る限り単安定マルチバイブレータ５７０の出力は
ハイレベルとなり、禁止ゲート５７２の働きによ
つてクローク発生器５７１の出力が出力ゲート５
７３に出て行くことがない。

次に、ある端末器が故障して他の端末器に入力
信号が入つてこなくなつた場合について説明す
る。この場合には、入力信号が途切れることによ
つて単安定マルチバイブレータ５７０の出力はロ
ーレベルとなり、クロツク発生器５７１の出力が
出力ゲート５７３を経てデータ発生回路５４を駆
動し、自己データを送信することになる。

第７図の７０はある端末器に対する入力信号で
あり、７００，７０１，７０２…は一つ前の端末
器から到来するデータを示している。これらのデ
ータは数ビツトずつまとまつて時間Tf毎に到来
する。

入力信号によつて駆動される延長可能な単安定
マルチバイブレータ５７０の準安定時間τ₀を入力
信号が到来する周期Tfに対してやや大きい値に
設定することにより、入力信号が時間Tf毎に到
来する限り、単安定マルチバイブレータ５７０の
出力はハイレベルのままになつている。

しかし、入力信号が第７図の７０２，７０３，
７０４で示されるように途切れてしまうと信号７
２のようにローレベルに落ち、次に入力信号が来
るまではこの状態が続く。

一方、クロツク発生器５７１からはクロツクパ
ルス７１が常時発信されており、単安定マルチバ
イブレータ５７０の出力がローレベルになると禁
止ゲート５７２の作用により内部タイミング信号
７３が得られる。

この内部タイミング信号７３の立上りによつて
自己データ（第７図の７４２，７４３）を送信す
れば信号７４のようになり、データ送信が可能と
なる。

クロツクパルス７１の周期T′fは外部から到来
する信号の周期Tfに等しく設定するのが一般的
であるが、異なつていても差支えない。

再び隣接する端末器からの入力信号が到来する
ようになると、単安定マルチバイブレータ５７０
の出力がハイレベルに復帰するので、禁止ゲート
５７２の働きによつて内部タイミング信号が出力
されなくなり、再び正常時の動作に戻る。

なお、一つの端末器が故障すると、その端末器
よりデータ収集装置側の全端末器が一斎に内部タ
イミング信号を出して自己データを送出しようと
するが、その直後にはいずれの端末器に対しても
一つ前の端末器からの信号（内部タイミング信号
で駆動されたもの）が到着し、直ちに通常の動作
に戻る。そして少し時間が経過すると、故障端末
器より一つだけデータ収集装置側の端末器の内部
タイミング信号によりデータを送出し続ける。

第８図は中央のデータ収集装置の回路構成を示
したものである。

８０は入力端子、８２はパルス幅弁別兼直並列
交換器、８２はマイクロコンピユータシステム、
８６は表示装置であり、マイクロコンピユータシ
ステム８２はバスライン８３、マイクロプロセツ
サユニツト８４、周辺装置接続用LSI８５よりな
つている。

入力信号は入力端子８０に入り、パルス幅弁別
兼直並列交換器８１で並列交換され、バツフアメ
モリに一時記憶される。このメモリの出力はマイ
クロコンピユーターシステム８２のバスライン８
３を介してマイクロプロセツサユニツト８４によ
り読みとられる。また、読みとられたデータ周辺
装置接続用LSI８５を介して表示装置８６に送ら
れ、ここで各端末器から送られたデータの状態が
表示される。

以上説明してきた通り、本発明によれば非常に
簡略化されたシステム構成でもつて信頼度の高い
データ伝送が可能となり、低価格でしかも衝突の
ないデータ収集が実現できる。

また、各端末器はワンチツプIC化することも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータ収集システムの３様の例の概略
説明図、第２図は従来から知られている端末器の
説明図、第３図は従来方式における端末器から送
信される信号の説明図、第４図は本発明における
端末器から送信される信号の説明図、第５図は本
発明に係わる端末器の回路構成例の説明図、第６
図および第７図は本発明に係わる動作タイムチヤ
ートの説明図、第８図は本発明に係わるデータ収
集装置の回路構成例の説明図である。 １：データ収集装置、２：端末器、３：伝送線
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ データ収集装置と複数の端末器とが単方向伝
   送線路を介して一直線状に結ばれており、データ
   収集装置から最も遠い側の端末器からデータを順
   次中継伝送するデータ収集方式において、各端末
   器からの発振データは１ビツトとし、各端末器は
   受信データの先頭に自己データを１ビツト付加し
   てデータ収集装置側に送信し、かつ受信データの
   無い端末器はこの状態を検知することによつて内
   部タイミング信号を用いて自己データを送出し、
   データ収集装置は受信データが最も近い側の端末
   器から順に遠い方へと並んでいることにより各端
   末器のデータを判別することを特徴とするデータ
   収集方式。 ２ 各端末器は一つ前の端末器から送られてきた
   データを１ビツト遅延してから次の端末器に送出
   すると共に、一つ前の端末器から送信されてきた
   データの第１ビツト目のタイムスロツトに自己デ
   ータを付加することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のデータ収集方式。