JPH07283765A - 二線式送受電通信方法及び装置 - Google Patents
二線式送受電通信方法及び装置Info
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Abstract
を抑制する送受電及びデータの双方向通信を可能にする
装置を提供する。 【構成】 親局1は、直流電力Vccを交互且つ一定の反
転遅延時間を持たせて切り換え、平衡パルス状電力を形
成して各電力線3に給電する。この平衡パルス状電力は
伝送対象データに則ってその幅が変化する。その後給電
を一時的に停止して子局2からのデータ受信に備える。
他方、子局2では、親局1からの平衡パルス状電力の給
電停止を契機にコンデンサ23から蓄電電力を取り込ん
でデータ処理部24を作動させ、この蓄電電力に基づく
平衡パルス状電力(伝送対象データを表す)を形成して
これを親局1に送信する。
Description
送受電と相互通信を行う二線式送受電通信方法及びこの
方法を実現する装置に関する。
を行う方式として、従来、送電側装置が数100KHZ
の高周波信号を電力線に重畳して送電し、受電側装置で
は、高周波のバンドパスフィルタを通して高周波信号の
みを検出することが行われている。この方式は、高周波
重畳方式と呼ばれる。また、親局が直流二線の電力線に
位相変調したパルス信号を重畳して送電し、子局側でパ
ルストランス等を使用してパルス信号を分離する方式
や、直流二線の電力線の片側を周期的に断続したり、シ
ョートさせることで直流電力をパルス状に変形して送電
する方式も知られている。
重畳方式は、高周波信号が本質的に有する漏洩と耐ノイ
ズ性の問題をクリアすることができない。そのため、復
調に際して複雑な回路構成や特性の良い回路部品を使用
しなければならず、コストが格段に高くなる問題があっ
た。また、直流二線の電力線にパルス信号を重畳して送
電する方式のうち、位相変調を伴うものは、位相分離を
必要とすることから伝送速度の点で限界があり、電力線
の片側を断続したり、ショートする方式では、回路構成
は簡略化できるが、ノイズが常に伴う欠点があった。し
かもいずれの場合も伝送効率を考慮すると多くの受電側
装置を使用することができない問題があった。
の漏洩が無く、高速且つ高耐ノイズの相互通信が可能
で、しかも複数の受電側装置を使用し得る二線式送受電
通信方法を提供することを目的とする。本発明の他の目
的は、簡易な構成にて上記方法を実現する二線式送受電
通信装置を提供することにある。
送受電通信方法は、二本の電力線を介して接続された装
置間で送受電及びそれに伴う相互通信を行う方法であっ
て、送電側装置が、各電力線に対してそれぞれ直流電力
とその反転電力とを初期給電し、更に所定のパルス群デ
ータに則り一方の電力線上のレベル反転後に他方の電力
線上のレベルを遅延反転させ且つ他方の電力線上のレベ
ル反転後に一方の電力線上のレベルを遅延反転させて平
衡パルス状電力を形成する段階と、所定時間経過後に前
記平衡パルス状電力の給電を一時的に停止して各電力線
からの電力受電状態を形成する段階とを有し、受電側装
置が、各電力線から受電した平衡パルス状電力を直流電
力に変換して蓄電する段階と、前記平衡パルス状電力の
給電停止を契機に蓄電された電力を使用して該蓄電電力
とその反転電力とをそれぞれ各電力線に初期給電し、更
に所定のパルス群データに則り一方の電力線上のレベル
反転後に他方の電力線上のレベルを遅延反転させ且つ他
方の電力線上のレベル反転後に一方の電力線上のレベル
を遅延反転させて平衡パルス状電力に変換する段階と、
を有することを特徴とする。
えば特定の受電側装置の識別データと該受電側装置宛の
第一の伝送対象データとを含むパルス群データを生成
し、他方、前記受電側装置は、自装置の識別データを検
知したときに該識別データと前記送電側装置宛の第二の
伝送対象データとを含むパルス群データを生成し、これ
らパルス群データに則ってそれぞれ前記平衡パルス状電
力を形成する。
装置のうち、送電側装置は、所定レベルの直流電力を出
力する電源と、相手側装置の識別データ及び該相手側装
置宛の第一の伝送対象データを含むパルス群データを生
成するとともに所要のデータ処理を行うデータ処理部
と、前記直流電力の二本の電力線に対する導通制御を行
う送電電力制御手段と、各電力線の電力反転情報を論理
情報に変換してこれを前記データ処理部に導く受信バッ
ファ回路とを備える。外部電力出力端子を設けることも
できる。この構成において、送電電力制御手段は、一方
の電力線と他方の電力線とにそれぞれ前記直流電力とそ
の反転レベルの電力を初期給電し、更にデータ処理部で
生成したパルス群データに則り一方の電力線上のレベル
反転後に他方の電力線上のレベルを遅延反転させ且つ他
方の電力線上のレベル反転後に一方の電力線上のレベル
を遅延反転させて平衡パルス状電力を形成するととも
に、所定時間経過後は、この平衡パルス状電力の給電を
一時的に停止させるものである。
装置のうち、受電側装置は、二本の電力線から受電した
平衡パルス状電力を直流電力に変換する整流器と、整流
した直流電力を蓄電する蓄電器と、電力線上の平衡パル
ス状電力の電力反転情報を論理情報に変換する受信バッ
ファ回路と、相手側装置宛の第二の伝送対象データを含
むパルス群データを生成するとともに前記受信バッファ
回路で変換された論理情報から自装置の識別データと受
電停止データとを検出したときに蓄電器から蓄電電力を
取り込んで各電力線に対する給電制御を行う受電側電力
制御手段とを備える。この構成において、受電側電力制
御手段は、一方の電力線と他方の電力線とにそれぞれ前
記蓄電電力とその反転レベルの電力を初期給電し前記パ
ルス群データに則り一方の電力線上のレベル反転後に他
方の電力線上のレベルを遅延反転させ且つ他方の電力線
上のレベル反転後に一方の電力線上のレベルを遅延反転
させて平衡パルス状の電力を形成するものである。
線上のレベルを検出して前記受信バッファ回路の初期出
力レベルを論理High又は論理Lowのいずれか一方
に統一的に設定するレベル設定手段を備える構成であっ
ても良い。
対してそれぞれ直流電力とその反転電力とを初期給電す
る。更にデータ処理部で生成した所定のパルス群デー
タ、例えば相手側装置の識別データ及び該相手側装置宛
の第一の伝送対象データを含むパルス群データに則っ
て、送電電力制御手段が一方の電力線上のレベル反転後
に他方の電力線上のレベルを遅延反転させ且つ他方の電
力線上のレベル反転後に一方の電力線上のレベルを遅延
反転させて平衡パルス状電力を形成する。そして所定時
間経過後に送電電力制御手段が平衡パルス状電力の給電
を一時的に停止して各電力線からの電力受電状態を形成
し、受電側装置からの給電(データ送出)を待つ。
した平衡パルス状電力を整流器で直流電力に変換し、蓄
電器に蓄電する。また、電力線上の平衡パルス状電力の
電力反転情報を受信バッファ回路で論理情報に変換して
受電側電力制御手段に導く。受電側電力制御手段は、自
装置の識別データ及び相手側装置宛の第二の伝送対象デ
ータを含むパルス群データを生成するとともに受信バッ
ファ回路から送られる論理情報から自装置の識別データ
と受電停止データとを検出したときに蓄電器から蓄電電
力を取り込んで各電力線に対する給電制御を行う。その
際、取り込んだ蓄電電力とその反転電力とをそれぞれ各
電力線に初期給電し、更に所定のパルス群データに則り
一方の電力線上のレベル反転後に他方の電力線上のレベ
ルを遅延反転させ且つ他方の電力線上のレベル反転後に
一方の電力線上のレベルを遅延反転させて平衡パルス状
電力を形成する。
る構成では、起動開始時の電力線上の電力レベルがどの
ような状態であっても、受信バッファ回路の初期出力レ
ベルが論理High又は論理Lowのいずれか一方に統
一的に設定され、設定された論理レベルの情報(信号)
が受信側電力制御手段に導かれる。これにより受電側装
置は、送受信データについてのレベル状態を意識する必
要が無くなる。
説明する。図1は、本発明の一実施例に係る二線式送受
電通信方式の構成図であり、一つの送電側装置(以下、
親局と称する)1と複数の受電側装置(以下、子局と称
する)とを二本の電力線(以下、バスと称する)3で接
続した例を示す。子局2はそれぞれ同一構成なので、一
つのみを例示してある。
する電源(図示省略)と、この直流電力Vccとバス3と
の導通を規制するスイッチ群11と、これらスイッチ群
11の開閉制御を行う電力制御回路12と、子局2の識
別データ及び該子局2宛の指示データ(第一の伝送対象
データ)を含むパルス群データを生成するとともに所要
のデータ処理を行うデータ処理部13と、バス3の電力
反転情報を論理情報に変換してこれをデータ処理部13
に導く受信バッファ回路14とを少なくとも備えて成
る。データ処理部13は、図示しない外部入出力端子を
介して外部機器類との情報転送をも行う。なお、スイッ
チ群11と電力制御回路12とで送電側電力制御手段を
構成している。
を直流電力(電圧)に変換するブリッジ整流器21と、
整流された電圧が予め定めた電圧値Vdd(<Vcc)以上
か否かを判定する電圧比較回路22と、整流された電圧
がVdd以上のときに蓄電する電解コンデンサ(蓄電器)
23と、外部電力入出力端子(図示省略)と、バス3上
の電力のレベル反転情報を論理1及び論理0の組み合わ
せからなる論理情報に変換する受信バッファ回路25
と、変換された論理情報からバス3上の電力レベルを判
定して初期論理レベルを論理1(論理0でも良い)に統
一的に設定する極性設定回路26と、自局の識別データ
及び親局1宛の返答データ(第二の伝送対象データ)を
含むパルス群データを生成するとともに所要のデータ処
理を行うデータ処理部24とを有している。
ファ回路25で変換された論理情報から自局の識別デー
タと受電停止データとを検出する公知のデータ比較処理
部(図示省略)と、上記各データの検出時に電解コンデ
ンサ23から電力を取り込んでバス3に対する給電制御
信号を生成する制御部(図示省略)をも有する。
設定回路26の出力信号とに基づいてバス3への実際の
給電制御を行う送信バッファ回路27とを有し、この送
信バッファ回路27とデータ処理部24とで受電側電力
制御手段を構成している。なお、受信バッファ回路1
4,25及び送信バッファ回路27は、構築するネット
ワークに応じて例えば公知のRS485インタフェース
回路やRS422インタフェース回路等を用いることが
できる。
ない外部入出力端子を介して外部機器、例えばランプに
導かれ、その点灯等に使用することができる。また、デ
ータ処理部24から出力される信号に基づいて上記ラン
プ点灯制御等を行うことができ、また、外部機器の監視
信号等をデータ処理部24に入力して親局1に送信する
こともできる。
理部13の処理手順を示すフローチャートであり、パワ
ーONリセット(ステップ(以下、S)21)を契機に
送電開始処理(S22)及び送信CPUの初期化を行い
(S23)、電力制御回路12にデータ送信を行う(S
24)。この送信データは、前述の子局識別データ及び
指示データを含むデータ群である。データ送信後は、バ
スをハイインピーダンスにして応答を待つ(S25)。
ハイインピーダンス制御は、具体的には、スイッチ群1
1を全開にして直流電力Vccの給電を断にすることによ
り行う。この状態のときに受信バッファ回路14から子
局2からのデータを受信し(S26)、受信終了後は、
再び送電を開始する(S27)。以後、この処理を繰り
返す。
る処理手順を示すフローチャートである。ここでは、親
局1からデータ送信の指示を受けた子局の例を示す。ま
ず、受電を開始し、パワーONリセットする(S3
1)。そしてCPUを初期化するとともに極性設定回路
26の出力に基づいて極性判定を行う(S32)。その
後親局1からの給電とそれに伴うデータの受信を行う
(S33)。受電停止を検出したときは(S34)電解
コンデンサ23に蓄えられた電力を取り込み、これに基
づいてデータ送信を行う(S35)。データ送信は、具
体的には蓄電電力の親局1への送電により行う。これに
ついては後述する。データ送信後は親局1からの受電を
再開し(S36)、以後、S33以降の処理を繰り返
す。
この図において、(a)は親局1から子局2への送電及
び指示データの送信の様子を示し、(b)は子局2から
親局1への返答データの送信の様子を示す。
パルス群データを、ヘッダ、通信相手を定める指定アド
レス、指示データ、デリミタの順に構成し、他方、子局
2側のパルス群データを、ヘッダ、自局アドレス、返答
データ、デリミタの順に構成し、これらパルス群データ
に則って直流電力のON/OFF制御を行う。これらパ
ルス群データのフォーマットは、各々のデータ処理部1
3,24に予め格納されてあり、必要に応じてコード化
するとともに相手局から受信したときにその解読を行う
デコード手段も備えてある。なお、図4(b)は子局
(#1)2から親局1に返答データを送信する例であ
り、他の子局#2〜#nは待機状態となっているが、こ
れは親局1からの指定アドレスが子局(#1)2を指示
したためである。
理を図5を参照して説明する。この図において、D,
E,F2,J,Kは図1の該当部位における電力レベル
又は論理レベルを示し、(a)は起動時のバスのレベル
が論理1(High)のときの動作タイミング例を示す
ものである。このときは、子局側のパワーONリセット
時にF2点及びJ点が既に論理1になっているので、極
性設定回路26は、これをそのままデータ処理部24に
送る。また極性に変更がないので、K点の論理レベルは
そのままとなっている。ここに極性とは、便宜上、論理
1と論理0のレベルの相違を意味するものとする。
理0(Low)のときの動作タイミング例であり、この
ときは、リセット直後の極性が逆極性であるから、極性
設定回路26は、以後のデータの極性を反転させてデー
タ処理部24に送る。このとき、極性に変更があるの
で、K点の論理レベルも同時に反転している。このよう
に極性設定回路26を設けることにより、子局2側では
データの極性を意識することなく双方向通信を行うこと
ができる。
信を行う場合の各部の動作とそのときのデータあるいは
電力波形の変化について、図6を参照して説明する。図
6において、A〜Iは、図1における該当部位のデータ
あるいは電力レベルを示す。
制御回路12に対して送信データを送る(A点)。電力
制御回路12は、スイッチ群11の開閉を制御してバス
3に平衡パルス状電力を給電する(B1・B2・C1・
C2点)。このとき、図示のように、一方のバス上のレ
ベル反転後に他方のバス上のレベルをtだけ遅延させて
反転させ、他方のバス上のレベル反転後に一方の電力線
上のレベルをtだけ 遅延させて反転させる。その結
果、送信データを表すD点及びE点での電力波形は、図
示のように平衡パルスとなり、しかも電力反転の際に時
間tの間隔ができるので、短絡防止が図られ高調波の発
生も抑制される。これによりノイズの発生が抑えられ
る。データ処理部13からの1サイクルのデータ送信が
終了すると電力制御回路12はスイッチ群11を一時的
に全開してハイインピーダンス状態を形成し、子局2か
らの給電(データ送出)を待つ。
1からのデリミタ(データ送信終了符号)を検出したと
き、あるいは電圧比較回路22でバス3の電力低下を検
出したときに、電解コンデンサ23に蓄電された波高値
Vddの蓄電電力を使用して返答データを含むパルス群
データに基づく電力波形を生成し、極性設定回路26を
経て送信バッファ回路27にこれを導く。同時に制御信
号を送信バッファ回路27に送出して当該送信バッファ
回路27をアクティブにし、バス3に対して図示のよう
な平衡パルス状電力を送電する。平衡パルス状電力の生
成過程は親局1の場合と略同様であるが、本実施例では
これをデータ処理部24内で行う。なお、データ処理部
24は、起動開始時のバス上の極性を把握しており、デ
ータ送信は、この極性に基づいて行う。
ァ回路14,25の出力(F1・F2点)、電圧比較回
路22の出力(G点)、送信バッファ回路27の入力
(H点)及びゲート入力(I点)の波形は、図6下段の
ようになる。
ス3のみで送受電及び親局1と子局2とのデータの相互
通信が可能になるので、配線作業が簡略化される。ま
た、親局1からのアドレスを指定することで通信相手と
なる子局2を特定できるので、子局2の数を容易に増や
すことができ、更に、平衡パルス状電力を通じて送電及
び通信を行うので、電力のロスが回避され、ノイズの発
生も抑制される。また、復調用の専用回路を設ける必要
が無いので、通信速度が従来に比べて格段に高速化され
る。従って、画期的に安価なネットワークを実現するこ
とができ、適用用途も広がる利点が生じる。
は上記実施例の構成に限定されず、その要旨を逸脱しな
い範囲の設計変更が可能であることはいうまでもない。
によれば、平衡パルス状電力を用いて送電とデータ通信
を行われるので、二線式のものであっても送電電力のロ
スや通信時のノイズ発生が抑制される効果がある。しか
もこの効果は簡易な装置構成で実現することができ、コ
スト的にも格段に有利となる。
れば、送電側装置あるいは受電側装置がどのような電力
状態で電力線に接続されても常に統一的なレベルで送受
電及び双方向通信が可能になるので、汎用性が高く、更
に全ての電力を使用する機器のリモートコントロールや
双方向ディジタル通信も可能になり、画期的に安価なネ
ットワークを構築することができる。
図。
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
親局から子局への送電及び指示データの送信、(b)は
子局から親局への返答データの送信の様子を示す。
例の説明図で、(a)は起動時のバスのレベルが論理1
(High)のときの動作タイミング例、(b)は起動
時のバスのレベルが論理0(Low)のときの動作タイ
ミング例を示す。
動作とそのときのデータあるいは電力波形の変化の説明
図。
Claims (5)
- 【請求項1】 二本の電力線を介して接続された装置間
で送受電及びそれに伴う相互通信を行う方法であって、 送電側装置が、各電力線に対してそれぞれ直流電力とそ
の反転電力とを初期給電し、更に所定のパルス群データ
に則り一方の電力線上のレベル反転後に他方の電力線上
のレベルを遅延反転させ且つ他方の電力線上のレベル反
転後に一方の電力線上のレベルを遅延反転させて平衡パ
ルス状電力を形成する段階と、所定時間経過後に前記平
衡パルス状電力の給電を一時的に停止して各電力線から
の電力受電状態を形成する段階とを有し、 受電側装置が、各電力線から受電した平衡パルス状電力
を直流電力に変換して蓄電する段階と、前記平衡パルス
状電力の給電停止を契機に前記蓄電された電力を使用し
て該蓄電電力とその反転電力とをそれぞれ各電力線に初
期給電し、更に所定のパルス群データに則り一方の電力
線上のレベル反転後に他方の電力線上のレベルを遅延反
転させ且つ他方の電力線上のレベル反転後に一方の電力
線上のレベルを遅延反転させて平衡パルス状電力に変換
する段階と、を有することを特徴とする二線式送受電通
信方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の二線式送受電通信方法に
おいて、前記送電側装置は、特定の受電側装置の識別デ
ータと該受電側装置宛の第一の伝送対象データとを含む
パルス群データを生成し、他方、前記受電側装置は、自
装置の識別データを検知したときに該識別データと前記
送電側装置宛の第二の伝送対象データとを含むパルス群
データを生成し、これらパルス群データに則ってそれぞ
れ前記平衡パルス状電力を形成することを特徴とする二
線式送受電通信方法。 - 【請求項3】 二本の電力線を介して接続される少なく
とも一つの相手側装置との間で送受電及びそれに伴う相
互通信を行う装置であって、所定レベルの直流電力を出
力する電源と、前記相手側装置の識別データ及び該相手
側装置宛の第一の伝送対象データを含むパルス群データ
を生成するとともに所要のデータ処理を行うデータ処理
部と、前記直流電力の前記電力線に対する導通制御を行
う送電電力制御手段と、前記電力線の電力反転情報を論
理情報に変換してこれを前記データ処理部に導く受信バ
ッファ回路とを備え、 前記送電電力制御手段は、 一方の電力線と他方の電力線とにそれぞれ前記直流電力
とその反転レベルの電力を初期給電し、更に前記データ
処理部で生成したパルス群データに則り一方の電力線上
のレベル反転後に他方の電力線上のレベルを遅延反転さ
せ且つ他方の電力線上のレベル反転後に一方の電力線上
のレベルを遅延反転させて平衡パルス状電力を形成する
とともに、所定時間経過後は、前記平衡パルス状電力の
給電を一時的に停止させる構成であることを特徴とする
二線式送受電通信装置。 - 【請求項4】 二本の電力線を介して接続される相手側
装置との間で送受電及びそれに伴う相互通信を行う装置
であって、前記電力線から受電した平衡パルス状電力を
直流電力に変換する整流器と、整流した直流電力を蓄電
する蓄電器と、前記平衡パルス状電力の電力反転情報を
論理情報に変換する受信バッファ回路と、相手側装置宛
の第二の伝送対象データを含むパルス群データを生成す
るとともに前記受信バッファ回路で変換された論理情報
から自装置の識別データと受電停止データとを検出した
ときに前記蓄電器から蓄電電力を取り込んで前記各電力
線に対する給電制御を行う受電側電力制御手段とを備
え、 該受電側電力制御手段は、 一方の電力線と他方の電力線とにそれぞれ前記蓄電電力
とその反転レベルの電力を初期給電し前記パルス群デー
タに則り一方の電力線上のレベル反転後に他方の電力線
上のレベルを遅延反転させ且つ他方の電力線上のレベル
反転後に一方の電力線上のレベルを遅延反転させて平衡
パルス状の電力を形成する構成であることを特徴とする
二線式送受電通信装置。 - 【請求項5】 請求項4記載の二線式送受電通信装置に
おいて、 更に、起動開始時の前記電力線上のレベルを検出して前
記受信バッファ回路の初期出力レベルを論理High又
は論理Lowのいずれか一方に統一的に設定するレベル
設定手段を備えたことを特徴とする二線式送受電通信装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6066330A JP2787976B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 二線式送受電通信方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6066330A JP2787976B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 二線式送受電通信方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07283765A true JPH07283765A (ja) | 1995-10-27 |
| JP2787976B2 JP2787976B2 (ja) | 1998-08-20 |
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ID=13312735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6066330A Expired - Lifetime JP2787976B2 (ja) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | 二線式送受電通信方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787976B2 (ja) |
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