JPH09247768A - 二線通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来からの回路及び機械装置を殆ど変更する
ことなく、リモートコントローラに対して常時電源を供
給することができるとともに、同時に信号の送受信がで
きる二線通信方式を提供する。 【解決手段】 本体側から従属子機に向けて所定波形の
電源供給波形２０を送信するとともに、この電源供給波
形２０に本体送信信号２１を重畳させて本体側から従属
子機に向けて合成通信波形２２を送信する。また、前記
電源供給波形２０に子機信号を重畳させて従属子機側か
ら本体に向けて合成通信波形を送信し、前記電源供給波
形２０、本体送信信号２１及び子機信号の送受信制御及
び処理を本体側と従属子機側とに設けられたＣＰＵによ
って行ない、各合成通信波形２２から本体送信信号２１
及び子機信号を読取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二線通信方式に関
するものであり、特に、パルス波形によって行なわれる
電源信号に本体信号または子機信号を重畳させて送受信
するとともに、送受信される信号の制御及び処理をする
ことができる二線通信方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インターホンや電気温水器等
の本体装置と本体装置を操作するためのリモートコント
ロール装置とが分割されて構成された機械装置の制御信
号及び電源を送受信するための手段として、二線通信方
式が採用されている。この二線通信方式は、子機として
のリモートコントロール装置に本体側から電源を供給す
るとともに有線通信をするもので、特に、子機側に電源
供給機能を持たないもの、例えば、室外に設置された給
湯機と、それを制御するために浴室内に設置されたリモ
ートコントロール装置との間等に多く使用されている。

【０００３】図４は従来からの二線通信を行なうための
回路構成を示す回路図、図５は従来の二線通信方式の接
続ケーブル上の通信波形を示す説明図である。図４に示
すように、回路全体の構成は、本体装置１とリモートコ
ントローラ２とに分割された機械装置が二線からなる無
極性の接続ケーブル３によって接続されている。

【０００４】本体装置１には、様々な入出力情報及び信
号を制御及び処理するための本体ＣＰＵ４が設けられて
おり、電源制御部４ａ、信号送信制御部４ｂ及び信号受
信制御部４ｃ等の各機能を有している。電源制御部４ａ
は、供給電源６として外部に接続された電源装置から一
点鎖線の如く電源が供給される場合に、抵抗及びダイオ
ード等からなるスイッチ機構部５を制御することによっ
て、リモートコントローラ２に向けての電源供給を制御
するものである。また、信号送信制御部４ｂは、本体装
置１からリモートコントローラ２に向けての信号を制御
及び処理するものであり、信号受信制御部４ｃは、リモ
ートコントローラ２から本体装置１に受信された信号を
制御及び処理するものである。

【０００５】リモートコントローラ２にも同様に、リモ
ートコントローラＣＰＵ９が設けられており、本体ＣＰ
Ｕ４と略同様に、本体装置１に向けての信号を制御及び
処理する信号送信制御部９ａと、本体装置１からリモー
トコントローラ２に受信された信号を制御及び処理する
信号受信制御部９ｂとを備えている。また、本体装置１
から送られた供給電源６は、ダイオードが所定順序で組
合わされたブリッジ回路８を経由して、リモートコント
ローラ２の電光表示やＣＰＵ等に電源を供給するための
リモートコントローラ電源１０に供給されるようになっ
ている。本体装置１とリモートコントローラ２を接続す
る接続ケーブル３の各装置内部には、コンデンサとコイ
ルからなる雑音を除去するためのノイズフィルタ７が設
けられている。

【０００６】このような一般的な構造の二線通信回路を
使用して送受信される電源及び信号の波形は、図５に示
すように、本体側からリモートコントローラに向けてＡ
のように所定時間の電源信号が発信されており、所定の
タイミングで本体側からリモートコントローラに向けて
要求信号がＢの波形で送信される。その後、所定時間の
電源供給間隔を経てＣの波形でリモートコントローラか
ら本体に向けて信号が送られ、その信号を本体が認識及
び処理するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
な、二線通信での信号の送信は、電源と同一線上で送受
信できるものの、同時には行なえなかった。つまり、実
際に信号が送受信されている所定時間中は、本体側から
の電源の供給は停止されており、そのような間リモート
コントローラは、リモートコントローラに設けられてい
るコンデンサ等に蓄電された電荷を電源として使用して
いた。最近では、多数の発光ダイオードや蛍光表示管等
が設けられたリモートコントローラが多く存在し、電力
を多く消費するために、比較的大きな容量の蓄電用のコ
ンデンサ等が必要となってきた。

【０００８】特に、最近では、より複雑な制御情報を処
理するために、比較的長い信号を１単位として送受信す
ることが要求されているが、その間リモートコントロー
ラに電源を供給することができなかった。

【０００９】また、直流電流の上に交流波形を重畳させ
て送受信を行うパワーラインキャリアと称される方式の
ものが存在するが、高周波を重畳させるために装置全体
が極めて複雑になるとともに、高価な装置となってい
た。

【００１０】そこで、本発明は、従来からの回路及び機
械装置を殆ど変更することなく、リモートコントローラ
に対して常時電源を供給することができるとともに、同
時に信号の送受信ができる二線通信方式の提供を課題と
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
二線通信方式は、本体側から従属子機に向けて電源信号
を送信する電源供給手段と、前記電源信号に本体信号を
重畳させて本体側から従属子機に向けて合成信号を送信
する本体信号伝達手段と、前記電源信号に子機信号を重
畳させて従属子機側から本体に向けて合成信号を送信す
る子機信号伝達手段と、前記電源信号、本体信号、子機
信号及び合成信号の送受信制御及び処理をする制御手段
とを備えたものである。

【００１２】したがって、請求項１の発明の二線通信方
式によれば、本体側から従属子機に対して常に安定した
状態で電源を供給することができるとともに、同時に本
体側と従属子機との間で信号の送受信をすることができ
る。また、従来からの二線通信回路構成を殆ど変更する
ことなく実現できる。

【００１３】請求項２の発明にかかる二線通信方式は、
請求項１の電源供給手段が、オンまたはオフ情報が１ビ
ット単位で交互に連続する波形の電源信号を送信するも
のである。

【００１４】したがって、請求項２の発明の二線通信方
式によれば、本体側から従属子機に対して常に安定した
状態で電源を供給することができるとともに、同期を取
るためのスタート認識信号を極めて短い情報で表現する
ことができる。

【００１５】請求項３の発明にかかる二線通信方式は、
請求項１または請求項２のいずれかの処理手段が、２ビ
ット単位の読込タイミングによって合成信号または子機
信号を処理するものである。

【００１６】したがって、請求項３の発明の二線通信方
式によれば、極めて容易に合成信号の形成及び解読をす
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明をする。図１は本発明の一実施形態である二線通信
方式によって本体からリモートコントローラに向けて送
信される電源供給波形及び通信波形を示す説明図、図２
は本発明の第一実施形態である二線通信方式によって本
体からの電源供給波形及びリモートコントローラから本
体に向けて送信される通信波形を示す説明図である。

【００１８】なお、本実施形態の二線通信方式を実現す
るための回路構成は、上記従来の構造で説明した二線通
信回路の回路構成と略同様のものでよい。つまり、従来
からの二線通信回路をそのまま利用しても実現できるも
のである。そこで、本実施形態での回路構成は、図４に
示した従来からの回路構成によって行なわれるものとし
て説明する。

【００１９】まず、本体装置からリモートコントローラ
に向けては、図１の（ａ）に示すように、所定幅の長さ
でオンまたはオフを連続して繰返す方形波状の電源供給
波形２０が、常時送信されている。つまり、図４に示す
回路の本体ＣＰＵ４の電源制御部４ａによって、電源の
オン及びオフのスイッチ操作が１ビット単位で繰返し行
なわれるようになっている。この波形での１つの波形単
位は１ビットとされており、上端は１２Ｖ電源のオン状
態を示し、下端はオフ状態を示している。

【００２０】図１の（ａ）のような波形で電源を送信し
ている回線上に、図１の（ｂ）に示すような２ビットを
１単位とした本体送信信号２１を重畳させて送信する。
この信号は、本体装置からリモートコントローラに向け
ての実際の制御情報を伝達するものである。

【００２１】こうして、電源供給波形２０に本体からリ
モートコントローラに向けての本体送信信号２１を重畳
させた場合、合成通信波形２２は、図１の（ｃ）に示す
ような形状になる。本実施形態での合成通信波形２２
は、電源供給波形２０と本体送信信号２１の論理和（Ｏ
Ｒ）を取ることによって合成されたものであり、電源供
給波形２０または本体送信信号２１の波形のうちどちら
か片方または双方ともがＨｉｇｈの場合、Ｈｉｇｈとな
るように合成されたものである。つまり、合成通信波形
２２中に電源供給波形２０が組込まれている。

【００２２】電源供給波形２０と本体送信信号２１とを
重畳して形成される合成通信波形２２は、全て本体ＣＰ
Ｕ４によって制御される。

【００２３】リモートコントローラ側では、送信されて
きた合成通信波形２２をリモートコントローラＣＰＵ９
の信号受信制御部９ｂによって受信し、図１の（ｄ）に
示すようなタイミングで読込む。リモートコントローラ
読込タイミング２３は、２ビット単位で連続して行なわ
れる。つまり、電源供給波形２０を基準として説明する
と、２ビット毎に表れるオフの状態、即ち、下端の略中
心部分と同様のタイミングで信号の読取りを行なう。

【００２４】このようなタイミングで読込まれた信号
は、図１の（ｅ）に示すような２ビット単位のリモート
コントローラ受信信号２４として認識することができ
る。つまり、本体装置から送信された合成通信波形２２
は、リモートコントローラ側の読込タイミングによっ
て、本体送信信号２１と同様の形状に復元することがで
きる。

【００２５】次に、リモートコントローラから本体装置
に向けての信号について説明する。この場合にも、図２
の（ａ）に示すように、１ビットの長さでオンまたはオ
フを連続して繰返す電源供給波形２０が本体装置からリ
モートコントローラに向けて常時送信されている。これ
は、上記本体からリモートコントローラに向けての電源
と同様のものである。図１の（ａ）と同様に、この波形
での１つの波形単位は１ビットとされており、上端は１
２Ｖ電源のオン状態を示し、下端はオフ状態を示してい
る。

【００２６】この電源供給波形２０が送信されている回
線上に、図２の（ｂ）に示すような２ビットを１単位と
したリモートコントローラ送信信号２１を重畳させて送
信する。この信号は、本体送信信号２１とは逆に、リモ
ートコントローラから本体装置に向けて制御情報を伝達
するための信号であって、本体送信信号２１と同様に、
この波形での１つの波形単位は２ビットとされており、
上端は信号のＨｉｇｈを示し、下端は信号のＬｏｗを示
している。

【００２７】電源供給波形２０にリモートコントローラ
から本体装置に向けてのリモートコントローラ送信信号
２５を重畳させた場合、合成通信波形２６は、図２の
（ｃ）に示すような形状になる。本実施形態での合成通
信波形２６は、上記本体装置からリモートコントローラ
への合成通信波形と同様に、電源供給波形２０とリモー
トコントローラ送信信号２５の論理和を取ることによっ
て合成されたものである。つまり、合成通信波形２６中
に電源供給波形２０が組込まれている。なお、この合成
通信波形２６は、電源供給されながら信号を送信するも
のであるから、リモートコントローラ２側の制限抵抗Ｒ
８により電源供給時は電圧が落ちず、電源が供給されな
いときは本体装置１側の抵抗Ｒ７でプルアップされてい
るので、下端のＬｏｗ時も完全に０にはならない。

【００２８】電源供給波形２０とリモートコントローラ
送信信号２５とを重畳して形成される合成通信波形２６
は、全てリモートコントローラＣＰＵ９によって制御さ
れる。

【００２９】本体装置側では、送信されてきた合成通信
波形２６を本体ＣＰＵ４の信号受信制御部４ｃで受信
し、図２の（ｄ）に示すようなタイミングで読込む。本
体読込タイミング２７は、上記リモートコントローラ読
込タイミング２３と同様に、２ビット単位で連続して行
なわれる。

【００３０】このようなタイミングで読込まれた信号
は、図２の（ｅ）に示すような２ビット単位の本体受信
信号２８として認識することができる。つまり、リモー
トコントローラから送信された合成通信波形２６は、本
体側の読込タイミングによって、リモートコントローラ
送信信号２５と同様の形状に復元することができる。

【００３１】続いて、本実施形態の二線通信方式によっ
て送受信される各種信号の発信や読込等の同期を取る場
合について説明する。図３は本発明の第一実施形態であ
る二線通信方式のスタート認識信号を意味する電源供給
波形を示す説明図である。

【００３２】本実施形態の二線通信方式では、上記説明
のような電源供給及び各種信号の送受信をすることがで
きるが、本体装置からリモートコントローラに向けて信
号を伝達した場合の本体側の発信タイミング及びリモー
トコントローラ側の読込タイミング、または、リモート
コントローラ側から本体装置に向けて信号を伝達した場
合のリモートコントローラ側の発信タイミング及び本体
側の読込タイミングの同期をとる必要がある。

【００３３】このような場合、図３に示すように、１ビ
ット単位でオンまたはオフを連続して繰返された形状の
電源供給波形２０の一部を、３ビット連続してオフとな
るように本体ＣＰＵによって制御して送信する。つま
り、１つのオン信号を削除し、Ｘで示す範囲をスタート
認識信号３０として送信する。

【００３４】通常、二線通信によって様々な信号を送受
信する場合、まず、本体側からリモートコントローラに
向けてスタート認識信号３０を送信することから開始さ
れる。そのため、本実施形態においても、本体側からリ
モートコントローラに向けて常時送信されている電源供
給波形２０の一部に変化を持たせることによって、スタ
ート認識信号３０として認識することができる。

【００３５】本実施形態では、３ビット連続してオフの
状態になった電源供給波形２０が送信された場合、リモ
ートコントローラＣＰＵ９は、このスタート認識信号３
０を認識し、読込タイミングやリモートコントローラか
ら本体装置に向けての発信タイミングを同期させる。

【００３６】また、信号送受信の終了を示すストップ認
識信号は、伝達する情報を表現するために必要なビット
数の最大数分のビットをオンまたはオフにすることによ
って認識することができる。つまり、例えば信号として
取扱う信号単位が最大３０ビットとすると、３０ビット
のオフが連続したら、ストップ認識信号としてＣＰＵが
認識するようにすればよい。

【００３７】このように、本実施形態の二線通信方式
は、本体装置１からリモートコントローラ２に向けて電
源供給波形２０を送信する本体ＣＰＵ４の電源制御部４
ａ及びスイッチ機構部５からなる電源供給手段と、前記
電源供給波形２０に本体送信信号２１を重畳させて本体
装置１からリモートコントローラ２に向けて合成通信波
形２２を送信する本体ＣＰＵ４の信号送信制御部４ｂか
らなる本体信号伝達手段と、前記電源供給波形２０にリ
モートコントローラ送信信号２５を重畳させてリモート
コントローラ２から本体装置１に向けて合成通信波形２
６を送信するリモートコントローラＣＰＵ９の信号送信
制御部９ａからなる子機信号伝達手段と、前記電源供給
波形２０、本体送信信号２１、リモートコントローラ送
信信号２５、合成通信波形２２，２６の送受信制御及び
処理をする本体ＣＰＵ４及びリモートコントローラＣＰ
Ｕ９からなる制御手段とを備えている。

【００３８】したがって、本実施形態の二線通信方式
は、本体装置１からリモートコントローラ２に対して常
に安定した状態で電源を供給することができるととも
に、同時に本体送信信号２１及びリモートコントローラ
送信信号２５を合成通信波形２２，２６を介して送受信
することができるため、リモートコントローラ側に大き
な蓄電容量のコンデンサ等が不要となり、電力を多く消
費するリモートコントローラであっても対応することが
できる。また、従来からの二線通信回路構成を殆ど変更
することなく実現することができるため、極めて実用的
であるとともに、安価に提供することができる。特に、
壁面等に埋込まれる等、取替えにくい場所に存在する二
線通信装置であっても、ＣＰＵの変更若しくはＣＰＵ内
のプログラムを変更するだけで対応することができる。
また、２ビット単位で信号の送信及び読込を行なうた
め、極めて容易に合成通信波形２２，２６の形成及び解
読をすることができることから、情報伝達精度をよくす
ることができる。さらに、同期を取るためのスタート認
識信号を、極めて短い情報で表現することができるた
め、極めて効率よく、比較的処理速度の速い二線通信が
可能になる。

【００３９】なお、上記説明では、合成通信波形を形成
するために、論理和を取る方式としたが、合成通信波形
が形成でき、その合成通信波形が送信信号として解読す
ることができるものであれば、どのような方式で合成通
信波形を形成及び解読してもよい。しかし、本実施形態
での論理和による方法が、最も単純で解読の精度も比較
的高いものであるため好ましい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の二線通
信方式は、本体側から従属子機に対して常に安定した状
態で電源を供給することができるとともに、同時に本体
側と従属子機との間で信号の送受信をすることができる
ので、従属子機側に大きな蓄電容量のコンデンサ等が不
要となるうえに、電気を多く消費する従属子機であって
も対応することができる。また、従来からの二線通信回
路構成を殆ど変更することなく実現できるので、極めて
実用的であるとともに、安価に提供できる。

【００４１】請求項２の発明の二線通信方式は、本体側
から従属子機に対して常に安定した状態で電源を供給す
ることができるとともに、同期を取るためのスタート認
識信号を極めて短い情報で表現することができるので、
極めて効率よく、比較的処理速度の速い二線通信ができ
る。

【００４２】請求項３の発明の二線通信方式は、極めて
容易に合成波形の形成及び解読をすることができるの
で、情報伝達精度をよくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である二線通信方式によっ
て本体からリモートコントローラに向けて送信される電
源供給波形及び通信波形を示す説明図である。

【図２】本発明の第一実施形態である二線通信方式によ
って本体からの電源供給波形及びリモートコントローラ
から本体に向けて送信される通信波形を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の第一実施形態である二線通信方式のス
タート認識信号を意味する電源供給波形を示す説明図で
ある。

【図４】従来からの二線通信を行なうための回路構成を
示す回路図である。

【図５】従来の二線通信方式の接続ケーブル上の通信波
形を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 本体装置 ２ リモートコントローラ ３ 接続ケーブル ４ 本体ＣＰＵ ４ａ 電源制御部 ４ｂ 信号送信制御部 ４ｃ 信号受信制御部 ５ スイッチ機構部 ６ 供給電源 ７ ノイズフィルタ ８ ブリッジ回路 ９ リモートコントローラＣＰＵ ９ａ 信号送信制御部 ９ｂ 信号受信制御部 １０ リモートコントローラ電源 ２０ 電源供給波形 ２１ 本体送信信号 ２２ 合成通信波形 ２３ リモートコントローラ読込タイミング ２４ リモートコントローラ受取信号 ２５ リモートコントローラ送信信号 ２６ 合成通信波形 ２７ 本体読込タイミング ２８ 本体受取信号 ３０ スタート認識信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体側から従属子機に向けて電源信号を
   送信する電源供給手段と、 前記電源信号に本体信号を重畳させて本体側から従属子
   機に向けて合成信号を送信する本体信号伝達手段と、 前記電源信号に子機信号を重畳させて従属子機側から本
   体に向けて合成信号を送信する子機信号伝達手段と、 前記電源信号、本体信号、子機信号及び合成信号の送受
   信制御及び処理をする制御手段とを具備することを特徴
   とする二線通信方式。
2. 【請求項２】 前記電源供給手段は、オンまたはオフ情
   報が１ビット単位で交互に連続する波形の電源信号を送
   信することを特徴とする請求項１に記載の二線通信方
   式。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、２ビット単位の読込タ
   イミングによって合成信号を処理することを特徴とする
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の二線通信方
   式。