具体实施方式
(实施方式1)
如图1所示,本实施方式的通信系统具备连接在双线式的通信线W上的电源装置3以及连接在通信线W上并相互直接通信的多台通信终端T1。通信系统还在电源装置3与通信线W之间具备电流电压转换部4,该电流电压转换部4用于将通信线W上的电流变化转换为通信线W上的电压变化。电源装置3在通信线W的两条线之间施加电压(直流电压)。
在本实施方式中,设多台通信终端T1中的一部分通信终端T1上连接有被监视设备(未图示),该被监视设备输出在通信终端T1、T1之间传输的监视信息。并且,在另一通信终端T1上连接有从通信终端T1获取监视信息的监视装置(未图示)。
即,经由通信线W进行通信(数据传输)的是通信终端T1,生成要传输的数据(监视信息)的是被监视设备,对接收到的数据进行处理的是监视装置。在此,通信终端T1作为通过将来自各自所连接的被监视设备或者监视装置的数据进行转换并送出到通信线W上来进行通信的适配器(adapter)而发挥功能。被监视设备、监视装置通过定期地进行通信来与通信终端T1之间进行数据的发送和接收。此外,作为被监视设备的一例,考虑测量照明器具的耗电的电力测量器,作为监视装置的一例,存在显示由电力测量器测量出的耗电的查表装置。
电流电压转换部4包括插入在电源装置3的输出端与通信线W之间的电阻元件。在此,电阻元件只要插入到双线式的通信线W中的至少一条线上即可,但是在本实施方式中两条线上都插入电阻元件,并且两个电阻元件的电阻值相同。根据该结构,电流电压转换部4通过电阻元件中的压降将通信线W上的电流变化转换为通信线W上的电压变化。
此外,电流电压转换部4并不限于插入在电源装置3的输出端与通信线W之间的电阻元件。即,也能够代替电阻元件而采用阻抗元件来作为电流电压转换部4。在这种情况下,电流电压转换部4通过阻抗元件中的压降将通信线W上的电流变化转换为通信线W上的电压变化。
另外,在本实施方式中,双线式的通信线W的两条线上都插入的电阻元件具有相同的电阻值。然而,双线式的通信线W的两条线上都插入具有相同的电阻值的电阻元件并非是必须的。两条线上都插入电阻元件是为了确保线路的平衡度。即,只要在双线式的通信线W的两条线中的至少一条线上插入电阻元件或阻抗元件即可。另外,更为优选的是在双线式的通信线W的两条线这双方插入电阻元件或阻抗元件。而且,双线式的通信线W的两条线上插入的电阻元件的电阻值也可以互不相同。同样地,双线式的通信线W的两条线上插入的阻抗元件的阻抗值也可以互不相同。而且,更为优选的是双线式的通信线W的两条线上插入的电阻元件的电阻值相同。同样地,更为优选的是双线式的通信线W的两条线上插入的阻抗元件的阻抗值相同。
但是,实际上,通信线W自身的特性阻抗也作为将通信线W上的电流变化转换为通信线W上的电压变化的电流电压转换部的电阻成分(或阻抗成分)而起大的作用。并且,不仅是通信线W的特性阻抗,电源装置3的输出阻抗等的存在于发送侧的通信终端T1与电源装置3之间的电阻成分(或阻抗成分)都能够用作电流电压转换部。因此,无需新设置电阻元件,能够将通信线W的特性阻抗、电源装置3的输出阻抗等的电阻成分(或阻抗成分)用作电流电压转换部。
而且,如上所述那样能够采用阻抗元件来代替电阻元件。因而,无需新设置阻抗元件,能够将通信线W的特性阻抗、电源装置3的输出阻抗等的阻抗成分也用作电流电压转换部。
如图1所示,通信终端T1具有与其它通信终端T1之间进行信号的发送接收的发送接收部10、生成要从发送接收部10发送的通信信号的信号生成部11以及进行各部的控制处理的处理部12。此外,在图1中仅示出了一台通信终端T1的结构,设其它通信终端T1也全部采用相同的结构。
信号生成部11基于从被监视设备收到的要发送的信息来生成通信信号,处理部12将基于通信信号得到的信息输出到监视装置。即,通信终端T1将从被监视设备获取到的数据(监视信息)从发送接收部10发送到其它通信终端T1,将通过发送接收部10从其它通信终端T1获取到的数据输出到监视装置。
发送接收部10具备:将通信信号送出到通信线W上的第一发送部Tx1和第二发送部Tx2;从其它通信终端T1接收通信信号的第一接收部Rx1和第二接收部Rx2;以及切换通信方式的通信方式切换部13。即,发送接收部10具备发送部和接收部各两个,由通信方式切换部13切换使用哪一个发送部和接收部来进行通信。
第一发送部Tx1连接在通信线W上,构成为通过改变从通信线W流入的电流来将由电流信号构成的一次信号Si送出到通信线W上。第一接收部Rx1构成为接收通过电流电压转换部4将从第一发送部Tx1送出的一次信号Si转换为电压信号后得到的二次信号Sv。即,当通信终端T1将由电流信号构成的一次信号Si送出到通信线W上时,设置于该通信终端T1与电源装置3之间的电流电压转换部4将一次信号Si转换为由电压信号构成的二次信号Sv。因此,第一接收部Rx1能够将从第一发送部Tx1发送的通信信号作为电压信号来进行接收。
另一方面,第二发送部Tx2构成为将通信信号作为电压信号送出到通信线W。第二接收部Rx2构成为接收从第二发送部Tx2发送的电压信号。
通信方式切换部13按照后述的通信切换规则对电流发送方式和电压发送方式这两个发送方式进行切换,在该电流发送方式中,在第一发送部Tx1-第一接收部Rx1之间通过电流信号进行通信,在该电压发送方式中,在第二发送部Tx2-第二接收部Rx2之间通过电压信号进行通信。总之,通信方式切换部13择一性地选择将第一发送部Tx1-第一接收部Rx 1的组合连接在通信线W上的状态和将第二发送部Tx2-第二接收部Rx2的组合连接在通信线W上的状态。
由此,通信终端T1在第一发送部Tx1-第一接收部Rx1的组合被连接在通信线W上的状态下以电流发送方式进行通信,在第二发送部Tx2-第二接收部Rx2的组合被连接在通信线W上的状态下以电压发送方式进行通信。此外,第一接收部Rx1和第二接收部Rx2都接收通信线W上的电压信号,因此也能够将一个接收部兼用作第一接收部Rx1和第二接收部Rx2。在这种情况下,接收部不依赖于通信方式切换部13而始终连接在通信线W上。
在上述结构的通信系统中,能够在电流发送方式和电压发送方式之间切换通信终端T1的通信方式,因此能够通过根据状况分别使用这些通信方式来发挥各自的长处。
即,在电流发送方式中,发送信号侧的通信终端T1通过由电流信号构成的一次信号Si将信号送出到通信线W上,接收信号侧的通信终端T1接收通过电流电压转换部4将一次信号Si转换为电压信号后得到的二次信号Sv。即,通信终端T1并不是直接叠加电压信号,而是利用由于从电源装置3流入电流而产生的压降来产生电压信号,因此具有不容易受到终端的输入阻抗的影响的优点。
而且,在电流发送方式中,在通过提高电流电压转换部4的阻抗来提高了从通信线W看时的电源装置3的输入阻抗的情况下当然能够进行通信终端T1、T1之间的通信,即使在降低了电源装置3的输入阻抗的情况下,通信终端T1、T1之间也能够进行通信。通过这样降低电源装置3的输入阻抗,能够构成不容易产生噪声的结构。即,通过使用电流信号作为从通信终端T1送出的一次信号Si,即使通信线W的线间阻抗为低阻抗也能够送出一次信号Si。
另一方面,电压发送方式与电流发送方式不同,无需从电源装置3向通信线W施加电压,因此具有以下的优点:即使在由于电源装置3的故障或维护而停止从电源装置3向通信线W供电,也能够继续通信。
并且,与电流发送方式相比,在电压发送方式中,在信号发送时流经通信线W的电流小。另外,在电流发送方式中当频率变高时信号的追踪性变差,从而有可能无法对通信信号确保充分的振幅,与此相对,在电压发送方式中还具有即使频率变高也能够对通信信号确保充分的振幅的优点。
通信终端T1还具有:线供电部14,其经由通信线W从电源装置3接受电力供给;本地供电部15,其不经由通信线W而从商用电源接受电力供给;以及供电方式切换部16,其对利用哪一个供电部来确保自己的动作电力进行切换。即,线供电部14利用通过使通信线W上的电力稳定而得到的电力来确保通信终端T1的电源,本地供电部15利用通过对商用电源进行整流并使其稳定而得到的电力来确保通信终端T1的电源。
供电方式切换部16按照后述的供电切换规则切换以线供电部14为通信终端T1的电源的线供电方式和以本地供电部15为通信终端T1的电源的本地供电方式这两个供电方式。总之,供电方式切换部16择一性地选择将线供电部14连接在通信终端T1的各电路上的状态和将本地供电部15连接在通信终端T1的各电路上的状态。
在线供电方式中,在电源装置3中具有UPS(无停电电源装置)等的备用功能的情况下,在停电时也能够确保通信终端T1的电源。另一方面,在本地供电方式中,在由于电源装置3的故障或维护而停止从电源装置3供给电力的情况下,也能够确保通信终端T1的电源。
在本实施方式中,供电方式切换部16使用制定为在以电流发送方式进行通信时设为线供电而在以电压发送方式进行通信时设为本地供电的供电切换规则,根据通信方式来自动切换供电方式。通过这样根据通信方式切换供电方式,具有以下的优点。
即,在以电流发送方式进行动作的过程中,通信终端T1为了进行通信而需要从通信线W引入电流,因此必须从电源装置3向通信线W施加电压。因而,通信终端T1在能够以电流发送方式进行通信的情况下必然能够以线供电方式进行动作,因此在以电流发送方式进行动作的过程中优选设为线供电方式。此外,在以电流发送方式进行动作的过程中也能够以本地供电方式来提供通信终端T1的各电路的动作电源,但是在这种情况下,在停电时等如果无法确保通信终端T1的电源则无法进行通信。
另一方面,为了使通信终端T1以电压发送方式进行通信,首先需要提高通信线W的阻抗。因此,为了向通信终端T1供给电力而将低阻抗的电源装置3连接在通信线W上则并不理想,在以电压发送方式进行动作的过程中优选设为本地供电方式。
另外,通信方式切换部13切换通信方式时所使用的通信切换规则在本实施方式中是如下制定的。其中,考虑到通信切换规则会根据通信系统的拓扑、用途等发生各种变化(variation),因此下面例示第一至第三这三种通信切换规则。
首先,说明第一通信切换规则。在应用第一通信切换规则的情况下,通信终端T1如图2所示那样还具有状态监视部17,该状态监视部17连接在通信线W上,监视通信线W的状态。状态监视部17至少具有监视从电源装置3向通信线W的供电状态的供电监视部的功能。状态监视部17的输出被输入到处理部12,由处理部12来决定设为哪一个通信方式。另一方面,电源装置3具有停止单元(未图示),当输出低于规定值时,该停止单元切断与通信线W的电连接,由此停止向通信线W施加电压。
第一通信切换规则制定成如下方式,处理部12按照该通信切换规则来控制通信方式切换部13:在停止了从电源装置3向通信线W的供电的情况下,将通信方式从电流发送方式切换为电压发送方式。因而,在以电流发送方式进行动作的过程中,当由于停电或电源装置3的故障等导致电源装置3的输出低于规定值而停止从电源装置3向通信线W供电时,通信方式切换部13将通信方式切换为电压发送方式。
使用图3的流程图来说明应用第一通信切换规则时的通信终端T 1的动作。
在通信终端T 1以线供电方式、电流发送方式进行动作的过程中(S1),当电源装置3的输出降低时(S2),电源装置3从通信线W断开(S3),停止从电源装置3向通信线W施加直流电压。此时,在通信终端T1中,由于状态监视部17所监视的通信线W上的电压低于规定值(S4、S5),通过供电方式切换部16、通信方式切换部13分别切换为本地供电方式、电压发送方式(S6、S7)。
之后,通信终端T1通过状态监视部17继续监视通信线W上的供电状态(S8),如果从电源装置3进行的供电复原(S9:“是”),则恢复为以线供电方式、电流发送方式进行的动作(S10)。
通过应用以上说明的第一通信切换规则,通信终端T1基本上以电流发送方式进行动作,但是在由于停电或其它原因导致电源装置3的输出降低的情况下能够切换为电压发送方式来继续通信。
接着,说明第二通信切换规则。在应用第二通信切换规则的情况下,状态监视部17至少具有监视通信线W上的电压信号的信号水平(振幅)的信号监视部的功能。第二通信切换规则制定成如下方式:在以电压发送方式进行动作的过程中由于通信线W上的电压信号的信号水平低于规定值而判断为无法进行通信的情况下,将通信方式切换为电流发送方式。处理部12按照该通信切换规则来控制通信方式切换部13。因而,在以电压发送方式进行动作的过程中,如果由于对通信线W连接低阻抗的终端等而通信线W的阻抗降低从而电压信号的信号水平低于规定值,则通信方式切换部13将通信方式切换为电流发送方式。
使用图4的流程图来说明应用第二通信切换规则时的通信终端T 1的动作。
在通信终端T1以本地供电方式、电压发送方式进行动作的过程中(S11),当通信线W的阻抗降低时(S12),通信线W上的电压信号的信号水平降低。此时,在通信终端T1中,由于状态监视部17所监视的通信线W上的信号水平低于规定值(S13、S14),通过供电方式切换部16、通信方式切换部13分别切换为线供电方式、电流发送方式(S15、S16)。
之后,通信终端T1从第二发送部Tx1定期地送出电压信号(S17),同时通过状态监视部17继续监视通信线W上的电压信号的信号水平(S18)。如果信号水平恢复为规定值以上(S19:“是”),则通信终端T1恢复为以本地供电方式、电压发送方式进行的动作(S20)。此外,与信号水平进行比较的规定值无需在从电压发送方式切换为电流发送方式时(S14)和从电流发送方式切换为电压发送方式时(S19)为相同值,期望前者(S14)被设定得较低。
通过应用以上说明的第二通信切换规则,通信终端T1基本上以电压发送方式进行动作,但当由于追加低阻抗的终端等导致以电压发送方式进行的通信变得不稳定时能够切换为电流发送方式来继续进行稳定的通信。
接着,说明第三通信切换规则。在应用第三通信切换规则的情况下,通信终端T1如图5所示那样具有容量评价部18来代替上述状态监视部17,该容量评价部18将电源装置3的电流容量与通信线W上的电流值进行比较来求出富余值。容量评价部18中预先设定有电源装置3的电流容量。既可以从设置于通信终端T1的用于设定输入电流容量的输入单元通过手动输入来进行电流容量的设定,也可以通过将表示电流容量的信号从电源装置3发送到通信终端T1来进行电流容量的设定。容量评价部18基于第一接收部Rx1、第二接收部Rx2中的接收结果来获取通信线W上的电流值,通过从电源装置3的电流容量减去该电流值来求出富余值。
第三通信切换规则制定成如下方式:在以电流发送方式进行动作的过程中由容量评价部18求出的富余值低于规定值的情况下,将通信方式切换为电压发送方式。处理部12按照该通信切换规则来控制通信方式切换部13。因而,在以电流发送方式进行动作的过程中,当由于同时进行发送的通信终端T1的台数增加等而通信线W上的电流值上升从而由容量评价部18求出的富余值低于规定值时,通信方式切换部13将通信方式切换为电压发送方式。
使用图6的流程图来说明采用第三通信切换规则时的通信终端T1的动作。
在通信终端T1以线供电方式、电流发送方式进行动作的过程中(S21),电源装置3的电流容量被设定(S22),容量评价部18将电源装置3的电流容量与通信线W上的电流值进行比较来求出富余值(S23)。在通信终端T1中,由于富余值低于规定值(S24:“是”),通过供电方式切换部16、通信方式切换部13分别切换为本地供电方式、电压发送方式(S25、S26)。
之后,通信终端T1通过容量评价部18继续监视富余值(S27)。如果富余值恢复为规定值以上(S28:“是”),则通信终端T1恢复为以线供电方式、电流发送方式进行的动作(S29)。此外,与富余值进行比较的规定值无需在从电流发送方式切换为电压发送方式时(S24)和从电压发送方式切换为电流发送方式时(S28)为相同值,期望前者(S24)被设定得较低。
通过应用以上说明的第三通信切换规则,通信终端T1基本上以电流发送方式进行动作,但当通信终端T1的台数增加而电源装置3的电流容量变得没有富余从而通信变得不稳定时能够切换为电压发送方式来继续进行稳定的通信。
另外,通信终端T1既可以将上述的第一~第三通信切换规则单独地应用,但是也可以将这些通信切换规则适当地组合来使用。作为一例,考虑在从电流发送方式切换为电压发送方式时使用第一通信切换规则、在从电压发送方式切换为电流发送方式时使用第二通信切换规则这样的组合。
此外,在本实施方式中,示出了以下的例子:通信终端T 1具备线供电部14和本地供电部15,供电方式切换部16能够根据通信方式来切换供电方式,但是并不限于该例子。例如,也可考虑将供电方式切换部16构成为根据从电源装置3向线供电部14的供电状态、从商用电源向本地供电部15的供电状态来切换为适当的供电方式的结构。
另外,供电方式切换部16也可以是以下的结构:具有切换开关,与通信方式无关地根据切换开关的操作来切换供电方式。并且,通信终端T1也可以构成为仅具备线供电部14和本地供电部15中的一个,从而固定地采用某一种供电方式。
如以上所叙述的那样,通信系统具备双线式的通信线、多个通信终端以及电源装置。多个通信终端连接在双线式的通信线上。电源装置构成为在通信线的两条线之间施加电压。换言之,电源装置构成为在通信线的两条线之间进行供电,由此在通信线的两条线之间施加电压。通信系统具备电流电压转换部。电流电压转换部构成为通过电阻成分(阻抗成分)中的压降将通信线上的电流变化转换为通信线上的电压变化。通信终端具有信号生成部、第一发送部、第二发送部、接收部以及通信方式切换部。信号生成部基于要发送的信息来生成通信信号。第一发送部连接在通信线上。第一发送部构成为根据通信信号的变化来改变从通信线流入的电流。由此,第一发送部将电流信号送出到通信线。第二发送部连接在通信线上。第二发送部将通信信号作为电压信号施加到通信线。从第一发送部送出的电流信号被电流电压转换部转换成电压变化。由此,从第一发送部送出的电流信号被电流电压转换部转换为电压信号。接收部接收通过电流电压转换部将从第一发送部送出的电流信号转换成电压变化后得到的电压信号。另外,接收部接收从第二发送部送出的电压信号。通信方式切换部按照规定的通信规则对电流发送方式和电压发送方式进行切换。在电流发送方式中,通过第一发送部发送通信信号。换言之,在电流发送方式中,从多个通信终端中的一个通信终端的第一发送部向多个通信终端中的另一个通信终端的接收部发送通信信号。在电压发送方式中,通过第二发送部发送通信信号。换言之,在电压发送方式中,从多个通信终端中的一个通信终端的第二发送部向多个通信终端中的另一个通信终端的接收部发送通信信号。
在这种情况下,通信终端能够对电流发送方式和电压发送方式进行切换来进行动作,在该电流发送方式中,通过第一发送部以电流信号进行通信信号的发送,在该电压发送方式中,通过第二发送部以电压信号进行通信信号的发送。因而,例如在平时设为电流发送方式,使得即使通信线的阻抗降低也能够进行通信。另外,在停止了从电源装置向通信线的供电时能够通过切换为电压发送方式来继续通信。
另外,通信终端具有线供电部、本地供电部以及供电方式切换部。线供电部经由上述通信线从电源装置接受电力供给。本地供电部不经由通信线而从外部电源接受电力供给。供电方式切换部按照规定的供电切换规则对线供电方式和本地供电方式进行切换。在线供电方式中,通信终端通过线供电部接受动作电力的供给。在本地供电方式中,通过本地供电部接受动作电力的供给。
在这种情况下,通信终端能够切换线供电方式和本地供电方式。因而,例如在平时能够设为从电源装置接受电力供给的线供电方式。而且,在停止了从电源装置向通信线的供电时能够切换为本地供电方式。由此,能够继续通信。
另外,供电方式切换部使用制定成如下方式的供电切换规则:在以上述电流发送方式进行动作的过程中选择上述线供电方式。而且,供电方式切换部使用制定成如下方式的上述供电切换规则:在以上述电压发送方式进行动作的过程中选择上述本地供电方式。
在这种情况下,通信终端在以电流发送方式进行动作的过程中以线供电方式进行动作。通信终端在以电压发送方式进行动作的过程中以本地供电方式进行动作。因而,能够根据通信方式分别选择理想的供电方式。
另外,电源装置具有停止单元。停止单元当输出低于规定值时停止向上述通信线的供电。上述通信终端还具有对通信线上的供电状态进行监视的供电监视部。上述通信方式切换部使用制定成如下方式的上述通信切换规则:当在以上述电流发送方式进行动作的过程中停止了从电源装置向通信线的供电时,切换为上述电压发送方式。
在这种情况下,在以电流发送方式进行动作的过程中由于停电等原因导致电源装置的输出降低而无法继续以电流发送方式进行通信的情况下,能够通过切换为电压发送方式来继续通信。
另外,上述电源装置具有停止单元。停止单元当输出低于规定值时停止向上述通信线的供电。通信终端还具有对通信线上的供电状态进行监视的供电监视部。供电监视部构成为检测已停止从上述电源装置向上述通信线供电的状态。通信方式切换部使用制定成如下方式的上述通信切换规则:在上述供电监视部检测到已停止从上述电源装置向上述通信线供电的状态时,选择上述电压发送方式。
另外,在输出大于等于规定值的情况下停止单元允许向上述通信线的供电。
而且,上述供电监视部构成为检测正在从上述电源装置向上述通信线供电的状态。在上述供电监视部检测到正在从上述电源装置向上述通信线供电的状态时,通信方式切换部选择上述电流发送方式。
在这种情况下,在以电流发送方式进行动作的过程中由于停电等原因导致电源装置的输出降低而无法继续以电流发送方式进行通信的情况下,能够通过切换为电压发送方式来继续通信。而且,在以电压发送方式进行动作的过程中电源装置复原的情况下,能够从电压发送方式切换为电流发送方式。
另外,通信终端具有容量评价部。容量评价部从上述电源装置的电流容量减去上述通信线上的电流值来求出富余值。上述通信方式切换部使用制定成如下方式的上述通信切换规则:在以上述电流发送方式进行动作的过程中由容量评价部求出的富余值低于规定值时切换为上述电压发送方式。换言之,通信方式切换部使用在满足接下来的两个条件时切换为电压发送方式的通信切换规则。第一个条件是正在以电流发送方式进行动作。第二个条件是由容量评价部求出的富余值低于规定值。
在这种情况下,在电源装置的电流容量没有富余而以电流发送方式进行的通信变得不稳定的情况下,切换为电压发送方式。由此,能够继续进行稳定的通信。此外,关于以电流发送方式进行的通信变得不稳定的情况,例如可以列举出在以电流发送方式进行动作的过程中增加了通信终端的台数的情况等。
另外,电源装置具有电流容量。通信终端还具有容量评价部。容量评价部构成为从上述电流容量减去上述通信线上的电流值来求出富余值。通信方式切换部使用当上述富余值低于规定值时选择上述电压发送方式的通信切换规则。
而且,上述通信方式切换部使用当上述富余值大于等于规定值时选择上述电流发送方式的通信切换规则。
在这种情况下,在以电流发送方式进行动作的过程中由于通信终端的台数增加等原因导致电源装置的电流容量没有富余而以电流发送方式进行的通信变得不稳定的情况下,切换为电压发送方式。而且,在电源装置的电流容量产生富余的情况下,从电压发送方式变更为电流发送方式。由此,能够继续进行稳定的通信。
另外,通信终端具有信号监视部。信号监视部对上述通信线上的电压信号的信号水平进行监视。上述通信方式切换部使用如下制定的上述通信切换规则:在以上述电压发送方式进行动作的过程中通信线上的电压信号的信号水平低于规定值的情况下,切换为上述电流发送方式。换言之,上述通信方式切换部使用制定成如下方式的通信切换规则:在满足接下来的两个条件时,切换为电流发送方式。第一个条件是处于以上述电压发送方式进行动作的过程中。第二个条件是通信线上的电压信号的信号水平低于规定值。
在这种情况下,在以电压发送方式进行的通信变得不稳定的情况下,能够通过切换为电流发送方式来继续进行稳定的通信。以电压发送方式进行的通信变得不稳定的情况例如是指在以电压发送方式进行动作的过程中由于通信线的阻抗降低等原因导致电压信号的信号水平降低的情况等。
另外,通信终端具有信号监视部。信号监视部对上述通信线上的电压信号的电压水平进行监视。通信方式切换部使用当上述通信线上的电压信号的信号水平低于规定值时选择上述电流发送方式的通信切换规则。
而且,通信方式切换部使用当上述通信线上的电压信号的信号水平大于等于规定值时选择上述电压发送方式的通信切换规则。
在这种情况下,在以电压发送方式进行的通信变得不稳定的情况下,能够通过选择电流发送方式来继续进行稳定的通信。另一方面,在以电压发送方式进行的通信稳定的情况下,能够选择电压发送方式。
而且,在正在以电流发送方式进行通信时识别出以电压发送方式进行的通信稳定的情况下,能够从电流发送方式切换为电压发送方式。
另外,在上述通信方式切换部选择了上述电流发送方式的情况下,上述第二发送部构成为定期地将第二电压信号施加到通信线。通信终端还具有信号监视部。信号监视部构成为对上述通信线上的电压信号的电压水平进行监视。信号监视部构成为对上述通信线上的第二电压信号的电压水平进行监视。信号监视部构成为识别是否处于上述电压信号的电压水平低于规定值的状态。通信方式切换部使用当上述信号监视部识别出上述通信线上的电压信号的电压水平低于规定值的状态时选择上述电流发送方式的通信切换规则。信号监视部构成为识别是否处于上述第二电压信号的电压水平大于等于规定值的状态。通信方式切换部使用当上述信号监视部识别出上述通信线上的第二电压信号的电压水平大于等于规定值的状态时选择上述电压发送方式的通信切换规则。
在这种情况下,在以电压发送方式进行的通信变得不稳定的情况下,也能够通过选择电流发送方式来继续进行稳定的通信。另一方面,在以电压发送方式进行的通信稳定的情况下,能够选择电压发送方式。
而且,在正在以电流发送方式进行通信时识别出以电压发送方式进行的通信稳定的情况下,能够从电流发送方式切换为电压发送方式。
而且,通信方式切换部使用当上述信号监视部识别出上述通信线上的第二电压的电压水平低于规定值的状态时继续选择上述电流发送方式的通信切换规则。
而且,在正在以电流发送方式进行通信时识别出以电压发送方式进行的通信稳定的情况下,能够从电流发送方式切换为电压发送方式。
另外,接收部包括第一接收部和第二接收部。第一接收部构成为接收通过电流电压转换部将从第一发送部送出的电流信号转换成电压变化后得到的电压信号。第二接收部构成为接收从第二发送部送出的电压信号。
另外,在通信方式切换部按照上述通信切换规则选择了上述电流发送方式时,上述第一接收部构成为接收通过电流电压转换部将从第一发送部送出的电流信号转换成电压变化后得到的电压信号。在通信方式切换部按照上述通信切换规则选择了上述电压发送方式时,上述第二接收部构成为接收从第二发送部送出的电压信号。
在这种情况下,在以电压发送方式进行的通信变得不稳定的情况下,能够通过切换为电流发送方式来继续进行稳定的通信。另一方面,在以电压发送方式进行的通信稳定的情况下,能够切换为电压发送方式。
此外,上述通信方式切换部具有处理部。处理部构成为按照上述通信切换规则来控制通信方式切换部,由此,上述通信方式切换部按照通信切换规则对电流发送方式和电压发送方式进行切换。
此外,通信系统连接被监视设备。被监视设备上连接有设备。被监视设备构成为从上述设备获取要发送的信息。多个上述通信终端中的至少一个与被监视设备相连接。与被监视设备相连接的通信终端构成为从上述被监视设备获取要发送的信息。
另外,通信系统还连接监视设备。监视设备构成为从上述被监视设备获取由被监视设备从上述设备获取到的要发送的信息。多个通信终端中的至少一个与上述监视设备相连接。连接监视设备的通信终端与连接上述被监视设备的通信终端不同。连接监视设备的通信终端构成为经由上述通信线从连接上述被监视设备的通信终端获取通信信号。
此外,在通信方式切换部选择了上述电流发送方式时,每个上述通信终端构成为将上述通信信号从上述通信终端的上述第一发送部发送到其它上述通信终端的上述接收部。在通信方式切换部选择了上述电压发送方式时,每个上述通信终端构成为将上述通信信号从上述通信终端的上述第二发送部发送到其它上述通信终端的上述接收部。
(实施方式2)
首先,说明本实施方式所涉及的通信系统的基本结构。如图7所示,该通信系统是具备连接在双线式的通信线W上的母机(传输单元)30和连接在通信线W上并与母机30进行通信的多台(在图示例中为两台)第一通信终端T11的如NMAST(注册商标)那样的通信系统。通信系统还具备连接在通信线W上并通过Peer-to-Peer(P2P)相互直接通信的多台(在图示例中为两台)第二通信终端T12。
第一通信终端T11之间始终经由母机30进行通信,由于母机30对通信终端T11进行轮询,因此通信速度慢,从而不适合例如模拟量(电力量的测量值等)那样数据量比较多的信息的传输。另外,在母机30发生故障时等会导致系统整体停止,因此还存在作为通信系统的可靠性低的问题。与此相对,第二通信终端T12之间进行直接通信,因此通过提高通信速度,还能够传输数据量比较多的信息。
即,从通信速度、可靠性的观点来看期望如第二通信终端T12那样进行直接通信的通信系统,但是一般来说如第一通信终端T11那样经由母机30进行通信的通信系统广泛普及。因此,为了有效利用已设的通信系统,设为如图7那样使第一通信终端T11和第二通信终端T12混合的系统结构。
在此,使用实施方式1中的通信终端T1作为第二通信终端T12,使用实施方式1中的电源装置3作为母机30。总之,第二通信终端T12构成为能够将通信方式切换为电流发送方式和电压发送方式,并且构成为还能够在线供电方式和本地供电方式之间切换供电方式。此外,在图7中省略了图示,但是在母机30与通信线W之间设置有用于将通信线W上的电流变化转换为通信线W上的电压变化的电流电压转换部4。
下面,说明本实施方式的通信系统中的与实施方式1的通信系统的不同点。
多台第一通信终端(终端设备)T11通过通信线W相对于母机30并联连接。母机30和第一通信终端T11构建分时多路传输系统(以下称为“基本系统”),该分时多路传输系统分时地进行从母机30向通信终端T11的数据传输和从第一通信终端T11向母机30的数据传输。
在基本系统中,第一通信终端T11被分类为附设有开关、传感器等(未图示)的监视终端器以及附设有负载(未图示)的控制终端器这两种。由此,能够根据来自附设于监视终端器的开关、传感器等的第一监视信息来控制附设于控制终端器的负载。在此,第一通信终端T11上分别设定有地址(标识符)。监视终端器当收到第一监视信息时对母机30传输与第一监视信息对应的控制信息。母机30当接收到控制信息时对根据地址与上述监视终端器相对应的控制终端器传输控制信息。控制终端器当接收到控制信息时按照上述控制信息对负载进行控制。用于控制负载的控制信息反映了第一监视信息,因此,虽然母机30介于监视终端器与控制终端器之间,但是通过通信线W传输控制信息,由此第一监视信息会反映到负载的控制中。
接着,说明基本系统的动作。
母机30具有作为信号送出部(未图示)的功能,其对通信线W发送由图8的(a)所示的格式的电压波形构成的传输信号。即,传输信号包含:开始(start)信号带A1、A2、用于向第一通信终端T11传输数据的信号发送带B、作为接收来自第一通信终端T11的返送信号的时隙的信号返送带C、结束(end)信号带D1、D2以及暂停带E。该传输信号是双极(複極)(±24V)的分时多路信号,通过对由脉冲列构成的载波进行脉宽调制来传输数据。
在各第一通信终端T11中,当经由通信线W接收到的传输信号的信号发送带B所包含的地址数据与各自设定的地址一致时,从传输信号取入用于控制负载的控制信息。并且,第一通信终端T11与传输信号的信号返送带C同步地将控制信息作为电流模式的信号(通过适当的低阻抗使通信线W短路来送出的信号)进行返送。另外,通过对经由通信线W传输的传输信号进行整流并使其稳定,来供给第一通信终端T11的内部电路的电源。
母机30在平时进行以下的正常轮询(常時ポリング):循环地改变传输信号所包含的地址数据,来依次访问第一通信终端T11。在进行正常轮询时,传输信号所包含的地址数据与自己的地址一致的第一通信终端T11在传输信号中包含控制信息时取入控制信息来进行动作,并将自己的动作状态返送到母机30。
母机30还进行以下的中断轮询:当接收到在某一个监视终端器中与第一监视信息对应地产生的中断信号时,搜索产生了中断信号的第一通信终端T11,访问该第一通信终端T11来使其返送与第一监视信息呼应的控制信息。
即,在母机30中,平时进行将循环地改变地址数据后得到的传输信号送出到通信线W的正常轮询。并且,母机30当与传输信号的开始信号带A1或结束信号带D1同步地检测到由监视终端器(第一通信终端T11)产生的中断信号时,送出将模式数据设为中断轮询模式的传输信号。产生了中断信号的第一通信终端T11在中断轮询模式的传输信号的地址数据的高位与自己的地址的高位一致时,与该传输信号的信号返送带C同步地将自己的地址的低位作为返送数据进行返送。由此,在母机30中能够获取产生了中断信号的第一通信终端T11的地址。
当在母机20中获取到产生了中断信号的第一通信终端T11的地址时,母机30对该第一通信终端T11送出请求控制信息的返送的传输信号,第一通信终端T11将与第一监视信息对应的控制信息返送到母机30。母机30当接收到控制信息时发出指示使得清除对应的第一通信终端T11的第一监视信息,在该第一通信终端T11中返送第一监视信息的清除。
接收到控制信息的母机30生成向根据地址的对应关系与该控制信息的发送源的第一通信终端(监视终端器)T11相对应的第一通信终端(控制终端器)T11发送的控制信息。并且,母机30将包含该控制信息的传输信号送出到通信线W,来控制附设于上述第一通信终端(控制终端器)T11的负载。
在上述基本系统中,按照轮询/选择方式的协议(下面称为第一协议),第一通信终端(监视终端器、控制终端器)T11之间经由母机30进行通信。
另外,在本实施方式的通信系统中,多台第二通信终端T12经由上述通信线W相互并联连接,以与上述基本系统共用通信线W。
第二通信终端T12具有如下功能:按照与上述第一协议不同的协议(下面称为第二协议),不经由母机30而将数据(第二监视信息)传输到其它第二通信终端T12。第二协议的信号的频率比第一协议的信号的频率高,在第一协议的信号与第二协议的信号之间信号水平等存在差异。因此,虽然第一通信终端T11与第二通信终端T12连接在同一通信线W上,但相互之间无法进行通信。
具体地说,第二通信终端T12按照第二协议使包含要传输到其它第二通信终端T12的数据的数据包叠加在传输信号后送出到通信线W,并且接收由其它第二通信终端T12发送的第二协议的数据包。即,利用第一协议的第一通信终端T11之间的通信如上所述那样是经由母机30进行的,与此相对,利用第二协议的第二通信终端T12之间的通信是在第二通信终端T12之间直接进行的,并不依赖于母机30。因此,与利用第一协议的通信相比,利用第二协议的通信能够使通信速度高速化,从而用于例如模拟量(电力量的测量值等)那样数据量比较多的信息的传输。
第二通信终端T12在选择了线供电方式时,与基本系统的第一通信终端T11同样地对从母机30经由通信线W传输的传输信号进行整流并使其稳定,由此接受电力供给来进行动作。
另外,第二通信终端T12对在基本系统的母机30与第一通信终端T11之间传输的第一协议的传输信号进行监视,基于该传输信号来分析第一协议的数据传输状况(下面称为状态(state))。第二通信终端T 12具备以下的功能:判断状态(state)是否处于适于传输第二协议的数据包的状况,在判断为适于传输的时机发送数据包。
即,在使用于基本系统的第一协议中,传输对由脉冲列构成的载波进行脉宽调制后得到的传输信号。在对该传输信号叠加第二协议的数据包时,期望在传输信号稳定为高水平或低水平的期间内进行叠加。传输信号采用图8的(a)的信号格式。因此,信号发送带B以外的期间由于传输信号稳定为高水平或低水平的时间相对长,因此被认为是适于传输数据包的期间(下面称为通信适合期间)。
另一方面,在信号发送带B中,传输信号稳定为高水平或低水平的时间相对短,易于受到利用第一协议的母机30与第一通信终端T11之间的信号传输的影响。因此,这些期间被认为是不适于传输数据包的期间(下面称为通信不适合期间)。
因此,第二通信终端T12构成为以下的结构:分析传输信号的状态(state),基于其分析结果来判断是通信适合期间还是通信不适合期间,仅在判断为通信适合期间时送出第二协议的数据包(参照图8的(b))。通过这样以与第一协议的传输信号同步的方式将第二协议的数据包叠加在传输信号上,能够避免使用共同的通信线W的第一协议的通信与第二协议的通信之间的干扰。在此,第二通信终端T12在发送数据的数据量多而无法在一次通信适合期间内发送完的情况下,与该通信适合期间的结束相应地中断通信,在下一次通信适合期间发送剩余的数据。
并且,关于电流发送方式与电压发送方式之间的切换,本实施方式的第二通信终端T12也并非基于实施方式1中说明的通信切换规则来进行,而是基于传输信号的状态(state)的分析结果来进行。
即,即使在通信适合期间内,也会在由信号返送带C和结束信号带D1、D2构成的期间(返送期间)内从第一通信终端T11向母机30返送电流模式的信号。因此,如果第二通信终端T12在信号返送带C、结束信号带D1、D2向通信线W送出电流信号,则该电流信号与来自第一通信终端T11的电流模式的信号相干扰,从而导致基本系统的通信错误。因此,如图8的(b)所示,通信方式切换部13构成为在从第一通信终端T11向母机30返送电流模式的信号的信号返送带C、结束信号带D1、D2切换为电压发送方式,在其它通信适合期间切换为电流发送方式。
但是,在使第一通信终端T11和第二通信终端T12混合而成的系统结构中,当第二通信终端T12以电压发送方式进行通信时,也有时会根据基本系统的拓扑、第一通信终端T11的规格而产生通信错误。因此,期望将利用电压发送方式的通信用于如只要以多次中一次成功的比例使通信成功即可这样的重要度低的信息的传递。此外,传输信号的状态(state)分析是由实施方式1中说明的图3的状态监视部17来进行的。
其它结构和功能与实施方式1相同。
如上所述,母机具有通过改变施加于上述通信线的电压的大小来将由电压信号构成的传输信号送出到通信线上的信号送出部。通信线上连接使用传输信号与母机进行通信的终端设备(第一通信终端T11)。
在这种情况下,在已经存在在母机与终端设备之间通过传输信号进行通信的通信系统的情况下,能够有效利用现有的通信系统的通信线来实现通信终端(第二通信终端T12)间的通信。
另外,终端设备具有以下功能:与上述传输信号所包含的返送期间同步地将通过适当的低阻抗使上述通信线短路来送出的电流模式的信号返送给上述母机。上述通信方式切换部使用制定成如下方式的上述通信切换规则:在传输信号的返送期间内以上述电压发送方式进行通信。上述通信方式切换部使用制定成如下方式的上述通信切换规则:在传输信号的返送期间以外的期间以上述电流发送方式进行通信。
另外,通信终端构成为对上述传输信号进行监视。通信终端构成为通过分析上述传输信号来识别上述返送期间。
此外,返送期间换言之即是与返送期间相应的时隙。
在这种情况下,通信终端也在传输信号的返送期间以电压发送方式进行动作。通信终端在传输信号的返送期间以外的期间以电流发送方式进行动作。因而,能够避免终端设备对母机返送的电流模式的信号与通信终端的第一发送部送出到通信线的电流信号之间的干扰。
附图标记说明
3:电源装置;4:电流电压转换部;13:通信方式切换部;14:线供电部;15:本地供电部;16:供电方式切换部;17:状态监视部;18:容量评价部;Rx1:第一接收部;Rx2:第二接收部;T1:通信终端;Tx1:第一发送部;Tx2:第二发送部;W:通信线。