CZ306855B6 - A sensory network with the binary tree topology - Google Patents

A sensory network with the binary tree topology Download PDF

Info

Publication number
CZ306855B6
CZ306855B6 CZ2016-489A CZ2016489A CZ306855B6 CZ 306855 B6 CZ306855 B6 CZ 306855B6 CZ 2016489 A CZ2016489 A CZ 2016489A CZ 306855 B6 CZ306855 B6 CZ 306855B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
pin
conductor
switch
data
address
Prior art date
Application number
CZ2016-489A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2016489A3 (en
Inventor
Stanislav Věchet
Jiří Krejsa
Original Assignee
Vysoké Učení Technické V Brně
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoké Učení Technické V Brně filed Critical Vysoké Učení Technické V Brně
Priority to CZ2016-489A priority Critical patent/CZ306855B6/en
Publication of CZ2016489A3 publication Critical patent/CZ2016489A3/en
Publication of CZ306855B6 publication Critical patent/CZ306855B6/en

Links

Landscapes

  • Programmable Controllers (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

The sensory network with the binary tree topology comprises the network root (A) for connecting the network to a control system for addressing the end member (C) and for reading the data of these end members (C), to which, there is connect at least one end member (C) via at least one node (B) with the switch (6) for addressing the end member (C) by means of a signal applied via an active addressed conductor to the node (B) switch and via at least one interconnection line (D) comprising the address conductors (2), the power conductor (3), the data conductor (4) and the earthed conductor (5). The node (B) switch (6) comprises a control contact, the input contact (a) and two output contacts (b, c), where the active address conductor (2a) of the superior branch of the sensory network, whose signal switch (5) switches between the subbranches, is fed to the control contact, the data conductor (4) of the superior branch of the sensory network is fed to the input contact (a) of the switch (6).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká senzorické sítě s topologií binárního stromu, kde každý uzel je možno rozdělit na dva podstromy.The invention relates to a sensory network with a binary tree topology, wherein each node can be divided into two subtrees.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době jsou k návrhu senzorických sítí pro inteligentní domy používány nejčastěji tyto tři přístupy:Currently, the following three approaches are most commonly used to design sensor networks for smart homes:

První variantou je připojení všech senzorů přímo do centrálního prvku, viz obr. 1. Nevýhodou takového řešení je však velký počet kabelů připojených do řídicího počítače, kterých jsou běžně až desítky, a problematická rozšiřitelnost, kdy je nutno nový senzor napojit až do řídicí jednotky, která zpravidla leží na vzdáleném místě jako je například sklep.The first variant is to connect all sensors directly to the central element, see Fig. 1. However, the disadvantage of such a solution is a large number of cables connected to the control computer, which are usually up to tens, and problematic extensibility when it is necessary to connect the new sensor to the control unit, which is usually located at a remote location such as a cellar.

Druhou variantou je centrální řídicí prvek komunikující s ostatními uzly a senzory přes standardní sběrnici, viz obr. 2. Nevýhodou takového řešení je však nutnost použití aktivních uzlů splňujících požadavky komunikace přes zvolenou sběrnici. Běžně musí být každý prvek vybaven mikrokontrolérem umožňujícím komunikaci pomocí komunikačních protokolů, jako jsou například Ethemet, CAN, KNX, apod. Navíc musí obsahovat aplikační firmware, který umožňuje měnit identifikátor na sběrnici, aktualizovat firmware apod. Každý prvek je tedy relativně komplexní zařízení, což se projevuje v ceně takových systémů. Další nevýhoda plyne z topologie sběrnice, která neumožňuje větvení, takže rozšiřitelnost v topologických podmínkách domů bývá velice problematická.The second variant is a central control unit communicating with other nodes and sensors over a standard bus, see Fig. 2. However, the disadvantage of such a solution is the necessity to use active nodes meeting the requirements of communication over the selected bus. Normally, each element must be equipped with a microcontroller enabling communication via communication protocols such as Ethemet, CAN, KNX, etc. In addition, it must contain application firmware that allows you to change the identifier on the bus, update firmware, etc. Each element is a relatively complex device. is reflected in the cost of such systems. Another disadvantage arises from the bus topology, which does not allow branching, so extensibility in topological conditions of houses is very problematic.

Třetí variantou je distribuovaný systém bez centrálního prvku, viz obr. 3. Jeho velkou nevýhodou je ovšem velká relativní složitost každého prvku v síti, protože musí umožňovat komunikaci se všemi ostatními prvky v síti. Veškerá funkcionalita je distribuována mezi jednotlivé prvky, takže je velmi složité systém nakonfigurovat případně nezávisle aktualizovat firmware v každém prvku, což klade velké nároky na režii fungování systému jako celku.The third variant is a distributed system without a central element, see Fig. 3. However, its big disadvantage is the high relative complexity of each element in the network, since it must allow communication with all other elements in the network. All the functionality is distributed among individual elements, making it very difficult to configure the system or independently update the firmware in each element, which places great demands on the overhead of the system as a whole.

Cílem vynálezu je představit senzorickou síť s topologií binárního stromu, která by výše uvedené nevýhody odstranila.It is an object of the present invention to provide a sensory network with a binary tree topology that avoids the above disadvantages.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry senzorická síť s topologií binárního stromu, jehož podstata spočívá vtom, že obsahuje kořen sítě, určený k připojení sítě k řídicímu systému, k adresování koncového členu a ke čtení dat těchto koncových členů, na nějž je přes alespoň jeden uzel s přepínačem, určený k adresování koncového členu pomocí signálu přivedeného prostřednictvím aktivního adresového vodiče na řídicí kontakt přepínače uzlu, a alespoň jedno propojovací vedení, obsahující adresové vodiče, napájecí vodič, datový vodič a zemnicí vodič, připojen alespoň jeden koncový člen, přičemž přepínač uzlu obsahuje řídicí kontakt, vstupní kontakt a dva výstupní kontakty, kde na řídicí kontakt je přiveden aktivní adresový vodič nadvětve senzorické sítě, jehož signál přepínač přepíná mezi podvětvemi, na vstupní kontakt přepínače je přiveden datový vodič nadvětve senzorické sítě, a na výstupní kontakty jsou připojeny datové vodiče podvětví senzorické sítě.The aforementioned drawbacks are largely overcome by a binary-tree topology sensory network, comprising a network root to connect the network to a control system, to address the end member and to read the data of these end members over which there is at least one a switch node for addressing an end member by means of a signal applied via an active address wire to a node switch control contact, and at least one interconnecting line comprising address wires, a power wire, a data wire, and a ground wire connected at least one end member; contains control contact, input contact and two output contacts, where the control contact is connected to the active address wire of the sensory network branch, whose switch signal switches between the branches, the input contact of the switch is connected to the data wire above sensory network branches, and the data contacts of the sensory network subsector are connected to the output contacts.

Ve výhodném provedení je řídicím systémem počítač nebo programovatelný automat nebo jednodeskový počítač.In a preferred embodiment, the control system is a computer or programmable logic controller or single board computer.

-1 CZ 306855 B6-1 CZ 306855 B6

V jiném výhodném provedení je přepínač jednopólový nebo dvoupólový.In another preferred embodiment, the switch is single or bipolar.

V jiném výhodném provedení je uzel obsahuje vstupní konektor, obsahující piny pro připojení adresových vodičů, pin pro připojení napájecího vodiče, pin pro připojení datového vodiče a pin pro připojení zemnícího vodiče, první a druhý výstupní konektor, obsahující piny pro připojení adresových vodičů, pin pro připojení napájecího vodiče, pin pro připojení datového vodiče a pin pro připojení zemnícího vodiče, přepínač datového vodiče, realizuje funkci 2-kanálového analogového multiplexu, určený k přepojení příchozího datového vodiče na první nebo druhý výstupní konektor, kde první pin vstupního konektoru je vyveden pomocí aktivního datového vodiče na řídicí kontakt přepínače, druhý pin vstupního konektoru je vyveden pomocí prvního adresového vodiče na první pin výstupních konektorů, třetí pin vstupního konektoru je vyveden pomocí druhého adresového vodiče na druhý pin výstupních konektorů, čtvrtý pin vstupního konektoru je vyveden pomocí třetího adresového vodiče na třetí pin výstupních konektorů, pátý pin vstupního konektoru je vyveden pomocí čtvrtého adresového vodiče na čtvrtý pin výstupních konektorů, šestý pin vstupního konektoru je vyveden pomocí napájecího vodiče na šestý pin výstupních konektorů, sedmý pin vstupního konektoru je vyveden datovým vodičem na vstupní kontakt a přepínače, a následně přes první výstupní kontakt přepínače je vyveden na sedmý pin prvního výstupního konektoru, a přes druhý výstupní kontakt přepínače je vyveden na sedmý pin druhého výstupního konektoru, a osmý pin vstupního konektoru je vyveden pomocí zemnícího vodiče na osmý pin výstupních konektorů.In another preferred embodiment, the node comprises an input connector including address conductor connection pins, a power conductor connection pin, a data conductor connection pin, and a ground conductor connection pin, a first and a second output connector comprising address conductor connection pins, a power wire connection, data wire and ground wire pin, data wire switch, implements a 2-channel analog multiplex, designed to switch the incoming data wire to the first or second output connector, where the first input connector pin is routed through an active the second pin of the input connector is connected via the first address wire to the first pin of the output connectors, the third pin of the input connector is connected via the second address wire to the second pin of the output connector ore, the fourth pin of the input connector is routed by the third address wire to the third pin of the output connectors, the fifth pin of the input connector is routed by the fourth address wire to the fourth pin of the output connectors, the sixth pin of the input connector is routed the input connector pin is led through the data wire to the input contact and the switches, and then through the first output contact of the switch to the seventh pin of the first output connector, and through the second output contact of the switch to the seventh pin of the second output connector, connected to the eighth pin of the output connectors using a grounding conductor.

V jiném výhodném provedení je uzel je vybaven LED diodou určenou pro indikaci zapnutého stavu.In another preferred embodiment, the node is equipped with an LED for indicating the on state.

V jiném výhodném provedení je koncový člen obsahuje napájecí vodič, zemní vodič a datový vodič.In another preferred embodiment, the end member comprises a power conductor, an earth conductor, and a data conductor.

V jiném výhodném provedení je koncový člen vybaven vlastním napájením ze senzorické sítě, nebo externím, nebo obsahuje zdroj napětí ve formě Zenerovy diody, nebo lineární nebo spínaný zdroj.In another preferred embodiment, the end member is provided with its own power supply from the sensing network, or external, or comprises a voltage source in the form of a Zener diode, or a linear or switched source.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Vynález bude dále přiblížen pomocí obrázků, kde obr. 1 představuje senzorickou síť podle stavu techniky s připojením všech senzorů přímo do centrálního prvku, obr. 2 představuje senzorickou síť podle stavu techniky, kde centrální řídicí prvek komunikuje s ostatními uzly a senzory přes standardní sběrnici, obr. 3 představuje senzorickou síť podle stavu techniky bez centrálního prvku, obr. 4 představuje příklad senzorické sítě podle vynálezu s 5ti adresovými vodiči, datovým vodičem, napájecím vodičem a zemněním, obr. 5 představuje uzel senzorické sítě podle vynálezu, obr. 6a představuje první příklad adresování v senzorické síti podle vynálezu se třemi adresovými vodiči a jedním datovým vodičem, obr. 6b představuje druhý příklad adresování v senzorické síti podle vynálezu se třemi adresovými vodiči a jedním datovým vodičem, a obr. 7 představuje senzorickou síť podle vynálezu s topologií binárního stromu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be further illustrated by the drawings, wherein FIG. 1 represents a prior art sensory network with all sensors connected directly to a central element; FIG. 2 represents a prior art sensory network where the central controller communicates with other nodes and sensors via a standard bus; Fig. 3 represents a prior art sensory network without a central element; Fig. 4 shows an example of a sensory network according to the invention with 5 address wires, data conductor, power conductor and ground; Fig. 5 represents a sensory network node according to the invention; Fig. 6b shows a second example of addressing in a sensory network according to the invention with three address wires and one data conductor, and Fig. 7 shows a sensory network according to the invention with binary topology of a tree.

Příklad uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Senzorická síť s topologií binárního stromu podle vynálezu je v příkladu popsána na obr. 4, a obsahuje kořen A sítě, na nějž je přes alespoň jeden uzel B a alespoň jedno propojovací vedení D připojen alespoň jeden koncový člen C.A sensor network with a binary tree topology according to the invention is described by way of example in Fig. 4, and comprises a network root A to which at least one terminal member C is connected via at least one node B and at least one interconnecting line D.

Kořen sítě A realizuje připojení sítě k řídicímu systému, který adresuje koncové členy C a čte z nich data. Řídicím systémem může být počítač, programovatelný automat, nebo jednodeskový počítač. Kořen sítě A musí být vybaven minimálně stejným počtem vstupně/výstupních pinů proThe network root A implements the network connection to the control system, which addresses the end members C and reads data therefrom. The control system can be a computer, a programmable logic controller, or a single-board computer. The network root A must be equipped with at least the same number of I / O pins for

-2CZ 306855 B6 adresování koncových členů C sítě, a jedním pinem pro příjem dat z koncových členů C. S výhodou může jít o mikrořadič, např. Arduino, který může dále komunikovat s nadřazeným počítačem. Může být také použit přímo počítač či jednodeskový počítač, umožňující ovládat vstupně/výstupní piny, jako jsou např. piny typu Rasppery Pi, BeagleBone, aj.Advantageously, it may be a microcontroller, such as an Arduino, which can further communicate with the host computer. A computer or a single-board computer can also be used to control input / output pins, such as Rasppery Pi, BeagleBone, etc.

Uzel B sítě realizuje adresování koncového členu C pomocí přepínače, který směruje tok informací z nadvětve na žádanou adresu podvětve. Přepínání je řízeno signálem přivedeným prostřednictvím aktivního adresového vodiče na řídicí kontakt přepínače. Po přijetí/nepřijetí řídícího signálu následně dochází k přepnutí/nepřepnutí datového vodiče přivedeného na vstup přepínače na žádaný výstup přepínače. Přepínač může být jednopólový nebo dvoupólový, pro případ komunikace se snímači využívajícími více komunikačních vodičů.The network node B implements addressing of the end member C by means of a switch that directs the flow of information from the branch to the desired sub-address. The switching is controlled by a signal applied via the active address wire to the switch control contact. After receiving / not accepting the control signal, the data conductor connected to the switch input to the desired switch output is then switched on / off. The switch can be single-pole or double-pole in case of communication with sensors using multiple communication wires.

Příklad uzlu B pro osmižilový datový vodič je detailně zobrazen na obr. 5, obsahující vstupní konektor 1, první a druhý výstupní konektor 7A, 7B, a přepínač 6 datového vodiče 4, kde:An example of an eight-wire data wire node B is shown in detail in Fig. 5, comprising an input connector 1, a first and a second output connector 7A, 7B, and a data wire switch 6, wherein:

- vstupní konektor 1, obsahující piny a, b, 2, d, e pro připojení adresových vodičů 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, pin f pro připojení napájecího vodiče 3, pin g pro připojení datového vodiče 4 a pin h pro připojení zemnícího vodiče 5. Adresové vodiče 2b, 2c, 2d, 2e předávají informaci o adrese do podstromu. Adresový vodič 2 připojený na první pin a vstupního konektoru 1 je aktivním adresovým vodičem 2a určujícím, jestli je aktivní první výstupní konektor 7b nebo druhý výstupní konektor 7c přepínače 6,- an input connector 1 comprising pins a, b, 2, d, e for connecting the address wires 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, pin f for connecting the power wire 3, pin g for connecting the data wire 4 and pin h for connection ground conductor 5. The address conductors 2b, 2c, 2d, 2e transmit the address information to the subtree. The address wire 2 connected to the first pin and the input connector 1 is the active address wire 2a determining whether the first output connector 7b or the second output connector 7c of the switch 6 is active,

- první a druhý výstupní konektor 7 A, 7B, obsahující piny a, b, c, d, e pro připojení adresových vodičů 2, pin f pro připojení napájecího vodiče 3, pin g pro připojení datového vodiče 4 a pin h pro připojení zemnícího vodiče 5,- first and second output connectors 7A, 7B, comprising pins a, b, c, d, e for connecting the address conductors 2, pin f for connecting the power conductor 3, pin g for connecting the data conductor 4 and pin h for the grounding conductor 5,

- přepínač 6 datového vodiče 4, provedený např. jako obvod 74LVC1G53, realizuje funkci 2kanálového analogového multiplexu, přepojujícího příchozí datový vodič 4 na první nebo druhý výstupní konektor 7A, 7B.the data conductor switch 6, e.g., as a circuit 74LVC1G53, performs the function of a 2-channel analog multiplex, connecting the incoming data conductor 4 to the first or second output connector 7A, 7B.

Vnitřní propojení uzlu B, dle příkladu zobrazeného na obr. 5, je provedeno tak, že:The internal connection of the node B, according to the example shown in Fig. 5, is such that:

- první pin a vstupního konektoru 1 je vyveden pomocí aktivního datového vodiče 2a na řídicí kontakt přepínače 6,- the first pin a of the input connector 1 is led via the active data conductor 2a to the control contact of the switch 6,

- druhý pin b vstupního konektoru 1 je vyveden pomocí prvního adresového vodiče 2b na první pin a výstupních konektorů 7A, 7B,- the second pin b of the input connector 1 is routed via the first address wire 2b to the first pin and the output connectors 7A, 7B,

- třetí pin c vstupního konektoru 1 je vyveden pomocí druhého adresového vodiče 2c na druhý pin b výstupních konektorů 7 A, 7B,- the third pin c of the input connector 1 is routed via the second address wire 2c to the second pin b of the output connectors 7A, 7B,

- čtvrtý pin d vstupního konektoru 1 je vyveden pomocí třetího adresového vodiče 2d na třetí pin c výstupních konektorů 7A, 7B,- the fourth pin d of the input connector 1 is routed via the third address wire 2d to the third pin c of the output connectors 7A, 7B,

- pátý pin e vstupního konektoru 1 je vyveden pomocí čtvrtého adresového vodiče 2e na čtvrtý pin d výstupních konektorů 7A, 7B,- the fifth pin e of the input connector 1 is routed via the fourth address wire 2e to the fourth pin d of the output connectors 7A, 7B,

- šestý pin f vstupního konektoru 1 je vyveden pomocí napájecího vodiče 3 na šestý pin f výstupních konektorů 7 A, 7B,- the sixth pin f of the input connector 1 is routed via the power conductor 3 to the sixth pin f of the output connectors 7 A, 7B,

- sedmý pin g vstupního konektoru 1 je vyveden datovým vodičem 4 na vstupní kontakt a přepínače 6, a následně přes první výstupní kontakt b přepínače 6 je vyveden na sedmý pin g prvního výstupního konektoru 7A, a přes druhý výstupní kontakt c přepínače 6 je vyveden na sedmý pin g druhého výstupního konektoru 7B,- the seventh pin g of the input connector 1 is led through the data conductor 4 to the input contact and the switch 6, and then via the first output contact b of the switch 6 to the seventh pin g of the first output connector 7A; seventh pin g of second output connector 7B,

- a osmý pin h vstupního konektoru 1 je vyveden pomocí zemnícího vodiče 5 na osmý pin h výstupních konektorů 7 A, 7B,- and the eighth pin h of the input connector 1 is led by the grounding wire 5 to the eighth pin h of the output connectors 7A, 7B,

Uzel B může být vybaven LED diodou připojenou na pin a, což umožňuje detekci aktivace daného uzlu, nebo může být LED dioda připojena přímo na napájení.Node B can be equipped with an LED connected to pin a, allowing detection of the activation of the node, or the LED can be connected directly to the power supply.

-3 CZ 306855 B6-3 CZ 306855 B6

Koncový člen C realizuje funkci senzoru nebo aktuátoru. Musí obsahovat možnost spojit se zemí celou senzorickou síť a možnost připojení adekvátních datových vodičů pro přenos informace. Nejčastěji obsahuje právě tři vodiče, kterými jsou: napájecí vodič, zemní vodič a datový vodič. Po datovém vodiči lze přenášet nejčastěji analogový signál, aleje možné ho také použit pro přenos informací one-wire protokolem nebo half-duplexní sériovou komunikací. Koncový člen C může být vybaven vlastním napájením potřebné úrovně získávané buď to ze senzorické sítě, nebo externě. Dále může obsahovat zdroj napětí ve formě Zenerovy diody, nebo lineárního nebo spínaného zdroje. S výhodou by měl koncový člen C využívat napětí 3V získávané přímo ze senzorické sítě.The terminal member C functions as a sensor or actuator. It must include the possibility to connect the entire sensory network to the ground and the possibility of connecting adequate data conductors for information transmission. Most often it contains just three wires, which are: supply wire, ground wire and data wire. The most common analog signal can be transmitted over the data wire, but it can also be used to transmit information using a one-wire protocol or half-duplex serial communication. The terminal member C can be equipped with its own power supply of the required level obtained either from the sensory network or externally. It may further comprise a voltage source in the form of a Zener diode, or a linear or switched source. Preferably, the terminal member C should utilize a 3V voltage obtained directly from the sensory network.

Propojovací vedení D umožňuje vzájemné propojení všech prvků sítě. Musí být tvořeno adresovými vodiči a minimálně jedním datovým vodičem. S výhodou lze použit standardní ΌΤΡ kabely s osmi vodiči, kde pět vodičů bude sloužit k adresaci až 32 prvků, jeden vodič bude datovým vodičem, a dva vodiče budou určeny pro napájení a zemnění. Lze však použít více či méně žilové vodiče v závislosti na potřebném maximálním počtu využitelných koncových členů C.Interconnection line D enables interconnection of all network elements. It must consist of address wires and at least one data wire. Advantageously, standard ΌΤΡ cables with eight conductors can be used, where five conductors will be used to address up to 32 elements, one conductor will be a data conductor, and two conductors will be for power and ground. However, more or less core conductors may be used, depending on the required maximum number of available C terminal members.

Princip funkce je popsán na vzorové sítí s třemi adresovými vodiči, představené na obr. 6a a obr. 6b. Stejný princip lze však použít pro libovolný počet adresových vodičů.The principle of operation is described in the exemplary three-address network illustrated in FIGS. 6a and 6b. However, the same principle can be applied to any number of address wires.

Obr. 6a uvádí příklad adresace koncového členu C s adresací 010. První číslo 0 způsobí aktivaci přepínače v prvním uzlu tak, že zůstane aktivní levá část stromu. První vodič již dále nevede a druhý vodič dále působí jako první vodič následného uzlu. Druhé číslo 1 aktivuje přepínač v druhém uzlu tak, že aktivuje pravou část stromu. První vodič již dále nevede a druhý vodič dále působí jako první vodič následného uzlu. Třetí číslo 0 aktivuje přepínač v třetím uzlu tak, že aktivuje levou stranu sítě a otevře tak cestu pro přenos datového signálu z žádaného senzoru do kořenového uzlu sítě.Giant. 6a shows an example of addressing the end member C with address 010. The first number 0 causes the switch to be activated at the first node so that the left side of the tree remains active. The first conductor no longer runs and the second conductor continues to act as the first conductor of the downstream node. The second number 1 activates the switch on the second node by activating the right part of the tree. The first conductor no longer runs and the second conductor continues to act as the first conductor of the downstream node. The third number 0 activates the switch at the third node by activating the left side of the network and opening the path for data signal transmission from the requested sensor to the root node of the network.

Obr. 6b uvádí příklad adresace koncového členu C s adresací 110. První číslo 1 způsobí aktivaci přepínače v prvním uzlu tak, že zůstane aktivní pravá část stromu. První vodič již dále nevede a druhý vodič dále působí jako první vodič následného uzlu. Druhé číslo 1 aktivuje přepínač v druhém uzlu tak, že aktivuje pravou část stromu. První vodič již dále nevede a druhý vodič dále působí jako první vodič následného uzlu. Třetí číslo 0 aktivuje přepínač v třetím uzlu tak, že aktivuje levou stranu sítě a otevře tak cestu pro přenos datového signálu z žádaného senzoru do kořenového uzlu sítě.Giant. 6b shows an example of addressing the end member C with addressing 110. The first number 1 causes the switch to be activated at the first node so that the right part of the tree remains active. The first conductor no longer runs and the second conductor continues to act as the first conductor of the downstream node. The second number 1 activates the switch on the second node by activating the right part of the tree. The first conductor no longer runs and the second conductor continues to act as the first conductor of the downstream node. The third number 0 activates the switch at the third node by activating the left side of the network and opening the path for data signal transmission from the requested sensor to the root node of the network.

Výhodou představené senzorické sítě podle vynálezu je centrální řízení, které je jednoduché na programování, a to, že je senzorická síť připojena k centrálnímu prvku pouze jedním kabelem, což klade minimální nároky na konektivitu centrálního prvku. Další výhodou je, že přepínací uzly jsou pasivní, tedy neobsahují žádnou inteligenci, žádný vlastní program, z čehož plyne jednoduchost a spolehlivost celé sítě. Díky stromové struktuře lze síť rovněž snadno rozšiřovat o další prvky v koncových uzlech pouhým rozdvojením a přidáním dalšího podstromu.An advantage of the present sensor network according to the invention is the central control, which is simple to program, and that the sensor network is connected to the central element by only one cable, which places minimal demands on the central element connectivity. Another advantage is that the switching nodes are passive, ie they contain no intelligence, no own program, which implies simplicity and reliability of the whole network. Thanks to the tree structure, the network can also be easily expanded with additional elements in the end nodes by simply splitting and adding another subtree.

Senzorickou síť podle vynálezu lze výhodně použit v rozvodech inteligentních domů, viz obr. 7, v mobilní robotíce pro propojení senzorů umístěných na robotu s řídicím počítačem atd.The sensor network according to the invention can be advantageously used in the wiring of intelligent houses, see Fig. 7, in a mobile robot for connecting sensors placed on the robot to a control computer, etc.

Claims (7)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Senzorická síť s topologií binárního stromu, v y z n a č u j í c í se tím, že1. Sensor network with binary tree topology, characterized in that: - obsahuje kořen (A) sítě, určený k připojení sítě k řídicímu systému, k adresování koncového členu (C) a ke čtení dat těchto koncových členů (C),- it contains a network root (A) to connect the network to the control system, to address the end member (C) and to read the data of these end members (C), - na nějž je přes alespoň jeden uzel (B) s přepínačem (6), určený k adresování koncového členu (C) pomocí signálu přivedeného prostřednictvím aktivního adresového vodiče na řídicí kontakt přepínače uzlu (B),- over which there is at least one node (B) with a switch (6) intended to address the end member (C) by means of a signal applied via an active address wire to the control contact of the node switch (B), - a alespoň jedno propojovací vedení (D), obsahující adresové vodiče (2), napájecí vodič (3), datový vodič (4) a zemnicí vodič (5),- and at least one interconnecting line (D) comprising the address wires (2), the supply conductor (3), the data conductor (4) and the ground conductor (5), - připojen alespoň jeden koncový člen (C),- at least one end member (C) is connected, - přičemž přepínač (6) uzlu (B) obsahuje řídicí kontakt, vstupní kontakt (a) a dva výstupní kontakty (b, c), kde- wherein the switch (6) of the node (B) comprises a control contact, an input contact (a) and two output contacts (b, c), wherein - na řídicí kontakt je přiveden aktivní adresový vodič (2a) nadvětve senzorické sítě, jehož signál přepínač (6) přepíná mezi podvětvemi,- an active address wire (2a) of the sensory network branch is connected to the control contact, the signal of which the switch (6) switches between the branches, - na vstupní kontakt (a) přepínače (6) je přiveden datový vodič (4) nadvětve senzorické sítě,- the data contact (4) of the sensor network branch is connected to the input contact (a) of the switch (6), - a na výstupní kontakty (b, c) jsou připojeny datové vodiče podvětví senzorické sítě.- and the data contacts of the sensory network subsector are connected to the output contacts (b, c). 2. Senzorická síť podle nároku 1, vyznačující se tím, že řídicím systémem je počítač nebo programovatelný automat nebo jednodeskový počítač.Sensory network according to claim 1, characterized in that the control system is a computer or a programmable controller or a single-board computer. 3. Senzorická síť podle nároku 1, vyznačující se tím, že přepínač (6) je jednopólový nebo dvoupólový.Sensor network according to claim 1, characterized in that the switch (6) is single-pole or bipolar. 4. Senzorická síť podle nároku 1, vyznačující se tím, že uzel (B) obsahujeSensor network according to claim 1, characterized in that the node (B) comprises - vstupní konektor (1), obsahující piny (a, b, c, d, e) pro připojení adresových vodičů (2a, 2b, 2c, 2d, 2e), pin (f) pro připojení napájecího vodiče (3), pin (g) pro připojení datového vodiče (4) a pin (h) pro připojení zemnícího vodiče (5),- an input connector (1) comprising pins (a, b, c, d, e) for connecting the address wires (2a, 2b, 2c, 2d, 2e), pin (f) for connecting the power wire (3), pin ( g) for connection of data conductor (4) and pin (h) for connection of ground conductor (5), - první a druhý výstupní konektor (7A, 7B), obsahující piny (a, b, c, d, e) pro připojení adresových vodičů (2), pin (f) pro připojení napájecího vodiče (3), pin (g) pro připojení datového vodiče (4) a pin (h) pro připojení zemnícího vodiče (5),- a first and a second output connector (7A, 7B) comprising pins (a, b, c, d, e) for connecting the address wires (2), pin (f) for connecting the power conductor (3), pin (g) for connection of data wire (4) and pin (h) for connection of ground wire (5), - přepínač (6) datového vodiče (4), realizuje funkci 2-kanálového analogového multiplexu, určený k přepojení příchozího datového vodiče (4) na první nebo druhý výstupní konektor (7A, 7B), kde- a data conductor switch (6), performing the function of a 2-channel analog multiplex, for switching the incoming data conductor (4) to the first or second output connector (7A, 7B), wherein - první pin (a) vstupního konektoru (1) je vyveden pomocí aktivního datového vodiče (2a) na řídicí kontakt přepínače (6),- the first pin (a) of the input connector (1) is routed via the active data wire (2a) to the control contact of the switch (6), - druhý pin (b) vstupního konektoru (1) je vyveden pomocí prvního adresového vodiče (2b) na první pin (a) výstupních konektorů (7A, 7B),- the second pin (b) of the input connector (1) is routed via the first address wire (2b) to the first pin (a) of the output connectors (7A, 7B), - třetí pin (c) vstupního konektoru (1) je vyveden pomocí druhého adresového vodiče (2c) na druhý pin (b) výstupních konektorů (7A, 7B),- the third pin (c) of the input connector (1) is routed via the second address wire (2c) to the second pin (b) of the output connectors (7A, 7B), - čtvrtý pin (d) vstupního konektoru (1) je vyveden pomocí třetího adresového vodiče (2d) na třetí pin (c) výstupních konektorů (7A, 7B),- the fourth pin (d) of the input connector (1) is routed via a third address wire (2d) to the third pin (c) of the output connectors (7A, 7B), - pátý pin (e) vstupního konektoru (1) je vyveden pomocí čtvrtého adresového vodiče (2e) na čtvrtý pin (d) výstupních konektorů (7A, 7B),- the fifth pin (e) of the input connector (1) is routed via the fourth address wire (2e) to the fourth pin (d) of the output connectors (7A, 7B), - šestý pin (f) vstupního konektoru (1) je vyveden pomocí napájecího vodiče (3) na šestý pin (f) výstupních konektorů (7A, 7B),- the sixth pin (f) of the input connector (1) is routed via the power conductor (3) to the sixth pin (f) of the output connectors (7A, 7B), -5CZ 306855 B6-5GB 306855 B6 - sedmý pin (g) vstupního konektoru (1) je vyveden datovým vodičem (4) na vstupní kontakt a přepínače (6), a následně přes první výstupní kontakt (b) přepínače (6) je vyveden na sedmý pin (g) prvního výstupního konektoru (7A), a přes druhý výstupní kontakt (c) přepínače (6) je vyveden na sedmý pin (g) druhého výstupního konektoru (7B),- the seventh pin (g) of the input connector (1) is led through the data conductor (4) to the input contact and the switches (6), and subsequently via the first output contact (b) of the switch (6) to the seventh pin (g) connector (7A), and via the second output contact (c) of the switch (6) is routed to the seventh pin (g) of the second output connector (7B), - a osmý pin (h) vstupního konektoru (1) je vyveden pomocí zemnícího vodiče (5) na osmý pin (h) výstupních konektorů (7A, 7B).- and the eighth pin (h) of the input connector (1) is routed via the ground wire (5) to the eighth pin (h) of the output connectors (7A, 7B). 5. Senzorická síť podle nároku 1, vyznačující se tím, diodou určenou pro indikaci zapnutého stavu.Sensor network according to claim 1, characterized by a diode for indicating the on state. že uzel (B) je vybaven LEDthat the node (B) is equipped with an LED 6. Senzorická síť podle nároku 1, vyznačující se tím napájecí vodič, zemní vodič a datový vodič.Sensor network according to claim 1, characterized in that the supply conductor, the ground conductor and the data conductor. že koncový člen (C) obsahuje že koncový člen (C) je vybatím,that the end member (C) comprises that the end member (C) is a discharge, 7. Senzorická síť podle nároku 1, vyznačující ven vlastním napájením ze senzorické sítě, nebo externím, nebo obsahuje zdroj napětí ve formě Zenerovy diody, nebo lineární nebo spínaný zdroj.The sensory network according to claim 1, characterized by its own power supply from the sensory network, or external, or comprises a voltage source in the form of a Zener diode, or a linear or switched source.
CZ2016-489A 2016-08-10 2016-08-10 A sensory network with the binary tree topology CZ306855B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-489A CZ306855B6 (en) 2016-08-10 2016-08-10 A sensory network with the binary tree topology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-489A CZ306855B6 (en) 2016-08-10 2016-08-10 A sensory network with the binary tree topology

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2016489A3 CZ2016489A3 (en) 2017-08-09
CZ306855B6 true CZ306855B6 (en) 2017-08-09

Family

ID=59519995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2016-489A CZ306855B6 (en) 2016-08-10 2016-08-10 A sensory network with the binary tree topology

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ306855B6 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2010980A3 (en) * 2010-12-29 2012-07-11 Cominfo, A.S. Method of making communication network with dynamic topology for use in small electronic devices
CN103067125A (en) * 2012-12-18 2013-04-24 浙江工业大学 On-off keying (OOK) modulation-based source coding method of high transmitted energy efficiency in wireless sensor network
CZ304151B6 (en) * 2012-10-09 2013-11-20 Ceské vysoké ucení technické v Praze - Fakulta elektrotechnická Circuit arrangement for integrated control and management in service networks of smart buildings
CZ27182U1 (en) * 2014-04-15 2014-07-14 České Vysoké Učení Technické V Praze Fakulta Elektrotechnická Device for integrated and distributed control and management of smart buildings and flats
US20150333918A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Schneider Electric Buildings, Llc Power over ethernet enabled sensor and sensor network

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2010980A3 (en) * 2010-12-29 2012-07-11 Cominfo, A.S. Method of making communication network with dynamic topology for use in small electronic devices
CZ304151B6 (en) * 2012-10-09 2013-11-20 Ceské vysoké ucení technické v Praze - Fakulta elektrotechnická Circuit arrangement for integrated control and management in service networks of smart buildings
CN103067125A (en) * 2012-12-18 2013-04-24 浙江工业大学 On-off keying (OOK) modulation-based source coding method of high transmitted energy efficiency in wireless sensor network
CZ27182U1 (en) * 2014-04-15 2014-07-14 České Vysoké Učení Technické V Praze Fakulta Elektrotechnická Device for integrated and distributed control and management of smart buildings and flats
US20150333918A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Schneider Electric Buildings, Llc Power over ethernet enabled sensor and sensor network

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2016489A3 (en) 2017-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101310232B (en) Network unit and programmable controller using the same
CN101263681B (en) A system for monitoring cable interface connections in a network
US8532120B2 (en) Routing facility for a subsea electronics module
CA2882305C (en) Apparatus and method for interfacing a plurality of remote devices to a programmable logic controller (plc)
CN110119369A (en) Flexible expansible automation equipment with hot-swappable I/O unit
US20210288606A1 (en) System, for motor control center, having a dual structure of integrated modules and communication
CN110768880A (en) Ethernet network node, fault processing method, computer device and storage medium
CN109076003A (en) Method and bus system for bus system initialization
CZ306855B6 (en) A sensory network with the binary tree topology
CN108292998A (en) bus coupling unit and bus system with bus coupling unit
CZ29911U1 (en) Sensory network with binary tree topology
EP3703320B1 (en) Slave device and communication system
JP2009205598A (en) I/o system
US20150301978A1 (en) Electrical node for daisy-chain buses with serial data transmission and concurrent transmission of electric energy
CN105573513B (en) Control module for interactive system
CN101141362B (en) System interface and apparatus comprising the system interface
US20220124178A1 (en) Control and data transfer system for supporting different communication protocols and an adapter module
US20020172224A1 (en) Ethernet node having hub, switch and/or repeater characteristics
US20130318271A1 (en) Cable harness switches
CN107070547A (en) A kind of CPCI type gigabit Ethernet devices with failure monitoring ability
CZ2012685A3 (en) Circuit arrangement for integrated control and management in service networks of smart buildings
EP4354804A1 (en) Network interface with deactivatable automatic bypass functionality between two network connectors
KR101344393B1 (en) Field bus network system of ring structure
CN106716307B (en) Device for controlling/commanding a plurality of human-machine interaction means
EP4068911A1 (en) Associating topologically related devices on a lighting control bus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20200810